Синоптична метеорологія
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Синоптична метеорологія

Синоптична метеорологія (від греч.(грецький) synoptikós — здатний все оглянути), розділ метеорології, що вивчає атмосферні процеси, що визначають умови погода і їх зміни з метою розробки методів прогнозу погоди . С. м. вивчає ті атмосферні процеси, які розвиваються на обширних територіях і по масштабах відносяться до ланок загальною циркуляції атмосфери (циркуляційні системи). Дослідження цих процесів спираються на фізичні закони, що визначають зміни властивостей повітря і його рух; при цьому враховуються широта місця, з якою пов'язана кількість сонячної енергії, що притікає, а також характер і властивості тієї, що підстилає поверхні (сушачи, характер її рельєфу, море), що реалізовує цю енергію. Між підстилаючою поверхнею і атмосферою існує безперервний обмін теплом, вологою і домішками різного роду. У різних областях Землі під впливом теплообміну із земною поверхнею формуються повітряні маси тропосфери з різними властивостями; пограничні зони між ними за певних умов перетворюються на різкі атмосферні фронти (див. Фронти атмосферні ). На цих фронтах виникають атмосферні хвилі з довжинами в сотні і тисячі км. (див. Хвилі в атмосфері ), які надалі розвиваються у вихори із зниженим і підвищеним атмосферним тиском — циклони і антициклони . Виникнення, розвиток і переміщення циклонів і антициклонів, або т.з. циклонна діяльність, визначає собою зміни в розподілі повітряних мас і трансформацію останніх, а тим самим і переміщення і еволюцію фронтів. Разом з циклонами, антициклонами, повітряними масами і фронтами переміщаються пов'язані з ними області хмар і опадів і відбуваються локальні (місцеві) зміни вітру, температури і вологості повітря і інших властивостей атмосфери. Т. о., прогноз циклонної діяльності, що визначає безперервні зміни в характері загальної циркуляції атмосфери і в розподілі погоди, відкрив дорогу до прогнозу погоди, принаймні на період до декількох діб; вивчення послідовної зміни типів загальної циркуляції атмосфери лежить в основі більшості сучасних спроб рішення задачі і довгострокових прогнозів погоди. Робочий метод С. м. — одночасний просторовий аналіз розвитку атмосферних процесів і пов'язаних з ним умов погоди за допомогою синоптичних карт, або карт погода, яка підрозділяється на приземних (за спостереженнями в поверхні Землі) і висотних (для різних рівнів в атмосфері). Уявлення про стан атмосфери на різних висотах (головним чином про розподіл тиску, температури і вологості повітря, а також вітру) отримують за допомогою карт баричній топографії (див. Топографії баричною метод ). Карти погоди дозволяють встановити структуру, еволюцію і рух повітряних мас, атмосферних фронтів, циклонів, антициклонів, струминного перебігу і інших утворень.

  Окрім карт погоди, в синоптичному аналізі використовуються і інші матеріали: фотографії хмарності, отримувані при телевізійній зйомці Землі з метеорологічних супутників, дані спостережень за хмарами, осіданнями і іншими явищами погоди за допомогою метеорологічних радіолокаторів і т. п. На основі закономірностей, виявлених при вивченні всього цього емпіричного матеріалу, на базі гідродинамічної теорії, переважно чисельними методами, даються прогнози погоди.

  Історія розвитку С. м. Перші спроби передбачення погода, заснована на місцевих ознаках, відноситься до глибокої старовини. Після винаходу в 17 ст барометра робилися спроби передбачення погоди по зміні атмосферного тиску в даному пункті. Першу спробу побудови прогнозних карт зробила 1826 йому.(німецький) вчений Р. Ст Брандес. Але лише винахід телеграфу створив передумови для широкого розвитку синоптичного методу і дозволив створити службу погода . Практичним поштовхом до цього послужила буря 14 лютого 1854, під час якої в Балаклавськой бухті загинули багато кораблів англо-французького флоту, що діяв на Чорному морі в період Кримської війни (1853—56). Французький учений У. Льоверье прослідив переміщення цієї бурі в Європі за даними спостережень, що були, і прийшов до виводу, що її можна було своєчасно передбачити за умови обміну даними спостережень між різними країнами. У Головну фізичну обсерваторію в Петербурзі метеорологічні телеграми почали поступати в 1856, а в 1872 в Росії під керівництвом М. А. Рикачева почато видання щоденного бюлетеня погоди. Перше штормове запобігання по Балтійському морю було дане 10 жовтня 1874.

  Ще до організації служби погоди Г. В. Дове (1837) в Германії прийшов до виводу, що зміни погоди в помірних широтах пояснюються послідовною зміною полярних і екваторіальних потоків повітря і що всі атмосферні рухи мають вихровий характер. У 60-х рр. англійський учений Р. Фіцрой, розвиваючи переконання Дове, довів, що в атмосфері помірних широт завжди виявляється переміжний перебіг полярного і тропічного повітря, на кордонах між якими виникають циклони. Ці погляди при рідкій у той час мережі метеорологічних станцій не могли бути підтверджені і тому не отримали розвитку; з цієї ж причини в подальші роки дослідження обмежувалися переважно вивченням особливостей баричного поля в земної поверхні.

  В 20-і роки 20 ст норвезькі вчені Ст Бьеркнес, Я. Бьеркнес, Т. Бержерон та інші точніше сформулювали уявлення про повітряні маси і атмосферні фронти, запропонували схеми еволюції циклонів і антициклонів і розвинули хвилеву теорію циклогенезу. Радянська школа С. м. створювалася працями А. І. Аськназія, С. П. Хромова, А. Ф. Дюбюка і ін.

  Подальший розвиток С. м. відбувалося під знаком впровадження в синоптичний аналіз аерологічних спостережень, що стали можливими після винаходу радіозонда, перша конструкція якого була запропонована П. А. Молчановим . В кінці 40 — початку 50-х рр. зростання аерологічної мережі і збільшення висоти підйому радіозондів дозволили збагатити С. м. новими виставами, зокрема про струминні течії. З 50-х рр. також інтенсивно розвивалися методи опису і прогнозу атмосферних процесів за допомогою складання і чисельного вирішення рівнянь атмосферної гидротермодінаміки. Основоположне значення для розвитку чисельних методів прогнозу мали роботи сов.(радянський) ученого І. А. Кибеля і його послідовників. Основи чисельного довгострокового прогнозу погоди були закладені Е. Н. Млинцевою . За кордоном в цій області працювали До. Росбі, норвезький учений Р. Фьорфорт, американські учені І. Мінц, Дж. Чарні і ін.

  В 60-і рр. почався новий етап розвитку С. м. На базі гідродинамічної теорії і чисельних методів аналізу, прогнозу полий тиск, температури і вітру виявилося можливим перейти до розгляду атмосферних процесів в цілому, в масштабі всієї планети (Дж. Смагорінський і ін., США) і чисельному короткостроковому прогнозу загального характеру погоди для великих територій. Уточнений локальний прогноз погоди на основі цього загального прогнозу як і раніше вимагає детального аналізу синоптичних карт на місцях. Міжнародна програма дослідження глобальних атмосферних процесів (ПІГАП) передбачає вирішення принципових питань створення надійного чисельного методу довгострокових прогнозів погоди.

  Літ.: Хромов С. П., Основи синоптичної метеорології, М., 1948; Кибель І. А., Введення в гідродинамічні методи короткострокового прогнозу погоди, М., 1957; Зверев А. С., Синоптична метеорологія, Л., 1968; Монін А. С., Прогноз погоди, як завдання фізики, М., 1969; Лоренц Е. Н., Природа і теорія загальної циркуляції атмосфери, пер.(переведення) з англ.(англійський), Л., 1970; Марчук Р. І., Чисельне вирішення завдань динаміки атмосфери і океану, Л., 1974.

  І. Ст Кравченко.