3.Історія метеорології і кліматології

Ще давньогрецький вчений Аристотель (384-322 рр. до н.е.) написав монографію „Метеорологіка”, в якій вказував що задовго до нього цей розділ знання називали „метеорологія”. Основи сучасних знань про атмосферу були закладені після винайдення метеорологічних приладів. Так, в 1593 р. Галілей  сконструював термоскоп – прообраз сучасного термометра, в 1643 р. Торічеллі винайшов барометр і довів існування атмосферного тиску, в 1730 р. Реомюр сконструював спиртовий термометр і він став широко доступним.Першу спробу створити мережу метеорологічних станцій зробила створена учнями Галілея флорентійська „Академія досвіду” в 1657 р., яка відкрила станції в Італії, Парижі, Варшаві, Інсбруці тощо. Хоч із закриттям академії мережа розпалась, але поштовх було зроблено. З 17 ст. метеорологічні спостереження мають більш-менш науковий характер. У великих містах Європи – Парижі, Упсалі, Празі, Берліні, Лондоні, Петербурзі – спостереження проводяться майже безперервно – з початку 18 ст.Слід відмітити великий масштаб робіт у царській Росії. У складі експедиції Беринга були природодослідник Гмелін та астроном Деліль. В 1733 р. вони організували цілу мережу метеорологічних станцій на великій території – 12 станцій: Казань, Єкатеринбург, Тобольськ, Ямишево, Єнісейськ, Томськ, Туруханськ, Іркутськ, Селенгінськ, Нерчинськ, Аргунськ, Якутськ. Ряди спостереження на цих станціях, хоч і з перервами, є одними із найдовших і ще у 18 ст. дозволили висвітлити кліматичні умови величезної нікому не відомої території.

Отже, уже в 19 ст. розвинувся метод класичної кліматології, коли для характеристики клімату використовуються середні значення всіх метеорологічних величин. Ці величини публікуються у вигляді довідників, кліматичних карт, атласів. Вони зручні при характеристиці клімату і використовуються й зараз.На початку 20-х років ХХ ст.. Є.Є.Федоров запропонував так званий метод комплексної кліматології. Справа в тому, що в синоптиці в цей час розвивалось вчення про повітряні маси. Синоптики оперували погодою в цілому, а кліматологи вивчали середні багаторічні величини. Автор запропонував характеризувати клімат місцевості повторюваністю різних класів (типів) погоди. На сьогодні виділено 14 класів погоди. Метод не набув широкого розповсюдження, він досить трудомісткий. Повторюваність класів погоди можна вважати додатковою характеристикою клімату місцевості.В 30-х роках ХХ ст.. інтенсивно розвивався метод динамічної кліматології. Широко вивчалась динаміка атмосфери, формування та переміщення повітряних мас, наприклад,  визначення кількості днів з арктичним повітрям, середньої температури арктичного повітря в даному районі кожного місяця. Представники цього методу В.Фогель та К.Г.Росбі в США, Г.Гельмгольц у Німеччині, В.Б”єркнес у Норвегії, М.Маргулес в Австралії, М.Є.Кочін, І.О.Кібель, О.О.Фрідман, Г.Я.Вангенгейм, Є.С.Лір, О.І.Аскіназій, С.П.Хромов, О.О.Дроздов, Б.П.Алісов виконали чимало цікавих кліматичних досліджень.Починаючи з 30-х років ХХ ст.. розвиток аерологічних досліджень дозволив вивчати клімат вільної атмосфери і пов’язувати його з кліматом приземного шару атмосфери. Це праці Х.П.Погосяна, М.Ф.Накоренка, Є.С.Селезньової, В.М.Міхеля тощо.Велике значення для розвитку теорії кліматології мають роботи М.Є.Кочіна про загальну циркуляцію атмосфери, В.В.Шулейкіна про взаємодію повітряних течій над океаном та суходолом, Х.П.Погосяна про сезонні коливання загальної циркуляції атмосфери, Є.М.Блинової про центри дії атмосфери, М.Є.Швеця про теорію добового ходу температури.

4.Структура коду КН-01

КН-01 — код для оперативной передачи данных приземных гидрометеорологических наблюдений с сети станций гидрометслужбы РФ, расположенных на суше (включая береговые станции), национальный вариант международного кода FM 12 SYNOP.В коде КН-01 изложены правила кодирования данных приземных гидрометеороогических наблюдений, оперативно передаваемых с указанных станций в Управления по гидрометеорологии Росгидромета.Код КН-01 является национальным вариантом международного кода FM 12-IX SYNOP, принятого Всемирной метеорологической организацией (ВМО) для использования на гидрометеорологической сети стран-Членов ВМО с 1 ноября 1989 г.В код КН-01 включены только те разделы, группы и кодовые таблицы международного кода FM 12-IX SYNOP, которые приняты для использования на сети гидрометеорологических станций Росгидромета, расположенных на суше (включая береговые станции).

5.Загільні відомості про атмосферу Землі

Атмосфера Землі (від грец. άτμός — пара і σφαῖρα — куля)— атмосфера планети Земля, одна з геосфер, суміш газів, що оточують Землю, та утримуються завдяки силі тяжіння. Атмосфера в основному складається з азоту (N₂, 78% об.) і кисню (O₂, 21% об.). Решта — це аргон (0,93% об.) та вуглекислого газу (0,03% об.) із неоном, гелієм, метаном, криптоном, воднем та невеликими домішками інших газів. Крім того атмосфера містить близько 1,3÷1,5×10¹⁶кг води, основну масу якої зосереджено у тропосфері^[1].Попри те, що маса атмосфери становить лише одну мільйонну частку маси Землі, вона відіграє вирішальну роль у різних природних циклах (кругообігу води, вуглецевому циклі іазотному циклі).Атмосфера забезпечує:

• фотосинтез та дихання;

• захист живих організмів від згубного впливу ультрафіолетового випромінювання, що відбувається завдяки наявності озонового шару;

• перенесення тепла і вологи;

• регулювання сезонного й добового коливання температури (якби не існувало атмосфери Землі добові коливання температури на поверхні сягали б 200° C;

• існування атмосфери обумовлює низку складних екзогенних процесів:

  • вивітрювання гірських порід,

  • активність природних вод, мерзлоти, льодовиків тощо.

Відповідно до змін температури з висотою в атмосфері виділяють такі шари:

• тропосфера — до 8—10 км у полярних областях та до 18 км — над екватором. У тропосфері зосереджено майже 80% атмосферного повітря, майже всю водяну пару, тут утворюються хмари і випадають опади. Теплообмін у тропосфері здійснюється здебільшого конвективно. Процеси, що відбуваються в тропосфері, безпосередньо впливають на життя та діяльність людей. Температура у тропосфері з висотою знижується в середньому на 6 °C на 1 км, а тиск — на 11 мм рт. ст. на кожні 100 м. Умовною межею тропосфери вважають тропопаузу, у якій зниження температури з висотою припиняється.

• стратосфера — від тропопаузи до стратопаузи, яка розташована на висоті близько 50-55 км. Характеризується незначним збільшенням температури з висотою, яка сягає локального максимуму на верхній межі. На висоті 20—25 км у стратосфері розташовано шар озону, який захищає живі організми від згубного впливу ультрафіолетовоговипромінювання.

• мезосфера — розташована на висотах 55-85 км. Температура поступово падає (від 0 °C у стратопаузі до —70 ÷ —90 °C у мезопаузі).

• термосфера — пролягає на висотах від 85 до 400–800 км. Температура зростає з висотою (від 200 K до 500–2000 K у термопаузі).

• За ступенем іонізації атмосфери в ній виділяють нейтральний шар (нейтросферу) — до висоти 90 км, та іонізований шар — іоносферу — вище 90 км. За однорідністю атмосферу поділяють на гомосферу (однорідну атмосферу постійного хімічного складу) тагетеросферу (склад атмосфери змінюється з висотою). Умовною межею між ними є гомопауза на висоті близько 100 км.

• Умовною межею атмосфери іноді вважають лінію Кармана, що пролягає на висоті 100 км. Вважається, що вище цієї межі неможливі аеродинамічні польоти (внаслідок надто низької густини атмосфери), тому для польотів користуються ракетами. Однак навіть на висоті більше 100 км опір атмосфери для космічних кораблів досить відчутний.

• Верхня частина атмосфери, де концентрація молекул знижується настільки, що вони рухаються переважно балістичними траєкторіями, майже без зіткнень між собою, має назву екзосфера. Вона починається на висоті близько 550 км, складається переважно з гелію та водню й поступово переходить у міжпланетний простір.