+7(904)3314610

Гидрометеорологические и климатические наблюдения

moveinfo.ru

баннер статьи

Дата:

Основные определения. Развитее и краткий обзор некоторых современных технологий метеорологических и климатических наблюдений.

Гидрометеорология—наука о гидросфере и атмосфере Земли.

Гидрология—(От греч.Hydor - вода и Logos - слово, учение), наука, занимающаяся изучением природных вод, явлений и процессов, в них протекающих. Гидрология, являясь наукой геофизической, тесно соприкасается с науками географических, геологических и биологических циклов. Предмет изучения гидрологии — водные объекты: океаны, моря, реки, озёра, водохранилища, болота, скопления влаги в виде снежного покрова, ледников, почвенных и подземных вод. Основные проблемы современной гидрологии: исследования круговорота воды в природе, влияния на него деятельности человека и управление режимом водных объектов и водным режимом территорий; пространственно-временной анализ гидрологических элементов (уровня, расходов, температуры воды и др.) для отдельных территорий и Земли в целом; выявление закономерностей в колебаниях этих элементов. Основное практическое приложение гидрологии заключается в оценке современного состояния водных ресурсов, прогнозе их будущего состояния и в обосновании их рационального использования. В связи со специфическими особенностями водных объектов и методов их изучения гидрологию разделяется на океанологию (моря и океаны), гидрологию суши, или собственно гидрологию (точнее, гидрологию поверхностных вод суши), гидрогеологию (гидрологию подземных вод) [1].

Метеорология—(от греч. meteoros — поднятый вверх, небесный, meteora — атмосферные и небесные явления и ...логия), наука об атмосфере и происходящих в ней процессах. Основной раздел метеорологии — физика атмосферы, исследующая физические явления и процессы в атмосфере. Химические процессы в атмосфере изучаются химией атмосферы — новым, быстро развивающимся разделом метеорологии. Изучение атмосферных процессов теоретическими методами гидроаэромеханики — задача динамической метеорологии, одной из важных проблем которой является разработка численных методов прогнозов погоды. Другими разделами метеорологии являются: наука о погоде и методах её предсказания — синоптическая метеорология и наука о климатах Земли — климатология, обособившаяся в самостоятельную дисциплину. В этих дисциплинах пользуются как физическими, так и географическими методами исследования, однако в последнее время физические направления в них стали ведущими. Влияние атмосферных факторов на биологические процессы изучается биометеорологией, включающей сельскохозяйственную метеорологию и биометеорологию человека [1].

Климатология—(от климат и... логия), наука о климате, его типах, обусловленности, распределении по земной поверхности и изменениях во времени. Климатология входит в систему географических наук, поскольку климат является одной из географических характеристик местности, но климатообразующие процессы имеют геофизическую природу; поэтому климатология опирается на выводы геофизической науки — метеорологии, в составе которой она возникла и с которой остаётся тесно связанной. Климатология иногда определяют как географическую часть метеорологии.

Фактический материал о типах климата и их распределении по земному шару, полученный из статистической обработки многолетних рядов метеорологических наблюдений является содержанием климатографии. Учение о генезисе климата, его физической обусловленности служит предметом физической климатологией, которая опирается, прежде всего, на представления о тепловом и водном балансах земной поверхности и атмосферы и об их климатообразующей роли. Особой ветвью физической климатологии является динамическая климатология, рассматривающая климаты и их распределение по Земле в зависимости от процессов общей циркуляции атмосферы. Вопросы изучения климата высоких слоев атмосферы выделяются в аэроклиматологию, климат приземного слоя воздуха является предметом микроклиматологии. Особое положение занимает палеоклиматология (учение о климатах геологического и исторического прошлого, тесно примыкающее к исторической геологии). Большое практическое значение климатология явилось причиной возникновения ряда прикладных климатологических дисциплин, пограничных с др. науками. Сюда относятся биоклиматология — учение о влиянии климата на живую природу и человека, агроклиматология — учение о влиянии климата на земледелие, курортная и медицинская климатология, техническая климатология, в которой выделяются такие дисциплины, как авиационная климатология, транспортная климатология, строительная климатология и др.

Современные технологии позволяют производить невиданные прежде глобальные исследования окружающей нас среды. Это относиться к далёкому и близкому космосу, Солнечной системе и непосредственно планете Земля.

Что является причиной глобальных климатических аномалий, и каковы закономерности их развития, как эффективнее предсказывать погоду? Ответы на эти вопросы ищут многие исследователи со всего мира. Существует ряд отечественных и зарубежных климатических моделей [2,3] производящих статистический анализ накопленных данных, мониторинг текущей климатической обстановки, прогнозирование. Наличие мощных вычислительных средств (мировых центров данных и суперкомпьютеров с распараллеливанием вычислительных процессов) позволяет учитывать множество факторов, получать интересные результаты. Но при всей мощи современных методов, высокоточное прогнозирование климата является не решённой задачей. От части это происходит потому, что последние десятилетия, отмеченные сильным информационным и техническим прогрессом, наблюдаются значительное изменение климатической обстановки. По этой причине предсказание будущего состояния погоды на основании статистического анализа ранее накопленных данных не всегда даёт приемлемые результаты. Решением может быть глобальное моделирование совокупности процессов определяющих метеорологическую обстановку в планетарных масштабах. К сожалению таких универсальных моделей пока не существует, их разработка дело будущего, возможно достаточно близкого.

В наши дни, сюрпризы природы для метеорологии – закономерное явление. Возможно, это стало более очевидным по причине доступности данных получаемых по всему миру, а возможно частота метеорологических аномалий действительно возросла. В ряде регионов России регулярные наблюдения за погодой начались в конец XVII в. В Европе основоположником инструментальных метеорологических наблюдений считается Эдмонд Галилей (1656–1742). В мировом масштабе регулярные метеорологические наблюдения начались в конце XIX начале XX вв. Глобальные, высокотехнологичные наблюдения за климатическим состоянием можно ассоциировать с началом космической эпохи. Сейчас совместное использование космических и наземных технологий позволяет производить непрерывный мониторинг атмосферы и гидросферы. При изучении атмосферы ведутся наблюдения за: движением воздушных потоков, образованием и развитием циклонов и антициклонов, распределением температуры, давления, влажности, химического состава, электронной плотности, глобальным магнитным полем и событиями в ионосфере. Гидрологические исследования отслеживают: скорость и температуру океанических течений на разных глубинах (в том числе термохалинную циркуляцию), температуру и химический состав вод мирового океана, таяние ледников, уровни атмосферных осадков. Практически все результаты наблюдений аккумулируются в мировых центрах данных (некоторые МЦД [3–6]).

Сведения о климатической и гидрометеорологической обстановке на Земле, геомагнитном поле и солнечной активности в прошлом стало возможным получать на основании исследования ряда специфических особенностей. Анализ срезов слоистых ледников накапливающих осадки тысячелетиями позволяет определить в срезе соответствующем определенному времени: уровень осадков и их изотопный состав, наличие химических примесей. Анализ среза годичных колец деревьев (ископаемых и деревьев долгожителей) даёт возможность изучить активность роста дерева в разные годы, т.е. узнать об активности процесса фотосинтеза зависящего от количества получаемого растением света. Изучение формы, структуры и возраста кристаллов, образующихся из соединений обладающих магнитными свойствами, позволяет определить ориентацию и напряжённость магнитного поля Земли. Используются для анализа климатической обстановки в прошлом донные отложения, известняки, грунтовые срезы. Полученные данные используют для оценки климатической обстановки, солнечной активности, геомагнитного поля, вулканической активности, содержания O3 и CO2 в атмосфере в различные периоды времени. Сопоставление данных позволяет обнаружить закономерные связи в климатических, геофизических и солнечных процессах.

Сегодня метеорологические исследования и особенно их результаты востребованы в различных сферах человеческой деятельности: судоходство и авиация, железные дороги и автотранспорт, сельское и городское хозяйство, строительство и медицина, энергетика и радиосвязь, экспедиции и путешествия, требуют актуальных точных прогнозов погоды.


  1. Большая советская энциклопедия
  2. Сведения о моделях и методах расчетов. Единая государственная система информации об обстановке в мировом океане. (Россия).
  3. GISS GCM ModelE, GISS GCM Model II, Climate Model Simulations. National Aeronautics and Space Administration. Goddard Institute for Space Studies. (US)
  4. Всероссийский научно-исследовательский институт гидрометеорологической информации — Мировой центр данных (Россия).
  5. Центр геофизических данных (NOAA's National Geophysical Data Center (NGDC) - NOAA), (США).
  6. Международная космическая служба охраны (изучения) окружающей среды (International Space Environment Service (ISES)).