Е. А. Михайлов, н. А. Мухин
№ 3093
Теоретические основы инженерной Метеорологии
и климатологии
Ярославль 2012
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Ярославский государственный технический университет»
Е. А. Михайлов, Н. А. Мухин
теоретические основы инженерной Метеорологии
и климатологии
Рекомендовано
научно-методическим советом университета
в качестве учебно-методического пособия
по дисциплине «Метеорология и климатология»
Ярославль 2012
УДК 631.6
ББК 26.234.7
М69
Михайлов, Е. А.
М69 Теоретические основы инженерной метеорологии и климатологии: учебно-метод. пособие по дисциплине «Метеорология и климатология» / Е. А. Михайлов, Н. А. Мухин. – Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2012. - 196 с.
Рассматриваются общие вопросы метеорологии и климатологии: состав строение и циркуляция атмосферы, радиационный баланс атмосферы и земной поверхности, тепловой баланс, вода в атмосфере, формирование климата и климатические зоны Земного шара и России.
Приведены основные понятия о гидрометеорологических процессах происходящих на Земле и представлены факторы, влияющие на климат отдельных регионов и местностей.
Предназначено для студентов, обучающихся по направлению бакалавриата и магистратуры «Природобоустройство».
Рецензенты: государственное унитарное предприятие ЖКХ «Яркоммунсервис» (директор М. Ю. Гусарин); С. А. Маслобоев, директор ФГУ «Управление Ярославльмелиоводхоз».
________________________________________________________________
Учебное издание
План 2012
Редактор М.А. Канакотина
Подписано в печать 18.06.12. Формат 60 х 84 1/16. Бумага белая.
Печать ризограф. Усл. печ. л. 11,39. Уч.- изд. 11,36. Тираж 50. Заказ
Ярославский государственный технический университет.
150023. Ярославль, Московский пр., 88.
Типография Ярославского государственного технического университета.
150000. Ярославль, ул. Советская, 14а.
________________________________________________________________
© Ярославский государственный технический университет, 2012
Светлой памяти
А.А. Бурлакова
ВВЕДЕНИЕ
Метеорологией называется наука об атмосфере, о ее составе, строении, свойствах и протекающих в ней физических и химических процессах.
Теоретическими основами метеорологии служат общие законы физики и химии, записанные применительно к атмосфере. Главными задачами метеорологии являются, описание состояния атмосферы в данный физический момент времени и прогноз ее состояния на будущее. В некоторых случаях возникает необходимость восстановить состояние атмосферы в прошлом.
Климатологией называется раздел метеорологии, в котором изучаются закономерности формирования климатов, их распределения по Земному шару и изменения в прошлом и будущем.
Введение в научную литературу термина «климат», который дословно означает «наклонение, наклон», восходит ко II в. до н.э. Так назвал древнегреческий астроном Гиппарх из Никии (190-120 гг. до н. э.) каждую из пяти зон, на которые он разделил Землю.
К этому времени греки знали, что Земля шарообразна, правильно представляли себе ее размеры и с большой точностью измерили расстояние от Земли до Луны. Гиппарх выделил на Земле 5 климатических зон, зависящих от наклона солнечных лучей.
Представления Гиппарха и его последователей о том, что природные или климатические условия зависят только от наклона солнечных лучей или высоты Солнца над горизонтом, господствовали вплоть до начала XIX в. А. Гумбольдт (1769–1859) в своем труде «Космос» дал новое определение понятия «климат», которое учитывало влияние океана с его течениями. Впоследствии была всесторонне развита и детализирована, прежде всего, в трудах В. Докучаева (1857–1903 гг.) теория широтной, а затем и вертикальной географической, в том числе и климатической, зональности поверхности суши.
Теперь, когда остроумное древнегреческое определение климата ушло в прошлое, стало необходимо сформулировать современное определение климата, которое было бы достаточным как для физического понимания, так и для численного моделирования климата. Таким образом, климатом называется статистическая совокупность состояний, проходимых системой «атмосфера - океан - суша - криосфера - биосфера» за периоды времени в несколько десятилетий. В таком понимании климат есть понятие глобальное.
Под климатом в узком смысле слова, или локальным климатом, понимают совокупность атмосферных условий за многолетний период, свойственных тому или иному месту в зависимости от его географической обстановки. В таком понимании климат является одной из физико-географических характеристик местности.
Климат, являясь одной из физико-географических характеристик среды, окружающей человека, решающе влияет на хозяйственную деятельность людей: на специализацию сельского хозяйства, размещение промышленных предприятий, воздушный, водный и наземный транспорт и т.п. Знание основ метеорологии и климатологии необходимо для подготовки географа любой специальности.
Использование в метеорологии и климатологии точных физических законов и сложного математического аппарата роднит эту науку с физико-математическими науками. В то же время все атмосферные движения протекают на планете Земля с характерными только для нее очертаниями материков и океанов, строением рельефа, распределением рек, морей, ледникового, снежного покровов и растительности. Это определяет географичность метеорологии и климатологии и их вхождение в комплекс географических наук.