Mетеорология и климатология

Mетеорология и климатология
Irina Alliksoo
Euroakadeemia
2016
Программа курса
• Метеорология и климатология, предмет и содержание. Основные
понятия
• Воздух и атмосфера
• Радиация в атмосфере и ее трансформация. Радиационный баланс
• Географическое распределение солнечной радиации
• Тепловой режим атмосферы
• Вода в атмосфере. Облака, атмосферные осадки. Барическое поле
и ветер
• Атмосферная циркуляция
• Климатообразование, микроклимат
• Классификация климатов
• Климаты Земли. Климат Эстонии
• Изменение климата
Литература
1. **Хромов С.П.,Петросянц 2001. Метеорология и
климатология. Издательство Московского
университета
2. **Семенченко Б. А. 2002. Физическая
метеорология. Учебник. Аспект Пресс. Москва
3. **Исаев А.А. 2003. Экологическая климатология.
Москва. Научный Мир
План
•
Предмет и задачи метеорологии и климатологии
•
Связь метеорологии с другими науками
•
Методы метеорологии и климатологии
•
Всемирная метеорологическая организация
(ВМО), программы ВМО
•
Краткая история развития метеорологии
•
Национальная метеорологическая служба
Эстонии
Определение наук «метеорология» и
«климатология»
Метеорологией называется наука об атмосфере, её
составе, строении, свойствах и протекающих в ней
физических и химических процессах.
Главными задачами метеорологии являются
описание состояния атмосферы в данный
физический момент времени и прогноз её состояния
на будущее.
Климатологией называется раздел метеорологии,в
котором изучаются закономерности формирования
климатов,их распределения по Земному шару и
изменение в прошлом и будущем.
Задачи климатологии и содержание
• Изучение глобальной климатической системы и прогноз
возможных изменений глобального и локального
климатов на ближайшее время и далекую перспективу
•
Изучение географических закономерностей в приходерасходе лучистой енергии и теплообмене земной
поверхности с атмосферой на земном шаре в целом и в
отдельных его областях
«Климат – это то, что мы ожидаем, погода – то, что
получаем». Марк Твен
Совокупность атмосферных условий за
многолетний период, свойственных тому или
иному месту в зависимости от
географической обстановки(локальный
климат)
Состояние атмосферы у земной поверхности, а также и в более высоких
слоях в данный момент времени
Глобальный климат
• статистическая совокупность состояний,
проходимых системой атмосфера-океан-сушакриосфера-биосфера
• характеризует состояние температурного режима,
увлажнения, циркуляцию атмосферы и океана
• в географии рассматривается как система климатов
земного шара
Связь климатологии с другими
науками
• Климатология тесно связана с географией,
гидрологией, агробиологией, почвоведением и т.д.
• Климатология имеет большое практическое
значение. Она обслуживает различные отрасли
народного хозяйства, агроклиматология, лесная
климатология, медицинская климатология и др.
Разделы метеорологии
• физика атмосферы
• синоптическая метеорология
• динамическая метеорология
• аэрология (в т. ч. радарная, спутниковая)
• аерономия
• микрометеорология
Прикладные разделы метеорологии
• Агрометеорология
• Авиационная
• Морская
• Транспортная
• Строительная
• Медицинская
• Экологическая
• Биометеорология
• Военная
• Метеорология чрезвычайных ситуаций
Методы метеорологии и
климатологии
• наблюдение
• эксперимент (напр. искусственное воздействие
на облака)
• статистический анализ (широко используется в
климатологии)
• физико-математическое моделирование
Метеорологические наблюдения
измерения метеорологических
величин:
регистрация атмосферных
явлений:
• температура и
влажность воздуха,
атмосферное давление,
ветер (скорость и
направление)
• осадки (дождь, снег,
град и т. д) метель
• количество и высота
облаков
• пыльная буря
• количество осадков
• оптические явления
(радуга, гало) и пр.
• продолжительность
солнечного сияния и т.п.
• туман
• дымка
• гроза, шквал, смерчь
Метеорологическая станция
Специальное учреждение для осуществления
регулярных метеорологических измерений,
расположенное в типичных для данного
региона природных условиях
станция в Харку
Одновременно 00,
03, 06, 09, 12, 15,
18, 21 по единому
гринвичскому
времени (UTC)
Аэрологические наблюдения
Метеорологические наблюдения над
состоянием атмосферы до высот около 40
км
Скорость и направление ветра
Температура и влажность воздуха
Применяются:
• шары пилоты
• радиозонды
• специально оборудованные самолеты
• метеорологические ракеты
Метеорологические спутники
Метеорологическая сеть
●
по единой методике,
●
однотипными приборами,
●
в определенное время суток
●
в каждой стране
В том числе и в Эстонии, существует основная государственная сеть
метеорологических станций, отвечающая указанному выше требованию единообразной и согласованной работы.
Метеорологические станции общегосударственной сети устанавливаются
по возможности равномерно в местах, характерных для данного района.
Нужно стремиться к тому, чтобы показания станции были
репрезентативными, т. е. характерными не только для ее ближайших
окрестностей, но и для возможно большего окружающего района.
Метеорологические станции специального назначения размещают исходя
из производственных задач.
Mетеорологическая сеть Эстонии
92 станции
1 аэрологическая
(Харку)
Таллин-Харку
Вяйке-Марья
2 радара:
Харку
Сюргавере
Тарту-Тыравере
Вильсанди
Пярну
http://www.ilmateenistus.ee/wp-content/uploads/2013/01/aastaraamat_2014.pdf
Выру
Метеорологический код SYNOP и
метеорологическая наноска
AAXX 0100 31878
32998 21602 11141 21161 30126 40157
53002 82030
333 21190 47005
555 1/115 3/123 51101 7990/
Метеорологический код SYNOP и
метеорологическая наноска
Синоптическая карта Эстонии 15UTC 06.02.2016
Синоптическая или карта погоды
Географическая карта, на которую цифрами и символами
нанесены результаты наблюдений на сети
метеорологических станций в определенные моменты
времени
Климатическая карта
Карта распределения того или иного климатического показателя или
показателей.Такие карты чаще всего составляются месячные и
годовые, иногда сезонные. К климатическим картам относятся и карты
распределения типов климата (климатического районирования).
Национальная метеорологическая
служба(NMS)
Государственная организация, состоящая из сети
метеорологических станций, научных и
оперативных метеорологических учреждений и
руководящих органов. В задачи NMS входит
обеспечение заинтересованных организаций и
отдельных лиц информацией о текущей погоде и
прогнозами будущей погоды
https://www.wmo.int/pages/members/members_ru.ht
ml
Национальная служба погоды
Эстонии
Функции Эстонской национальной службы погоды
с 1 июня 2013 года выполняет Агентство по
окружающей среде, созданное в результате
объединения Института метеорологии и
гидрологии Эстонии и Информационного центра
по окружающей среде.
http://www.keskkonnaagentuur.ee/
http://www.ilmateenistus.ee/
Международное сотрудничество
1873 г. Вена - первый международный
метеорологический конгресс и основание
Международной метеорологической организации:
• градуировка и поверка приборов
• сроки наблюдений
• единицы измерений
• взаимный обмен информацией по телеграфу
Является специализированным учреждением Организации
Объединенных Наций и авторитетным источником информации
системы ООН по вопросам состояния и поведения атмосферы
Земли, ее взаимодействия с океанами, образуемого климата и
возникающего распределения водных ресурсов.
• состав -191 стран-членов и территорий
• управление-Всемирный метеорологический конгресс
• играет ведущую роль в международных усилиях по мониторингу и
защите окружающей среды посредством своих программ
https://www.wmo.int/pages/index_ru.html
ВМО выполняет свою работу посредством научнотехнических программ. Эти программы
направлены на оказание помощи всем странам–
членам в обеспечении широкого спектра
метеорологического и гидрологического
обслуживания и получении пользы от такого
обслуживания, а также на решение нынешних и
возникающих проблем.
Научно-технические программы ВМО
Программа Всемирной службы погоды (ВСП)
Программа Глобальной службы атмосферы (ГСА)
Всемирная программа метеорологических исследований (ВПМИ)
Программа по гидрологии и водным ресурсам (ПГВР)
Всемирная климатическая программа (ВКП)
Всемирная программа исследований климата (ВПИК)
Всемирная программа исследований климата (ВПИК)
Программа по метеорологическому обслуживанию населения
Программа по сельскохозяйственной метеорологии
Программа по тропическим циклонам
Программа по уменьшению опасности бедствий (УОБ)
Программа по авиационной метеорологии
ВСЕМИРНАЯ СЛУЖБА ПОГОДЫ
Глобальные системы
• наблюдений
• телесвязи
• обработки данных
Наземные наблюдения за атмосферой
ежедневно производят
• более 10 000 обслуживаемых и автоматических наземных
метеорологических станций
• более 1 000 аэрологических станций
• более 7000 судов
• более 100 заякоренных и 1 000 дрейфующих буев
• сотни метеорологических радиолокаторов
• более 3 000 специально оборудованных коммерческих
самолетов
• космический компонент - оперативные полярноорбитальные и геостационарные спутники, а также
исследовательские спутники для наблюдений за
окружающей средой
Глобальная система связи - для сбора,обмена и
распространения информации на всемирной основе
Москва, Мельбурн, Вашингтон мировые центры погоды
Функции глобальной системы телесвязи
• передает измерения в национальные, региональные и
мировые метеорологические центры, где производится
их анализ и составляются прогнозы
• распространяет глобальные и региональные анализы и
прогнозы из ведущих метеорологических центров по
всему миру, с тем, чтобы этой информацией могли
пользоваться небольшие метеорологические центры,
бюро погоды, авиационные метеорологические станции,
которые не в состоянии по своему техническому
оснащению готовить такую продукцию
https://www.wmo.int/pages/prog/www/ois/Operational_Informati
on/Publications/WMO_386/WMO_386_Vol_I_2009_ru.pdf
Глобальная система обработки данных и
прогнозирования
Цель - подготовка и предоставление метеорологических
анализов и прогностической продукции
WMC (Вашингтон, Мельбурн,Москва)
http://www.ncep.noaa.gov/
http://www.bom.gov.au/
• глобальную (по полушарию) аналитическую продукцию
• краткосрочные прогнозы, среднесрочные прогнозы
• связанную с климатом диагностическую продукцию
Региональные центры с специализацией по виду
деятельности
Нью-Дели, Нади, Реюньон — центры по тропическим циклонам
Майами — центр по ураганам
Токио — центр по тайфунам
Гонолулу — центр по ураганам
Оффенбах (Германия) - прогноз индекса ультрафиолетовой
радиации по Европе
Европейский центр среднесрочных прогнозов погоды (ECMWF)
Великобритания, Рединг
Обеспечение моделирования атмосферного переноса (для
реагирования на чрезвычайные экологические ситуации):
Вашингтон, Вена, Мельбурн, Монреаль, Обнинск, Оффенбах,
Пекин, Токио, Тулуза, Эксетер
Программа Глобальной службы атмосферы (ГСА)
• координирует систематические наблюдения и анализ глобальной
атмосферной среды, включая измерения парниковых газов и других
атмосферных газов
• данные измерений передаются участвующими странами,
архивируются и распространяются Мировым центром данных по
парниковым газам(Япония)
Основные этапы истории метеорологии и
климатологии
• первый свод знаний об атмосферных явлениях
был составлен Аристотелем(384.-322.a. до н. э.)
• Галилеем и его учениками были изобретены
термометр, барометр(1643), дождемер,
появилась возможность инструментальных
наблюдений
• в середине 18 века Ломоносов создал первую
теорию атмосферного электричества, построил
метеорологические приборы
• вторая половина XVIII в. создана в Европе на
добровольной основе сеть из 39
метеорологических станций
XIX век
-закладываются основы климатологии( Гумбольдт
и Г. В. Дове Германии)
около 1820 г. -первые синоптические карты
-серединa XIX века организация первых
метеорологических институтов,в том числе
Главной физической (ныне геофизической)
обсерватории в Петербурге (1849 г.),
возникновение синоптической метеорологии,
службы погоды
- вторая половина XIX столетия - заложены
основы динамической метеорологии
XX век
•
началo XX в. аэрологическиe исследования: открытие
существование тропопаузы и стратосферы, первый
радиозонд (1930 г.) Молчанова
• развитие актинометрии. — учении о радиации в
атмосфере
•
20е годы-учение о воздушных массах и атмосферных
фронтах (Норвегия, Бьеркнес)
• середина и конец XXвека- развитие численных
методов прогноза погоды и их практическое
применение
• конец XXвека- проблемы загрязнения атмосферы,
создание специальной службы загрязнений
Метеорология в Эстонии
наблюдения с конца XVIII века (температура и давление)
• 1805- наблюдения в Таллиннском порту, а затем и в
следующем году наблюдения за уровнем моря
• 2 декабря 1865- основание Метеорологической
ОвсерваторииТартуского университета
• 1885-развитие сети наблюдательных постов для
измерения осадков
• Начало XX века- первые прогнозы погоды( Тартуская
Овсерватория),
• 1919 передача метеорологических сводок по телеграфу
и затем по радиосвязи
•
1918-1940дальнейшее развитие метеорологической сети
1946-1991
1946 - в ЭССР была образована гидрометеорологическая
служба, создание бюро прогнозов
1946 - начало аэрологических наблюдений (Харку)
1950 - начало актинометрических наблюдений в Тарту
1953 - создание группы долголсрочных прогнозов
1961-1991 - Эстонская агрономическая лаборатория
1975- метеорологический радар(Нарку)
начало 80-х годов гидрометслужба преобразована в Эстонское
республиканское управление по гидрометеорологии и
контролю природной среды
1991-2016
01.11 1991 - основание Эстонского института метеорологии
и гидрологии (EMHI)
2001 - новый радар в Харку
2002 - начало установок автоматических метеорологических
станций
2008 - радар в Сюргавере
01.06 2013 бывший EMHI в составе Агенства по
окружающей среде (KAUR)
Вопросы для повторения
1. Что понимается под локальным и глобальным климатом?
2. Перечислите основные области ме Что накое погода?
3. теорологии?
4. Перечислите основные методы исследования,применяемые в метеорологии?
5. Определения: метеорология, климатология.
6. Что входит в программу наблюдений метеорологических станций?
7. Какие наблюдения ведутся на аэрологических станциях?
8. Что какое климатическая карта?
9. Какая организация выполняет функции национальной службы погоды в Эстонии?
10. Какие глобальные системы входят в службу Всемирной службы погоды ВМО?
11. Перечислите всемирные центры погоды.
12. Для чего используется метеорологический код SYNOP и метеорологическая наноска?
13. Назовите задачу Глобальной службы атмосферы .
14. Что такое метеорологическая сеть?
15. Когда была основана Метеорологическая ОвсерваторияТартуского университета?