Meteorologija Pdf

[Carmel Useted]

Meteorologijaili vremenoslovlje (grč. μετεωρολογία: naučavanje o nebeskim pojavama) je znanost o Zemljinoj atmosferi i promjenama u njoj. Meteorologija proučava promjene vremena oko nas. Meteorologija je grana geofizike. Razvoj meteorologije započeo je tek polovinom 17. stoljeća, primjenom prvih mjernih instrumenata za mjerenje meteoroloških pojava.[1] Neke od glavnih pojava koje se proučavaju jesu količina i vrsta oborina, grmljavinske oluje, tornadi, tropski cikloni i tajfuni. Bitan utjecaj vremena na ljude i ljudske aktivnosti doveo je do razvoja znanosti o prognoziranju vremena. Proučavanje međudjelovanja atmosfere i oceana zajedničko je područje meteorologije i oceanografije.[2]

Najstariji počeci meteorologije nalaze se u prastarom, neprekidnom zanimanju čovjeka za zbivanja u prirodi. Pojave koje je čovjek opažao na nebu objašnjavali su mističkim silama, a ta su shvaćanja zadržali još i danas neki narodi.

Riječ meteorologija potječe od grčke riječi meteoron koja se odnosila na sve pojave na nebu. Zanimanje čovjeka za vrijeme koje ga okružuje postojalo je otkad i sam čovjek. Već u staroj Kini, Indiji, Egiptu i Grčkoj ljudi su raspravljali o vjetrovima i oborinama te pokušavali shvatiti i objasniti te vremenske pojave. Prva knjiga s opisom i tumačenjem vremenskih pojava je Aristotelova Meteorologica (340. g. prije Krista), a obuhvaćala je sve pojave iznad tla. Veliki utjecaj i na kasnija razdoblja imao je Aristotel, pa se zato smatra njenim osnivačem. Skoro cijelo sljedeće tisućljeće meteorologija se vrlo slabo razvijala. Iz tog vremena postoje rijetki zapisi (anali), uglavnom crkveni, o vremenskim pojavama i posebno nepogodama.

Početci meteorologije leže u promatranju trenutačnog vremena i nagađanja kakvo bi ono moglo biti u vrlo bliskoj budućnosti. Aristotelov nauk i njegova Meteorologica bili su u antici i srednjem vijeku vrlo cijenjeni i zapravo jedini koliko-toliko znanstveni meteorološki temelji. U ljetopisima i dnevnicima iz srednjeg vijeka postoje dragocjene zabilješke o vremenskim pojavama i nepogodama, no tada još nije bilo nikakvih instrumentalnih mjerenja.

U 18. stoljeću razvijaju se fizikalne znanosti, posebno termodinamika. G. D. Fahrenheit i A. Celsius uvode ljestvice na termometrima, a J. Black doprinosi teorijskom razvoju meteorologije jasnim razlučivanjem pojmova temperature i topline. Podaci meteoroloških mjerenja, a i otkriće osnovnih zakona fizike, omogućili su bolje razumijevanje nekih meteoroloških pojmova, prije svega tlaka zraka. Već je 1648. B. Pascal ustanovio da tlak zraka opada s nadmorskom visinom, a 1685. E. Halley, polazeći od Boyle-Marriotteova zakona, postavlja izraz za proračun visine nekog mjesta na osnovi mjerenja tlaka. H. B. Saussure, penjući se na alpske vrhunce, ispituje promjenu meteoroloških pojava s visinom. J. Charles prvi je 1783. u slobodnom balonu ponio termometar i barometar do visine 3 467 m i tako započeo aerološka mjerenja. Tek kad je R. Assmann izumio 1887. aspiracijski psihrometar, mogle su se besprijekorno mjeriti temperatura i vlaga zraka. U 19. stoljeću počinju mjerenja visokih slojeva atmosfere pomoću slobodnih balona s uređajima za obilježavanje, a 1902. otkrivena je tropopauza (R. Assmann i L. P. Teisserene de Bort).

Do 1850. standardizirani su termometri, B. Franklin proučavao je munje i izumio gromobran, J. Dalton postavio je temelje za mjerenje isparavanja i vlažnosti zraka, a L. Howard klasificirao je oblake. Početkom 19. stoljeća javne ustanove ali i amateri počinju pratiti i bilježiti vremenske prilike.

U 19. stoljeću uvodi se u meteorologiju sinoptička metoda, to jest istodobno promatranje stanja atmosfere na velikom području. U gotovo svim razvijenijim zemljama uspostavlja se mreža meteoroloških stanica i organizira se meteorološka služba. H. W. Brandles izrađuje prvu sinoptičku kartu Europe, no veći poticaj za uvođenje sinoptičke metode, odnosno za uvođenje meteorološke službe, pojavljuje se tek poslije 1856., kad je U. Le Verrier dokazao da se upotrebom sinoptičke metode mogla predskazati velika oluja (1854.), koja je oštetila francusku i britansku flotu na Crnom moru pred Krimom. Otada se proširuje mreža meteoroloških stanica, uvode se meteorološka mjerenja na moru, postavljaju se osnove klimatologije i sve više se istražuju procesi u atmosferi.

Nakon što je u Krimskom ratu francuska flota bila teško oštećena u snažnoj oluji, zemlje zapadne Europe i Sjeverne Amerike započele su ozbiljne pokušaje skupljanja podataka o vremenu na mnogo mjesta istovremeno pomoću nedavno izumljenog telegrafa. Razvoj pouzdanih satova omogućio je stalnost i točnost promatranja na širem području. Izumljeni su i anemometri, a uskoro je za održanje i očitavanje uređaja uvedena i električna struja. S razvojem prometa baloni, zmajevi i zrakoplovi uskoro su na svojim letovima nosili i meteorološke instrumente kroz troposferu, najniži sloj Zemljine atmosfere, sve do stratosfere, idućeg sloja atmosfere. Stratosfera je otkrivena, opisana i nazvana malo nakon 1900. Stalna mjerenja po visini započela su oko 1920., nakon što su izumljeni radio-uređaji na baterije koji su bili postavljani na balone. Podatci o stanju vremena na većim visinama dali su potpuniju sliku stanja atmosfere i bolji uvid u pojave na tim visinama, poput mlazne struje.

Za razvoj meteorologije posebno su važni bili radovi H. Helmholtza, koji u meteorologiju počinje primjenjivati zakone mehanike fluida. Pojam cirkulacije potječe od W. Thomsona (Lord Kelvin), a J. Bjerknes postavlja teorijske osnove fizikalnih procesa u atmosferi, s posebnom primjenom na visinske karte. On je najvažniji prestavnik takozvane bergenske škole, koja je potkraj dvadesetih godina 20. stoljeća uvela u meteorološku praksu pojam zračne mase i fronte, te umnogome razvila metode prognoze vremena. Primjenom radiosondi početkom 1930-tih godina, započinju redovna mjerenja slobodne atmosfere i primjena visinskih (aeroloških) mjerenja. U tom razdoblju doprinose razvoju meteorologije radovi C. G. Rossbyja, a i nagli razvoj zrakoplovstva.

Termodinamika, koja se počela razvijati sredinom 19. stoljeća, omogućila je velik broj novih jednadžbi koje opisuju atmosferu i promjene u njoj. Od 1850. do 1950. dominantna grana meteorologije bila je sinoptička meteorologija. Oko 1920. empirijska iskustva prepuštaju mjesto fizici, a znanstvenici V. Bjerknes i njegov sin Jacob sve te ideje oblikovali su u teoriju o polarnoj fronti, uključujući ključne pojmove fronte i zračnih masa.

Poslije Drugog svjetskog rata, zahvaljujući velikom proširenju mreže prizemnih i aeroloških stanica, rezultatima opsežnih teorijskih istraživanja i upotrebi elektroničkih računala, omogućena je primjena numeričkih modela za prognozu vremena. U zadnje vrijeme meteorološki podaci sve više služe svakodnevnom životu, privredi, industriji i tehnici, što znatno otklanja neizvjesnosti koje su se ranije morale uvažavati s obzirom na utjecaj atmosfere na planiranje ljudskih aktivnosti. Razvijene su mnoge grane meteorologije, čemu je posebno doprinio brzi razvoj mjernih instrumenata, osobito elektronike. Široka primjena elektroničkih računala i novih metoda mjerenja pomoću umjetnih satelita, radara i drugog omogućuje nove spoznaje i bolje razumijevanje atmosferskih procesa.

Moderna dinamička meteorologija rođena je 1948., kad je Jule Charney uspio reducirati složene dinamičke jednadžbe (koje je već 1904. postavio stariji Bjerknes) na jednostavniji oblik. Istovremeni razvoj digitalnog računala osigurao je da Charneyjeva metoda rješavanja jednadžbi ima veliku praktičnu korisnost jer se omogućilo da prognoziranje vremena bude osnovano na rješenjima dinamičkih jednadžbi kao funkcija vremena. Od 1948. naglo se razvija i radarska tehnologija pa se već dvije godine poslije radarima moglo razlikovati sastav oblaka po količini vode u njima i tako otkriti oluje, osobito one grmljavinske. Od sredine šezdesetih godina izumljeni su i radari koji su Dopplerovim učinkom davali podatke i o brzini. Nakon 1960. umjetni sateliti su počeli slati detaljne slike cijele Zemljine površine.

Astronomija i proučavanje meteora kao padajućih zvijezda kasnije se izdvojila kao posebna znanstvena disciplina. Meteorologija postupno se ograničila na proučavanje atmosfere. Mnoge vremenske pojave i danas se nazivaju meteorima, poput hidrometeora (tekuća ili smrznuta voda koja pada na tlo u obliku kiše, snijega, tuče, magle i drugo), litometeorima (suhe čestice prašine, pijeska ili dima), fotometeorima (optičke pojave poput hala, duge) i elektrometeorima (električne pojave kao što su munje, sijevanje, vatra svetog Ilije).

Moderna meteorologija prvenstveno se bavi tipičnim i najvidljivijim oblicima vremena poput grmljavinskih oluja, tropskih ciklona, tornada, fronti i slično. Meteorologija se najčešće opisuje kao fizika atmosfere jer u modernoj meteorologiji fizika ima ogroman značaj.

Razvitkom meteorologije otvorila se mogućnost njenog iskorištavanja u svakodnevnom životu za potrebe čovjeka, što je potaknulo organizaciju i nastanak prvih meteoroloških službi, ali i razvilo spoznaju o velikoj važnosti međunarodne suradnje. Ljudi su brzo shvatili da vrijeme i meteorološka zbivanja ne poznaju državne granice i da prelaze granice kontinenata.

Meteorologija kao znanost i dalje se razvija. Od velike su pomoći i nagla kompjuterizacija i automatizacija, pogotovo u iskorištavanju ogromnog broja motrenja koja se dnevno obavljaju tradicionalnim, ali i novim instrumentima. Na primjer razvoj Dopplerova radara ključan je za pravodobna i što točnija upozorenja za nadolazeći tornado ili druge mjesne vremenske događaje koji predstavljaju opasnost ljudima i imovini. Nova moćna računala jedina mogu u vrlo kratkom vremenu obraditi mnoštvo podataka koji svakog trenutka stižu sa svih strana svijeta, što je ključno za pravovremeno i točno rješavanje složenih jednadžbi koje opisuju i predviđaju stanje atmosfere.

3a8082e126