СИНОПТИЧЕСКАЯ МЕТЕОРОЛОГИЯ
(от
греч. synoptikos - способный всё обозреть), раздел метеорологии,
изучающий
атмосферные процессы, определяющие условия погоды и их изменения
с целью разработки методов
прогноза погоды. С. м. изучает те атм.
процессы, к-рые развиваются на обширных территориях и по масштабам относятся
к звеньям общей циркуляции атмосферы
(циркуляционные системы). Исследования
этих процессов опираются на физич. законы, определяющие изменения свойств
воздуха и его движение; при этом учитываются широта места, с к-рой связано
количество притекающей солнечной энергии, а также характер и свойства подстилающей
поверхности (суша, характер её рельефа, море), реализующей эту энергию.
Между подстилающей поверхностью и атмосферой существует непрерывный обмен
теплом, влагой и примесями разного рода, В различных областях Земли под
влиянием теплообмена с земной поверхностью формируются воздушные массы
тропосферы
с разными свойствами ; пограничные зоны между ними при определённых условиях
превращаются в резкие атм. фронты (см. Фронты атмосферные).
На этих фронтах возникают
атм. волны с длинами в сотни и тысячи км (см. Волны в атмосфере),
к-рые
в дальнейшем развиваются в вихри с пониженным и повышенным атм. давлением
- циклоны и антициклоны. Возникновение, развитие и перемещение
циклонов и антициклонов, или т. н. циклонич. деятельность, определяет собой
изменения в распределении воздушных масс и трансформацию последних, а тем
самым и перемещение и эволюцию фронтов. Вместе с циклонами, антициклонами,
воздушными массами и фронтами перемещаются связанные с ними области облаков
и осадков и происходят локальные (местные) изменения ветра, температуры
и влажности воздуха и других свойств атмосферы. Т. о., прогноз циклонич.
деятельности, определяющей непрерывные изменения в характере общей циркуляции
атмосферы и в распределении погоды, открыл путь к прогнозу погоды, по крайней
мере на период до неск. суток; изучение последовательной смены типов общей
циркуляции атмосферы лежит в основе большинства современных попыток решения
задачи и долгосрочных прогнозов погоды. Рабочий метод С. м.- одновременный
пространственный анализ развития атм. процессов и связанных с ним условий
погоды при помощи синоптических карт, или карт погоды, к-рые подразделяются
на приземные (по наблюдениям у поверхности Земли) и высотные (для разных
уровней в атмосфере). Представление о состоянии атмосферы на различных
высотах (гл. обр. о распределении давления, темп-ры и влажности воздуха,
а также ветра) получают с помощью карт барической топографии (см. Топографии
барической метод). Карты погоды позволяют установить структуру, эволюцию
и движение воздушных масс, атм. фронтов, циклонов, антициклонов, струйных
течений и других образований.
Помимо карт погоды, в синоптич.
анализе используются и другие материалы: фотографии облачности, получаемые
при телевизионной съёмке Земли с метеорологич. спутников, данные наблюдений
за облаками, осадками и др. явлениями погоды с помощью метеорологич. радиолокаторов
и т. п. На основе закономерностей, выявленных при изучении всего этого
эмпирич. материала, на базе гидродина-мич. теории, преим. численными методами,
даются прогнозы погоды.
История развития С. м. Первые
попытки предвидения погоды, основанные на местных признаках, относятся
к глубокой древности. После изобретения в 17 в. барометра делались попытки
предсказания погоды по изменению атм. давления в данном пункте. Первую
попытку построения прогнозных карт предпринял в 1826 нем. учёный Г. В.
Брандес.
Но только изобретение телеграфа
создало предпосылки для широкого развития синоптич. метода и позволило
создать службу погоды. Практическим толчком к этому послужила буря
14 февр. 1854, во время к-рой в Балаклавской бухте погибло много кораблей
англо-франц. флота, действовавшего на Чёрном море в период Крымской войны
(1853-56). Франц. учёный У. Леверье проследил перемещение этой бури в Европе
по данным имевшихся наблюдений и пришёл к выводу, что её можно было своевременно
предсказать при условии обмена данными наблюдений между разными странами.
В Главную физич. обсерваторию в Петербурге метеорологич. телеграммы начали
поступать в 1856, а в 1872 в России под руководством М. А. Рыкачёва начато
издание ежедневного бюллетеня погоды. Первое штормовое предупреждение по
Балтийскому морю было дано 10 окт. 1874.
Ещё до организации службы
погоды Г. В. Дове (1837) в Германии пришёл к выводу, что изменения погоды
в умеренных широтах объясняются последовательной сменой полярных и экваториальных
потоков воздуха и что все атм. движения имеют вихревой характер. В 60-х
гг. англ. учёный Р. Фицрой, развивая воззрения Дове, доказал, что в атмосфере
умеренных широт всегда обнаруживаются перемежающиеся течения полярного
и тропич. воздуха, на границах между к-рыми возникают циклоны. Эти взгляды
при редкой в то время сети метеорологич. станций не могли быть подтверждены
и поэтому не получили развития; по этой же причине в последующие годы исследования
ограничивались преим. изучением особенностей барического поля у
земной поверхности.
В 20-егоды 20 в. норв. учёные
В. Бьеркнес, Я. Бьеркнес, Т. Бержерон и др. более точно сформулировали
представления о воздушных массах и атм. фронтах, предложили схемы эволюции
циклонов и антициклонов и развили волновую теорию циклогенеза. Сов. школа
С. м. создавалась трудами А. И. Аскназия, С. П. Хромова, А. Ф. Дюбюка и
др.
Дальнейшее развитие С. м.
происходило под знаком внедрения в синоптич. анализ аэрологич. наблюдений,
ставших возможными после изобретения радиозонда, первая конструкция к-рого
была предложена П. А. Молчановым. В кон. 40 -нач. 50-х гг. рост
аэрологич. сети и увеличение высоты подъёма радиозондов позволили обогатить
С. м. новыми представлениями, в частности о струйных течениях. С 50-х гг.
также интенсивно развивались методы описания и прогноза атм. процессов
с помощью составления и численного решения уравнений атм. гидротермодинамики.
Основополагающее
значение для развития численных методов прогноза имели работы сов. учёного
И. А. Кибеля и его последователей. Основы численного долгосрочного
прогноза погоды были заложены Е. Н. Блиновой. За рубежом в этой
области работали К. Росби, норв. учёный Р. Фьорфорт, американские
учёные И. Минц, Дж. Чарни и др.
В 60-е гг. начался новый
этап развития С. м. На базе гидродинамич. теории и численных методов анализа,
прогноза полей давления, темп-ры и ветра оказалось возможным перейти к
рассмотрению атм. процессов в целом, в масштабе всей планеты (Дж. Смагоринский
и др., США) и численному краткосрочному прогнозу общего характера погоды
для больших территорий. Уточнённый локальный прогноз погоды на основе этого
общего прогноза по-прежнему требует детального анализа синоптич. карт на
местах. Междунар. программа исследования глобальных атмосферных процессов
(ПИГАП)
предусматривает решение принципиальных вопросов создания надёжного численного
метода долгосрочных прогнозов погоды.
Лит.: Хромов С. П.,
Основы синоптической метеорологии, М., 1948; К и б е л ь И. А., Введение
в гидродинамические методы краткосрочного прогноза погоды, М., 1957; Зверев
А. С., Синоптическая метеорология, Л., 1968; М о н и н А. С., Прогноз погоды,
как задача физики, М., 1969; Лоренц Э. Н., Природа и теория общей циркуляции
атмосферы, пер. с англ., Л., 1970; M a p ч у к Г.И., Численное решение
задач динамики атмосферы и океана. Л., 1974. И. В. Кравченко.
А Б В Г Д Е Ё 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