- •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
-
Метады даследаванняў у метэаралогіі і кліматалогіі
Існуюць разнастайныя прыёмы вывучэння навук аб прыродзе. Фізічныя навукі вывучаюцца пры дапамозе эксперыменту. Метэаралогія вывучаецца шляхам назіранняў, а не эксперыменту. Гэта тлумачыцца тым, што працэсы, якія адбываюцца ў атмасферы, патрабуюць вялікай колькасці энергіі. З гэтай колькасцю не можа параўнацца тая энергія, якую выпрацоўвае чалавек, нават тэрмаядзерная энергія. Напрыклад, для ўтварэння невялічкага воблачка патрабуецца столькі энергіі, колькі выпрацоўвае самая магутная ГЭС на працягу 3 гадзін. Немагчыма паставіць эксперымент з такімі атмасфернымі працэсамі, як агульная цыркуляцыя атмасферы, цепла- і вільгацезварот, развіццё цыклонаў і антыцыклонаў. Пагэтаму ў метэаралогіі не можа шырока ўжывацца эксперымент.
Галоўным метадам вывучэння атмасферных працэсаў і з’яў сталі кантактныя назіранні і вымярэнні на станцыях і пастах пры дапамозе разнастайных прыбораў і прылад. Дадзеныя назіранняў і вымярэнняў абагульняюцца і аналізуюцца. Гэтым самым устанаўліваюцца заканамернасці, характэрныя для атмасферных працэсаў. Вывучэнне заканамернасцяў выкарыстоўваецца для вырашэння практычных задач, сярод якіх важнейшай з’яўляецца прадказанне надвор’я.
Побач з назіраннямі пры дапамозе прыбораў, якія даюць колькасныя значэнні метэаэлементаў, на станцыях і пастах вядуцца візуальныя (вокамерныя) назіранні, што дазваляе адзначаць наяўнасць атмасферных з’яў і іх якасныя характарыстыкі.
Метад дыстанцыйнага (некантактнага) вызначэння фізічных характарыстык атмасферы, акіяну і сушы. Гэты метад прадугледжвае выкарыстанне спецыяльнай апаратуры, устаноўленай на лятальных апаратах (на шарах, самалётах, ракетах, а таксама на штучных спадарожніках Зямлі). Вынікі вымярэнняў, атрыманыя гэтым метадам, ахопліваюць вялікую плошчу і перадаюцца пры дапамозе электрамагнітных выпраменьванняў.
Метад эксперымента у метэаралогіі мае абмежаванае значэнне. Выкарыстоўваецца натурны (у прыродзе) і лабараторны эксперымент. Натурны эксперымент заключаецца ў актыўным уздзеянні на воблакі і туманы і праводзіцца з наступнай мэтай:
-
захаванне сельскагаспадарчых культур ад градабоя;
-
штучнае павелічэнне ападкаў;
-
барацьба з туманамі, нізкай воблачнасцю, навальніцамі і замаразкамі.
На воблакі і туманы ўздзейнічаюць шляхам іх засеву рознымі фізіка-хімічнымі рэчывамі, якія актывізуюць працэсы кандэнсацыі і ападкаўтварэння.
Лабараторны эксперымент (мадэліраванне) праводзіцца з шэрагам атмасферных працэсаў, якія рэпрадуцыруюцца ў лабараторных устаноўках (кліматронах). У такіх устаноўках мадэліруюцца агульная цыркуляцыя атмасферы, працэсы кандэнсацыі і воблакаўтварэння, паветраныя патокі і іх уздзеянне на падсцілаючую паверхню і інш.
Адным з метадаў апрацоўкі сабранага матэрыяла метэаралагічных назіранняў з’яўляецца яго статыстычны аналіз. Асабліва вялікае значэнне мае выкарыстанне тэорыі карэляцыі, пры дапамозе якой вывучаюцца фізічныя сувязі паміж атмасфернымі з’явамі, якія развіваюцца ў кліматычнай сістэме
Статыстычныя метады шырока ўжываюцца ў метэаралогіі для аналіза дадзеных назіранняў за пройдзены перыяд і атрымання вывадаў аб рэжыме надвор’я ў будучыні. Асабліва вялікае значэнне статыстычныя метады маюць у кліматалогіі. Звычайна першым шагам кліматычнай апрацоўкі дадзеных назіранняў з’яўляецца вывядзенне сярэдніх шматгадовых значэнняў. Сярэднія шматгадовыя характарыстыкі дазваляюць выявіць кліматычныя адрозненні тэрыторыі, абумоўленыя геаграфічнымі фактарамі, а таксама ўстанавіць асаблівасці сезоннага рэжыма, гадавога і сутачнага ходу кліматычных элементаў.
Другім шагам кліматычнай апрацоўкі дадзеных назіранняў з’яўляецца расшыфроўка сярэдняй кліматычнай велічыні. Расшыфроўка заключаецца ў вызначэнні паўтаральнасці, верагоднасці і забяспечанасці метэаралагічных элементаў, што характарызуе іх зменлівасць ў часе і прасторы.
Вялікае значэнне ў метэаралогіі і кліматалогіі мае картаграфічны метад, пры дапамозе якога параўноўваюцца назіранні, зробленыя ў розных пунктах і выяўляюцца геаграфічныя заканамернасці метэаэлементаў. Напрыклад, сінаптычны метад прагнозу надвор’я базіруецца на аналізе сінаптычных карт і карт барычнай тапаграфіі. Такія карты дазваляюць выяўляць носьбіты надвор’я – цыклоны і антыцыклоны, тыпы паветраных мас і атмасферных франтоў, адсочваць развіццё атмасферных працэсаў і прагназаваць надвор’е.
Разнастайныя кліматычныя карты, як правіла, уваходзяць у склад геаграфічных атласаў. Напрыклад, у Нацыянальным атласе Беларусі (2002) ўтрымліваецца 100 кліматычных і агракліматычных карт, якія шматбакова характаразуюць кліматычную сістэму і яе рэсурсны патэнцыял рэспублікі.
Атмасферныя працэсы апісваюцца дыферынцыяльнымі ўраўненнямі, пагэтаму ў метэаралогіі шырока ўжываецца метад матэматычнага медэліравання. Гэты метад заснаваны на выкарыстанні ўраўненняў тэрма- і гідрадынамікі, якія з пэўным набліжэннем да дакладнасці апісваюць развіццё надвор’я. Дыферэнцыяльныя ўраўненні працуюць на вялікім статыстычным матэрыяле метэаралагічных назіранняў. Гэтыя ўраўненні звычайна вырашаюцца вылічальнымі метадамі з выкарыстаннем хуткадзейных ЭВМ.