- •Каўрыга п.А., 2004
- •Прадмова
- •Раздзел 1 уводзіны
- •Прадмет вывучэння метэаралогіі і кліматалогіі
- •1.1. Атмасфера
- •1.2. Надвор’е
- •1.3. Кліматалогія
- •1.4. Кліматаўтварэнне
- •1.5. Народнагаспадарчае значэнне метэаралогіі і кліматалогіі
- •1.6. Задачы метэаралогіі і кліматалогіі
- •Кліматычныя рэсурсы
- •1.8. Сувязь метэаралогіі з іншымі навукамі Дыферэнцыяцыя дысцыпліны
- •1.9. Асноўныя этапы гісторыі метэаралогіі і кліматалогіі
- •1.9.1. Даследаванні метэаралогіі і кліматалогіі ў Расіі і ссср
- •Даследаванні метэаралогіі і кліматалогіі на Беларусі
- •Метады даследаванняў у метэаралогіі і кліматалогіі
- •1.11. Арганізацыя метэаралагічных назіранняў Служба надвор’я
- •Класіфікацыя гідраметэаралагічных станцый
- •Метэаралагічныя элементы і вымяральныя велічыні
- •1.11.1. Метэаралагічныя назіранні ў Рэспубліцы Беларусь
- •Тыпы метэаралагічных станцый Рэспублікі Беларусь (паводле даных Белгідрамета)
- •1.11.2. Міжнароднае супрацоўніцтва ў галіне метэаралогіі
- •Раздзел 2 будова атмасферы і хімічны склад паветра
- •2.1. Будова атмасферы
- •2.2. Хімічны склад паветра
- •Хімічны склад сухога паветра каля зямной паверхні, %
- •Змяненні ўтрымання со2 ў атмасферы
- •Раздзел 3 фізічныя ўласцівасці паветра
- •3.1. Ціск паветра
- •3.2. Тэмпература паветра
- •3.3. Шчыльнасць паветра. Ураўненне стану газаў
- •3.4. Змяненне атмасфернага ціску з вышынёю
- •Змяненне ціску паветра з вышынёю
- •3.5. Асноўнае ўраўненне статыкі атмасферы
- •3.6. Бараметрычная формула
- •3.7. Барычная ступень
- •Барычная ступень (м/гПа) у залежнасці ад ціску і тэмпературы
- •3.8. Адыябатычныя працэсы ў атмасферы
- •Вільгацеадыябатычны градыент пры розных тэмпературах і ціску
- •3.9. Патэнцыяльная тэмпература
- •3.10. Вертыкальнае размеркаванне тэмпературы Тэрмічная стратыфікацыя атмасферы
- •3.11. Змяненні патэнцыяльнай тэмпературы ў залежнасці ад яе вертыкальнага градыента (стратыфікацыі)
- •3.12. Стратыфікацыя і вертыкальная раўнавага насычанага паветра
- •Спектр сонечных электрамагнітных хваляў (паводле б.А. Семенчанка, 2002)
- •4.2. Энергетычная і прыродная асветленасць
- •4.3. Сонечная пастаянная
- •4.4. Прамая сонечная радыяцыя
- •4.5. Паглынанне сонечнай радыяцыі ў атмасферы
- •4.6. Рассеянне сонечнай радыяцыі
- •4.7. Закон аслаблення сонечнай радыяцыі ў атмасферы
- •Табліца 4.2 Залежнасць масы атмасферы ад вышыні Сонца (табліца Бемпарада)
- •Такім чынам, пры праходжанні сонечнымі промнямі m мас колькасць прамой радыяцыі каля паверхні Зямлі складзе
- •4.9. Сумарная радыяцыя
- •4.10. Адбітая і паглынутая сонечная радыяцыя
- •Табліца 4.3 Інтэгральнае альбеда (%) розных тыпаў падсцілаючай паверхні
- •Табліца 4.4 Спектральнае альбеда (%) розных тыпаў падсцілаючай паверхні
- •4.12. Доўгахвалевая радыяцыя зямной паверхні і атмасферы
- •4.13. Цяплічны (парніковы) эфект атмасферы
- •4.14. Радыяцыйны баланс зямной паверхні
- •Табліца 4.5 Залежнасць радыяцыйнага балансу ад вышыні Сонца і альбеда ў яснае надвор’е
- •4.15. Радыяцыйны баланс планеты Зямля
- •4.16. Размеркаванне сонечнай радыяцыі на верхняй мяжы атмасферы
- •Табліца 4.6 Вышыня сонца (º) ў дні летняга і зімовага сонцастаяння і дні раўнадзенстваў на асноўных геаграфічных шыротах
- •Табліца 4.7 Паступленне сонечнай радыяцыі (кВт/м2) ў дні раўнадзенстваў і сонцастаянняў (паводле с.П. Хромава, 2001)
- •4.17. Геаграфічнае размеркаванне сумарнай радыяцыі
- •4.18. Геаграфічнае размеркаванне радыяцыйнага баланса
- •Табліца 4.8 Радыяцыйны баланс у межах прыродных зон (мДж/м2 у год)
- •Табліца 4.9
- •4.19. Цеплавы баланс зямной паверхні
- •Раздзел 5 цеплавы рэжым атмасферы і падсцілаючай паверхні
- •5.1. Віды цеплаабмену атмасферы з навакольным асяроддзем
- •5.2. Цеплавы баланс сістэмы Зямля – атмасфера
- •Баланс сонечнай радыяцыі ў атмасферы і на зямной паверхні
- •Цеплавы баланс зямной паверхні і атмасферы
- •Цеплавы баланс атмасферы
- •5.3. Адрозненні ў цеплавым рэжыме глебы і вадаёмаў
- •5.4. Распаўсюджванне цяпла на глыбіню глебы
- •Характарыстыка тэмпературы паветра
- •5.6. Гадавая амплітуда тэмпературы паветра і кантынентальнасць клімату
- •5.7. Тыпы гадавога ходу тэмпературы паветра
- •Сярэднямесячныя тэмпературы паветра
- •5.8. Зменлівасць сярэдніх месячных і гадавых тэмператур
- •Сярэдняя месячная і гадавая тэмпература паветра (оС) і крайнія яе значэнні ў асобныя гады (мс Горкі Магілёўскай вобласці, 1881-1997)
- •5.9. Інверсіі тэмпературы
- •5.10. Геаграфічнае размеркаванне тэмпературы прыземнага слоя атмасферы
- •5.11. Тэмпература шыротных кругоў
- •Сярэднія шыротныя тэмпературы (паводле с.П. Хромава)
- •Сярэдняя тэмпература паветра (оС)
- •Раздзел 6 водны рэжым атмасферы
- •6.1. Выпарэнне і насычэнне вадзяной пары
- •6.2. Уласцівасці пругкасці насычэння
- •Змяненні пругкасці насычэння (е) у залежнасці ад тэмпературы (t)
- •Пругкасць насычэння для лёду Ел і вады Ев пры аднолькавай тэмпературы t °с
- •6.3. Закон выпарэння
- •6.4. Выпаральнасць
- •6.5. Геаграфічнае размеркаванне выпарэння і выпаральнасці
- •6.6. Характарыстыкі вільготнасці паветра
- •6.7. Сутачны і гадавы ход парцыяльнага ціску вадзяной пары
- •6.8. Сутачны і гадавы ход адноснай вільготнасці
- •6.9. Геаграфічнае размеркаванне парцыяльнага ціску вадзяной пары і адноснай вільготнасці
- •6.10. Кандэнсацыя вадзяной пары ў атмасферы
- •6.11. Ядры кандэнсацыі
- •6.12. Воблакі
- •6.13. Мікрафізічны склад (структура) воблакаў
- •6.14. Міжнародная класіфікацыя воблакаў
- •6.15. Генетычная класіфікацыя воблакаў
- •6.16. Геаграфічнае размеркаванне воблачнасці
- •6.18. Туманы--утварэнне і геаграфічнае размеркаванне
- •6.18. Атмасферныя ападкі
- •6.19. Гідраметэаралагічная ацэнка ўвільгатнення тэрыторыі
- •6.20. Водны баланс Зямлі
- •Водны баланс сусветнага акіяну, мацерыкоў і зямнога шара (Мировой водный баланс и водные ресурсы Земли, 1974)
- •6.21. Снегавое покрыва
- •Размеркаванне снегавога покрыва на Браслаўскім узвышшы
- •Характарыстыка снегавога покрыва ў разнастайных умовах Браслаўскага ўзвышша
1.9. Асноўныя этапы гісторыі метэаралогіі і кліматалогіі
Чалавецтва здаўна цікавілася пытаннямі клімату, таму што з кліматам былі звязаны ўмовы яго існавання. Першыя звесткі аб назіранні і вывучэнні атмасферных з’яў зафіксаваны ў старажытных летапісах Кітая, Індыі, Егіпта, Грэцыі, Рыма і іншых краінах высокаразвітай старажытнай культуры. Многа звестак аб надвор’і знаходзіцца і ў беларускіх летапісах.
З летапісаў вядома, што ў старажытнам Егіпце яшчэ да IV ст. да н.э. меліся дажджамеры. Першая ў свеце кніга аб атмасферных з’явах пад назвай “Метэаралогіка” была напісана вядомым грэчаскім вучоным Арыстоцелем у IV ст. да н.э. Ужо ў яго працы даволі дакладна апісана ўтварэнне расы, інея і вясёлкі.
Аднак прынята лічыць, што метэаралогія як навука ўзнікла ў ХVІІ ст. і пачала развівацца з моманту вынаходніцтва асноўных метэаралагічных прыбораў – тэрмометра (Галілей, 1597 г.), ртутнага барометра (Тарычэлі, 1643 г.) і барометра-анероіда (Лейбніц, 1700 г.), дажджамера, флюгера і іншых, якія далі магчымасць праводзіць рэгулярныя інструментальныя назіранні за тэмпературай, ціскам, ападкамі, ветрам.
У 1657 г., дзякуючы вынаходніцтву прыбораў, былі праведзены першыя інструментальныя метэаралагічныя назіранні ў Італіі. У гэты ж час паявіліся пачатковыя тэарэтычныя меркаванні аб атмасферных працэсах. Так, Э. Галлей абаснаваў прычыны праяўлення мусоннай цыркуляцыі, а Э. Гадлей даў дастаткова правільныя тлумачэнні пасатнай цыркуляцыі (ячэйка Гадлея).
У другой палове ХVІІІ стагоддзя было арганізавана прыватнае Мангеймскае метэаралагічнае таварыства, якое стварыла ў Еўропе на дабрачыннай аснове сетку з 39 метэаралагічных станцый. Усе метэаралагічныя станцыі аснашчаліся аднатыпнымі прыборамі, а назіранні праводзіліся па адзінай методыцы, што стымулявала далейшае развіццё метэаралагічных даследаванняў.
У пачатку ХІХ стагоддзя Г.В. Брандэс у Германіі нанёс на геаграфічную карту назіранні Мангеймскай сеткі станцый. Такім чынам, была створана першая сінаптычная карта, якая дазволіла выяўляць носьбіты надвор’я – вобласці высокага і нізкага ціску, якія рухаліся пераважна з захаду на ўсход. Сінаптычны метад аналізу атмасферных працэсаў хутка набыў прызнанне ў многіх краінах Еўропы. На яго аснове пачала стварацца служба надвор’я і развівацца сінаптычная метэаралогія.
Важным стымулам у развіцці метэаралогіі ў ХІХ стагоддзі з’явілася адкрыццё шэрагу фізічных законаў (газавых, выпраменьвання, тэрмадынамікі, гідрастатыкі і гідрадынамікі). Гэтыя законы былі з поспехам выкарыстаны для тлумачэння шматлікіх атмасферных з’яў. На аснове гэтых законаў узніклі і пачалі развівацца такія самастойныя галіны метэаралогіі, як фізіка атмасферы і дынамічная метэаралогія. Дадатковы імпульс для развіцця атрымала сінаптычная метэаралогія.
Буйнейшы нямецкі прыродазнаўца А. Гумбальдт (1769 – 1859) вывучаў кліматалогію і фізічную геаграфію. Яму належыць заслуга ў даследаванні размеркавання клімату ў залежнасці ад геаграфічнай шыраты месца і вышыні над узроўнем мора. А. Гумбальдт распрацаваў метад адлюстравання на картах сярэдніх тэмператур пры дапамозе ізатэрм. Ён пабудаваў першую карту гадавых ізатэрм для ўсяго Зямнога шара. Стварэнне такой карты спрыяла ўвядзенню картаграфічнага метада ў кліматалогію, што дапамагала выяўляць асноўныя заканамернасці ў размеркаванні метэаралагічных элементаў на Зямлі.
У другой палове ХІХ ст. метэаралогія развівалася на аснове выкарыстання законаў гідрамеханікі і тэрмадынамікі. Вялікі ўклад ў развіццё дынамічнай метэаралогіі ўнеслі Карыоліс і Пуассон (Францыя), В. Феррэль (ЗША), Г. Гельмгольц (Германія), Г. Мон і К. Гульдберг (Нарвегія). Даследаванні клімату ў залежнасці ад геаграфічных фактараў яго фарміравання праведзены А.І. Ваейкавым (Расія), Ю. Ганнам (Аўстрыя), В. Кёппенам (Германія) і інш.
У ХХ стагоддзі метэаралогія развівалася ў рэчышчы дасягненняў у фізіцы, хіміі, матэматыцы і вылічальнай тэхніцы. У гэты час атрыманы новыя веды ў развіцці дынамічнай і сінаптычнай метэаралогіі. Гэтыя поспехі звязаны з працамі В. Бьёркнеса (Нарвегія), М. Маргулеса (Аўстрыя), К. Росбі (Швецыя). Пачалі ўкараняцца вылічальныя метады прагнозу (К. Росбі, Швецыя), Ж. Черні, Н. Філіпс, Дж. Смагарынскі (ЗША), а таксама распрацоўвацца методыка доўгатэрміновых прагнозаў надвор’я.
Аэралагічныя даследванні дазволілі зрабіць шэраг адкрыццяў, якія пашырылі ўяўленні аб будове атмасферы і яе газавым складзе. Так, у 1902 г. А. Тэйсеран де Бор (Францыя) адкрыў існаванне трапапаузы і стратасферы. Трохі пазней гэта адкрыццё падцвердзіў Р. Асман (Германія).
У другой палове ХХ стагоддзя шырокае ўжыванне для аэралагічных даследванняў знайшлі метэаралагічныя радыёлакатары. Пачалося актыўнае выкарыстанне ў кліматалогіі мадэлей агульнай цыркуляцыі атмасферы, а таксама сумешчаных мадэлей агульнай цыркуляцыі атмасферы і акіяна.
Пры дапамозе мадэлей агульнай цыркуляцыі праводзіцца разлік кліматычных сцэнарыяў, якія адрозніваюцца ад сучаснага клімату, але могуць узнікнуць у будучыні пры розных спалучэннях знешніх прыродных і антрапагенных фактараў. Мадэліраванне палеакліматаў дапамагае вывучаць кліматычныя ўмовы, якія ўжо існавалі на Зямлі ў геалагічным мінулым, што ў сваю чаргу дае магчымасць зразумець працэсы сучаснага клімату і яго змяненні ў будучыні з улікам уздзеяння прыродных і антрапагенных фактараў.
Запуск у красавіку 1960 г. першага метэаралагічнага спадарожніка заклаў аснову для развіцця спадарожнікавай метэаралогіі і кліматалогіі. З гэтага моманту пачаліся рэгулярныя вымярэнні радыяцыйнага балансу Зямлі і яго складаючых, а таксама з’явілася магчымасць сачыць за вялікай колькасцю элементаў і велічынь, якія характарызуюць не толькі клімат сам па сабе, але і разнастайныя ўласцівасці атмасферы, акіяна, сушы, снегавога і ледзянога покрыва, а таксама паследства дзейнасці чалавека ў іх сістэмным узаемадзеянні.