Meteorologia on tutkimuksen Maapallon ilmakehään ja vaihtelut lämpötila ja kosteus kuvioita, jotka tuottavat eri sääolosuhteissa. Tärkeimpiä tutkimuskohteita ovat esimerkiksi sademäärät (sade ja lumi), ukkoset, tornadot sekä hirmumyrskyt ja taifuunit.

meteorologisten tapahtumien merkitys koetaan eri tavoin. Esimerkiksi kuivuus johtaa vesipulaan, sadonmenetykset, alhainen joen virtaus hinnat, ja lisääntynyt kulovalkean potentiaalia., Lisäksi nämä vaikutukset voivat johtaa rajoitettu joen matka, suolaisen veden tunkeutuminen pohjavesiin ja rannikon merenlahdet, stressi eri kasvi-ja eläinlajeja, väestön muutoksia, taloudellisia vaikeuksia, ja jopa poliittiset levottomuudet. Sään kriittinen vaikutus ihmisen toimintaan on johtanut sääennusteiden epävarmaan tieteeseen.

sana meteorologia juontuu kreikan sanasta meteoron, joka viittaa minkä tahansa ilmiön taivaalla. Aristoteleen Meteorologia (340 EKR.) koski kaikkia maanpäällisiä ilmiöitä., Tähtitieteestä, muun muassa meteorien eli ”tähdenlentojen” tutkimisesta, tuli myöhemmin erillinen tieteenala. Meteorologian tiede rajoittui lopulta ilmakehän tutkimiseen. Erilaisissa sää-ilmiöt ovat edelleen nimitystä ”meteorit”, kuten hydrometeors (nestemäistä tai jäädytettyä vettä — sade, lumi ja lumihiutaleet, pilviä, sumu), lithometeors (kuiva hiukkasia, hiekka, pöly tai savu), photometeors (optiset ilmiöt — kehät, mirages, sateenkaaria, coronas), ja electrometeors (sähkö-ilmiöitä — salama, Saint Elmo ’ s fire).,

Moderni meteorologia keskittyy ensisijaisesti tyypilliset sääilmiöt havaittu, kuten ukkosta, extratropical pyörremyrskyt, rintamilla, hurrikaanit, hirmumyrskyt, ja erilaisia trooppisia veden aaltoja. Meteorologian katsotaan yleensä kuvaavan ja tutkivan yksittäisten tapahtumien fyysistä perustaa. Sen sijaan ilmastotiede kuvaa ja tutkii ajan mittaan Havaittujen ilmakehän kuvioiden alkuperää. Useita tärkeitä ilmiöitä, kuten monsoons ja El Niño–Eteläinen Värähtely, pidetään sekä meteorologian ja klimatologian, koska niillä on suuria muutoksia vuodenaikojen aikajänteellä.,

Laajuus
pyrkimys ymmärtää ilmapiiri ja sen prosesseja hyödynnetään monilla tieteen ja tekniikan alueilla. Ilmakehän liikkeiden tutkimusta kutsutaan dynaamiseksi meteorologiaksi. Se käyttää yhtälöitä, jotka kuvaavat kiertävän nesteen (ilman) käyttäytymistä pyörivällä pallolla (maa). Yksi tärkeä komplikaatio tässä tutkimuksessa on se, että vesi ilmakehän muutoksia edestakaisin kiinteä, neste ja kaasu hyvin monimutkaisella tavalla. Nämä muutokset muuttavat suuresti dynaamisessa meteorologiassa käytettyjä yhtälöitä.,

Fyysinen meteorologia, tai ilmakehän fysiikka, käsittelee useita erikoistuneita alueita tutkimuksessa. Esimerkiksi pilvien ja hydrometeorien eri muotojen tutkimiseen liittyy tutkimuksia veden käyttäytymisestä ilmakehässä. Tutkimuksen säteilyvaikutusta siirto on huolissaan keskeinen energian lähde, joka ajaa ilmakehän prosessit, eli auringon säteily, ja tapoja, joilla radiant energy yleensä ei tuotto ja haihduttaa ilmakehään., Muut erikoistuneet tieteenalat käsittelevät ilmiöitä, joihin liittyy valo (ilmakehän optiikka) ja ääni (ilmakehän akustiikka).

jotkin meteorologian haarat on määritelty tutkittavien ilmiöiden koon mukaan. Esimerkiksi, micrometeorology on pääasiassa tutkimuksen pienimuotoista vuorovaikutuksen alin taso ilmapiiri ja pinnat joiden kanssa se tulee kosketuksiin. Mesoscale meteorology käsittelee keskikokoon ilmiöitä-esimerkiksi ukkosia ja vuoristotuulia., Synoptinen meteorologia on huolissaan suurempia prosesseja, kuten korkea – ja matala-paine-järjestelmät ja niiden rintamilla, ja niin edelleen jopa tutkimuksen yleinen ilmakehän kiertokulussa aika-asteikot muutaman päivän. Sääennusteet, meteorologian ennustava puoli, juontuvat näistä tieteenaloista.

Muut oksat meteorologia keskittyä ilmiöitä tietyissä paikoissa, kuten päiväntasaajan alueilla, tropiikki, meri-alueiden, rannikkoalueiden, puolalaiset, ja vuoret. Yläilmakehää tutkitaan myös erikseen., Muut tieteenalat keskittyvät ottamaan havaintoja tiettyjen teknologioiden, kuten radio, tutka, ja keinotekoinen satelliitti. Tietotekniikkaa sovelletaan laajasti, mukaan lukien numeeriset sääennusteet, interaktiivinen data-analyysi, ja näyttö järjestelmiä.

kemiallinen käyttäytyminen ilmakehässä, tutkittu ilmakehän kemia, on nopeasti saavuttanut merkitys, koska tahaton aiheuttamat muutokset ihmisten molekyyli koostumus tunnelmaa., Muutokset otsonin (ja otsonikerrokselle) ja hiilidioksidin pitoisuudet ja kohonneeseen happosateet, on ylittänyt tilan paikallisia ongelmia tullut alueellisia tai globaaleja kysymyksiä.

meteorologisia tutkimuksia tehdään yhdessä useiden ympäristöön liittyvien alojen kanssa. Näitä ovat ilmailu, maatalous, arkkitehtuuri, ballistiikka, ekologia, energiantuotanto, metsätalous, hydrologia, lääketiede ja merentutkimus., Monet näistä liittyvät kentät yksinkertaisesti täytyy määrittää sää on vaikutuksia tiettyyn aikaan ja paikkaan, mutta jotkut — hydrologia-ja merentutkimus, esimerkiksi — myös vaikuttaa meterologisten tapahtumia muuttamalla ilmakehän olosuhteissa Maan pinnalla.

Kehitys Modernin Meteorologian
alkuperä meteorologia valehdella laadullisia havaintoja paikallinen sää ja spekulointia., Kokonaisuutena Aristoteleen työtä oli standardi viittaus antiikin ja keskiajan aikoja, kunnes René Descartes Galileo Galilei, ja toiset alkoivat korvata spekulointia instrumentaali havaintoja alussa 17-luvulla. Tarvittavat välineet suorittaa nämä mittaukset — barometri, kosteusmittari ja lämpömittari — kehitettiin aikana noin 1650 1750., Vastaava teoreettinen ja kokeellinen työ sisälsi Sir Isaac Newtonin liikkeen lait, jäähdytys -, ja taittuminen; työn Blaise Pascal, Edme Marriotte, Robert Hooke, Edmund Halley, ja muut hypsometry (tarkka mittaus korkeus); työ Robert Boyle on kaasut, ja että Halley, George Hadley, ja Jean Le Rond d ’ Alembert ilmakehän liikkeeseen. Ensi vuosisadalla (1750 -1850), lämpömittarit olivat standardoituja, Benjamin Franklin tutkittu salama, John Dalton loi perustan mittaus-haihtumista ja kosteus, ja Luke Howard luokiteltu pilviä., Vuoden 1800 jälkeen yksityishenkilöt ja julkiset laitokset alkoivat kerätä säähavaintoja.

sen Jälkeen, kun ranskan laivasto oli vaurioitunut myrskyn Krimin Sodan aikana (1853-56), vakava yrittää aloitettiin länsi-Euroopassa ja Pohjois-Amerikassa kerätä sää tietoja monissa paikoissa samanaikaisesti avulla äskettäin keksitty (1837) telegraph. Luotettavien kellojen kehittäminen mahdollisti havaintojen jatkuvan kirjaamisen. Kuppi-ja paineviemometrit keksittiin, ja sähkö valjastettiin mittareiden lukemien ennätykseksi., Myöhemmin, ilmapalloja, leijat ja lentokoneet, joita käytetään kuljettamaan sää välineiden kautta alailmakehässä, alin kerros Maapallon ilmakehää, stratosfääriin, toinen ilmakehän alin kerros, joka löydettiin, nimetty ja kuvattu pian sen jälkeen 1900. Järjestelmällinen ylä-ilman huomautuksia alkoi 1920-luvun jälkeen kehitys paristokäyttöisiä radioita tarpeeksi kevyt kuljettaa ilmapalloja. Yläilmaraporttien kerääminen laajoilta alueilta tarjosi kattavamman kuvauksen ilmakehästä, mukaan lukien esimerkiksi suihkuvirtauksen ominaisuudet.,

Termodynamiikka, kehitetty puolivälissä 19th century eteenpäin, jos merkittävä osa kaavat kuvaavat ilmakehän liikkeitä ja muutoksia. Vuosisadan aikana vuodesta 1850 vuoteen 1950, synoptinen meteorologia oli hallitseva haara, jossa kehon enemmän fysiikan periaatteita korvaa hajallaan empiirinen sääntöjä. Noin 1920 Bergen koulu, jota johti Vilhelm Bjerknes ja hänen poikansa Jacob, syntetisoida nämä ideat polar-edessä teoria pyörremyrskyt, mukaan lukien keskeiset käsitteet, kuten rintamilla ja ilmamassat.,

Moderni dynaaminen meteorologia syntyi vuonna 1948, kun Jule Charney onnistunut vähentämään koko dynaaminen yhtälöt (ensimmäisen todennut Vilhelm Bjerknes 1904) yksinkertainen mutta hyödyllinen muodossa. Samanaikainen kehitys digitaalisen tietokoneen varmistettava, että Charney on menetelmä oli suuri käytännön merkitys, sillä se saa sään ennustaminen perustuu likimääräinen ratkaisu equations, dynamical ajan funktiona.

vuodesta 1948 lähtien ilmakehän kaukokartoitustekniikat ovat yleistyneet., Vuoteen 1950, tutkaa oli kehitetty siihen pisteeseen, jossa se voidaan hahmotella pilviä niiden keskeytetty vesipisaroita ja siten osoittaa sisäisen rakenteen myrskyt, varsinkin ukkosta. Alkaen 1960-luvun puolivälissä, tutka-yksikköä, joka mittaa Doppler-siirtymä oli kehitetty tarjoamaan velocity tiedot samoin. Vuoden 1960 jälkeen satelliitit alkoivat antaa yksityiskohtaisia havaintoja koko maasta.,

ensimmäinen jatkuva valtion toimintaa meteorologia yhdysvalloissa tuli vuonna 1870, kun Kongressi on suunnattu armeija järjestää weather service ennustaa myrskyjä yli Järvien ja rannikoiden. Kahden vuosikymmenen alle Signal Corps, tämä toiminta siirrettiin uuden siviili-Weather Bureau, Department of Agriculture, koska viljelijät olivat erityisen huolissaan ennusteet tulevista sää ja pitkän aikavälin ilmasto trendejä., Puoli vuosisataa myöhemmin kasvava tarve lentäjät usein havaintoja ja lyhyen aikavälin ennusteet johti puhemiehistön siirtää Department of Commerce. Vuonna 1965 Sää Bureau tuli osa uutta Environmental Science Services Administration (ESSA), jossa klimatologian erotettu osaksi uutta Ympäristöä koskevia Tietoja Palvelun (TOIM.), viisi vuotta myöhemmin ESSA oli laskenut ja bureau tuli National Weather Service, osa National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA).,

Nykyaikainen Meteorologia
alan meteorologia on yhä atk ja automatisoitu kuin tutkijat pyrkivät, miten parhaiten käyttää tulva havaintoja on laaja valikoima perinteisiä ja uusia välineitä. Esimerkiksi doppler-tutkatietojen nopea käsittely on ratkaisevan tärkeää tornadojen ja muiden vaikeiden paikallisten Sääilmiöiden varoitusajan maksimoimiseksi. Valmistelu havaintoja käytettäväksi suuri numeerinen maailmanlaajuinen ennuste malleja, ”timestepping” näistä malleista, ja käsittelyn tuloksena tuotos on liian työlästä mitään mutta tehokkain tietokoneita., Kehitys World Wide Web on avannut aivan uudenlaisia vaihtoehtoja levittää tuloksena tiedot ja ennuste tietoja tavoilla, jotka ovat vielä tutkitaan.

yhdysvallat on sijoittanut tärkeää uusien sukupolvien huomioiminen järjestelmiä, mukaan lukien WSR-88D (Sää Surveillance Radar-1988, Doppler) tutka-verkko, kolme-akseli vakiintunut MENEE, ja mikroaaltouuni anturit alhainen Maan kiertoradalla. Aktiivinen satelliitti-anturit, kuten scatterometer, joka voi mitata tuulen nopeuksia, meren pinnan, työnnetään toimintatilaa., Samaan aikaan nykyisten tietolähteiden yhdistämisen tietokonepohjaisten järjestelmien avulla pitäisi lisätä kaikkien tietolähteiden, vanhojen ja uusien, käyttökelpoisuutta.

Paljon tämä tieto välitetään ympäri maailmaa Global Telecommunications System, järjestämä Maailman Ilmatieteen Järjestön sisällä rajoitteita, koska kaupallinen, kansallisen turvallisuuden, ja logistisia seikkoja, joita joissakin maissa. Puolestaan muutamia keskuksia ympäri maailmaa kehittää suuri tietokone-malli simulaatiot päässä ehtoja havaittu ja lähettää tuloksena sääennusteet verkon yli., Kaksi tällaista keskusta ovat National Centers for Environmental Prediction (Suitland, Md.) ja Euroopan keskipitkien sääennusteiden keskus (Bracknell, Englanti).

toinen kansainvälisen yhteistyön muoto näkyy erilaisissa tutkimusohjelmissa. Esimerkiksi, Maailmanlaajuinen Energian ja Veden Vaihto-Ohjelma pyrkii kehittämään havaintoja ja teorioita paljastaen sykli energian ja veden kautta Maapallon ilmakehän, valtamerten, maan pinta, ja cryosphere. Trooppinen Sademäärä mittaus Mission on yhteinen USA.,- Japanilainen tutkimussatelliitti laukaistiin vuonna 1997″ lentävänä sademittarina ” trooppisten alueiden yllä. Tällainen kansainvälinen yhteistyö on ratkaisevan tärkeää maailmanlaajuisten ilmiöiden käsittelyssä.

George J. Huffman