что такое морские воздушные массы
Чем морские воздушные массы отличаются от континентальных: формирование и изменение воздушных масс
Термин «воздушные массы»
Впервые эта концепция была применена в 20-е годы прошлого столетия норвежскими учеными. Под этим термином они подразумевали огромные объемы воздуха, которые характеризуются относительным равенством физических свойств. Они в пространстве могут располагаться над поверхностью в сотни и тысячи километров, покрывая полосу до 20o в единицах широты. При этом в различных частях слоев температура и влажность будут отличаться, однако разница невелика, по сравнению с масштабом взаимных воздействий воздушной массы и поверхности, над которой она располагается, друг на друга.
Вам будет интересно: Самоконтроль: примеры в литературе, в истории, в жизни
Движение и взаимодействие с поверхностью
Рассматривая вопрос, чем морские воздушные массы отличаются от континентальных, следует познакомиться поближе с общими свойствами воздушных масс.
Воздушная масса (ВМ) не является стационарным объектом, она постоянно перемещается. Процесс передвижения ВМ над поверхностью земли воспринимается как ветер. Ввиду ее огромных размеров один и тот же слой воздуха может находиться над конкретной местностью в течение нескольких дней, это означает, что здесь в этот период будет наблюдаться постоянная погода.
Когда ВМ проходит над какой-либо поверхностью, то она с ней взаимодействует. В результате этого изменяются физические условия обоих объектов. Например, если ВМ проходит над нагретой солнечными лучами местностью, то она сама разогревается, увеличивается ее влажность, ускоряется процесс образования облаков и туч, что в конце концов приводит к дождям и грозам. Если же ВМ распространяется над холодной поверхностью, то понижается ее температура и снижается точка росы, что влечет за собой образование туманов.
Источники воздушных масс
Территория, над которой формируется масса воздуха с заданными характеристиками, называется источником ВМ. Для ее формирования подойдет не каждая поверхность на планете. Чтобы над конкретной территорией образовалась ВМ, необходимо выполнение следующих условий:
Хорошим местом для формирования ВМ является стационарный антициклон, который располагается над относительно равнинной поверхностью суши. Наоборот, циклоны почти никогда не приводят к формированию ВМ, поскольку они характеризуются умеренными ветрами, и воздух в них постоянно перемешивается и поступает с различных областей планеты.
Классификация воздушных масс согласно широте их образования
Чем морские воздушные массы отличаются от континентальных?
Вопрос стабильности воздушных масс
Как только ВМ сформировалась над определенной территорией, она постепенно покидает ее и начинает перемещаться в места, которые имеют другие физические характеристики, чем источник ее образования. Например, преобладающие воздушные массы в области морского климата формируются над океанами, а затем движутся, пересекая континенты.
Выделяют два главных типа изменений ВМ, которые могут влиять на их стабильность. Связаны эти изменения с разницей температур самой ВМ и поверхности, над которой она движется:
Помимо разницы температур, на стабильность ВМ также оказывают влияние циклоны и большие перепады высот на поверхности.
морская воздушная масса
Смотреть что такое «морская воздушная масса» в других словарях:
тропическая воздушная масса — Воздушная масса, сформировавшаяся над поясом субтропических антициклонов: тропическая континентальная – над внутренними частями континентов, тропическая морская – над океанами. Syn.: тропический воздух … Словарь по географии
морской воздух — Воздушная масса, сформировавшаяся или трансформировавшаяся над морем и имеющая вследствие этого высокое влагосодержание, особенно в нижних слоях. Syn.: морская воздушная масса … Словарь по географии
тропический воздух — Воздушная масса, сформировавшаяся над поясом субтропических антициклонов: тропическая континентальная – над внутренними частями континентов, тропическая морская – над океанами. Syn.: тропическая воздушная масса … Словарь по географии
Британские острова — Эта статья об архипелаге на северо западе Европы. Об использовании термина «Британские острова» в других смыслах см. Британские острова (терминология). Британские острова Количество островов около пяти тысяч Крупнейши … Википедия
— Тип блюда: Категория: Рецепт приготовления … Энциклопедия кулинарных рецептов
Соединённые Штаты Америки — (США) (United States of America, USA). I. Общие сведения США государство в Северной Америке. Площадь 9,4 млн. км2. Население 216 млн. чел. (1976, оценка). Столица г. Вашингтон. В административном отношении территория США … Большая советская энциклопедия
Douglas A-4 Skyhawk — A 4 Skyhawk A 4M из состава 322 й штурмовой эскадрильи Корпуса морской пехоты США Тип … Википедия
А-4 Скайхоук — A 4 Skyhawk A 4M из состава 322 й штурмовой эскадрильи Корпуса морской пехоты США Тип палубный штурмовик Разработчик Douglas Aircraft Company Производитель McDonnell Douglas … Википедия
А-4 Скайхок — A 4 Skyhawk A 4M из состава 322 й штурмовой эскадрильи Корпуса морской пехоты США Тип палубный штурмовик Разработчик Douglas Aircraft Company Производитель McDonnell Douglas … Википедия
Дуглас A-4 «Скайхок» — A 4 Skyhawk A 4M из состава 322 й штурмовой эскадрильи Корпуса морской пехоты США Тип палубный штурмовик Разработчик Douglas Aircraft Company Производитель McDonnell Douglas … Википедия
Воздушные массы
На поверхности Земли тепло Солнца, получаемое атмосферой, распределяется неравномерно. Соответственно воздух в разных частях тропосферы тоже будет различным. Из-за неравномерности распределения температур и влагосодержания в атмосфере возникают движения огромных объёмов воздуха.
Понятие воздушных масс
Воздушные массы представляют собой внушительные объёмы воздуха тропосферы (околоземной атмосферный слой), сформированные над определённой территорией или как иначе её называют – подстилающей поверхностью, и имеющие похожие, почти однородные в горизонтальных плоскостях температурные значения и показатели влажности.
Эти объёмы в горизонтальном направлении измеряются несколькими сотнями (иногда тысячами) километров, а в вертикальной достигают 20-25 км (но в среднем их высота составляет около 5 км).
Над подстилающей поверхностью должен установиться температурный и радиационный баланс. Помимо этого, необходимо создание таких условий циркуляции воздуха, при которых было бы возможно длительное пребывание большого его объёма в конкретном месте. Тогда и достигается однородность системы воздушной массы.
Любая воздушная масса отделяется от другой четкими границами. Метеорологические величины в пределах массы практически не изменяются. Их резкое увеличение или уменьшение происходит на границе двух воздушных масс, в переходной зоне (зоне атмосферного фронта).
Формирование воздушных масс
Воздушная масса, сформировавшись в определённой области, приобретает свои постоянные свойства. Такая область называется очагом формирования. Он должен иметь конкретные свойства:
Обычно очаги формирования — это антициклоны (вихревые потоки с повышенным давлением в центре), которые являются менее подвижными в сравнении с циклонами (для них характерно низкое давление). Здесь воздух опускается вниз и начинает распространяться в горизонтальном направлении.
Над нагретыми областями суши возникают термические депрессии — области с низким атмосферным давлением. Такие условия также способствуют возникновению очага.
Атмосферные фронты
На границе различных соседствующих воздушных масс есть переходные области или зоны — фронты. Они наклонены относительно земной поверхности из-за того, что воздушные массы подвижны. Атмосферный фронт всегда предшествует идущей вслед за ним массе воздуха.
В зависимости от мест возникновения, связанных с климатическими поясами, различают такие фронты, как арктический, полярный, тропический. Первый является холодным, остальные считаются тёплыми.
Фронты оказывают непосредственное влияние на давление в атмосфере и определяют погоду в конкретном месте. Это выражается в возникновении и исчезновении облаков, ветров, осадков.
Атмосферный фронт в Крыму
Движение и циркуляция. Смена воздушных масс
Воздушная масса не остаётся в той области, где сформировалась. Под влиянием непостоянства циркуляционных условий она начинает перемещаться и трансформироваться.
Течение воздушных масс носит глобальный характер, ведь их формирование и движение охватывает океаны, континенты, обширные участки планеты. Таким образом совокупность воздушных масс составляет атмосферную циркуляцию планеты.
На процессы циркуляции в атмосфере главным образом влияет солнечная энергия. Причём на все участки планеты эта энергия действует по-разному из-за неоднородности подстилающей поверхности. Отсюда и разница температур. Обладающий высокой плотностью холодный воздух создаёт повышенное давление и всегда стремится в более тёплую область с разреженным воздухом.
Во время перемещения из одной области в другую воздушная масса меняет свои свойства. Это зависит от того, над какой территорией она проходит, с какими воздушными массами граничит и от того, сколько времени прошло с момента её формирования. Причем скорость перемещения воздуха внутри массы непостоянна и разнится с высотой. Таким образом возникает турбулентное перемешивание.
Перемена свойств воздушной массы зовётся её трансформацией или сменой. Она длится от трёх до семи дней и считается завершённой при установлении постоянной среднесуточной температуры во всех слоях массы день за днём. Таким образом формируется новая воздушная масса.
Виды и типы воздушных масс
Воздушные массы зависят от места формирования, от температуры, от вида подстилающей поверхности.
Термодинамическая классификация
По термодинамическому признаку воздушные массы подразделяют на три вида.
Очаг формирования морских масс возникает над поверхностью океана, поэтому их воздух насыщен влагой. Возникновение континентальных воздушных масс происходит над сушей материков, в связи с чем их воздух сухой и запылённый.
Географическая классификация
Возникновение воздушных масс происходит в разных широтах планеты. Исходя из этого, их подразделяют географически на четыре типа:
Влияние на климат
Климатом называется циклично повторяющийся режим погоды, сформировавшийся в конкретной местности в течение многих лет.
Воздушные массы оказывают огромное влияние на климат. Именно по их типу выделили главные пояса: полярные (на северном и южном полюсах), умеренные, тропические и экваториальный. Между ними лежат переходные пояса: субполярные, субтропические, а также субэкваториальный. Все они различаются сменой воздушных масс в строгом соответствии с сезонностью. В зимний период климатические условия определяют воздушные массы такого пояса, который ближе расположен к экватору, а летом — к полюсу. Например, зимой в субтропический пояс приходят умеренные воздушные массы, а в летнее время — тропические.
В полярных поясах, к которым относятся территории Арктики и Антарктики, формируются холодные и сухие массы воздуха. Здесь преобладают низкие температуры, практически не выпадают осадки, и снежный покров сохраняется круглогодично.
Воздушные массы умеренных широт определяют климат умеренных поясов. В них преобладают положительные температуры летом и отрицательные температуры, и твёрдые осадки в зимний период.
В тропических поясах формируются воздушные массы тропиков. Воздух здесь в основном тёплый с низкой влажностью. Экваториальная воздушная масса возникает в экваториальном поясе и задаёт очень высокую температуру воздуха. Здесь выпадает большое количество осадков в течение всего года.
В областях переходных поясов погодные условия определяют те воздушные массы, которые главенствуют на этих территориях в данный сезон года.
Свойства и характеристика воздушных масс
Свойства воздушных масс зависят от теплового излучения Солнца, а также от подстилающей поверхности. К ним можно отнести такие величины, как температура, относительная влажность, прозрачность (видимость), давление воздуха.
В месте формирования воздушной массы её свойства сохраняются до момента её перемещения. Оказываясь над иной территорией, обладающей иными свойствами и характеристиками, изначальные признаки массы меняются. Она может прогреваться (стынуть), или увлажняться (высушиваться).
Чтобы охарактеризовать воздушные массы, нужно помнить, что образуются они в разных поясах нашей планеты: над морями и океанами и над материками.
Арктический морской воздух, приходящий в Атлантику и Европу, прозрачен и несёт с собой похолодание, ветра. Характеризуется наличием кучевых облаков, осадков в виде грозовых дождей. Континентальный его подвид, накрывающая Азию и Северную Америку, летом помимо вышеперечисленного несёт низкую облачность и слабые ветры. Зимой устанавливает ясную погоду с хорошей видимостью.
Морской воздух в умеренных широтах летом проявляет себя схоже с арктическим морским, а в зимнее время умеренные массы способствуют образованию слоистых облаков, моросящих дождей и туманов. Континентальный в зимний период проявляет себя ясной погодой, плохой видимостью и пониженными температурами. Летом же зачастую грозовые дожди, кучевые облака, туман и дымка.
Тропические морские массы господствуют в Атлантическом и Тихом океанах, неся потепление и создавая слоистые облака, туманы. А образованные над сушей массы (Европа, Азия, океанические побережья) летом и зимой над водными поверхностями устанавливают ясную погоду с низкой прозрачностью, а зимой над сушей нередки туманы и слоистые облака.
Что касается экваториальных воздушных масс, “мигрирующих” вдоль экватора, то в любое время года они несут сильные и обильные осадки в виде ливневых дождей.
Воздушные массы России
На климатические особенности нашей страны оказывают влияние несколько разновидностей масс: арктические, умеренные, тропические, а также их морские и континентальные подвиды. Территория страны является очагом формирования умеренных континентальных масс. Они несут в себе воздух с пониженной влажностью, холодный зимой и тёплый в летнее время года. Морской воздух умеренных широт с запада движется из северной части Атлантики, а с востока из тихоокеанских вод. Он отличается низкой влажностью. В летние месяцы он несёт прохладу, а в зимние тепло. Двигаясь в восточном направлении МУВ претерпевает трансформацию и частично становится континентальным.
Воздушные массы тропических поясов планеты влияют на климат юга России. Сухие пыльные тропические массы осуществляют своё формирование над землями Казахстана и Средней Азии. Они характеризуются повышенными значениями температур. Увлажнённый и тёплый морской воздух тропиков вторгается в Кавказский регион и территорию России до Уральских гор со стороны Средиземного моря. А на Дальний Восток из центральных Тихоокеанских областей.
Очагом формирования сухих арктических масс являются воды Северного Ледовитого океана. Они формируют климат российского севера, в частности Сибири. Они несут низкотемпературный воздух, отличающийся хорошей видимостью.
Воздушные массы атмосферы Земли имеют внушительные размеры и масштабы воздействия. Они наряду с другими явлениями и процессами влияют на климат отдельно взятых областей и планеты в целом. Если бы не их движение, температуры в некоторых поясах были бы гораздо менее комфортными, а может, и вовсе не пригодными для существования живых организмов.
Воздушные массы и их циркуляция (видеоурок для 8 класса)
Характеристика воздушных масс. Чем морские воздушные массы отличаются от континентальных?
Состояние атмосферы, или погода, которая наблюдается в конкретной местности в заданный период времени, однозначно определяется концепцией эволюции воздушных масс. В статье рассматривается вопрос о том, чем отличаются от континентальных воздушные массы морские, а также дается характеристика другим явлениям, связанным с этим атмосферным феноменом.
Что принято понимать под словами «воздушная масса»?
В начале 20-х годов ХХ века норвежский физик и метеоролог Вильгельм Бьеркнес впервые в своих научных трудах использовал понятие «воздушные массы». Что такое воздушная масса? Под этим термином подразумевают огромный объем воздуха, который может покрывать площадь до 1 млн км 2 и имеет толщину в несколько километров. Он характеризуется определенной температурой и влажностью. Эти две физические характеристики являются одинаковыми по всему объему воздушной массы, однако ввиду больших размеров последней они могут незначительно отличаться в различных ее точках.
Из этого определения понятно, что если конкретный объем воздуха находится в течение нескольких дней над рассматриваемой территорией, то погодные условия будут во многом зависеть от его свойств: будет он холодный и сухой или, наоборот, теплый и насыщенный водяными парами. Все это скажется на температурных условиях, на наличии осадков в рассматриваемой местности и так далее.
Условия формирования масс воздуха
Зная, что такое воздушная масса, перейдем к вопросу ее формирования. Этот атмосферный феномен образуется не в любой местности и не над каждой территорией. Для его образования необходимо выполнение двух условий:
Отмеченным условиям удовлетворяют равнинные зоны континентов, а также практически любая морская поверхность.
Типы воздушных масс
Поскольку рассматриваемый объект характеризуется двумя основными параметрами (температура и влажность), то на его формирование влияют также два фактора:
В связи со сказанным принято выделять следующие типы воздушных масс (в скобках приводятся их условные обозначения латинскими буквами):
Особенности масс разного типа
Учитывая зоны образования воздушных масс, характеристику каждой из них можно привести следующую:
Движение и стабильность масс воздуха
Если объем воздуха в течение достаточно длительного времени (дни, недели) не изменяет своих физических характеристик, то говорят о стабильности таких воздушных масс. Как правило, они образуются в высоких широтах, то есть это cA и cP. Ярким примером нестабильных масс являются mT и mE. Эти теплые и влажные объемы воздуха находятся в зоне влияния ветров пассатов, которые осуществляют постоянное перемешивание атмосферы, носящее как вертикальный, так и горизонтальный характер.
После своего формирования огромные объемы земной атмосферы начинают движение в области низкого давления. Движение воздушных масс приводит к тому, что они начинают изменяться под влиянием поверхности, над которой проходят. Здесь возможны два случая:
На указанную стабильность влияет не только температура поверхности, но также особенности рельефа (подъем по горному склону дестабилизирует массу и наоборот) и распределение изобар, то есть областей одинакового давления (антициклон стабилизирует, а циклон дестабилизирует массу воздуха).
На рисунке ниже изображены воздушные массы и их движение зимой (верхнее изображение) и летом (нижнее изображение). Буквы k и w означают, что этот объем воздуха имеет более низкую или более высокую температуру, чем поверхность, соответственно.
Воздушный фронт
Рассматривая вопрос движения воздушных масс, следует пару слов сказать и об их фронте. Он представляет собой область столкновения двух огромных объемов воздуха, имеющих разные физические характеристики. Например, один может быть теплым и влажным (mT), а другой – сухим и холодным (cP).
При вытеснении теплых масс холодными или наоборот на их фронте создаются благоприятные условия для формирования вертикальных конвекционных потоков, что приводит к образованию кучевых дождливых облаков. Этот факт объясняет, почему в средних широтах максимальное количество осадков выпадает осенью и весной.
Чем морские воздушные массы отличаются от континентальных?
Завершим статью рассмотрением этого вопроса. Из данной выше характеристики для масс воздуха можно самостоятельно на него ответить. Итак, чем от континентальных воздушных масс отличаются морские? Первое и главное их различие – это уровень влажности. Основное свойство континентальных воздушных масс заключается в их сухости. Массы же типа m (mP, mT, mE) образованы над морями и океанами, поэтому они несут с собой огромное количество водяного пара.
Чем морские воздушные массы от континентальных отличаются еще? Благодаря большому содержанию H2O в массах типа m они характеризуются менее резкими перепадами температур при их образовании в различное время года, чем это свойственно для объемов воздуха типа c (континентальные). По этой же причине морские массы менее прозрачны и сильнее рассеивают солнечный свет.
Воздушные массы: определение, основные свойства, типы, трансформация
На этот раз мы разберём с вами, что такое воздушные массы, основные свойства воздушных масс, их типы и трансформацию.
Воздушная масса – объем воздуха, занимающий большое пространство и имеющий относительно однородные (одинаковые) свойства. По горизонтали воздушные массы (далее ВМ) могут занимать тысячи километров, а по вертикали распространяться до верхней границы тропосферы.
Свойствами воздушной массы являются: температура воздуха, влажность, содержание примесей (пыли), дальность видимости. Эти характеристики закладываются в процессе её формирования, поэтому они частично отражают место первоначального происхождения. Иначе говоря, холодная ВМ возникает в более северных широтах, а не на юге. Значительное похолодание происходит в результате затока холодной ВМ из более северных широт.
Прозрачнее воздушные массы, которые формируются вблизи полюса. В арктическом воздухе содержится меньше пыли, так как он формируется над водами Северного Ледовитого океана. Менее прозрачный воздух тропических широт, он содержит большое количество пыли (мелких частиц), которые поднимает с поверхности суши ветер (особенно песок). Но на прозрачность воздуха влияет не только пыль, но и частицы воды (водяной пар). При сильном дожде или тумане вы легко заметите, как уменьшается видимость.
Воздушные массы различаются по своим свойствам во всех направлениях: с севера на юг (меридионально), с запада на восток (зонально). Если говорить о той же Европейской территории России, то ВМ, приходящие с востока, являются континентальными (более сухими, как уже отмечалось выше), с запада к нам поступают воздушные массы морского типа (более влажные).
Всего выделяют 4 основных типа воздушных масс: арктические, умеренные (или полярные), тропические, экваториальные. Эта классификация в основном учитывает близость к экватору (т.е. в основе классификации меридиональное изменение). В самом простом варианте можно сказать, что на экваторе теплее, а на полюсах – холоднее. Данную классификацию можно дополнить: каждый из четырёх видов имеет морской и континентальный тип. Итого, уже 8 видов воздушных масс.
Воздушная масса, сформировавшись над какой-то территорией, не остаётся на месте, она перемещается, происходит её трансформация.
Трансформация – это изменение свойств воздушной массы под влиянием подстилающей поверхности. Подстилающей поверхностью может быть море, льды, а может быть и суша.
Пример трансформации воздушных масс в России
При перемещении холодной воздушной массы с севера на юг, она нагревается, меняется содержание примесей. Возрастает содержание пыли в воздухе. Если воздушная масса смещается на восток с Атлантического океана, то она, как правило, имеет высокое содержание водяного пара. По мере её перемещения влажность снижается из-за выпадения осадков.
Процесс трансформации воздушных масс в среднем продолжается 4-6 дней. Признаком окончания трансформации является устойчивый режим температуры ВМ изо дня в день.
О воздушных массах можно говорить долго и мы далее обязательно еще продолжим эту тему. На этот раз всё, до следующих встреч!
От автора поста: был вопрос, на который до сих пор не нашёл ответа. Зависимость процентного содержания кислорода в зависимости от широты или территории. Или другими словами, когда воздух из тропических джунглей, по предположению богатый кислородом, достигнет наших умеренных широт.
Здесь всё написано лучше и понятнее, чем в институте
Open Source Software&Data для метеорологических исследований | К.Г. Грибанов
«DIY Meteorology» Workshop с Грибановым Константином Геннадьевичем, ведущим научным сотрудником Лаборатории физики климата и окружающей среды, доцентом кафедры астрономии, геодезии, экологии и мониторинга окружающей среды УрФУ.
Новость №1196: Кабельные бактерии подышали кислородом за себя и за остальную колонию
ОТКУДА НА САМОМ ДЕЛЕ БЕРЕТСЯ КИСЛОРОД
Окаменелые пузырьки кислорода
На фото — фрагмент строматолитовой постройки возрастом 1,6 млрд лет. Сама порода — это литифицированные (окаменелые) бактериальные маты, а круглые пустоты в ней — запечатанные в камне пузырьки кислорода. Эти пузырьки — свидетельство жизнедеятельности древних цианобактерий, благодаря которым на Земле появился первый свободный кислород.
Цианобактерии — единственные бактерии, способные к оксигенному фотосинтезу, то есть фотосинтезу, который сопровождается выделением кислорода. Именно они необратимо изменили облик Земли, так как были ответственны за насыщение атмосферы кислородом. Еще один продукт жизнедеятельности цианобактерий — строматолиты, ставшие древнейшими биогенными образованиями на Земле.
Образец, представленный на фото, найден в Центральной Индии, среди палеопротерозойских пород комплексов Виндхья и Аравали. Это комплексы пород, сформировавшихся в прибрежных мелководных водоемах высокой солености, аналогичных тем, что существуют сегодня в заливе Шарк в Австралии, где находится крупнейшее скопление современных строматолитов — карбонатных образований, сформированных наслаивающимися друг на друга цианобактериальными матами. Сейчас строматолиты встречаются на планете крайне редко, а в докембрии они были распространены очень широко.
Современные строматолиты в заливе Шарк в Западной Австралии. Фото с сайта ru.wikipedia.org
Некоторые из древних строматолитов содержат множество сферических полостей, которые интерпретируются учеными как окаменелые пузырьки кислорода, задержавшиеся в толще бактериальных матов. В отличие от большинства строматолитовых построек того времени, сложенных карбонатным материалом, строматолиты комплексов Виндхья и Аравали наряду с доломитом (CaMg(CO3)2) содержат большое количество фосфатов, представленных нитевидным апатитом (Са5[PO4]3(F, Cl, ОН)).
Окаменелые пузырьки кислорода из фосфатированных цианобактериальных матов возрастом 1,6 млрд лет. Фото © Stefan Bengtson из статьи T. Sallstedt et al., 2018. Evidence of oxygenic phototrophy in ancient phosphatic stromatolites from the Paleoproterozoic Vindhyan and Aravalli Supergroups, India
Таким образом, о районе Виндхья и Аравали можно говорить как об одном из древнейших мест фосфогенеза — массового образования фосфоритов — на Земле. При этом кислород, входящий в формулу апатита, поставляли цианобактерии. Они же обеспечивали окислительно-восстановительные условия, способствовавшие осаждению апатита. Фотосинтез цианобактерий приводит к значительному повышению щелочности окружающей среды после поглощения HCO3- и последующего выделения CO32- трихомами (цепочками вегетативных клеток, см. Trichome) цианобактерий, что в свою очередь увеличивает перенасыщение среды карбонатом. Если воды, в которых находятся маты, насыщены карбонатными ионами, осаждается преимущественно кальцит, CaCO3 (который затем может замещаться доломитом), а если в них в значительном количестве присутствуют ионы фосфора, то происходит осаждение апатита, который, как и кальцит, в качестве основного катиона содержит кальций.
Размер окаменелых пузырьков кислорода колеблется от 50 мкм до 1 мм. Внешняя поверхность пузырьков обычно гладкая, но иногда они снаружи покрыты кристаллической коркой, не проникающей внутрь сферических образований, что говорит о том, что эта корка образовалась в процессе диагенеза (преобразования рыхлых осадочных образований в плотные горные породы).
Изображения сферических полостей в сканирующем электронном микроскопе. Пузырьки покрыты снаружи кристаллической коркой, некоторые из них деформированы, что говорит о том, что они формировались в мягкой и подвижной среде. Фото © Stefan Bengtson из статьи T. Sallstedt et al., 2018. Evidence of oxygenic phototrophy in ancient phosphatic stromatolites from the Paleoproterozoic Vindhyan and Aravalli Supergroups, India
Там, где в строматолитах наблюдается чередование слоев с преобладанием доломита или апатита, пузырьки приурочены в основном к апатитовым слоям, насыщенным органическим веществом типа керогена. Это говорит о том, что отложение органического вещества, выделение кислорода и отложение минералов фосфора были связаны между собой.
Пузырьки, внутренние части которых заполнены поздним (диагенетическим) доломитом, сконцентрированы в более темных, насыщенных органическим веществом апатитовых слоях. Светлое — доломит. Фото © Stefan Bengtson из статьи T. Sallstedt et al., 2018. Evidence of oxygenic phototrophy in ancient phosphatic stromatolites from the Paleoproterozoic Vindhyan and Aravalli Supergroups, India
Образование газовых пузырьков в микробных матах — процесс, который наблюдается и в настоящее время. Метаболизм фототрофных цианобактерий и связанное с ним газообразование создает первичную пористость в бактериальных матах и даже иногда приводит к их разрыву.
Бактериальные маты, как современные, так и древние, представляют собой самостоятельные экосистемы со своим циклом обмена веществ и обладающие дыханием. Удивительно, что сегодня мы можем видеть запечатленные в камне следы дыхания древних биологических систем, существовавших на Земле 1,6 млрд лет назад!
Фото © Stefan Bengtson из статьи T. Sallstedt et al., 2018. Evidence of oxygenic phototrophy in ancient phosphatic stromatolites from the Paleoproterozoic Vindhyan and Aravalli Supergroups, India.
Научпоп, который мы заслужили. ХИМИЯ
Вот и вышли в свет 2 фильма про химические элементы (Азот и Кислород), которые «Химия – Просто» снимал совместно с телеканалом «Наука» (ранее наука 2.0)
Во-первых, хочется выразить благодарность всем тем, кто поддержал выход фильма просмотром по ТВ. Благодаря вашему отклику уже вчера тв выложил оба фильма на свой канала на YouTube (хотя изначально не планировалось).
Во-вторых, хочу сказать пару слов о фильмах. Когда мне предложили снять 2 полноценных фильма «про химию», я понятия не имел, о чем снимать. Химия настолько огромна и интересна, что глаза разбегаются (если у вас есть идеи на продолжение, пишите в коментах). Тем более, что дали формат в 26 минут. Не смотря на предыдущее заявление, собрать что-то интересное в рамках такого фильма, чтобы еще было эффектно и интересно обывателю, задача не из легких.
К тому же, если вспомнить наши школы и скучнейшие уроки по химии, без единого опыта, то решение родилось само собою: надо сделать такие фильмы, которые и обывателю будут интересны, и учителям химии помогут на уроках.
Поэтому был взят самый лучший формат с канала «Химия – Просто», где проводился обзор конкретных химических элементов, рассказывая об истории их открытия, их свойствах и применении в жизни людей.
Почему именно азот и кислород?
1. с ними легче всего работать
2. с ними проще набрать эффектных опытов на 26 минут
3. съёмки проводились не в моей лаборатории, где я привык работать, а на химфаке мгу (кислород) и МИТХТ (азот). Для меня первый подобный опыт съёмок для тв, когда вокруг тебя носится 8 человек съёмочной бригады. Хорошо, что первый выбрал кислород, так как мгу жестко лажанул, не предоставив половины реактивов и чуть не выгнал с середины съёмок, хотя сам и предоставил площадку. Про то, как снимали, много интересных и забавных историй. Об этом я сниму уже на своем канале отдельное большое видео. Есть что рассказать.
4. Чаще всего именно с этих элементов начинается изучение химии в школе.
5. Азот и кислород почти на 100% представляют состав воздуха. (научпоп может так округлить)
В итоге, благодаря слаженной работе съёмочной бригады, богам монтажа, несмотря на все трудности получились отличные фильмы.
Чтобы уделить больше внимания и сил этим фильмам, пришлось даже в этом году меньше уделять внимания своему личному YouTube каналу «Химия – Просто». (реже видео – хуже каналу. закон ютуба) Но я считаю, что оно того стоило.
Так как основной целью было – помочь учителям химии показать то, что они не могут показать в своих школьных лабораториях, помочь им заинтересовать детей, разнообразить скучные школьные уроки, то у меня к вам огромная просьба: отправьте эти фильмы своим учителям по химии, донесите их до школьников, изучающих химию.
P.S.: вот все жалуются, что в трендах ютуба вечно какой-то шлак. У вас есть прекрасная возможность вывести в тренды что-то стоящее. Свою работу по созданию чудесных фильмов мы выполнили, теперь ваш черед запустить сарафанное радио. (либо доказать, что оно не работает). Всё зависит только от вас!
Пока что это работа, сделанная в стол. Для тех пор, пока эти фильмы не увидят все те, на кого они нацелены.
С уважением, Александр!
Анонс научной передачи по химии
Кто-то из вас знает, что я – автор YouTube-канала «Химия – Просто», а кто не знает, будем знакомы (можно на ты).
Так вот, в этом году мне довелось поработать совместно с телеканалом «НАУКА» (ранее назывался «Наука 2.0») и вместе мы сняли 2 передачи по 26 минут по химии.
Те, кто давно подписан на ютубе канал «Химия – Просто», хорошо знают, самые лучшие и мощные видео про различные химические элементы, и знают насколько они хороши и информативны. Мне довелось вывести этот формат на новый уровень, благодаря продакшну, съёмочной команде и многим другим людям, кто работал над созданием этих фильмов.
Я видел оба фильма на предпоказе, показал их на работе профессорско-преподавательскому составу. Всем очень понравилось (мягко сказано). После просмотра самая частая фраза: «Хочу еще».
Также один из фильмов был показан на фестивале «НАУКА 0+» в МГУ, где также был оценен зрителями.
Да, я знаю, как вы относитесь к зомбоящику. Я сам также к нему отношусь. Но у этого «зомбоящика», точнее тех, кто делает передачи для тв, есть ресурсы, которые в хороших руках способны создать нечто действительно крутое и полезное.
Чтобы не быть голословным, покажу вам небольшой фрагмент со съёмок. Правда он был больше в 2 раза, но ютуб упорно банит видео во всех странах. Поэтому пришлось вырезать те куски, на что жалуется ютуб. (в вк получилось выложить полный кусок)
Я не буду подробно описывать про что передачи, хотя знаю, что вам сначала надо знать детально о чем, перед просмотром. Но поверьте, что ещё никто не пожалел о потраченном времени. Даю своё слово.
И те мои подписчики с ютуба, кто мягко сказать недоволен, что за последний год на Канале выходило не так много видео, простят меня, увидев эти передачи. Потому что это того стоило.
Обе передачи вы сможете увидеть 15 декабря в 19:00 на телеканале «НАУКА» (ранее Наука 2.0)
Повтор 16 декабря в 9:00.
P.S.: да, я размещаю этот пост-анонс здесь ради того, чтобы вы поставили ему плюсов, чтобы пост попал в горячее. Только ради того, чтобы большее число людей смогло посмотреть передачу. Ведь популяризация науки должна быть популярной.
Иначе получается, что вся работа была сделана насмарку только для себя любимых. А делали мы всё это для вас! Чтобы показать, что и мы здесь можем снимать и делать крутой научно-популярный контент, а не только где-то там за океаном. И если вы один из тех, кто говорит: «почему у нас так не делают, как это делают з бугром?» – то это видео точно для вас.
P.P.S.: нет, рейтинг лично мне вообще не важен. Под постом будет несколько коментов для минусов. Да и вообще популярность лично мне не нужна. Но как показывает практика, популярность – это инструмент, чтобы донести до общества какую-то идею. Я несу идею технологического и научного развития. Именно поэтому я и прошу вас поделиться информацией об этих фильмах со всеми, кого знаете, если конечно хотите, чтобы в обществе чаще интересовались наукой, а не магией и прочей лженаукой.
С уважением, Александр!
Новость 613: Метеорологи пообещали северу Европы еще две недели жары
Интересное физическое явление
Уникальное явление антропогенно-природного характера наблюдалось в тоннеле вблизи города Меделин (Колумбия). Впервые кадры прыгающего тумана появились в сети 17 мая, но полноценное объяснение феномена было сформулировано немного позднее.
Видно, что в определённых местах быстро возникают и тут же исчезают облачка конденсата. Как пояснил один из физиков, данный туннель проходит через дамбу на реке Каука (примерно 110 км к северу от Меделин). Механизмы внутри контрольного блока, которые отвечают за управление потоком воды через плотину, периодически вызывают большие колебания атмосферного давления в туннеле. Когда давление внутри туннеля падает, точка росы также падает, что приводит к мгновенной конденсации водяного пара в туннеле и образованию локальных облаков. Причина, по которой облака появляются только в определенных местах, состоит в том, что волны давления, накладываясь друг на друга, вызывают интерференционные картины в туннеле. Облака появляются там, где происходит деструктивная интерференция (частный случай интерференции волн одинаковой интенсивности, при которой они гасят друг друга, если разность хода волн составляет нечётное число длин полуволн, см. схему), которая вызывает падение давления.
Таким образом, эти кадры не являются фейком или проявлением сверъестественных сил. Всем процессам в природе можно найти здравое физическое объяснение
Кислород. Такого даже на BBC и Discovery вам не покажут.
Серия видео про кислород рассказывает в простой и непринужденной манере о данном химическом элементе: про то, как открыли, как ученые присваивали себе чужие заслуги; про то, где применяется; показываются красивейшие опыты, рассказываются его свойства и многое другое.
Писать можно сотню длиннопостов, но химию надо видеть, а не читать!
Ставь плюс, чтобы вытащить в горячее, чтобы увидели школьники и студенты, которым это точно пригодится!
А 6 комментов (по 2 на каждое видео) для минусов я обеспечу. Рейтинг мне не важен. Учащимся хочу помочь.
С уважением, Александр!
P.S.: в школах и даже в вузах большинство продемонстрированных опытов уже не показывают.
Взрывы, огонь, натуральные спецэффекты. Вообщем все то, что мы так любим в химии, в видео про кислород.
Всё написано в заголовке. Остальное бессмысленно описывать словами. Это просто надо видеть.
Кислород и жареная ртуть.
Любимая рубрика зрителей «Химия – Просто» – обзор химических элементов.
В данном видео мы рассмотрим способы получения кислорода, его роль в жизни людей, его свойства и прочее.
Писать можно долго и всё-равно всё не передать словами. Это просто надо видеть.
Вторая часть будет в течении недели.
Пока она не смонтирована, вы можете задать вопрос в комментариях, чтобы ответить на него в видео.
Прогноз погоды
Прогнозирование погоды начинается с наблюдения за текущим состоянием атмосферы. Зная ее текущее состояние, синоптики могут затем прогнозировать предстоящие изменения погоды в ближайшие дни или недели.
«Мы живем в воздушном океане, все изменения погоды зависят от солнечного излучения. Состояние воздушного океана скорее говорит о будущей погоде, чем о погоде в настоящий момент», — писал во введении к своей «Книге о погоде» Роберт Фицрой — основатель и руководитель Британского метеорологического департамента, будущего Met Office.
Первый в истории прогноз погоды, опубликованный в печати, был составлен именно Робертом Фицроем. Он был опубликован в английской газете Times 1 августа 1861 года. По одной из версий, именно неточность составляемых им прогнозов и стала причиной его добровольного ухода из жизни.
Многочисленные погодные датчики, размещенные на поверхности Земли и над ней, в море и на орбите, измеряют целый ряд погодных параметров, которые помогают максимально нарисовать наиболее полную картину погоды на нашей планете. Сбор погодной информации ведется метеорологическими организациями по всему земному шару, а затем национальные метеослужбы обмениваются ею со своими коллегами в других странах.
К основным погодным параметрам относятся: температура, атмосферное давление, влажность, скорость и направление ветра, осадки и их количество. Для их измерения на суше действует сеть метеостанций. В России таких метеостанций 1670, тогда как, например, в Китае их более 53 тысяч. Они могут обслуживаться как специалистами-метеорологами, так и быть полностью автоматизированными. В США, к примеру, действует сеть автоматизированных систем наблюдений (ASOS) за поверхностью. Такие метеостанции установлены в более чем 900 аэропортах по всей стране, где они собирают информацию о погодных явлениях
Автоматическая метеостанция в аэропорту Чайлдресс (штат Техас)
А вот отслеживать в режиме реального времени местоположение и перемещение облачных образований, возникновение зон интенсивных осадков, фиксировать зоны опасных явлений, в том числе гроз, града, шквалов, следить за их развитием и перемещением помогают специальные погодные радары. В нашей стране разработкой и производством такого оборудования занимается концерн «Алмаз-Антей», известный своими системами противовоздушной и противоракетной обороны. Доплеровский метеорологический радиолокатор (ДМРЛ-С), разработанный этой ведущей оборонной корпорацией, относится к новому поколению радаров с двойной поляризацией сигнала. Современные радары ДМРЛ-С имеют радиус обзора 250–300 км и позволяют осуществлять циклические наблюдения с периодичностью от 3 до 15 минут в круглосуточном автоматизированном режиме. Они предоставляют данные с высоким пространственным разрешением (0,5–1 км) на площади до 200 тыс. км2. Всего в планах Росгидромета до 2020 года значится установка около 140 радиолокаторов ДМРЛ-С. Специально разработанное для радиолокатора ДМРЛ-С программное обеспечение (ПО ВОИ «ГИМЕТ-2010») дает возможность соотносить метеоявления на карте ДМРЛ-С с синоптической ситуацией. Графическую информацию с таких радаров мы можем увидеть на картах осадков, имеющихся на многих погодных сайтах.
В США также существует сеть метеорадаров, которая включает более чем 120 доплеровских радаров. Недавно они были усовершенствованы с помощью технологии Dual Polarization Technology, аналогичной той, что применили в ДМРЛ-С. На данный момент сеть погодных радаров в США считается самой развитой в мире. Радарами покрыта практически вся территория, причем восточная часть страны с большим запасом. Именно поэтому краткосрочный прогноз погоды в Вашингтоне и Нью-Йорке считается одним из самых точных на планете. В России сейчас также реализуется программа развития радиолокационной сети, новые радары строятся, прежде всего, в Центральном регионе, на юге Сибири и Дальнего Востока
Доплеровский радары отправляют импульсы радиоволн для сканирования атмосферы.
На воде, в океанах и морях, собирают данные о погоде метеобуи. Они, как и другие типы метеорологических станций, измеряют такие параметры, как температура воздуха над поверхностью океана, скорость (постоянная и порывистая) и направление, барометрическое давление. Поскольку погодные буи находятся в водоемах, они также измеряют температуру поверхности моря и высоту волн. Полученные данные обрабатываются и могут регистрироваться на борту буя, а затем передаваться по радио, сотовой или спутниковой связи в метеорологические центры для использования в прогнозировании погоды. Используются как пришвартованные буи, так и дрейфующие, в том числе и в открытых океанских течениях. Фиксированные буи измеряют температуру воды на глубине до 3 метров.
Для измерения параметров атмосферы непосредственно в ее «толще» в воздух запускаются метеозонды. Они измеряют параметры атмосферы и по радио передают данные обратно на аэрологические станции наблюдений. Во всем мире действует порядка 870 станций метеорологического зондирования, из них 115 — на территории нашей страны. Вот только с 2015 года Росгидромет стал запускать метеозонды для изучения атмосферы в два раза реже. Вместо ежедневного двухразового зондирования российские метеорологи перешли на одноразовое. «Информации теперь собирается меньше, а это, в свою очередь, сказывается на точности начальных данных, от которых «стартуют» прогностические модели», — отметил директор Гидрометцентра Роман Вильфанд. Отразилось это на качестве прогнозов погоды не только в нашей стране, но и, например, в соседнем Китае, прогнозы в котором во многом зависят от данных российских метеостанций.
Выше метеозондов наблюдают за погодой метеоспутники. Но и здесь все не так просто. Россия имеет четыре метеоспутника. Два из них находятся на геостационарной орбите, это «Электро-Л 1» и «Электро-Л №2». К сожалению, запущенный в январе 2011 года «Электро-Л №1» вышел из строя, хотя предполагалось, что космический аппарат проработает на орбите не менее 10 лет. «Электро-Л №2» работает. Находясь постоянно в одной точке над Землей, он снимает целиком все Восточное полушарие планеты. Космический аппарат этой серии с высоты 35 786 км способен проводить многоспектральную съемку в видимом и инфракрасном диапазонах с разрешением 1 км и 4 км соответственно. Снимки делаются каждые полчаса.
Низкоорбитальные спутники «Метеор-1» и «Метеор-2» имеют более низкую орбиту — 825 километров, это позволяет получать более детальную информацию, чем при использовании расположенных на гораздо более высокой орбите геостационарных спутников. Оба космических аппарата выведены на солнечно-синхронную орбиту. Вот только «Метеор-1» тоже не функционирует, на орбите он еще находится, но картинку уже не дает. Таким образом, у нашей страны на сегодняшний день только два действующих метеоспутника. Для сравнения, у США на орбите постоянно работают пять метеоспутников и еще один аппарат находится в резерве. Однако стоить сказать, что еще восемь лет назад российских метеорологических спутников в космосе не было совсем. Российские метеорологи пользовались информацией, полученной от спутников, запущенных США, ЕС и Китаем. Даже особо точные военные карты с грифом «совершенно секретно» составлялись на основе данных с американских спутников.
Сруктура облачности урагана Ирма (август-сентябрь 2017 года) построенная на основе данных AIRS
В середине прошлого века пришли к выводу, что другие методы могут более точно прогнозировать будущую погоду, чем это было возможно с помощью традиционного Синоптического подхода. Численный метод включает в себя много математики. Он также называется «гидродинамическим» и основан на построении математических моделей атмосферы и моделей взаимодействия атмосферы и океана. В нем решаются уравнения гидро- и термодинамики и используются основные физические законы.
Газы атмосферы подчиняются ряду физических принципов, и если известны текущие условия атмосферы, то известные физические законы могут использоваться для прогнозирования будущей погоды.
С конца 1940-х годов наблюдается устойчивый рост использования математических моделей в прогнозировании погоды. Эти процедуры стали возможны благодаря продвижению в формулировании математических моделей. Математические уравнения применяются для разработки теоретических моделей общей циркуляции атмосферы. Они также используются для прогнозирования изменений в атмосфере с течением времени. В них учитываются параметры определенных элементов погоды, таких как воздушные течения, температура, влажность, испарение, облачность, дождь, снег и взаимодействие воздушных потоков с поверхностью суши и океанов.
В разработке численного метода прогнозирования погоды решающие шаги были сделаны советским ученым, академиком А. М. Обуховым и американским ученым Дж. Чарни. Именно они довели этот метод до практической реализации, ставшей возможной с появлением ЭВМ.
Когда мы рассматриваем постоянно меняющуюся атмосферу, необходимо учитывать большое количество переменных. Это очень сложная задача. И для ее решения были подготовлены численные модели, которые игнорируют некоторые переменные в предположении, что некоторые аспекты атмосферы не изменяются со временем. Это позволяет снизить требования к производительности компьютеров, но одновременно снижается и качество прогноза.
Статистические методы используются наряду с численным прогнозом погоды. Этот метод часто дополняет численный метод. Статистические методы используют прошлые записи метеорологических данных, исходя из предположения, что в будущем погода будет повторяться.
Основная цель изучения прошлых метеорологических данных — выяснить те аспекты погоды, которые являются хорошими показателями будущих событий. Но таким образом можно делать прогноз погоды с большим шагом по территории. Это особенно полезно при проектировании только одного аспекта погоды за раз. Например, это имеет большое значение для долгосрочного прогнозирования максимальной температуры в течение дня в определенном месте. Процедура заключается в сборе статистических данных, касающихся температуры, скорости и направления ветра, количества облачности, влажности конкретного сезона года. Статистический метод имеют большое значение для долгосрочных прогнозов погоды.
Как видим, возможностей для улучшения точности прогнозов погоды достаточно. Мощности суперкомпьютеров растут, и с большой уверенностью можно сказать, что они будут находить свое применение в метеорологии. Все новые инструменты для наблюдения за погодой выводятся в космос, растет сеть метеорадаров. В целом, это касается и нашей страны. Развивается новое направление в прогнозировании погоды — наукастинг, позволяющий выпускать сверхкраткосрочный прогноз об опасных явлениях погоды на ближайшие несколько часов. Так что будем надеяться, что обещания главы Гидрометцентра Романа Вильфанда о прогнозах погоды с точностью до района и даже улицы будут реализованы.
На этом фоне российские метеорологи, конечно, смотрятся весьма скромно. Главный вычислительный центр Росгидромета располагает на сегодняшний день тремя вычислительными кластерами общей производительностью 62 терафлопса (триллиона операций в секунду). Новый суперкомпьютер планируютустановить к концу года. Параметры его производительности не раскрываются. Актуальность в нем назрела после урагана, который произошел в Москве 29 мая. Тогда погибло 18 человек. По словам Романа Вильфанда, для окончательной настройки компьютера потребуется еще от 6 до 8 месяцев. Но прогнозы высокого разрешения для Московского региона с шагом в километр появятся еще позже — к концу 2019 года.
Методы прогнозирования погоды
Считается, что предсказание погоды является конечной целью исследования атмосферы. Прогнозирование отмечается как наиболее развитая область в метеорологии. Природа современного прогнозирования погоды достаточно сложна. Принято выделять три метода научного прогнозирования погоды: синоптическое прогнозирование погоды, численный (он же гидродинамический) метод и статистический.
Синоптическое прогнозирование — это традиционный подход к прогнозированию погоды. До конца 1950-х годов этот метод использовался как основной. Он основывается на построении и анализе синоптических карт, изображающих атмосферные условия в конкретный момент времени. На них выделяются отдельные объекты (циклоны, антициклоны, атмосферные фронты и т. д.), для каждого из которых свойственны определенные типы погодных условий. Современный метеорологический центр ежедневно готовит серию синоптических карт. Такие карты составляют основу прогнозов погоды. Задача подготовки синоптических карт на постоянной основе включает в себя сбор и анализ огромного количества данных наблюдений, полученных с множества метеорологических станций.
Первую карту погоды составил французский математик, директор Парижской обсерватории Урбен Леверье 19 февраля 1855 года. Этот процесс отнял немало времени. Ее составили на основе данных, полученных по телеграфу из нескольких городов Европы. Разносторонний Леверье также известен тем, что на основании его расчетов была открыта планета Нептун.
На основе тщательного изучения метеорологических карт на протяжении многих лет были сформулированы определенные эмпирические правила. Эти правила помогают метеорологам оценить скорость и направление движения погодных систем. Например, когда известен тип погоды, создаваемой вдоль фронта, а также скорость и направление движущейся бури, можно сделать довольно точный прогноз погоды для выбранной местности.
Но из-за внезапных изменений в циклонической системе эти прогнозы действительны на протяжении лишь короткого периода времени, скажем, в течение нескольких часов или дня. Прогнозирование на более длительный период уже затруднительно.
Современная синоптическая карта
В середине прошлого века пришли к выводу, что другие методы могут более точно прогнозировать будущую погоду, чем это было возможно с помощью традиционного синоптического подхода. Численный метод включает в себя много математики. Он также называется «гидродинамическим» и основан на построении математических моделей атмосферы и моделей взаимодействия атмосферы и океана. В нем решаются уравнения гидро- и термодинамики и используются основные физические законы.
Газы атмосферы подчиняются ряду физических принципов, и если известны текущие условия атмосферы, то известные физические законы могут использоваться для прогнозирования будущей погоды.
С конца 1940-х годов наблюдается устойчивый рост использования математических моделей в прогнозировании погоды. Эти процедуры стали возможны благодаря продвижению в формулировании математических моделей. Математические уравнения применяются для разработки теоретических моделей общей циркуляции атмосферы. Они также используются для прогнозирования изменений в атмосфере с течением времени. В них учитываются параметры определенных элементов погоды, таких как воздушные течения, температура, влажность, испарение, облачность, дождь, снег и взаимодействие воздушных потоков с поверхностью суши и океанов.
В разработке численного метода прогнозирования погоды решающие шаги были сделаны советским ученым, академиком А. М. Обуховым и американским ученым Дж. Чарни. Именно они довели этот метод до практической реализации, ставшей возможной с появлением ЭВМ.
Когда мы рассматриваем постоянно меняющуюся атмосферу, необходимо учитывать большое количество переменных. Это очень сложная задача. И для ее решения были подготовлены численные модели, которые игнорируют некоторые переменные в предположении, что некоторые аспекты атмосферы не изменяются со временем. Это позволяет снизить требования к производительности компьютеров, но одновременно снижается и качество прогноза.
Статистические методы используются наряду с численным прогнозом погоды. Этот метод часто дополняет численный метод. Статистические методы используют прошлые записи метеорологических данных, исходя из предположения, что в будущем погода будет повторяться.
Основная цель изучения прошлых метеорологических данных — выяснить те аспекты погоды, которые являются хорошими показателями будущих событий. Но таким образом можно делать прогноз погоды с большим шагом по территории. Это особенно полезно при проектировании только одного аспекта погоды за раз. Например, это имеет большое значение для долгосрочного прогнозирования максимальной температуры в течение дня в определенном месте. Процедура заключается в сборе статистических данных, касающихся температуры, скорости и направления ветра, количества облачности, влажности конкретного сезона года. Статистический метод имеют большое значение для долгосрочных прогнозов погоды.
Как видим, возможностей для улучшения точности прогнозов погоды достаточно. Мощности суперкомпьютеров растут, и с большой уверенностью можно сказать, что они будут находить свое применение в метеорологии. Все новые инструменты для наблюдения за погодой выводятся в космос, растет сеть метеорадаров. В целом, это касается и нашей страны. Развивается новое направление в прогнозировании погоды — наукастинг, позволяющий выпускать сверхкраткосрочный прогноз об опасных явлениях погоды на ближайшие несколько часов. Так что будем надеяться, что обещания главы Гидрометцентра Романа Вильфанда о прогнозах погоды с точностью до района и даже улицы будут реализованы.