Сторінка
2

Повітря та атмосфера

На метеостанціях загального типу реєструється: - t° С повітря на висоті 2 м над земною поверхнею, - атмосферний тиск, - вологість повітря, - вітер на висоті 10 - 12 м, - хмарність, - опади, - горизонтальна видимість, - тривалість сонячного сяяння, - t° С ґрунту, - стан поверхні ґрунту, - висота і щільність снігового покриву, - випаровування з водної поверхні.

Метеорологічні прилади. Однотипність. Майданчик для приладів (окрім барометрів). Прилади в будках. Самописці. Радіозв'язок. Радіолокація. Радіозонди. Автоматичні станції.

Методи аерологічних спостережень.

1. Вітрове зондування за допомогою повітряних куль-пілотів. Теодоліт, радіопеленгація та радіолокація (радіовітрове зондування) при хмарній погоді.

2. Температурне зондування 2 рази на добу випуском повітряних куль-зондів з автоматичними приладами для вимірювання температури, тиску та вологості. Після 1930 р. поширився метод радіозондування П.А. Молчанова до висоти 55 км.

3. Запуски метеорологічних (М-100Б) та геофізичних (МР-4) ракет зі станцій меридіонального перетину атмосфери. Метеорологічні супутники.

Метод поширення радіохвиль.

Моделювання. Моделювання в лабораторії (фітотрон).

Модель - це штучна система, що віддзеркалює основі властивості об'єкту вивчення - оригіналу. Вона зображує в зручній формі багаточисельну інформацію про об'єкт вивчення, знаходиться з ним в певній відповідності, дозволяючи замінити його при дослідженні. В залежності від об'єкту дослідження, мети та задач, що вирішуються при цьому, використовуються різноманітні види моделей - макетні (натуральні), фізичні, математичні, функціональні.

Статистичний та фізико-математичний аналізи. Результати спостережень підлягають аналізу з метою виявлення тих закономірностей, що існують в атмосферних процесах. Першорядне значення у метеорології має статистичний аналіз великого масиву спостережень, особливо використання усереднень, які відсіюють випадкові деталі явищ і ясно вказують на їхні суттєві особливості.

Статистика - це шлях до прогнозу. Особливо велика роль цього методу для кліматології. Кліматологія бере в якості початкового матеріалу результати метеорологічних спостережень. Ці результати співставляються, порівнюються в часі та просторі. Для повної уяви про клімат недостатньо спостережень одночасних або на протязі коротких відтинків часу. Атмосферні процеси настільки швидко змінюються в просторі і часі, що для вивчення сучасного клімату в усіх його особливостях їх треба спостерігати на протязі тривалого, багаторічного періоду.

Оскільки в метеорології розглядаються фізичні явища, їх пояснення може бути дано тільки на основі законів фізики. Найбільш прийнятний для цього шлях - фізико-математичний аналіз. На основі загальних законів фізики складаються математичні рівняння, що описують атмосферні процеси. Підставляючи у ці рівняння початкові дані, отримані із спостережень, можна знаходити кількісні закономірності атмосферних процесів і прогнозувати їх подальший рух. В одних розділах метеорології цей метод вживається достатньо широко, в інших - ще недостатньо.

Сутність картографічного методу заключається в використанні макетного моделювання, основним інструментом якого є карта, для дослідження та конструювання різного роду територіальних фізичних систем, а також явищ та процесів, що в них відбуваються. Особливо продуктивне використання картографічного методу при вивченні закономірностей просторового розміщення природних об'єктів, а також при аналізі процесів, що в них відбуваються.

Карта дає можливість зрозуміти масштабність процесу та розподіл метеорологічних величин у просторі. Карта з фактичними результатами спостережень, що зроблені в один і той же час, називається синоптичною (синоптикус по грец. - оглядаю), тобто карта з оглядом погоди.

Карта з результатами статистичної обробки багаторічних спостережень називається кліматологічною. Наприклад, карти середнього розподілу опадів, температур, характеристик снігового покриву, повторюваності гроз тощо. Картографічний метод є практично спеціальним методом географічної науки, в якій карта виступає носієм і зберігачем геопросторової інформації, одержаної в результаті проведених досліджень. Поряд із цим, вона може слугувати початковою основою для багатьох наступних досліджень.

Використовуються також картоподібні зображення: картосхеми, картограми, карти ліній зв'язку, картодіаграми тощо. Для підкреслення подібності окремих об'єктів або ділянок території можна скористуватись допомогою ізоліній, що відображають умовний рельєф того чи іншого явища: ізоатм - ліній, що сполучають точки з однаковою величиною випаровування; ізобар - ліній що сполучають точки з однаковою величиною атмосферного тиску; ізогіпс - ліній, що сполучають точки однакових висот. Такі карти ще називають картами статистичної поверхні.

Народногосподарське та екологічне значення метеорології та кліматології.

1. Склад сухого повітря біля земної поверхні

Атмосфера складається з суміші газів, що називається повітрям, у якому знаходяться в завислому стані рідкі і тверді частинки. Загальна маса останніх незначна в порівнянні з усією масою атмосфери.

Атмосферне повітря в земної поверхні, як правило, є вологим. Це значить, що до його складу, разом з іншими газами, входить водяна пара, тобто вода в газоподібному стані (Н2О). Утримання водяної пари в повітрі змінюється в значних межах, на відміну від інших складових частин повітря: у земної поверхні воно коливається між сотими частками відсотка і декількома відсотками. Це пояснюється тим, що при існуючих в атмосфері умовах водяна пара може переходити в рідкий і твердий стан і, навпаки, може надходити в атмосферу наново унаслідок випару з земної поверхні.

Повітря без водяної пари називають сухим повітрям. У земної поверхні сухе повітря на 99% перебуває з азоту (78% по об'єму, або 76% по масі) і кисню (21% по об'єму, або 23% по масі). Обидва ці гази входять до складу повітря в земної поверхні у вигляді двохатомних молекул (N2 і О2). 1%, що залишився, припадає майже цілком на аргон (Аг). Усього 0,03% залишається на вуглекислий газ (СО2). Численні інші гази входять до складу повітря в тисячних, мільйонних і ще менших частках відсотка. Це криптон (Кг), ксенон (Хе), неон (Nе), гелій (Не), водень (Н2), озон (Оз), йод (I), радон (Rn), метан (СН4), аміак (NH3), перекис водню (Н2О2), закис азоту (N2О) і ін.