Реферат: История климатологии

Для экспериментальной науки первой половины XVII в., в том числе и для метеорологии, более всего сделал Галилей. Создание термометра, барометра, дождемера заложило фундамент всей современной метеорологии.

Другие страны тоже внесли большой вклад в метеорологию того времени; достаточно вспомнить Ф. Бэкона, Э. Мариотта, Р. Бойля, Хр. Гюйгенса, О. Герике – целый ряд выдающихся мыслителей.

Глашатаем нового научного метода был Ф. Бэкон (1561 – 1626 гг.) – «родоначальник английского материализма и всей опытной науки нашего времени». Бэкон провозгласил, что науку поведет вперед союз опыта и рассудка, очищающего опыт и извлекающего из него законы природы, истолкованные последней.

КЛИМАТОЛОГИЯ В РОССИИИ

Эпоху в истории климатологии составило изобретение термометра и барометра (XVI, XVII вв.), но лишь с XVIII в. метеорологические на­блюдения приобрели более или менее научный характер. Первоначаль­но наблюдения велись отдельными лицами, в большинстве случаев учеными, которые интересовались метеорологией, и во многих слу­чаях эти наблюдения были непродолжительными. Лишь в крупных городах - Петербурге, Париже, Упсале, Праге, Берлине и Лондоне -наблюдения велись почти без перерывов с начала XVIII в. Наиболее длинный, почти непрерывный ряд инструментальных метеорологичес­ких наблюдений в России был начат в Петербурге в 1725 г. академика­ми только что созданной Петром I Академии наук. XVIII в. был веком крупнейших географических открытий, которые оказали большое влияние и на развитие климатологии, так как дали большой материал для изучения климата: По инициативе Петра I была начата первая ин­струментальная съемка страны. В 1725 г. он же собственноручно напи­сал предписание Берингу построить на Камчатке суда, плыть на них на север вдоль земли и „искать, где оная сошлась с Америкой". Этот вопрос интересовал Петра с точки зрения возможности найти путь через Ледовитый океан в Китай и Индию. Две экспедиции Беринга, продолжавшиеся с 1725 по 1743г.; ознаменованы рядом крупнейших открытий и научных исследований, давших богатый географический, картографический и гидрографический материал. В числе участников этих экспедиций были естествоиспытатель Гмелин и астроном Делиль. Они организовали метеорологические станции в Казани, Екатерин­бурге (ныне Свердловск), Тобольске, Енисейске, Томске, Туруханске, Иркутске, Якутске, Селенгинске, Нерчинске. Ряды наблюдений на этих станциях, хотя и не были непрерывными со времени их организации, все же являются одними из наиболее длинных рядов наблю­дений и еще в XVIII в. позволили получить представление о климате громадной территории, совершенно до тех пор неисследованной. На­блюдения велись по инструкции, которая устанавливала их сроки, а также метеорологические элементы и явления, подлежащие наблюде­нию. Наблюдения производились до 1749 г., и материалы многих из них напечатаны Академией наук.

Сопоставляя серьезную подготовку, целеустремленность и размах указанных выше работ в России с состоянием метеорологических наблюдений в то время в других странах и учитывая исключительные трудности организации метеорологической сети в Сибири, следует признать, что ничего подобного в других странах не было. Скоро, однако, ученые стали понимать, что для развития метеорологии и климатологии существенно важным является сопоставление данных о погоде различных пунктов между собой. Гениальный русский ученый М. В. Ломоносов раньше всех оценил значение такого сопоставления.

Работы М. В. Ломоносова показывают, как высоко оценивал он ту пользу, которую может принести человечеству знание метеорологии.

М. В. Ломоносов считал метеорологию самостоятельной наукой, главной задачей которой было "предзнание погоды". Было организовано по частной инициативе Маннгеймское метеорологическое общество, которое создало в Европе на добровольной основе сеть из 39 метеорологических станций (в том числе три в России – Санкт-Петербурге, Москве, Пышменский завод), укомплектованных единообразными и проградуированными приборами. Сеть функционировала 12 лет.

Гениальный Ломоносов указал в ту эпоху на целый ряд факторов и зависимостей, которые позднее легли в основу климатологической науки.

Таким образом, к концу XVIII в. старое представление о разнообразии климатов земли уже было подкреплено рядами инструментальных наблюдений, совершенно ясно определились важнейшие общие причины существования различных климатов, а также наметились и некоторые проблемы практической климатологии. Все это были зародыши идей, которым суждено было получить полное развитие в следующем веке, когда уже стало возможным использовать параллельные ряды наблюдений метеорологических станций для сравнения климатов.

ОРГАНИЗАЦИЯ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УЧРЕЖДЕНИЙ

Крупным этапом в истории развития климатологии являлось воз­никновение центральных метеорологических учреждений, в обязан­ность которых входила организация сети метеорологических станций, снабжение их приборами и инструкциями для наблюдений, сбор, конт­роль и опубликование материалов этих наблюдении. Эти учреждения в большей или меньшей степени обеспечивали качество и сравнимость наблюдений, путем публикации материалов делали их доступными широкому кругу исследователей, что позволяло произвести крупные климатологические работы.

В России в самом начале XIX в. передовые ученые пришли к мысли о необходимости организации центрального метеорологического учреждения. В 1810г. основатель Харьковского университета В. Н. Каразин изложил в докладе Московскому обществу любителей естествознания идею о необходимости централизованного руководства сетью метеорологических станций и научной обработки их наблюдений а в 1818г. предложил план организации Государственного метеорологи­ческого комитета, в который должны были поступать и там обрабаты­ваться результаты наблюдений ряда метеорологических станций, на­ходящихся в разных частях страны. Основной целью этой организации он полагал „содействие развитию торговли, мореплавания и военного искусства", но особенно он обращал внимание на пользу метеорологии для земледелия. Идеи Каразина нескоро претворились в жизнь.

По мере накопления метеорологических наблюдений делались попытки охарактеризовать географическое распределение отдельных климатических показателей, прежде всего температуры и давления воздуха.

В середине XIX в. возникают государственные сети станций. А в начале века трудами А. Гумбольдта и Г. Дове в Германии закладываются основы климатологии.

Первая карта изотерм (годовых) всего земного шара была пост­роена естествоиспытателем и путешественником А. Гумбольдтом в 1817г. на основании данных всего 57 станций, и лишь в 1848г. Дове построил изотермы января и июля. Первые изобары с данными о преоб­ладающих ветрах всего земного шара были построены Буханом в 1869 г.

Введение картографического метода в климатологию имело гро­мадное значение, так как с его помощью могли быть выявлены основ­ные закономерности в распределении метеорологических элементов. Так, например, карты распределения температуры и давления дали четкие указания о местоположении устойчивых областей повышен­ного и пониженного давления и выявили влияние распределения на земном шаре воды и суши на температуру и давление воздуха, зави­симость температуры от высоты над уровнем моря и т. п. Эти знания в свою очередь стимулировали дальнейшее изучение климатообразую-щих факторов и построение первых классификаций климатов. Анализ распределения температуры на земном шаре в отдельные годы позво­лил Дове установить существование областей положительных и отри­цательных аномалий, географическое положение которых изменяется от месяца к месяцу и от года к году. Следует также отметить иссле­дования Северного Ледовитого океана А. Э. Норденшельдом и плодо­творную идею ледового дрейфа, осуществленную Ф. Нансеном, а также Р. Амундсеном.

Дальнейшее накопление материалов наблюдений сделало возмож­ным углубление климатологической теории, нашедшее яркое отра­жение в классических работах А. И. Воейкова о снежном покрове (1871 и 1889), об атмосферной циркуляции (1874), о климатах земного шара(1884), в ряде работ австрийского метеоролога Ю. Ханна (относящихся к климатам различных частей света), впервые объяснившего проис­хождение фена, в работах В. Кёппена и др.

Одной из первых работ по климатологии России является работа профессора физики Московского университета М. Ф. Спасского „О кли­мате Москвы", опубликованная в 1847 г. В этой работе Спасский опре­деляет задачу климатологии, которая тогда только что начала форми­роваться в самостоятельный раздел метеорологии. Он видит задачу ее в том, чтобы на основе результатов наблюдений исследовать законо­мерности и связи между отдельными явлениями в атмосфере, и про­водит эту идею в своей работе.

Большое значение имел труд К. С. Веселовского «О климате России», выпущенный в свет в 1857 г. Это было первое клима­ологическое описание России. По своей полноте и огромному яичеству приведенных данных, а также по глубине анализа матологических закономерностей монография Веселовского то время не имела себе равных, в мировой литературе. Кроме 1ГО, этот труд имел и практическую направленность. В нем -ольшое внимание уделялось влиянию климата на экономику России, в особенности на сельское хозяйство.

Огромную роль в развитии климатологии в России сыграла главная физическая (теперь геофизическая) обсерватория, осно­ванная в Петербурге в 1849 г. Под ее руководством была со-,дана широкая сеть метеорологических станций. Русская сеть етеорологическйх станций по качеству проводимых ею работ тояла на очень высоком научном уровне, по ее образцу строи-^ (ись сети станций в других странах. Данные многолетних наб­людений метеорологических станций, обработанные в обсерва­тории, впоследствии легли в основу многих климатологических трудов как по изучению отдельных элементов (температуры, осадков, облачности, ветров и т. д.), так и по общему описанию климатов России и СССР.

Основоположником климатологии в России был гениальный географ и климатолог Александр Иванович Воейков (1842— 1916 гг.). Он написал огромное количество работ по самым раз-;дообразным вопросам климатологии. Неутомимая деятельность И. Воейкова прославила русскую климатологию. Его работы лределяли уровень мировой науки о климате. Так, капиталь-труд А. И. Воейкова «Климаты земного шара, в особенно-ти России» получил мировую известность и составил эпоху .науке. В нем было дано первое подробное и глубокое по со-держанию описание климатов земного шара. Этот труд не утратил своего значения и в настоящее время.

Ценность работ Воейкова заключается прежде всего в том, :то в них все явления, происходящие в атмосфере, рассматрива-ись в неразрывной связи с географической средой, впервые >ыла раскрыта сущность процессов, создающих климат. Кроме >го, работы Воейкова имели практическую направленность, апример, в них впервые была высказана мысль об организо-анном вмешательстве человека в климатический процесс целью изменения климата. Воейков указыв'ал еще в 1908 г. Вна необходимость использования вод бассейна Арала в мало­водные годы для искусственного орошения, так как это, по его мнению, должно изменить местный климат. Однако идеи А. И. Воейкова, как идеи и других передовых русских ученых, в то время не могли осуществиться.

Много внимания Воейков уделял изучению курортных мест и подчеркивал преимущество курортов Крыма и Кавказа перед заграничными. Он указывал (еще в 1870-х годах) на необходимость изучения полярных районов н предвидел возможность навигации вдоль северных окраин Сибири. Воейков считал, что явления в высоких широтах должны воздействовать на климат и погоду средних широт. Он также впервые поднял вопрос о не­обходимости изучения снежного покрова. Работы Воейкова о снежном покрове не потеряли своего значения и до сих пор. Из работ по климатологии, выполненных до Великой Ок­тябрьской социалистической революции, следует также отметить работы И. В. Фнгуровского по изучению климатов Кавказа, А. В. Вознесенского и В. Б. Шостаковича по климату Восточ­ной Сибири, Б. И. Срезневского по изучению бурь и волн хо­лода.

КЛИМАТОЛОГИЯ ХХ ВЕКА

После Великой Октябрьской социалистической революции климатология в нашей стране получила большое развитие. В Главной физической обсерватории был создан отдел климато­логии, который приступил к работе по более полному изучению климата СССР и разработке различных теоретических вопросов и проблем по климатологии. Климатологией стали заниматься также в Институте Географии Академии наук СССР, Арктиче­ском и антарктическом 'научно-исследовательском институте, Институте аэроклиматологии (ныне Московское отделение Все-"союзного научно-исследовательского института гидрометеоро­логической информации — Мирового центра данных) и других ^; научных учреждениях.

Большое и постоянное внимание стало уделяться правиль­ному размещению станций с тем, чтобы территория СССР была освещена полностью. Было организовано много полярных, мор­ских, сельскохозяйственных, курортных, горных и других метео­рологических станций и обсерваторий. С 1937 г. в Арктике на многолетних льдах стали создаваться дрейфующие станции. Наблюдения нх имели большое значение в познании природных условий Полярного бассейна.

В 1956 г. рядом государств, в том числе и СССР были оргат низованы -обширные метеорологические наблюдения на всем пространстве земного шара, включая и Антарктику, а также наблюдения в-высоких слоях атмосферы. Эти наблюдения в пе­риод 1957—1958 гг. входили в программу Международного гео­физического года, а затем продолжились в порядке междуна­родного геофизического сотрудничества. Они имели огромное значение в выяснении природы различных атмосферных явле­ний, в частности процессов, совершающихся в южном околопо­люсном районе, а также климатических условий Антарктики (работы Н. П. Русина и др.).

Для изучения притока лучистой энергии Солнца в СССР было создано большое количество актинометрических станций. Центром работ по актинометрии являлась магнитная и метео­рологическая обсерватория в Павловске (под Ленинградом). Разработкой актинометрических приборов, которыми затем были оснащены метеорологические станции, занимались С. И. Савинов, Н. Н. Калитии, Ю. Д. Янншевскнй и дру­гие.

Результаты актинометрпческих наблюдений позволили иссле­довать условия поступления солнечной энергии на земную по­верхность и ее последующие преобразования, а также изучить закономерности и географическое распределение теплового ба­ланса н его составляющих на поверхности земли. Эти работы (М. И. Будыко, Т. Г. Берлянд, В. Л. Гаевского, 3. И. Пивоваровой и др.) имели большое значение для объяснения процес­сов, происходящих в атмосфере и на поверхности земли, так как солнечная энергия является главнейшим климатообразую-щим фактором.

Значительное развитие сети метеорологических и актинометрических станций позволило климатологам после Великой Ок­тябрьской социалистической революции всесторонне обслужи­вать различные отрасли народного хозяйства. Для удовлетворе­ния запросов Главной геофизической обсерваторией еще в 1931—1932 гг. были опубликованы два выпуска Климатоло­гического справочника СССР, а с 1938 г. начались работы по составлению выпусков нового справочника (Справочника по климату СССР). В них публиковались климатологические дан­ные по республикам, краям и областям СССР. Кроме того, в Главной геофизической обсерватории была составлена серия климатических карт для Большого советского атласа мира и Морского атласа. В 1955 г. выпущен в свет Атлас теплового баланса, затем-последовало издание Атласа теплового баланса земного шара. Главной геофизической обсерваторией совместно с Государственным гидрологическим институтом в 1974 г, был опубликован Атлас мирового водного баланса.

Помимо Справочников н Атласов было написано значитель­ное количество работ по климату СССР и его отдельных частей. Из них отметим труды А. А. Каминского о распределении дав­ления воздуха на территории Советского Союза, о климате и погоде равнинной местности, о переносе водяного пара с морей на Европейскую территорию СССР н др. Большое значение для развития отечественной климатологии имели работы Л. С. Берга.

Берг разработал географическую классификацию климатов и составил карту климатов земного шара. Он осветил вопрос об изменении климата в различные геологические эпохи и истори­ческий период, кроме того, дал климатические описания отдель­ных районов нашей страны — Иссык-Куля, Байкала, Аральского моря, Туркестана. Ценность работ Берга в том, что в них тесно увязан климат с географической средой и типами ландшафта.