Історія розвитку метеорології та кліматології
Лекция № 1
Тема:Вступдо курсу «Метеорологія і кліматологія»
Мета:вивчити географічну оболонку, її склад та будову, виявити взаємозв’язок між метеорологією та кліматологією, проаналізувати основні їх задачі, розглянути практичне значення.
План
1. Географічна оболонка. Будова та компоненти географічної оболонки.
2. Задачі курсу «Метеорологія і кліматологія»
3. Історія розвитку метеорології та кліматології
4. Практичне значення
Географічна оболонка. Будова та компоненти географічної оболонки.
Географічна оболонка - цілісна і безперервна оболонка Землі, де її складові частини (земна кора, тропосфера, стратосфера, гідросфера і біосфера) проникають один в одного і знаходяться в тісній взаємодії. Між ними відбувається безперервний обмін речовиною та енергією.
Географічна оболонка характеризується складним складом і будовою. Основні речові компоненти географічної оболонки - це складають земну кору гірські породи (з їх формою - рельєфом), повітряні маси, водні скупчення, грунтовий покрив та біоценози; в полярних широтах і високогір'ях істотна роль скупчень льоду. Основні енергетичні компоненти - гравітаційна енергія, внутрішнє тепло планети, промениста енергія Сонця і енергія космічних променів. При всій обмеженості набору компонентів поєднання їх можуть бути вельми різноманітними, це залежить і від числа входять до поєднання доданків і від їхніх внутрішніх варіацій (оскільки кожен компонент - це теж дуже складна природна сукупність), а головне - від характеру їх взаємодії і взаємозв'язків, т . тобто від географічної структури.
|
|
|
Основні компоненти географічної оболонки: літосфера, гідросфера, атмосфера, біосфера, антропосфера.
Літосфера - тверда оболонка Землі. Складається із земної кори і верхньої частини мантії, до астеносфери, де швидкості сейсмічних хвиль знижуються, засвідчуючи про зміну пластичності порід. У будові літосфери виділяють рухливі області (складчасті пояса) і відносно стабільні платформи. Блоки літосфери - літосферні плити - рухаються по відносно пластичної астеносфері.
Гідросфера - сукупність усіх водних запасів Землі. Велика частина води зосереджена в океані, значноменше - у континентальнійрічковоїмережі і підземних водах. Такожвеликі запаси води є в атмосфері, у виглядіхмар і водяної пари. Частина води знаходиться в твердому стані у виглядільодовиків, сніговогопокриву, і у вічніймерзлоті, складаючикріосфері.
Атмосфера - газоваоболонкаЗемлі, щоутримуєтьсябілянеїгравітацією. Оскільки не існуєрізкоїмежіміж атмосферою і міжпланетним простором, то зазвичай атмосферою прийнятовважати область, в якійгазовесередовищеобертається разом з Землею як єдинеціле. Атмосфера Земліміститькисень, використовуванийбільшістюживихорганізмів для дихання, і діоксидвуглецюспоживанийрослинами, водоростями і ціанобактеріями в процесі фотосинтезу. Атмосфера також є захисним шаром планети, захищаючиїїмешканціввідсонячногоультрафіолетовоговипромінювання. Земна атмосфера великою мірою є продуктом життєдіяльностіживихорганізмів. Атмосфера чинить тиск на земнуповерхнюіз силою 1кг/см2.
Біосфера - цесукупністьчастинземнихоболонок (літо-, гідро-і атмосфери), яка заселена живимиорганізмами, перебуваєпідїхнімвпливом і зайнята продуктами їхжиттєдіяльності.
|
|
|
Антропосфера - частинагеографічноїоболонки, яка слугуєсередовищеміснуваннялюдськогосуспільства, відповідновикористовуєтьсялюдиною як джерело умов і ресурсів для свогоіснування і зазнаєзмінвнаслідок такого використання (процесуприродокористування). Завдякивластивостямземноїатмосферисередняїї температура біляземноїповерхніскладає17°С.
Задачі курсу «Метеорологія і кліматологія»
До задачі метеорології належить як фізичне пояснення окремих процесів та явищ, які спостерігаються в атмосфері, так і установлення причинної залежності між ними.
|
|
|
“Знать – значитпредсказывать”, - казав Д.І. Менделев. Тому знання законів атмосферних процесів. Приводе метеорологію до можливості передбачення розвитку цих процесів на певний час вперед.
Атмосферу не можливо розглядати та вивчати ізольовано від підстеляючої земної поверхні, поверхні суши та океанів. Між атмосферою та земною поверхнею безперервно проходять процеси теплообміну та вологообміну. Їх вивчення також належить до задач метеорології.
Взаємозв’язок між підстеляючою поверхню та атмосферою, а також загальний прихід сонячної радіації залежать від географічних факторів. Ця обставина приближає метеорологію, науку в основному фізичну, до наук географічних.
Задачі метеорології не повинні обмежуватись тільки спостереженням та описом атмосферних явищ та поясненням їх фізичної суттєвості. Передова наука завжди повинна мати ціль задовольнити практичні потреби людини.
Подальшою задачею метеорології повинна бути розробка способів активного впливу на природу. Необхідно створювати такі умови, котрі б знижували або пом’якшували неблаготворний вплив погоди та клімату і навпаки, забезпечували проявлення тих якостей та особливостей атмосферних явищ, котрі найбільш бажані в інтересах людини та його господарської діяльності.
|
|
|
Основним методом дослідження, який використовується в метеорології, вивчаючий явища в природничих обставинах, є спостереження з цієї метою на просторах всієї земної кулі в усіх країнах створюються пункти спостережень: метеорологічні обсерваторії, станції, пости.
Данні спостережень цих станцій підлягають спеціальному вивченню та обробці. При цьому широко використовуються методи статистичні, а також картографічні.
Важливим етапом дослідницької роботи в метеорології є фізико-математичний аналіз атмосферних явищ, ціллю яких є пояснення їх та установлення закономірних зв’язків між ними.
Курс метеорології є основним фундаментом, на якому будується та розвивається кліматологія.
Основними задачами кліматології є:
1. Вивчення закономірностей формування клімату як шляхом емпіричного, так і фізичного дослідження накопиченого матеріалу. Обидва підходи повинні використовуватись разом.
2. Дослідження зміни умов розвитку, які приводять до змін клімату та проходять як природним шляхом, так і під впливом діяльності людини.
3. Класифікація кліматів, а також районування території для рішення практичних задач.
4. Характеристика географічного розподілу клімату (кліматографія) на основі виявлених закономірностей.
5. Встановлення закономірностей утворення мікроклімату та його класифікація.
6. Вивчення взаємодії клімату з природними факторами, сільським господарством та виробничою діяльністю людини.
7. Підготовка характеристик клімату, необхідних для довгострокового прогнозу погоди, та для забезпечення господарської діяльності людини.
Таким чином, у зв’язку з тим, що кліматологія є складовою частиною метеорології, всі ці задачі є основними для обох наук.
Історія розвитку метеорології та кліматології
Ще в давнину у Китаї, Індії, країнах Середземномор’я робились спроби регулярних метеорологічних спостережень, існували первинні наукові уявлення про атмосферні процеси і клімат.
Сучасна наукова метеорологія бере початок з ХУІІ ст., коли була закладено основи фізики, чистиною якої на початку була метеорологія. Тоді ж були зображені (Галілеєм та його учням) перші метеорологічні прилади і з’явилась можливість інструментальних спостережень.
Інструментальні спостереження почалися в другій половині ХУІІ ст. і в першій половині ХУІІІ ст., вони проводились в небагатьох пунктах Європи, а також під час морських подорожей. В цей час з’явились перші метеорологічні теорії.
В середині ХУІІІМ.В.Ломоносов вже виділяв метеорологію як самостійну науку зі своїми задачами і методами, він сам створив теорію атмосферної електрики, розробив метеорологічні прилади.
В другій половині ХУІІІ ст. за приватною ініціативою була створена міжнародна сітка метеорологічних станцій в Європі (більш 30 станцій), яка працювала 12 років.
На початку ХІХ ст. виникають перші державні мережі станцій та працями А.Гумбольта і Г.В. Дове в Німеччині були залучені основи кліматології. Біля 1820 р. Г.В.Брандер в Німеччині склав перші синоптичні карти, а після створення телеграфу, з 50-х років за ініціативою знаменитого астролога У. Левер'є у Франції та адмірала Р.Фицроя у Англії синоптичний метод дослідження атмосферних процесів дуже швидко увійшов у загальне використання. На його основі виникли служба погоди та нова сфера метеорологічної науки – синоптична метеорологія.
В середині ХІХ ст. були створені перші метеорологічні інститути, в тому разі головна фізична (зараз географічна) обсерваторія в Петербурзі (1849 р.).
В ІІ половині ХІХ ст. були закладені основи динамічної метеорології, тобто використання законів гідромеханіки і термодинаміки до досліджень атмосферних процесів. В кінці століття посилилось вивчення радіаційних та електричних процесів в атмосфері.
Розвиток метеорології в ХХ ст. йшов наростаючими темпами. Швидко пішла вперед синоптична метеорологія. Стала чітко виражена тенденція до взаємного зближення динамічної та синоптичної метеорологій. Висунута нова проблема численного (гідродинамічного) прогнозу погоди.
Великі успіхи досягнуті на початку ХХ ст. в області аерологічних досліджень. Було відкрито існування стратосфери (А. Тейсеран де Бор у Франції та Р. Несан у Німеччині), винайдений перший радіозонд (1930 р. – П.А. Мовчанок).
На основі досягнень в усіх сферах метеорології швидко ростуть фактичні знання та теоретичні уявлення про загальну циркуляцію атмосфери – механізми великого кругообігу повітря на Землі.
У 20 столітті сильно про двинулася вперед фізика хмар та опадів. Вже практично вирішується проблема штучного осадження хмар та розсіяння туманів.
Великі успіхи досягнуті в досліджені іоносфери та ще більш високих шарів атмосфери. Особливо швидкий прогрес в цьому відношенні пов’язаний з використанням ракет та супутників.
Більш детально досліджувались клімати різноманітних регіонів Землі, сильно просунулись вивчення Арктики та Антарктиди, розвинулось вчення про мікроклімат.
Одержали інтенсивний розвиток сфери прикладної метеорології та кліматології (авіаційна, медична, будівельна, сільськогосподарська та ін.)
Зараз об’єм метеорологічних досліджень та публікацій швидко зростає; швидко розвивається і міжнародне наукове співробітництво в області метеорологіі.
Практичне значення.
Метеорологія і кліматологія мають велике практичне значення.
Погода і клімат в більшій чи меншій мірі впливають на всі сторони діяльності людей, а інколи є рішаючим фактором, визначаючим їх господарську діяльність. Найбільше значення атмосферні процеси мають для сільського господарства, авіації, морського, річкового та залізничного транспорту.
В процесі їх обслуговування виникли:
a. мікрокліматологія
b. аерокліматологія
c. агрокліматологія
d. лісова кліматологія
e. медична
f. транспортна
g. будівельна та ін.
Мікрокліматологіязаймається вивченням мікроклімату, тобто особистостей клімату приземного шару повітря, а також режиму tº і вологості в ґрунті, у зв’язку з місцевими умовами (характер ґрунту, рослинності, рельєфу, вплив водойм, міст та ін.). При цьому велика увага поділяється вивченню теплового балансу, підстеляючої поверхні, формуючої клімат.
Аерокліматологія вивчає кліматичні умови, які мають значення для сільського господарства. вона також займається агро кліматичним описом та районуванням території для найбільш цілеспрямованого і ефективного розміщення сільськогосподарського виробництва, а також для введення агротехнічних прийомів, які найбільш відповідають місцевому клімату та забезпечують придбання високих та стійких врожаїв с/г культур та підвищення продуктивності тваринництва.
Лісова кліматологія займається вивченням взаємодій між кліматичними факторами з однієї сторони та лісом, з другої. Вона вивчає вплив кліматичних умов на зріст, розвиток і продуктивність лісових насаджень, вивчає мікроклімат, який виникає на території, зайнятій лісом, а також вплив лісових насаджень на клімат прилеглої до неї місцевості.
Медична кліматологія займається вивченням питань, пов’язаних з впливом погоди і клімату на організм людини. Вона також вивчає кліматичні умови курортів, лікувальні особливості яких використовуються для поліпшення стану здоров'я людини.
В медичній кліматології використовуються метеорологічні дані, які характеризують окремі типи погоди. При цьому велика увага наділяється сонячній радіації (особисто її ультрафіолетовій частині), а також метеорологічним факторам: вологості повітря, tº повітря, швидкості повітря, які разом впливають на тепло відчуття організму людини.
Метеорологічні дані широко використовуються ПРИ обслуговуванні транспорту сухопутного, морського, повітряного.
Для залізничного транспорту важливе значення має інформація про частоту та інтенсивність завірюх, кількість снігу переносного вітром, про тумани, зливи, які знижують бачимість та ін., для водяного транспорту необхідна інформація про штормові вітри, тумани (мряки) та ін. Особливо важливу роль грають метеорологічні данні в авіації. В цьому випадку велике значення має не тільки інформація про погоду на шляху за заданий час, але і передбачення її. Крім цього, для авіації необхідна інформація про бачність, висоту хмар, кліматичні характеристики свободної атмосфери, кліматичний опис авіаційних шляхів і про явища природи які ведуть до порушень нормального польоту.
Будівельна кліматологія займається використанням кліматичних даних в будівельній справі при проектуванні різноманітних споруд, будинків, мережі зв’язку.
Кліматичні дані широко використовуються при плануванні міст та населених пунктів. Враховуючи кліматичні умови, можливо в нових містах та населених пунктах розташувати вулиці та будинки таким чином, щоб вони знаходились в більш благо приємних умовах відносно до чистоти повітря, освітленості, вентиляції та ін. При будівництві різноманітних споруд велике значення мають свідчення по радіаційному режиму, освітленню та нагріванню стін будинків від сонячної радіації, дані по визначенню снігових, голольодного-ізморозевих та вітрових навантажень на різноманітні споруди, лінії зв’язку, високовольтні мережі електропостачання, висотні будинки і споруди (телевізійні мачти, радіомачти, промислові труби та ін.). Використовуються також дані, визначаючі тривалість опалювального сезону, тепловий режим будинків, потреби пального та ін. Всі ці види використання метеоданих дозволяють при будівництві споруд знизити їх проектну коштовність і зробити більш стійкими проти неблагоприємного впливу метеофакторів.
В сільському господарстві для різноманітних робіт використовується енергія вітру. Вона цінна тому що безперервно обновлюється і запаси її не обмежені. Крім того, вітродвигуни, перетворюючи її в механічну роботу, не забруднюють навколишнє середовище.
Широко використовується сонячна енергія, запаси якої теж не обмежені і не пов’язані з забрудненням оточуючого середовища. Її можливо перетворювати у теплову, механічну і електричну енергію.
Контрольні питання:
1. Розкрийте зміст понять «Метеорологія»та «кліматологія».
2. Назвіть основні задачі метеорології.
3. Назвіть основні задачі кліматології.
4. З якими науками пов’язані метеорологія та кліматологія.
Питання для самостійної роботи:
1. Як кліматологія та метеорологія пов’язані з господарською діяльністю людини. Надайте приклади.
2. Охарактеризуйте розвиток будівельної кліматології на прикладі свого регіону.
Література: .
1. Чернюк Г.В. Метеорологія і кліматологія. –Тернопіль: Підручники і посібники, 2009. -112 с.
2. Міщенко З.А., Ляшенко Г.В. Мікрокліматологія: Навчальний посібник –К.: КНТ, 2007. -336 с.
3. Бобков А.А., Селиверстов Ю.П. Общее землеведение. – М.: Академический проект, 2006. – 537 с.
4. Мащенко О.М. Загальнеземлезнавство.Навчальнийпосібник. – Полтава: ПДПУ, 2010.- 73 с.
5. СавцоваТ.М. Общее землеведение. – М.: Академия, 2007. – 416 с.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 1270; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!