Метеорология

Определение "Метеорология" в словаре Брокгауза и Ефрона

Метеорология — наука, изучающая явления, происходящие в земной атмосфере, как-то: давление, температуру, влажность воздуха, облачность, осадки, дождь, снег и т. д. В отличие от ближайшей к ней науки — физики, науки опытной, — М. наука наблюдательная. Явления, происходящие в земной атмосфере, до крайности сложны и находятся во взаимной зависимости одни от других, и обобщения возможны лишь при наличности обширного, возможно точного материала, добытого наблюдениями (см. Метеорологические наблюдения). Так как воздух теплопрозрачен, т. е. пропускает значительное количество тепла, лишь мало нагреваясь от солнечных лучей, то значительное количество солнечного тепла доходит до поверхности суши и вод земного шара. Так как притом и суша, и вода имеют гораздо большую теплоемкость, чем воздух (при одинаковом объеме первая более 1500 раз, вторая более 3000 раз), то понятно, какое влияние на температуру нижнего слоя воздуха оказывают температура поверхности суши и вод земного шара, а нижние слои воздуха всего более исследованы. Поэтому исследование верхних слоев суши и вод, особенно их температуры, входит в область М. По мере накопления материала и его научной разработки, М. стала разбиваться на части или отделы. Еще сравнительно недавно в М. решительно господствовал метод средних величин (см. Метеорологические наблюдения), в настоящее время он имеет особое значение для климатологии (см. Климаты), т. е. части М., но и здесь все более и более обращают внимание на разности и колебания метеорологических элементов, изображая их не только цифрами, но и более наглядно, на графических таблицах и картах. Чем меньше колебания, тем более постоянен климат и тем большее значение приобретают средние величины. Если же колебания очень велики и часты, то средние величины гораздо меньше характеризуют климаты, чем там, где колебания меньше. Современная М. обращает большое внимание и на крайние величины разных метеорологических элементов, изучение их имеет значение как для чистой науки, так и в применении к практике, например для сельского хозяйства. Все метеорологические явления прямо или косвенно зависят от влияния солнечного тепла и света на Землю; ввиду этого особенное значение имеют два периода: суточный, зависящий от обращения Земли вокруг своей оси, и годовой, зависящий от обращения Земли вокруг Солнца. Чем ниже широта, тем больше относительное значение суточного периода, в особенности температуры (но и других явлений), и тем меньше значение годового. На экваторе длина дня одинакова в течение года, т. е. 12 часов 7 минут, и угол падения солнечных лучей в полдень изменяется лишь в границах от 66 ° 32' до 90°, поэтому на экваторе в течение целого года около полудня получается очень много тепла от солнца, а в течение длинной ночи много и теряется лучеиспусканием, отсюда условия благоприятны для большой суточной амплитуды температуры поверхности почвы и нижнего слоя воздуха, т. е. большой разности между суточной температурой наименьшей и наибольшей. Напротив, температуры суток в разное время года должны разниться очень мало. На полюсах суточный период совершенно исчезает, солнце восходит в день весеннего равноденствия и затем остается над горизонтом до дня осеннего равноденствия, причем более 2-х месяцев постоянно его лучи падают под углом более 20°, а около полугодия солнца совсем не видно. Очевидно, что эти условия должны способствовать очень большой годовой амплитуде температуры на полюсах, резко отличающейся от малой амплитуды, наблюдаемой в тропиках. Суточный и годовой периоды метеорологических явлений — периоды бесспорные, но рядом с ними метеорологи искали и ищут других периодов, частью более коротких, чем годовой, частью более длинных. Из первых обратил на себя особое внимание 26-дневный период обращения Солнца вокруг своей оси, соответствующий, по мнению иных метеорологов, такому же периоду частоты гроз. Из более длинных периодов особенно много вычислений сделано для выяснения вопроса, влияет ли на земную атмосферу большее или меньшее количество солнечных пятен. Период их приблизительно 11-летний, т. е. через такой промежуток повторяются периоды особенно большого и особенно малого количества пятен. В последние годы много писали о 35-летнем периоде, в течение которого чередуются будто бы холодные и влажные годы с теплыми и сухими, но такой период не совпадает с какими-либо известными явлениями на Солнце. Исследования этого рода дали далеко не согласные между собой результаты, и поэтому влияние на нашу атмосферу каких-либо периодов, кроме суточного и годового, можно считать сомнительным.

В последние 30 лет М. все менее и менее довольствуется средними величинами и вообще эмпирическими исследованиями и все более старается проникнуть в сущность явлений, применяя к ним законы физики (особенно учения о теплоте) и механики. Так, все современное учение об изменениях температуры в восходящих и нисходящих движениях воздуха основано на применении законов термодинамики, причем оказалось, что, несмотря на чрезвычайную сложность явлений, в некоторых случаях получаются результаты, очень сходные с теоретическими. Особенно велики в этом вопросе заслуги Ганна (Hann, см.). Все современное учение о движении воздуха основано на применении учений механики, причем метеорологам пришлось самостоятельно разработать законы механики в применении к условиям земного шара. Всего более в этой области сделал Феррель (см.). Точно так же и в вопросах о лучеиспускании солнца, земли и воздуха, особенно в первом, сделано в последние годы очень много, и если наиболее важные работы сделаны физиками и астрофизиками (упомянем особенно о Ланглее, см.), то эти ученые были знакомы с современными требованиями М., весьма ясно выраженными и многими метеорологами, а последние, помимо того, старались возможно быстро воспользоваться достигнутыми результатами, вырабатывая при этом простые способы наблюдения, доступные большому кругу лиц, так что теперь актинометрия все более становится необходимой частью М. Выше было упомянуто о том, что метеорология до сих пор изучала главным образом нижние слои воздуха оттого, что явления здесь легче доступны для изучения и притом имеют большую важность для практической жизни. Но метеорологи уже давно стремятся исследовать слои воздуха, отдаленные от массы земной поверхности. На высоких отдаленных горах воздух соприкасается с весьма малой частью земной поверхности, и притом он находится обыкновенно в таком быстром движении, что цель до некоторой степени достигается устройством горных метеорологических обсерваторий. Они существуют в нескольких странах Европы и Америки (впереди других стран в этом деле стоит Франция) и несомненно оказали и еще окажут большие услуги М. Вскоре по изобретении воздушных шаров ученые задались целью посредством них исследовать слои воздуха, очень удаленные от земной поверхности и очень разреженные, и уже в начале XIX столетия Гей-Люссак предпринимал полеты с научной целью. Но долгое время недостатки техники воздухоплавания и недостаточная чувствительность метеорологических инструментов мешали успехам дела, и лишь с 1893 г., почти одновременно во Франции и Германии, были пущены на огромную высоту (до 18000 м) шары без людей, с самопишущими инструментами. В России это дело также сделало большие успехи, и теперь во Франции, Германии и России предпринимаются одновременные полеты, очень важные в данном деле. Долгое время, после того как М. стала наукой, как начались правильные наблюдения и обобщения, связь между наукой и практикой долго была крайне слаба или даже совсем не существовала. В последние 35 лет это существенно изменилось, и синоптическая или практическая М. получила большое развитие. Она имеет целью не только изучение явлений погоды, но и предвидение или предсказание погоды (см.). Дело началось с более простых явлений, то есть предсказания бурь, для целей мореплавания, в чем уже достигнуты значительные успехи. В настоящее время М. стремится к тому же в интересах сельского хозяйства, но эта задача несомненно сложнее, как по характеру явлений, предсказание которых особенно желательно, то есть осадков (см.), так и по разбросанности хозяйств, трудности предупредить их о вероятном наступлении той или другой погоды. Впрочем, задачи сельскохозяйственной М. далеко не исчерпываются предсказанием погоды в интересах сельского хозяйства; подробное климатологическое изучение всех М. элементов, важных для сельского хозяйства, стоит на первом плане. Сельскохозяйственная М. только что возникает и получила особенное значение в двух обширных земледельческих государствах, России и Соединенных Штатах. Выше было указано на различия методов двух наук, столь близких между собой, как физика и М. По преобладанию наблюдения М. сближается с астрономией. Но тем не менее различие очень велико не только в объекте исследования, но и в другом. Все наблюдения, необходимые для астрономии, могут быть сделаны в нескольких десятках пунктов, целесообразно расположенных на земном шаре; эти наблюдения требуют только людей с большими знаниями и вполне овладевших довольно сложной техникой дела. Иное дело метеорология. Несколько десятков обсерваторий, расположенных самым целесообразным образом по земному шару, с наилучшими наблюдателями и инструментами, все-таки будут далеко недостаточны для изучения очень многих метеорологических явлений. Последние так сложны, так изменчивы в пространстве и во времени, что непременно требуют очень большого количества пунктов наблюдений. Так как было бы немыслимо снабдить десятки и сотни тысяч станций сложными и дорогими инструментами, и еще менее возможно приискать такое число наблюдателей, стоящих на высоте науки и техники, то М. приходится довольствоваться и менее совершенными наблюдениями, и прибегать к содействию широкого круга лиц, не получивших специального образования, но интересующихся явлениями климата и погоды, и выработать для них возможно простые и дешевые инструменты и способы наблюдений. Во многих случаях даже наблюдения ведутся без инструментов. Поэтому ни одна наука так не нуждается в талантливых популярных книгах и статьях, как М.

В настоящее время не имеется полного курса метеорологии, соответствующего современному состоянию науки; единственные два полных курса K ä mtz, "Lehrbuch d. M." (1833) и Schmid, "Lehrbuch der M." (1860) уже значительно устарели во многих частях. Из менее полных руководств, обнимающих все части науки, укажем на von Bebber, "Lehrbuch der M."; Лачинов, "Основы М.". Гораздо короче и популярнее известный курс Mohn, "Grundz ü ge der M."; здесь главное внимание обращено на явления погоды, имеется русский перевод с 1-го немецкого издания: "М., или Наука о погоде". Совершенно самостоятельная книга о погоде: Abercromby, "Weather" (есть немецкий перевод); систематическое руководство по учению о погоде: von Bebber, "Handbuch der aus ü benden Witterungskunde". Книга Поморцева, "Синоптическая М.", по своему характеру стоит посередине вышеупомянутых. По динамической M.: Sprung, "Lehrbuch der М.". По климатологии: Hann, "Handbuch der Klimatologie"; Воейков, "Климаты земного шара". По сельскохозяйственной M.: Houdaille, "Meteorologie agricole"; по лесной М.: Hornberger, "Grundriss der M.". Совершенно популярные, очень краткие курсы "Houzeau et Lancaster Meteorologie"; Skott, "Elementary М.". Сборники наблюдений и периодические издания — см. Метеорологические издания.

A. В.