Погода и климат

Погода и Климат.

Работу выполнил ученик 10А класса  МБОУ «СОШ № 29»    

Ярушин Максим Олегович

Руководитель:

Учитель географии

МБОУ «СОШ № 29»    

Фадеева Елена Анатольевна

2016 год

Погода и климат.

«У природы нет плохой погоды…», - поётся в известной песне. А что же такое погода? Владимир Даль предлагает следующее определение погоды: «Погода – это состоянье мироколицы (атмосферы), воздуха, относительно тепла и холода, ветра и затиши, ведра и ненастья.» Толковый словарь Сергея Ожегова предлагает свой вариант: «Погода – это состояние атмосферы в данном месте, в данное время.»

Современное определение является более широким и глубоким по содержанию и полнее отражает суть этого явления. Погода – это совокупность значений метеорологических элементов и атмосферных явлений, наблюдаемых в данный момент времени в той или иной точке пространства или за ограниченный промежуток времени (сутки, месяц, год). Метеорологические элементы – это характеристики состояния атмосферы: температура, давление и влажность воздуха, скорость и направление ветра, облачность, осадки, видимость (прозрачность атмосферы), а также температура почвы и поверхности воды, солнечная радиация, длинноволновое излучение Земли и атмосферы. Атмосферные явления – это видимое проявление сложных физико-химических процессов, происходящих в воздушной оболочке в атмосфере Земли. Многие атмосферные явления связаны с круговоротом воды в природе, с электричеством, с разложением белого света на цвета.

Гроза, снег, дождь, град, гололедица, иней, радуга –  это атмосферные явления. Какие-то из этих атмосферных явлений уже хорошо изучены. Например, что мы знаем о дожде, кроме того, что о нём сложено множество стихотворений и песен; что кто-то любит гулять под дождём, а кто-то наблюдать за дождём, сидя у окна с чашечкой чая в руке? В сильную жару молекулы воздуха подхватывают молекулы воды с поверхности водоёмов и поднимают их. Вода испаряется. Из жидкого состояния она переходит в газообразное: превращается в невидимый пар. Содержание паров воды в воздухе называется влажностью воздуха. Она не всегда одинакова и зависит от температуры. Тепло – вот причина этого явления. В течение дня вода нагревается солнцем и испаряется (вода принимает форму капелек). Она испаряется тем скорее, чем сильнее нагрета. Достигнув более прохладных слоев тропосферы, водяной пар уже охладился до той температуры, при которой он больше не может удерживать эти капельки, они сливаются в капли, конденсируются. В небе появляются облака. Постепенно капли становятся все крупнее, увеличиваются и наконец делаются такими тяжелыми, что выпадают на землю в виде дождя, снега или града. Попав на землю, вода сначала собирается в ручейки, стекает в ручьи, затем в реки и вместе с ними возвращается в моря, откуда испаряется вновь. Дождь — атмосферные осадки, выпадающие из облаков в виде капель воды диаметром от 0,5 до 6-7 мм. Дождевые капли бывают нескольких типов:

A - несуществующий тип капель (форма капли под предметом перед падением)

B - капли размером менее 2 мм являются почти круглыми по форме

C - капли от 2 до 5 мм имеют сплющенную форму из-за трения о воздух)

D - капли больше 5 мм из-за потока воздуха разделяются на меньшие капли

E - процесс деления крупной капли на несколько.

Капли с диаметром более 6—7 мм разбиваются при падении на меньшие капли. Интенсивность дождя может колебаться от 0,25 мм/ч (моросящий дождь) до 100 мм/ч (ливень). Дождь выпадает, как правило, из смешанных облаков (преимущественно слоисто-дождевых и высокослоистых), содержащих при температуре ниже нуля переохлаждённые капли и ледяные кристаллы. После дождя иногда бывает радуга. Жидкие осадки в виде очень мелких капель диаметром менее 0.5 мм, как бы парящих в воздухе, называются моросью. Сухая поверхность намокает медленно и равномерно. Осаждаясь на поверхность воды такие капли не образует на ней расходящихся кругов. Дожди бывают нескольких видов: грибной дождь – это дождь при солнце, не закрытом облаками; градный дождь (дождь с градом); грозный дождь (дождь с грозой); затяжной (обложной) дождь; косой дождь; купальный (окатный) дождь; ливень (проливень); моросящий дождь (изморось); полосовой дождь (идущий полосами); ситный дождь; слепой дождь; снежный дождь (дождь со снегом); спорый дождь.

Но существуют атмосферные явления, которые изучены ещё очень мало. Это потрясающе красивые явления в атмосфере, которые вызывают восхищение. Некоторые из этих явлений в древности вызывали у людей суеверный ужас. Речь идёт о спрайтах, шаровых молниях, радужных облаках и тому подобных явлениях. Так, например, спрайты – это редкий вид грозовых разрядов. Это своего рода молнии в мезосфере и термосфере. Спрайты трудно различимы, но они появляются в сильную грозу на высоте примерно от 50 до 130 километров (высота образования «обычных» молний — не более 16 километров) и достигают в длину до 60 километров, а то и 100 километров в диаметре. Спрайты появляются через десятые доли после удара очень сильной молнии и длятся менее 100 миллисекунд. Чаще всего спрайты распространяются одновременно вверх и вниз, но при этом распространение вниз заметно больше и быстрее. Окраска вспышек и их форма зависит от высоты, на которой они происходят. В отличие от наблюдаемых на Земле молний, эти вспышки имеют яркий цвет, обычно красный или синий, и покрывают большие пространства в верхних слоях атмосферы, а иногда простираются до границы с космосом.

Шаровая молния – это редкое природное явление, единой физической теории возникновения и протекания которого к настоящему времени не представлено. Существуют около 200 теорий, объясняющих явление, но ни одна из них не получила абсолютного признания среди учёных. В лабораторных условиях похожие, но кратковременные явления удалось получить несколькими разными способами. Но о природе естественной шаровой молнии вопрос остается открытым.

Радужные облака - это относительно редкое оптическое явление в атмосфере, которое можно наблюдать в любое время года. Лучше всего это явление заметно на высоко-кучевых и перисто-кучевых облаках, при этом солнце должно занимать определенное положение на небе. Тогда любое полупрозрачное облако может «окраситься во все цвета радуги». Такое явление обусловлено дисперсией света на каплях облаков, то есть лучи света разных длин волн отклоняются по-разному, а значит, и свет этих волн приходит к наблюдателю с разных направлений. Яркость и насыщенность цветов в радуге определяется размером и идентичностью размера капель в облаке.

Бывают случаи, что даже самый обычный ветер может вызвать у очевидцев недоумение или даже чувство страха. Ветер - это движение потоков воздуха, вызванное разницей в давлении между двумя разными воздушными областями. Довольно часто воздействие потоков воздуха принимают за аномальные явления: это и различные звуковые эффекты (например, прохождение потоков воздуха через узкие щели с образованием различных звуков, шум от перемещения предмета), и движение предметов. Эффект может усиливаться рядом причин, среди которых можно выделить невозможность выяснить причины появления звуков (например, при недосягаемости источника), неожиданное их проявление или особое состояние «ожидания» у очевидца.

Примером такого ветра может служить гора Большое Богдо. Эта гора является самой высокой точкой на Прикаспийской низменности. Её высота составляет 149,6 метров над уровнем моря. Гора имеет очень интересные подземные и надземные формы карстового рельефа – воронки, балки, пещеры, гроты. В настоящее время по данным исследователей в горе насчитывается более 30 пещер, самая большая из них протяженностью до 1,5 км. Гора Большое Богдо находится на территории Богдинско-Баскунчакского заповедника.

За счет огромного количества каменных ниш, неглубоких пещер, столбов, карнизов и прочих углублений, напоминающих огромные соты, гора Большое Богдо стала звучащей горой. Даже при умеренном движении воздуха ночью здесь слышится неясный гул, действительно напоминающий бормотание. При сильном ветре, резонируя в пустотах, бормотание перерастает в пронзительный вой и прерывистый свист. Явление объясняется колебаниями воздуха между каменными столбами, сквозняками в сообщающихся пещерах. Поэтому в народе юго-западный склон называют «Поющие скалы». Конечно, имея такую особенность, гора Большое Богдо была овеяна легендами и преданиями, а ветер, звучащий в пещерах, вызывал суеверный ужас.

Необычен и цвет горы Большое Богдо. Гора Большое Богдо традиционно считалась Священной горой. По преданию, в каспийские степи Святую гору принесли калмыки-пилигримы (паломники) из далеких отрогов Тянь-Шаня.  После долгих постов и молитв, калмыки взвалили её себе на плечи и понесли по нескончаемым знойным степям, но один из них упал под тяжестью ноши в ту минуту, когда увидел прекрасную женщину. Гора придавила его и оросилась кровью, отчего одна её сторона красна до сих пор. Озеро же Баскунчак произошло из соленой похлебки, выплеснутой вблизи Богдо великим Далай-Ламой, который присел отдохнуть и пообедать на склоне. Гору охраняет от непрошеного вторжения злой дух Цаган Эбугай, который  очень не любит, когда к нему приходят праздные люди, и прогоняет их сердитым бормотанием. Живет он на восточном склоне, сложенном из крупнозернистого желтоватого песчаника. Именно так объясняли в старину местные жители происхождение этого необычного ветра.

Сегодня мы не можем представить свою жизнь без прогноза погоды. Просыпаясь утром, мы первым делом включаем радио, телевизор или интернет, чтобы узнать прогноз погоды на сегодняшний день и на последующие дни. Однако много веков назад люди предсказывали погоду самостоятельно. И пусть те или иные погодные явления связывали с волей богов и высшими силами, все-таки временами прослеживались попытки их научного обоснования.

Следует предположить, что погода – вернее прогноз погоды -  начала интересовать  людей ещё в глубокой древности. Ведь от благоприятной погоды зависел урожай, благоприятная погода означала, что люди не будут голодать, у них будет достаточно сил, чтобы заниматься воспитанием детей, строительством, ремеслом, изучением новых явлений в их жизни. Конечно, в древности не было  никаких метеостанций, определяющих погоду, никаких специальных приборов, прогнозирующих погоду. Люди просто наблюдали за природными явлениями, за растениями и животными. Постепенно человечество накопило тот объём знаний о природе, который лёг в основу  народных примет о погоде.

Задолго до изобретения термометра люди предсказывали погоду по окружающим их природным явлениям. Растения и животные лучше чувствуют изменение атмосферного давления и поэтому начинают готовиться к ненастью заранее. Например, бутоны цветов закрываются, а коровы сбиваются в стадо. Люди предсказывали погоду по луне, облакам и радуге.

Первыми метеорологами можно смело назвать вождей племен и жрецов, ведь только им было под силу контактировать с богами, которые отвечали за погоду. В Греции таким богом был Посейдон, в Древнем Египте – Озирис, в Древнем Риме – Вулкан.

Что касается обычных людей, то они пытались связать погодные явления с поведением животных. И до наших дней дошли предсказания: «Кошка спокойно спит – к теплой погоде», «Под окном чирикает снегирь – к оттепели». Следует отметить, что в большинстве случаев они оправдывали себя, поэтому в них старались верить.

Погода напрямую влияет на наше настроение и здоровье. Народные приметы о погоде так же стары, как и само человечество. Но прошло много времени, прежде чем люди начали записывать на бумаге приметы, определяющие погоду. Этим занимались во всех странах с высокой культурой: в Древнем Китае, Индии, Египте, Греции и Риме. Учёные того времени писали о власти ветра, влиянии морских течений и записывали особые события, связанные с погодой. Простой народ, не знавший грамоты, устно передавал свои наблюдения за погодой потомкам.

Альбертус Магнус (1200-1280) немецкий средневековый учёный-естествоиспытатель, знакомый с греческой философией и наукой древних арабов, впервые упомянул крестьянские приметы погоды в своей работе «О свойстве ветра». Книга была написана на латинском языке. Лишь 200 лет спустя, в 1505 году в Аугсбурге была издана книга «О настоящих признаках погоды». Её автором был Леонард Райнманнс. Это самая ранняя напечатанная немецкоязычная коллекция крестьянских примет.

Благодаря изобретению книгопечатания таких книг стало появляться немало. В 1508 году была издана и стала популярной книга «Домашний календарь погоды». Наряду с церковными праздниками и днями святых, в ней были указаны сроки сельскохозяйственных работ, важные для предсказания погоды дни и многое другое. Так как большинство крестьян оставалось неграмотными, такие книги-календари содержали больше картинок, чем текста. Каждому дню отводилась своя страница, на которой помимо имени святого, с которым был связан этот день, были изображены символы жары, дождя или ночного мороза, а также положения Луны.

В древнем рабовладельческом обществе предсказывать по звездному небу погоду входило в обязанности правителей и важных людей государства. В Египте жрецы предсказывали не только погоду, но каким будет урожай.

Значительный прогресс в составлении прогноза был замечен в Древней Греции, где возникло понятие о годовом цикле погоды. Так, нередко на площадях можно было встретить специальные календари «парапегмы». Парапегмы - таблицы, в которых описывались климатические особенности прежних лет. Также в них сообщалось о ливнях, грозах, бурях, туманах. Считалось, что это все поможет в предсказании погоды в будущем. Появились эти таблички в греческих городах-государствах около двух с половиной тысяч лет назад. Посмотреть на них мог любой желающий. В них, как правило, фиксировалась хронология погодных явлений, которые возникали в течение всего года: количество выпавших осадков, изменение температуры (по ощущениям), направление ветра. Парапегмы, одни из самых старых календарных инструментов древнего мира. Парапегма была каменным планшетом с передвижными колышками и надписью, указывающей приблизительное соответствие между, например, восходом отдельной звезды и гражданской датой. Поскольку календарь должен был регулярно изменяться, чтобы сохранить совпадение гражданского календаря с астрономическими фазами, парапегма имела передвижные колышки, которые могли быть откорректированы по мере необходимости.

Парапегма скоро стала также содержать метеорологические прогнозы, связанные с восходами и заходами звезд, и были не только каменные парапегмы, но также и парапегмы на папирусе. Глядя на парапегму в конкретный день, читатель искал колышек или колышки и просто читал соответствующую астрономическую, или метеорологическую информацию на этот день.

Основной принцип астрометеорологической парапегмы относится ещё к временам Гесиода (750 г. до н.э.), и возможно намного дальше. Идея в том, что ежегодные восходы и заходы неподвижных звезд могут использоваться как указатели погоды, сезонов, ветров, и т.д. Крестьянин или моряк замечают появление или исчезновение звезды утром или вечером, и используют некоторое эмпирическое правило, чтобы предсказать наступающую погоду. К третьему столетию до нашей эры самое позднее, эти зависимости погоды и звездных фаз стали записываться как годовые упорядоченные списки в парапегмах.

Парапегмы составлялись в течение многих столетий.

В римской парапегме в камне просверливались отверстия, и колышек переставлялся из одного отверстия в следующее каждый день. На парапегме изображались семь богов (планет), покровительствующих дням недели.

 Годовой круг Солнца был разделен на 12 равных частей, на 12 знаков Зодиака. Каждый зодиакальный знак был разделен на две части. Таким образом в круге было всего 24 отверстия.

С помощью трех штифтов на этом каменном календаре можно было устанавливать:

1. День недели (первым в ряду богов стоит Сатурн, покровительствующий субботе),
2. Месяц (вместо месяцев изображен круг зодиакальных созвездий, каждый знак которого соответствовал конкретному месяцу года: Овен - марту, Телец - апрелю и т. д.),
3. День месяца.

Римский календарь-парапегма III - IV вв. н.э.

Ещё дальше наука пошла в Древнем Китае. В 3 веке до н.э. там уже появился первый сельскохозяйственный календарь. Китайский император, считавшийся сыном неба, должен был в ежегодном календаре сообщать своему народу о будущих небесных событиях. Для него жрецы готовили специальные прогнозы погоды на год вперед, которые потом оглашались под названием «императорских». Часто случалось так, что в этих «прогнозах» оставались непредсказанными наводнения, длительные засухи и другие неблагоприятные явления. Народом это воспринималось, как размолвка между «небом» и императором. И тогда «сыну неба» ничего не оставалось, как отречься от престола, поскольку его жрецы плохо предсказали будущую погоду.

В период между 1727 и 1734 годами Махараджа Джай Сингх II построил пять астрономических обсерваторий в западной части центральной Индии. Одной из самых выдающихся среди них была Джантар-Мантар, комплекс из множества зданий уникальной формы. Каждое из этих сооружений обладало особой астрономической функцией для того, чтобы проводить наблюдения за погодой и различные измерения. Махараджа интересовался математикой и астрономией. В свои проекты Джай Сингх II включил ранние греческие и персидские элементы. В итоге получилась одна из самых сложных в архитектурном плане обсерварторий из когда-либо созданных, уникальная по своему дизайну и функциям. Эта обсерватория состоит из 14 основных геометрических устройств для измерения времени, предсказания затмений, отслеживания местоположения звезд и орбит, определения наклона планет и астрономических высот. Самрат Янтра — самый большой инструмент, солнечные диски высотой в 27 метров. По их тени можно определить время суток с точностью до двух секунд. Его тень перемещается на 1 мм каждую секунду. В наши дни обсерватория — очень популярная достопримечательность Индии. Однако местные астрономы все ещё используют её, чтобы предсказывать погоду для фермеров.

Уже более 100 лет в деревне Бехата индийского штата Уттар-Прадеш располагается необычный храм. Его часто называют - Храм муссонов, и на протяжении многих лет он предсказывает крестьянам количество осадков на грядущий сезон. По мнению местных жителей, качество прогнозов – очень высокое, так что метеорологам есть чему завидовать!
Прогноз разрабатывается очень просто: во время молитвы местные жители оценивают количество капель воды на потолке. Если капель мало - то дождь будет небольшим, если много — нужно ждать сильные осадки. До сих пор никто не знает, каким образом на потолке появляются капли — храм стоит на возвышенности, и в его окрестностях нет никаких водоемов. Местные жители говорят, что в храм приезжало много исследовательских команд и ученых из различных уголков Индии. Все они пытались найти объяснение необычному явлению, однако так и не пришли к единому мнению. Сезон дождей длится в Индии с июня по сентябрь, и эти осадки являются жизненно важными для местных сельскохозяйственных угодий — 55 процентов из них не имеют других источников орошения, поэтому новость о том, что в храме было много капель, была радостной для всех местных жителей.

Полноценной наукой простое изучение погодных явлений стало только в 18 веке. 10 апреля 1722 года по указу Петра I в Санкт-Петербурге начались систематические наблюдения за погодой. Однако ещё в XVI веке летописцами в Русском хронографе были собраны сведения об экстремальных природных явлениях за 15 веков нашей эры.

С 1 декабря 1725 года академик Фридрих Майер впервые измерил погоду при помощи инструментов — барометра и термометра. В это же время началось создание метеорологических наблюдательных сетей России, в том числе и в Сибири. Огромный вклад в развитие прогнозов погоды внёс Михаил Васильевич Ломоносов. Он высказал правильную догадку о вертикальных течениях в атмосфере, совершенно верно указал на электрическую природу северных сияний и оценил их высоту. Именно Ломоносову принадлежит идея организации Международной службы погоды и прогнозирования её. «Предсказание погоды златых гор достойно», — не раз говорил он. И стремился создать для метеорологов побольше надёжных помощников — самопишущих приборов, которые бы точно фиксировали температуру, давление, влажность и другие параметры атмосферы. Причём Михаил Васильевич прекрасно понимал, что для точного прогнозирования необходимо знать данные не только на уровне земли, но и выше, на всём протяжении показания атмосферы до самого космоса. В одной только «заявке», направленной им в Академию наук, перечисляется свыше десятка различных приборов и приспособлений, необходимых ему для работы. Среди них значились весы для взвешивания тел в воде и воздухе, прибор для изучения твёрдости тел, инструмент для получения одинаковых капель и их сосчитывания, растирающая машина с четырьмя — железной, медной, свинцовой и оловянной — ступками, пирометр, разного рода термометры… А когда оказывалось, что подобного устройства или прибора купить не удалось, а то и вообще такового не существует, Ломоносов разрабатывал схему и чертёж прибора, а нередко и собственноручно изготовлял его.

Особым достижением можно назвать основание Пфальцского метеорологического сообщества в 1780 году в Мангейме. Благодаря этому сообществу открылись метеорологические станции по всему миру.

Настоящим прорывом в области метеорологии является 1848 год. Так, в лондонской газете «Ежедневные новости», был напечатан первый прогноз погоды. Однако его ежедневное обновление появилось через 6 лет во Франции, а через 11 лет открылось метеорологическое агентство.

Единственным минусом этих прогнозов погоды была неточность. Более объективными они стали в 20 веке благодаря стремительному развитию науки и техники.

Как сегодня прогнозируют погоду? Прежде всего, данные о погоде при помощи термометров, барометров, дождемеров и других имеющихся инструментов собирают на региональных метеостанциях, которые расположены по всей стране. 

Затем полученные данные шифруют с помощью специального международного кода. Это необходимо для того, чтобы сведения мог обработать компьютер. Каждые три часа местные метеостанции должны отправлять собранные сведения телеграммой на центральную метеостанцию. Там проводят анализ данных и проверяют информацию на предмет ошибок. Затем составляют карты погоды и прогноз для области. 

Центральные метеостанции России передают всю информацию о погоде в московский Гидрометцентр. Сюда же стекаются данные, которые фиксируют датчики на кораблях, самолётах, дрейфующих буях в морях и океанах. Также Гидрометцентр получает данные со спутников и зондов. Кроме того, Гидрометцентр России обменивается информацией со Всемирной метеорологической организацией, штаб-квартира которой находится в Женеве. На основе полученных сведений составляются долгосрочные прогнозы, просчитывается движение атмосферных фронтов.

Многие инструменты, которые используют синоптики для измерения погоды, были изобретены несколько веков назад.

Например, считается, что термометр в конце XVI века изобрёл Галилео Галилей. Сейчас термометры есть на каждой метеостанции. Их помещают в почву на разную глубину, чтобы измерить уровень промерзания земли. Для измерения температуры воздуха приборы помещают в специальные будки, расположенные на улице.

Барометр — прибор для измерения атмосферного давления — был изобретён итальянским учёным Эванджелиста Торричелли в 1644 году. В жидкостных барометрах давление измеряется высотой столба ртути в трубке, запаянной сверху, а нижним концом опущенной в сосуд с ртутью (атмосферное давление уравновешивается весом столба жидкости). Ртутные барометры точнее других, они чаще используются на метеостанциях. В быту обычно используются механические барометры. Они показывают атмосферное давление при помощи гофрированной тонкостенной металлической коробки, из которой выкачан воздух. При понижении атмосферного давления коробка слегка расширяется, а при повышении — сжимается и воздействует на прикреплённую к ней стрелку. Стрелка движется и указывает давление на циферблате.

Осадкомер — прибор для измерения количества выпавших осадков — на самом деле не что иное, как обыкновенное ведро. Ведро делится воронкой на 2 части. Вода из верхней части ведра стекает в нижнюю, в которой имеется труба, через которую сливают воду. Конструкция защищена железной воронкой без дна. Она служит для предохранения снега от выдувания.

Измеряют выпавшие осадки один раз в сутки — в 7 часов утра. Вода из ведра выливается в измерительный стакан, на котором имеются деления. Каждые десять делений соответствуют слою воды толщиной в 1 миллиметр. Таким образом по измерительному стакану узнают, сколько миллиметров осадков выпало за сутки. Известно, что 1 миллиметр выпавших осадков даёт 10 тонн воды на 1 га.

Конечно, в современном мире используют и более сложные приборы для измерения различных параметров. Например, облакомер — прибор, который определяет высоту нижней границы облаков. Принцип работы облакомера основан на измерении времени, необходимого для прохождения луча света (лазера) в атмосфере от передатчика облакомера до нижней границы облака и возврата луча на приёмник.

Составить долгосрочные прогнозы погоды помогают зонды и спутники. Зонд измеряет влажность, давление и температуру воздуха в верхних слоях атмосферы. Спутник расположен на орбите на определённых точках над экватором на расстоянии более 30 тысяч километров. Спутники обеспечивают практически полный обзор Земли.

А что же такое климат? Владимир Даль предлагает следующее определение: «Климат – это состояние воздуха известной местности относительно жары и стужи, сухости, сырости, длительности времен года. Климат зависит от широты места, близости моря, материков, от высоты местности, от гор, лесов, вод и болот и других, еще мало известных отношений.» Сергей Ожегов предлагает своё определение: «Климат – это  многолетний режим погоды какой-нибудь местности, одна из её основных географических характеристик.»

Слово климат происходит от древне-греческого слова, означающего наклон. В данном случае имеется в виду наклон солнечных лучей к горизонтальной поверхности. Климат —  это многолетний (порядка нескольких десятилетий) режим погоды. Погода, в отличие от климата — это мгновенное состояние некоторых характеристик, таких как температура, влажность, атмосферное давление. Климат в узком смысле — локальный климат — характеризует данную местность в силу её географического местоположения. Климат в широком смысле — глобальный климат — характеризует состояние температурного режима и увлажнения, циркуляцию атмосферы и океана всей планеты. Следует отметить, что кроме Земли, понятие «климат» может относиться к другим небесным телам (планетам, их спутникам и астероидам), имеющим атмосферу.

Климатическая система планеты Земля объединяет те элементы географической оболочки (атмосфера, океан, суша, криосфера, биосфера), в которых протекают процессы перераспределения тепла между разными регионами.

Существует три основных цикла атмосферных процессов, определяющих климат нашей планеты Земля. Этими климатообразующими процессами являются теплооборот, влагооборот и атмосферная циркуляция. Теплооборот создаёт тепловой режим атмосферы. Сквозь атмосферу проходит поток солнечной радиации. Атмосфера частично поглощает солнечные лучи, преобразуя их энергию в теплоту; частично рассеивает их, меняя по качеству (спектральному составу); частично они отражаются назад облаками. Радиация, прошедшая сквозь атмосферу и частично  рассеянная атмосферой, падая на земную поверхность, частично от нее отражается, но в большей части поглощается ею и нагревает верхние слои почвы и водоёмов. Земная поверхность сама испускает невидимую инфракрасную радиацию, которая в большей части поглощается атмосферой и нагревает ее. Атмосфера, в свою очередь, излучает инфракрасную радиацию, большая часть которой поглощается земной поверхностью. В то же время земная и атмосферная радиация непрерывно уходит за пределы атмосферы вместе с отражённой солнечной радиацией, уравновешивая приток солнечной радиации к Земле. Кроме обмена тепла путем излучения, между земной поверхностью и атмосферой происходит обмен тепла путем теплопроводности. В передаче тепла внутри атмосферы особенно важную роль играет перемешивание воздуха в вертикальном направлении. Значительная часть тепла, поступающего на земную поверхность, затрачивается еще на испарение воды, переходя в скрытую форму. Потом, при сгущении водяного пара в атмосфере, это тепло, выделяясь, идет на нагревание воздуха.

Температура воздуха, постоянно ощущаемая как тепло или холод, имеет важнейшее значение для жизни на Земле вообще, для жизни и хозяйственной деятельности людей в частности. Температура воздуха меняется в течение суток и в течение года в зависимости от вращения Земли и связанных с ним изменений в притоке солнечной радиации. Но она меняется и нерегулярно, непериодически, в связи с воздушными течениями, направленными из одних мест Земли в другие. Распределение температуры воздуха по Земному шару в основном зависит от общих условий притока солнечной радиации по широтам, от распределения суши и моря, которые по-разному поглощают радиацию и по-разному нагреваются, и, наконец, от воздушных течений, переносящих воздух из одних областей Земли в другие.

Между атмосферой и земной поверхностью происходит постоянный оборот воды, или влагооборот. С поверхности океанов и других водоемов, влажной почвы и растительности в атмосферу испаряется вода, на что затрачивается большое количество тепла из почвы и верхних слоев воды. Водяной пар - вода в газообразном состоянии - является важной составной частью атмосферного воздуха. При существующих в атмосфере условиях водяной пар может испытывать и обратное преобразование: он конденсируется, сгущается, вследствие чего возникают облака и туманы. В процессе конденсации в атмосфере освобождаются большие количества скрытого тепла. Из облаков при определенных условиях выпадают осадки. Возвращаясь на земную поверхность, осадки тем самым уравновешивают испарение в целом для всего Земного шара. Количество выпадающих осадков и его распределение по сезонам влияют на растительный покров и земледелие. От распределения и колебания количества осадков зависят также условия стока, режим рек, уровень озёр и другие гидрологические явления. От большей или меньшей высоты снежного покрова зависят промерзание почвы и режим вечной мерзлоты.

А как происходит атмосферная циркуляция? Неравномерное распределение тепла в атмосфере приводит к неравномерному распределению атмосферного давления, а от распределения давления зависит движение воздуха, или воздушные течения. На характер движения воздуха относительно земной поверхности важное влияние оказывает тот факт, что движение это происходит на вращающейся Земле. В нижних слоях атмосферы на движение воздуха также влияет трение. Движение воздуха относительно земной поверхности называют ветром, всю систему воздушных течений на Земле - общей циркуляцией атмосферы. Вихревые движения крупного масштаба - циклоны и антициклоны, постоянно возникающие в атмосфере, делают эту систему особенно сложной. С перемещениями воздуха в процессе общей циркуляции связаны основные изменения погоды: воздушные массы, перемещаясь из одних областей Земли в другие, приносят с собой новые условия температуры, влажности, облачности. Кроме общей циркуляции атмосферы, существуют местные циркуляции: бризы, горно-долинные ветры; возникают также сильные вихри малого масштаба - смерчи, тромбы. Ветер вызывает волнение водных поверхностей, многие океанические течения, дрейф льдов; он является важным фактором эрозии и рельефообразования.

Наука, изучающая климат, называется климатологией. Климатология – это наука о климате, его формировании, географическом распределении и изменении во времени. Климатология входит в систему географических наук, но опирается на выводы метеорологии. Основные задачи климатологии состоят в изучении атмосферных процессов за длительный период, обобщении результатов измерений параметров погоды во всех пунктах наблюдений с определением их средних и экстремальных величин и повторяемости сочетаний отдельных метеорологических элементов.

Климатология не только изучает географию климатов. Эта наука диагностирует современные изменения климата, изучает климат прошлого, прогнозирует состояния климата в будущем. Климатология также направлена на изучение вопросов формирования глобального (планетарного) климата и механизмов его изменений. Прикладная климатология изучает влияние изменений климата на состояние окружающей среды, экологию, экономику.

Следует отметить, что отклонение погоды от климатической нормы не может рассматриваться как изменение климата, например, очень холодная зима не говорит о похолодании климата. Под климатической нормой в данном случае понимается та или иная характеристика климата, статистически полученная из многолетнего ряда наблюдений. Чаще всего это многолетняя средняя величина, например, среднее месячное или годовое количество осадков, подсчитанное по материалам за ряд лет, или средняя суточная, месячная, годовая температура, также по многолетним наблюдениям. Это могут быть также крайние (экстремальные) значения метеорологического элемента, наблюдавшиеся за многолетний период, средние или крайние сроки наступления тех или иных явлений, повторяемость тех или иных атмосферных явлений или значений метеорологических элементов за многолетний период.

Человек – часть природы, такая же, как и весь животный и растительный мир Земли. Иногда в это трудно поверить, особенно если вспомнить, как упорно человек воюет с природой, пытаясь переделать её по своему усмотрению. Однако, люди все еще никуда не могут деться от того, что окружающая среда чрезвычайно сильно влияет на них, подчиняя себе их душевное и физическое здоровье.

Человек ощущает и пропускает через себя всё: солнечную активность и вызванные ей магнитные бури, высокую или низкую влажность и температуру воздуха, интенсивность солнечного света.

В медицине уже четыре тысячи лет изучают и используют воздействие природных явлений и факторов на человеческий организм. Индийцы полагали, что свои лечебные свойства растения получают от солнца, дождей и гроз. В Тибете считали, что болезни связаны с метеорологическими явлениями. Гиппократ описывал в своих трудах наблюдения над больными людьми в разное время года. Оказалось, что климат способен изменить течение болезни в лучшую или худшую сторону, а здоровый человек ощущает смену времен года как изменения в собственном физическом и душевном состоянии.

Кто-то живет всю жизнь и – счастливый – не понимает, зачем в сводках погоды рассказывают об атмосферном давлении и влажности воздуха. Вполне было бы достаточно информации о температуре и осадках. У других же людей своего рода личная метеостанция в теле: к дождю ломит кости, при переменах атмосферного давления болит голова и тому подобное.

Так как погода влияет на здоровье, человек с детства адаптируется к климату и погодным условиям того места, где он живет. Горцы прекрасно дышат разреженным воздухом и привыкли к пониженному давлению. А человек с равнины, попав в горы, поначалу будет страдать высотной болезнью.

Здоровые люди чувствуют только быструю и сильную смену погоды. Больные и слабые реагируют практически на любые изменения.

Магнитные бури – это отражение активности нашего Солнца. Больные сердечно-сосудистыми заболеваниями больше всех страдают от магнитных бурь. На втором месте утомлённые, давно не отдыхавшие люди. Защитные силы их организма ослабевают, мучает дурное настроение. Интересно, что на здоровых людей магнитные бури тоже действуют, но совершенно иначе. Здоровый организм активизирует иммунную систему, сохраняет или увеличивает работоспособность. Человек чувствует, что его настроение и самочувствие улучшается. Долгие геомагнитные штили могут угнетать психику и вызывать у людей депрессии.

Повышенное атмосферное давление заставляет понижаться артериальное давление и сопротивление кожи электричеству, снижаться количество лейкоцитов. Пониженное атмосферное давление вызывает проблемы с дыханием, сердцем и сосудами, слабость. Недостаток солнечного света нередко приводит к апатии и депрессии. Это одна из причин, так называемых осенних и зимних депрессий у городских жителей.

Стабильное сочетание определенных погодных условий может быть как благоприятным, так и неблагоприятным для человека. При некоторых болезнях всего лишь перемена климата способна если не излечить, то значительно облегчить и продлить жизнь больного. А в другом климате и многие здоровые люди не выдержат – заболеют. Таковы, например, субарктический и арктический климат. К низким температурам, а в особенности, к недостатку солнечного света может адаптироваться не каждый.

Так как умеренный климат влияет на здоровье незначительно, то требует меньших адаптивных способностей и наиболее благоприятен для человека. Перепады температур и атмосферного давления зимой и летом невелики.

Сухой и жаркий пустынный климат – тяжелое испытание. С потом человек способен потерять до 10 литров жидкости за сутки. Ночью и днём возможны значительные перепады температур. У многих людей в таких условиях пропадает аппетит. Поэтому, кстати, кухня жарких стран часто такая острая и пряная.

Влажный и жаркий климат при низком атмосферном давлении человеком переносится тяжело, особенно он опасен для людей с нездоровой сердечно-сосудистой системой и лёгкими.

В горах, на высоте 500-800 метров над уровнем моря одни из лучших условий для поправки общего состояния здоровья. Повышается гемоглобин в крови, ускоряется обмен веществ. Такой климат особенно благоприятен для лечения хронических заболеваний сердца и легких, а также расстройств нервной системы.

Действие погоды и климата на организм человека можно разделить на прямое и косвенное. Прямое действие –  это непосредственное воздействие температуры и влажности на организм человека, которые могут выражаться в тепловом ударе, обморожении. Прямое действие может проявляться обострением хронических заболеваний, туберкулеза, кишечных инфекций.

Косвенное влияние погоды и климата на организм человека вызвано апериодическим изменением погодных условий. Эти изменения вступают в резонанс с обычными присущими человеку физиологическими ритмами. Человек в основном приспособился к смене дня и ночи, времен года. Что же касается апериодичных, резких изменений, то они оказывают неблагоприятное действие. Особенно это касается метеочувствительных людей и проявляется в метеотропных реакциях.

Метеотропные реакции – это своего рода дезадаптация организма. У большинства метеочувствительных людей она проявляется в ухудшении общего самочувствия, нарушениях сна, чувстве тревоги, головных болях, снижении работоспособности, быстрой утомляемости, резких скачками артериального давления, ощущениях боли в сердце.

Метеотропные реакции развиваются обычно одновременно с изменением метеорологических условий, или немного опережая их. При значительных колебаниях метеорологических условий происходит перенапряжение и срыв механизмов приспособления. При этом биологические ритмы организма искажаются, становятся хаотичными, наблюдаются патологические изменения в работе вегетативной нервной системы, эндокринной системы, нарушения биохимических процессов и т.д. Это в свою очередь ведет к нарушениям в различных системах организма, прежде всего в сердечно-сосудистой и центральной нервной системах.

Принято выделять 3 степени тяжести метеотропных реакций: лёгкую, среднюю и тяжёлую. Легкая степень  характеризуется жалобами общего характера - недомогание, усталость, снижение работоспособности, нарушения сна. При средней степени метеотропной реакции проявляются симптомы, характерные для основного хронического заболевания. Тяжёлая степень метеотропных реакций характеризует  тяжелые нарушения мозгового кровообращения, гипертонические кризы, астматические приступы.

 Человек постепенно учится проводить профилактику метеотропных реакций. Профилактика может быть повседневной, сезонной и срочной. Повседневная профилактика подразумевает общие мероприятия, такие как закаливание, занятия физкультурой, пребывание на свежем воздухе. Сезонная профилактика проводится весной и осенью, когда наблюдаются так называемые сезонные нарушения биологических ритмов и подразумевает применение лекарственных средств, витаминов. Срочная профилактика проводится непосредственно перед изменением погоды (на основании данных специализированного медицинского прогноза погоды) и заключается в использовании лекарственных препаратов для предотвращения обострения хронических заболеваний у данного больного.

Климатические условия оказывали воздействие на жизнь и деятельность человека, начиная с первых этапов его существования. На  эволюцию предков человека существенно влияли изменения климата в конце кайнозойской эры, происходившие на протяжении последних десяти миллионов лет. Эти изменения явились следствием общего похолодания, которое было наиболее значительным в высоких широтах, что приводило к увеличению разности температур между экватором и полюсами. В результате менялась система атмосферной циркуляции, причем пояс высокого давления расширялся и перемещался в более низкие широты. Так как в пределах этого пояса выпадает мало атмосферных осадков, в обширных тропических районах ухудшались условия увлажнения, что в ряде случаев приводило к смене тропических лесов саваннами или пустынями. Возникновение современного человека произошло несколько десятков тысяч лет тому назад в эпоху колебаний климата, связанных с развитием оледенений. Резкие изменения экологических условий, по-видимому, значительно обострили борьбу за существование и способствовали формированию вида Homo sapiens — человека разумного.

Хотя расселение первобытных людей во многом зависело от климатических условий, следует отметить способность человека даже на ранних стадиях его существования защищать себя от неблагоприятной погоды. Уже в эпоху древнего каменного века человек использовал огонь не только для приготовления пищи, но и для защиты от холода. Большое значение для освоения территорий с холодным климатом имело строительство жилищ и применение одежды. В результате этого десятки тысяч лет тому назад человек расселился на всех континентах, кроме Антарктиды.

Следует, однако, иметь в виду, что, несмотря на громадные успехи современного технического развития человечества, до настоящего времени степень заселения различных территорий сильно зависит от климатических условий. В наше время обширные пространства полярных пустынь — Антарктида, центральные области Гренландии и другие — лишены постоянного населения. Значительная часть областей с засушливым климатом имеет очень низкую плотность населения, а некоторые районы с наиболее сухим климатом вообще не заселены. Очень мала численность населения в Арктике и Субарктике, во многих высокогорных районах, в ряде районов избыточного увлажнения с преобладанием болот и т. д. По этой причине большая часть человечества сосредоточена в ограниченной области суши, где климатические условия наиболее благоприятны для жизни и деятельности человека. Размеры этой области постепенно увеличиваются, но даже при происходящем сейчас резком росте численности населения районы с менее благоприятным климатом заселяются сравнительно медленно.

В современных исследованиях установлено, что в последние десятилетия деятельность человека начинает изменять глобальный климат. В результате увеличения концентрации углекислого газа средняя температура воздуха у земной поверхности в конце XX века повысилась примерно на 0.5°С. Совершенно очевидно, что в течение ближайших десятилетий, обусловленное хозяйственной деятельностью повышение средней глобальной температуры, значительно возрастёт. Деятельность человека довольно сильно влияет на изменения климата, наблюдаемые в разных частях земного шара. Далеко не всегда это влияние несёт пользу и человеку, и самой природе.

Влияние человека на климат начало проявляться уже несколько тысяч лет назад. Во многих районах для обработки земли уничтожались леса, что приводило к увеличению скорости ветра у земной поверхности, некоторому изменению температуры и влажности нижнего слоя воздуха, а также меняло режим влажности почвы, испарения и речного стока. В засушливых районах на протяжении многих столетий применялось искусственное орошение. Орошение заметно увеличивает испарение, что понижает температуру и повышает относительную влажность воздуха.

В последние десятилетия воздействие человека на метеорологический режим усилилось. Это связано, в частности, с широким развитием полезащитного лесоразведения, осушением заболоченных районов и строительством водохранилищ.

Полезащитные лесные полосы снижают скорость ветра на межполосных полях и ослабляют интенсивность вертикальных движений воздуха вблизи земной поверхности. Это оберегает от возможных пыльных бурь летом и задерживает снег зимой. Осушение переувлажненных территорий обычно оказывает на климат действие, обратное орошению: уменьшается влажность почвы, повышается ее температура, уменьшается испарение. Некоторые изменения климата наблюдаются и в районах крупных водохранилищ. При их создании уменьшается шероховатость земной поверхности, что способствует усилению ветра. Создание водного бассейна обычно приводит также к уменьшению суточных колебаний температуры и увеличению испарения.

С того момента, как человек научился использовать орудия труда и стал человеком разумным, началось его влияние на природу Земли. Дальнейшее развитие приводило только к увеличению масштабов влияния. С уверенностью можно сказать только одно: без человека окружающий мир точно не был бы таким, каков он есть сейчас. Все прекрасно знают, что деревья – «лёгкие» Земли – преобразуют углекислый газ в кислород. На территориях, где ещё 20 лет назад росли непроходимые леса, проложены магистрали и засеяны поля. Чтобы увеличить урожайность – используются удобрения, пестициды и другие химикаты, загрязняющие землю. А рост урожайности подразумевает повышенное потребление питательных веществ и минералов растениями на конкретном участке. Восстановление же их содержания – крайне медленный процесс. Почва истощается. Чтобы обеспечить питанием растущее население Земли, требуются новые площади для полей. Под них приходится отводить новые территории, вырубая леса. Многие животные, лишаясь естественной среды обитания, погибают. Такие изменения – результат так называемого непрямого влияния человека. Десятки тысяч видов животных и растений не смогли адаптироваться для жизни на Земле, изменённой человеком. Некоторые же были просто истреблены.

Отходы производства и даже обычный мусор находят своё последнее пристанище в водах мирового океана. Так, в Тихом океане есть так называемая мёртвая зона – огромная территория, сплошь покрытая плавучим мусором. Показательный пример того, как человек влияет на окружающую природу. Лёгкий мусор не тонет в океане, а остаётся на поверхности. Затрудняется доступ воздуха и света к обитателям океана. Целые виды вынуждены искать новое место. Это удаётся не всем. Пластик, к примеру, разлагается в океане тысячелетиями. Плавучая свалка появилась не более полувека назад, но с тех пор её площадь и влияние на экосистему увеличились в десятки раз. Каждый год океанские течения приносят миллионы тонн нового мусора. Это – настоящая экологическая катастрофа для океана.

Загрязняются не только океаны, но и пресная вода. В любую крупную реку, на которой стоят большие города, ежедневно попадают тысячи кубометров канализационных стоков, отходов промышленности. Грунтовые воды приносят пестициды, химические удобрения. Наконец, в воду сбрасывается мусор. Хуже всего то, что запасы пресной воды на Земле строго ограничены – её менее 1% от общего объёма мирового океана. Отдельно стоит отметить разливы нефти. Известно, что одна капля нефти делает непригодными для питья около 25 литров воды. Но это – не самое худшее. Разлитая в море или океане нефть образует очень тонкую плёнку, которая покрывает огромную площадь. Та самая капля нефти покроет плёнкой 20 квадратных метров воды.

Эта плёнка, хоть и имеет малую толщину, губительна для всего живого. Она не пропускает кислород, поэтому, если живые организмы не могут перебраться на другую территорию – они обречены на медленную смерть. При авариях нефтяных танкеров и других судов, перевозящих нефть, в воду попадают миллионы тонн нефти.

Даже в горах человек вырубает леса на их склонах. Склоны становятся голыми, растительность исчезает. Возникает эрозия и разрыхление почвы. А это, в свою очередь, приводит к обвалам. Также человек добывает полезные ископаемые, формировавшиеся в земле миллионы лет – уголь, нефть. При сохранении темпов добычи, запаса ресурсов хватит максимум на 100 лет.

Промышленные производства всей Земли, как и автомобили, выбрасывают в атмосферу огромные объёмы углекислого газа. Это приводит к уменьшению толщины озонового слоя, защищающего поверхность Земли от смертоносного ультрафиолетового излучения Солнца. За последние 30 лет концентрация озона над некоторыми участками планеты уменьшилась в десятки раз. Ещё немного – и в нём появятся дыры, залатать которые человеку будет уже не под силу. Углекислый газ никуда не улетучивается из нижних слоёв атмосферы Земли. Он является главной причиной глобального потепления. Средняя температура на Земле повышается.

Глобальное потепление приводит к такой закономерности, как повышение температуры мирового океана. Тают полярные ледники в Арктике. Нарушаются экосистемы полюсов Земли. А ведь ледники – источники огромного количества чистой пресной воды. Повышается уровень мирового океана. Всё это – из-за углекислого газа. Необходимость сокращения объёмов его выброса является проблемой мировой важности. Если мы не найдём решение, Земля через несколько сотен лет может стать непригодной для жизни.

Доктор философских наук Андрей Шалыгин предупреждает, что природа не терпит пустоты. Если в одном месте что-то пошло не по её законам и до срока «выпало», образуется «климатическая воронка», и в неё затягивает, например, язык горячего антициклона из Азии. Эту технологию десятилетиями разрабатывали для военных целей. Сегодня гражданские применяют методику для «управления погодой». Вообще использование естественных климатических процессов путём их провоцирования может заставить «разверзнуться все хляби небесные» или «переадресовать адово пекло» из одного места в другое. Всё зависит от погодной ситуации».

Уже звучат предположения, что климатические аномалии последних лет вызваны этими «играми с природой». Способы провокации природных явлений многообразны.  Например, на два идущих навстречу друг другу циклона распыляются компоненты, вступающие в реакцию только при соединении. Они встречаются, и происходит детонация смеси (по принципу «вакуумной бомбы», когда в большом объёме выжигается кислород), что приводит к «схлопыванию» воздушного пространства».

Эксперименты над климатом, которые никто не контролирует! А потом мы удивляемся, что в Сибири выпадает жёлтый снег, а в Европу прорываются  жаркие антициклоны из Африки и Азии. Мы сами привлекаем к себе эти атмосферные образования. Промышленные выбросы и тепловой фон мегаполисов создают «точки климатической напряжённости», которые служат своеобразным «коридором» для движения воздушных масс. А, например, загазованность приводит к тому, что влага выпадает за много километров до положенного ей места. Нам и не надо никакого климатического оружия, повседневная деятельность человечества, наложенная на геопланетарную и солнечную цикличность, и есть то самое оружие, которое смогло изменить динамику атмосферы.

В мире уже действуют компании, которые предлагают услуги по «регулировке погоды» - выпадение и невыпадение осадков, изменение пути тайфунов и ураганов. От действий таких фирм тоже страдает климат планеты.

Первые попытки изменить погоду были предприняты в середине прошлого века. Сначала учёные научились рассеивать туман за 15-20 минут, потом — справляться с опасными градовыми тучами. После специальной обработки из тучи шёл безобидный ливень.

Прорыв наступил в середине 60-х — тогда впервые учёным удалось вызвать искусственные осадки. Обычные с виду облака заставили пролиться дождём. В середине 80-х годов была разработана уже промышленная технология активного воздействия на метеорологические процессы.

Успехи в области физики облаков позволили разработать способы воздействия на облака и туманы. Более ста лет такими исследованиями занимаются во всем мире. Оказывается, можно изменять процессы образования облаков и осадков даже без больших затрат энергии, поскольку облака часто находятся на грани неустойчивого термодинамического равновесия. При естественном развитии процесса из облаков выпадает в виде осадков не более трети влаги. Значит, из них можно извлечь дополнительные осадки или же, напротив, разогнать туманы и облака, заставив их «пролиться» в другом месте.

Метод управления осадками учёные называют «активным воздействием» на облака. Для начала метеорологи должны изучить обстановку, выяснить скорость и направление ветра, найти облака, способные дать осадки. Затем облака «засевают» специальными реагентами, которые ускоряют образование осадков. Тогда к заданному времени вместо облаков в нужное место придут всего лишь их безобидные остатки.

Чаще всего в облаках рассеивают твердую углекислоту (сухой лёд) с очень низкой температурой — минус 44оС. Другой распространенный способ состоит во введении в облака йодистого серебра (AgJ).

Против слоистых форм нижнего облачного слоя с высоты в несколько тысяч метров с самолетов распыляют гранулы углекислоты длиной 2 см и диаметром 1-1,5 см. При попадании на облако углекислота кристаллизует содержащуюся в нем влагу, облако «охлаждается» и постепенно рассасывается. Против слоисто-дождевой облачности применяется жидкий азот, а для пресечения формирования высоких кучевых облаков порошки цемента, талька или гипса, которые при рассеивании утяжеляют потоки восходящего воздуха и препятствуют формированию тучи. Йодистым серебром бомбардируют наиболее мощные дождевые облака. При температурах ниже -40оС они становятся в облаке ядрами кристаллизации: на них растут ледяные кристаллы. Введение йодистого серебра и других реагентов в кучево-дождевые облака, угрожающие градом, может приводить к быстрому выпадению из облака осадков в виде ливневого дождя или мелкого града и предотвращать образованию крупных градин.

Углекислота и жидкий азот — это хладореагенты; испаряясь внутри облака, они понижают в нем температуру. Капли облака замерзают и становятся «зародышами осадков». А частицы йодистого серебра, кристаллическая структура которых напоминает лед, служат ядрами кристаллизации.

Таким же путем можно рассеивать туман у земной поверхности, вводя в него соответствующие реагенты, вызывающие укрупнение и осаждение частиц тумана. Процесс «расстрела» дождевых облаков метеорологами называется «засеиванием». Принцип такого действия основывается на концентрации находящейся в атмосфере влаги на ядрах распыленного реагента, после чего осадки набирают критическую массу и бывают «вынуждены» выпасть, не достигнув территории города или какого-либо конкретного участка местности. Сам процесс разгона облаков начинается за час-полтора до намеченного времени и ведется на расстоянии 50-150 км от того места, где необходимо обеспечить благоприятную погоду.

Но тучи не всегда готовы к подобному вмешательству. Поэтому надо суметь поймать момент, когда они находятся в таком состоянии, что даже слабого воздействия на них будет достаточно. Метеорологи называют это «найти в облаке окно».

Основным способом засева является авиационный способ. В качестве вспомогательных способов используются наземно-ракетный (артиллерийский) и наземно-генераторный способы. Авиационный способ засева осуществляется с борта специально оборудованных транспортных самолетов с помощью пиропатронов (ПВ-26, ПВ-50 и САГ-ПМ), содержащих соединения серебра, контейнеров (сухой лед) и сосуда Дьюара, содержащих жидкий азот. Сначала воздушная разведка уточняет обстановку, после чего с одного из аэродромов взлетают специальные самолеты с реагентами.

Помимо правильно подобранных реагентов и особо оборудованных самолетов, в этой процедуре также участвуют специально подготовленные пилоты. Летчиков одевают в спецобмундирование, и весь полет они проводят в кислородных масках. При применении жидкого азота возможна разгерметизация самолета, находящегося на высоте 7-8 тысяч метров. Температура воздуха там составляет минус 40-60оС. Кроме того, кислородные маски нужны во избежание отравления пилотов азотом.

Сами же полеты сопряжены с определенным риском, так как в условиях повышенной облачности существует угроза попадания в зону сильной турбулентности.
Наземно-ракетный способ засева зон формирования осадков йодистым серебром осуществляется с поверхности земли с помощью снарядов противоградовых орудий зенитной артиллерии и неуправляемых ракет (класс «земля-воздух»).

Наземно-генераторный метод основан на засеве частицами йодистого серебра приземного слоя атмосферы с помощью наземных генераторов. Конечным результатом воздействия должно явиться достижение кристаллизующего реагента зоны формирования осадков.

Сама энергетика атмосферных процессов очень велика.

К примеру, одно грозовое облако высвобождает энергию, эквивалентную взрыву атомной бомбы. Распыление реагентов с самолета позволяет либо вызвать дождь, либо прекратить его. Все зависит от того, что и как распыляется: если йодистое серебро — жди дождя, если порошок цемента — облака рассеиваются.

Анализ результатов воздействия показывает, что физическая эффективность работ по искусственному осаждению облаков в среднем достигает 70%. Заказ на погоду — «удовольствие» не из дешевых. «Искусственный» дождь окупает себя тогда, когда идет работа на больших территориях — от ста тысяч гектаров и полученные высокие урожаи с лихвой покрывают затраты.

Во время проведения важных государственных торжеств проводят защиту больших мегаполисов. Такое воздействие назвали «метеозащитой городов». Сама технология распыления довольно проста. Так на тучу длиной 5 км нужно 15 гр реагента. Реагент затем существует в атмосфере ещё целые сутки. После попадания в облако он вымывается из него вместе с осадками.

«Климат - словно качели. Или одеяло: тянете на себя - уползает у соседа, И эти качели теперь будут раскачиваться всё сильнее. Только сам человек способен остановить их.», - так считает учёный, философ Андрей Шалыгин.

Может быть, человечеству и стоит задуматься над словами Фридриха Энгельса: «Не будем, однако обольщаться нашими победами над природой. За каждую такую победу она нам мстит. Каждая из этих побед имеет, правда, в первую очередь те последствия, на которые мы рассчитывали, но во вторую и третью очередь совсем другие, непредвиденные последствия, которые очень часто уничтожают первых».

Список литературы

1. Ответы@Mail.Ru: Где находится Поющая гора? otvet.mail.ru
2. Интересный Мир. Гора Большое Богдо. www.interesmir.ru
3. Блог о путешествиях. Гора Большое Богдо. там-и-тут.рф
4. Гора Большое Богдо. vetert.ru
5. Астраханская область. Гора Богдо – Баскунчак. rodnye-prostory.ru
6. Википедия. Большое Богдо. ru.wikipedia.org
7. Изменения климата Земли: Климатические войны, спекуляция, или глобальная катастрофа? www.liveinternet.ru
8. Искусственные осадки. Природные явления. www.science-techno.ru
9. Влияние погоды и климата на здоровье человека. http://womanest.ru
10. Народные приметы о погоде Приметы на погоду Народные... imya-sonnik.ru
11. Как назывались погодные таблички в Древней Греции? bolshoyvopros.ru
12. Народная мудрость в предсказаниях погоды. diros.de
13. Исторический дискуссионный клуб. Михайло Ломоносов.  http://historicaldis.ru
14. Географический словарь. gufo.me
15. Словарь Ожегова. Толковый словарь русского языка. ozhegov.org
16. Толковый словарь Даля онлайн. slovardalja.net
17. География России. Необычные явления в атмосфере. http://geographyofrussia.com
18. Клуб «Моя планета». Топ-10 редких атмосферных явлений moya-planeta.ru

Погода и Климат.

Работу выполнил ученик 10А класса  МБОУ «СОШ № 29»    

Ярушин Максим Олегович

Руководитель:

Учитель географии

МБОУ «СОШ № 29»    

Фадеева Елена Анатольевна

2016 год

Погода и климат. Тезисы.

В докладе «Погода и климат» дано определение таких терминов, как «погода», «климат», представлена краткая характеристика погодных явлений и климатических условий, а также рассмотрено взаимное влияние человека и климата.

Целью данной работы является выявление исторических корней науки о погоде и климате, а также изучение современных методов предсказания и изменения погоды, изучение влияния климата на человека и деятельности человека на климат.

Погода – это совокупность значений метеорологических элементов и атмосферных явлений, наблюдаемых в данный момент времени в той или иной точке пространства или за ограниченный промежуток времени (сутки, месяц, год).

Метеорологические элементы – это характеристики состояния атмосферы: температура, давление и влажность воздуха, скорость и направление ветра, облачность, осадки, видимость (прозрачность атмосферы), а также температура почвы и поверхности воды, солнечная радиация, длинноволновое излучение Земли и атмосферы.

Прогноз погоды интересовал людей ещё с глубокой древности. Люди наблюдали за природными явлениями, за растениями и животными. Постепенно человечество накопило тот объём знаний о природе, который лёг в основу  народных примет о погоде. Люди предсказывали погоду по окружающим их природным явлениям.

Растения и животные лучше чувствуют изменение атмосферного давления и поэтому начинают готовиться к ненастью заранее. Например, бутоны цветов закрываются, а коровы сбиваются в стадо.

 В Древней Греции возникло понятие о годовом цикле погоды. В 3 веке до н.э. в Китае появился первый сельскохозяйственный календарь.

Как сегодня прогнозируют погоду? Прежде всего, данные о погоде при помощи термометров, барометров, дождемеров и других имеющихся инструментов собирают на региональных метеостанциях, которые расположены по всей стране. 

Затем полученные данные шифруют с помощью специального международного кода. Это необходимо для того, чтобы сведения мог обработать компьютер. Каждые три часа местные метеостанции должны отправлять собранные сведения телеграммой на центральную метеостанцию. Там проводят анализ данных и проверяют информацию на предмет ошибок. Затем составляют карты погоды и прогноз для области. 

Центральные метеостанции России передают всю информацию о погоде в московский Гидрометцентр. Сюда же стекаются данные, которые фиксируют датчики на кораблях, самолётах, дрейфующих буях в морях и океанах. Также Гидрометцентр получает данные со спутников и зондов. Кроме того, Гидрометцентр России обменивается информацией с Всемирной метеорологической организацией, штаб-квартира которой находится в Женеве. На основе полученных сведений составляются долгосрочные прогнозы, просчитывается движение атмосферных фронтов.

Климат —  это многолетний (порядка нескольких десятилетий) режим погоды. Погода, в отличие от климата — это мгновенное состояние таких характеристик, как температура, влажность, атмосферное давление. Существует три основных цикла атмосферных процессов, определяющих климат нашей планеты Земля. Этими климатообразующими процессами являются теплооборот, влагооборот и атмосферная циркуляция.

Наука, изучающая климат, называется климатологией. Климатология входит в систему географических наук, но опирается на выводы метеорологии. Основные задачи климатологии состоят в изучении атмосферных процессов за длительный период, обобщении результатов измерений параметров погоды во всех пунктах наблюдений с определением их средних и экстремальных величин и повторяемости сочетаний отдельных метеорологических элементов.

Человек – часть природы, такая же, как и весь животный и растительный мир Земли. Человек ощущает и пропускает через себя всё: солнечную активность и вызванные ей магнитные бури, высокую или низкую влажность и температуру воздуха, интенсивность солнечного света. В медицине уже четыре тысячи лет изучают и используют воздействие природных явлений и факторов на человеческий организм. Действие погоды и климата на организм человека можно разделить на прямое и косвенное.

Климатические условия оказывали воздействие на жизнь и деятельность человека, начиная с первых этапов его существования. Хотя расселение первобытных людей во многом зависело от климатических условий, следует отметить способность человека даже на ранних стадиях его существования защищать себя от неблагоприятной погоды. Однако, несмотря на огромные успехи современного технического развития человечества, до настоящего времени степень заселения различных территорий сильно зависит от климатических условий.

Влияние человека на климат начало проявляться уже несколько тысяч лет назад. В современных исследованиях установлено, что в последние десятилетия деятельность человека начинает изменять глобальный климат. В результате увеличения концентрации углекислого газа средняя температура воздуха у земной поверхности в конце XX века повысилась примерно на 0.5°С. Глобальное потепление приводит к такой закономерности, как повышение температуры мирового океана. Тают полярные ледники в Арктике. Нарушаются экосистемы полюсов Земли.

Способы провокации природных явлений многообразны.  В середине 60-х годов прошлого века впервые учёным удалось вызвать искусственные осадки. В середине 80-х годов была разработана уже промышленная технология активного воздействия на метеорологические процессы. Метод управления осадками учёные называют «активным воздействием» на облака. Чаще всего в облаках рассеивают твердую углекислоту (сухой лёд) с очень низкой температурой — минус 44оС. Другой распространенный способ состоит во введении в облака йодистого серебра (AgJ). При попадании на облако углекислота кристаллизует содержащуюся в нем влагу, облако «охлаждается» и постепенно рассасывается.

Наиболее ёмко и кратко проблему погоды и климата в нынешних условиях можно выразить словами Фридриха Энгельса: «Не будем, однако обольщаться нашими победами над природой. За каждую такую победу она нам мстит. Каждая из этих побед имеет, правда, в первую очередь те последствия, на которые мы рассчитывали, но во вторую и третью очередь совсем другие, непредвиденные последствия, которые очень часто уничтожают первых».