Климатология

Климатоло́гия (от др.-греч. κλίμα (род. п. κλίματος) — наклон и др.-греч. λόγος — учение, наука) — наука, раздел метеорологии, изучающая климат — совокупность погодных характеристик за многолетний период, свойственных определённому месту или Земному шару в целом. В за­да­чи климатологии вхо­дят изу­че­ние ге­не­зи­са кли­ма­та, оп­ре­де­ляю­щих его фак­то­ров; ха­рак­те­ри­сти­ка кли­ма­тов различных об­лас­тей зем­но­го ша­ра, их клас­си­фи­ка­ция; ис­сле­до­ва­ние кли­ма­тов про­шло­го (па­лео­кли­ма­то­ло­гия), пред­ска­за­ние их из­ме­не­ний в бу­ду­щем.

История

Начальные представления о климате и его закономерностях сложились ещё в Древней Греции. В XVII веке великим итальянским учёным Галилеем и его учениками были изобретены термометр (1610г.), барометр, дождемер, то есть появилась новая возможность инструментальных наблюдений. Эдмунд Галлей, Джон Хэдли в Великобритании и Михаил Васильевич Ломоносов в России высказывают первые соображения о влиянии атмосферной циркуляции на климат. В начале XIX века немецкий естествоиспытатель А. Гумбольдт положил начало систематическому описанию и объяснению климатов Земли и построил первые климатические карты.

Во 2-й половине XIX века кли­ма­то­ло­гические ис­сле­до­ва­ния ста­ли пла­но­мер­ны­ми, ак­тив­но раз­ви­ва­лись в Рос­сии, в от­кры­той в 1849 году Главной фи­зической об­сер­ва­то­рии под руководством Г. И. Виль­да (с 1924 Глав­ная гео­фи­зи­че­ская об­сер­ва­то­рия). Основоположником климатологии в России был гениальный географ и климатолог Александр Иванович Воейков (1842—1916). Он написал огромное количество работ по самым разнообразным вопросам климатологии. В его труде «Климаты земного шара, в особенности России» было дано первое подробное и глубокое по со-держанию описание климатов земного шара. Сре­ди учё­ных, по­сле­до­ва­те­лей Во­ей­ко­ва, — Александр Александрович Ка­мин­ский (ис­сле­до­ва­ния по вет­ро­во­му ре­жи­му и вла­го­обо­ро­ту), Лев Семёнович Берг (ра­бо­ты в об­лас­ти па­лео­кли­ма­то­ло­гии и био­кли­ма­то­ло­гии, а так­же по клас­си­фи­ка­ции кли­ма­тов Зем­ли, ос­но­ван­ной на вы­де­ле­нии кли­ма­тических зон), Владимир Юльевич Ви­зе. Ряд важ­ных кли­ма­то­ло­гических за­ко­но­мер­но­стей был ус­та­нов­лен иностранными учё­ны­ми. Кли­ма­то­лог Владимир Петрович Кёп­пен раз­ра­бо­тал в 1900—1920 клас­си­фи­ка­цию кли­ма­тов зем­но­го ша­ра. Австрийский кли­ма­то­лог Ю. Ф. фон Ганн в конце XIX века со­ста­вил трёх­том­ную мо­но­гра­фию «Ру­ко­во­дство по кли­ма­то­ло­гии». В середине XX века Михаил Иванович Бу­ды­ко внёс боль­шой вклад в изу­че­ние те­п­ло­во­го ба­лан­са Зем­ли. Ис­сле­до­ва­ния в этом на­прав­ле­нии про­во­ди­ли Григорий Ланд­сберг, Дмитрий Мил­лер и др. (в США), Ф. Штейн­хау­зер (в Ав­ст­рии), М. Кон­чек (в Че­хо­сло­ва­кии) и др., ко­то­рые вне­сли боль­шой вклад в кли­ма­то­ло­гическую об­ра­бот­ку на­блю­де­ний в гор­ных рай­онах. Кон­цеп­ция ди­на­мической климатологии, раз­ра­бо­тан­ная норвежским учё­ным Томом Бер­же­ро­ном в 1930 году и от­кры­ваю­щая воз­мож­ность объ­яс­не­ния и клас­си­фи­ка­ции кли­ма­тов на ос­но­ве ана­ли­за про­цес­сов об­щей цир­ку­ля­ции ат­мо­сфе­ры, на­шла при­ме­не­ние и даль­ней­шее раз­ви­тие в Рос­сии. Боль­шую роль в изу­че­нии вла­го­обо­ро­та, цир­ку­ля­ции ат­мо­сфе­ры, ко­ле­ба­ний ув­лаж­нён­но­сти сыг­ра­ли Борис Павлович Али­сов, Виктор Антонович Бу­га­ев, Виктор Антонович Джорд­жио, Борис Львович Дзерд­зе­ев­ский, Хорен Петрович По­го­сян, Таисия Васильевна По­кров­ская, Михаил Арамаисович Пет­ро­сянц, Сергей Петрович Хро­мов, Арсений Владимирович Шнит­ни­ков и др. В Гер­ма­нии эти­ми про­бле­ма­ми за­ни­мал­ся Г. Флон, во Фран­ции — П. Пе­де­ла­борд.

При­ме­не­ние ме­то­дов ма­те­ма­тической ста­ти­сти­ки, ис­поль­зо­ва­ние ком­пь­ю­тер­ных тех­но­ло­гий вы­ве­ло на но­вый уро­вень ре­ше­ние за­дач ма­те­ма­тиеского мо­де­ли­ро­ва­ния кли­ма­то­об­ра­зую­щих про­цес­сов, это­му же спо­соб­ст­во­ва­ла воз­мож­ность с по­мо­щью вы­чис­лительной тех­ни­ки ин­тег­ри­ро­вать урав­не­ния ат­мо­сфер­ной тер­мо­гид­ро­ди­на­ми­ки и пе­ре­но­са лу­чи­стой энер­гии. Пер­вые кор­рект­ные по­ста­нов­ки за­да­чи в этой об­лас­ти при­над­ле­жат российским учё­ным Николаю Евграфовичу Ко­чи­ну, Екатерине Никитичне Бли­но­вой, Михаилу Фёдоровичу Шве­цу и др., а так­же американским ис­сле­до­ва­те­лям Х. Фи­лип­су, Дж. Сма­го­рин­ско­му и др.

Боль­шой вклад в раз­ви­тие ме­то­ди­ки об­ра­бот­ки дан­ных вне­сли российские ис­сле­до­ва­те­ли Олег Алексеевич Дроз­дов, Евгения Самойловна Ру­бин­штейн и др. Евграф Евграфович Фё­до­ро­в, на­чи­ная с 1925 года, опуб­ли­ко­вал ряд ис­сле­до­ва­ний, в ко­то­рых рас­смат­ри­вал кли­мат как со­во­куп­ность по­год – ком­плек­сов од­но­вре­мен­но на­блю­дае­мых ме­тео­ро­ло­гических эле­мен­тов.

Структура климатологии

Климатологию подразделяют на общую климатологию (или просто климатологию), изучающую причины формирования климатов и климатографию, занимающуюся описанием климатических условий различных частей (регионов) Земли. Об­щая климатология изу­ча­ет ге­не­зис кли­ма­та, фи­зическую обу­слов­лен­ность кли­ма­тических про­цес­сов на ос­но­ве фи­зических пред­став­ле­ний о при­ро­де кли­ма­та и фак­то­рах, оп­ре­де­ляю­щих его фор­ми­ро­ва­ние; опи­ра­ет­ся на за­ко­но­мер­но­сти те­п­ло­во­го и вод­но­го ба­лан­са зем­ной по­верх­но­сти. Ди­на­ми­че­ская климатология ис­сле­ду­ет кли­ма­ты и их рас­пре­де­ле­ние по Зем­ле в за­ви­си­мо­сти от про­цес­сов об­щей цир­ку­ля­ции ат­мо­сфе­ры. Выделяют также палеоклиматологию, теорию климата, аэроклиматологию (климат свободной атмосферы). Прикладными ветвями климатологии являются – агроклиматология (уче­ние о влия­нии кли­ма­та на зем­ле­де­лие), биоклиматология (уче­ние о влия­нии кли­ма­та на жи­вую при­ро­ду и че­ло­ве­ка), аэ­ро­кли­ма­то­ло­гия — кли­мат вы­со­ких сло­ёв ат­мо­сфе­ры, строительная (при строи­тель­ст­ве и экс­плуа­та­ции жи­лых и промышленных со­ору­же­ний), транспортная, экологическая, медицинская климатология (изучение влияния на че­ло­ве­че­ский ор­га­низм) и др..

Методы

Широкий диапазон климатических исследований разделяется на теоретические и прикладные исследования. Теория климата направлена на изучение физики формирования планетарного климата и механизмов его изменений. Прикладная климатология изучает влияние изменений климата на состояние окружающей среды, экологию, экономику. Для характеристики используется понятие климатически обусловленных природных ресурсов (агроклиматические ресурсы, водные ресурсы, гидроэнергетические ресурсы, рекреационные ресурсы территорий и др.) и климатически зависимых отраслей экономики (сельское хозяйство, энергетика, транспорт, туризм и др.).

Методы исследований опираются на данные наблюдений и математическое (компьютерное) моделирование. Данные наблюдений включают результаты гидрометеорологических (аэрологических, гидрометрических и др.) наблюдений, осуществляемых глобальной сетью метеорологических станций. В последнее десятилетие активным средством получения климатической информации стали спутниковые системы. Огромные объёмы информации структурируются и заносятся в специальные базы данных. Моделирование климата базируется на математических моделях климатической системы.

Научные организации климатологии

• Главная геофизическая обсерватория им. А.И.Воейкова — старейшее метеорологическое учреждение России. ГГО является научно-методическим центром Росгидромета по руководству метеорологическими, актинометрическими, теплобалансовыми, авиаметеорологическими, метеорологическими радиолокационными, озонометрическими наблюдениями и наблюдениями за атмосферным электричеством, за химическим составом осадков, за загрязнением атмосферного воздуха и фоновым состоянием атмосферы по ряду инградиентов, а также работами в области общей и прикладной климатологии.
• Кафедра метеорологии и климатологии МГУ им. М. В. Ломоносова была основана в ноябре 1944 года. Кафедрой заведует с 2005 года по настоящее время действительный академик РАЕН, доктор географических наук профессор Александр Викторович Кислов. В 1954 году при кафедре метеорологии и климатологии организована метеорологическая обсерватория, где ведутся регулярные метеорологические и актинометрические наблюдения по стандартной программе.
• Институт глобального климата и экологии об­ра­зо­ван в 1990 году в Мо­ск­ве на ба­зе Ла­бо­ра­то­рии мо­ни­то­рин­га при­род­ной сре­ды и кли­ма­та Гос­ком­гид­ро­ме­та и Института при­клад­ной гео­фи­зи­ки АН СССР.
• Научно-исследовательский институт аэроклиматологии (Москва). Создан в 1942 году как Центральный научно-исследовательский гидрометеорологический архив.
• Арктический и антарктический научно-исследовательский институт.

Литература

• Алисов Б. П., Полтораус Б. В. Климатология. — Изд. 2-е, перераб и дополн. — М.: Издательство Московского университета, 1974. — С. 188—194. — 210 с. — 9600 экз.
• Астапенко П. Д. Вопросы о погоде. — Л.: Гидрометеоиздат, 1982. — 240 с.
• Беттен Л. Погода в нашей жизни. — М.: Мир, 1985. — 340 с.
• Борисенков Е. П. Климат и деятельность человека. — М.: Наука, 1982. — 223 с.
• Будыко М. И. Глобальная экология. — М.: Мысль, 1977. — 326 с.
• Будыко М. И., Голицын Г. С., Израэль Ю. А. Глобальные климатические катастрофы. — М.: Гидрометеоиздат, 1986. — 158 с.
• Вайсберг Дж. Погода на Земле. — М.: Мир, 1980. — 248 с.
• Войнич А., Херцен Э. Одна ласточка погоды не делает. — М.: Мир, 1985. — 227 с.
• Литиницкий И. Б. Изобретатель - природа. — М.: Знание, 1986. — 208 с.
• Мигул Ю. Г. Космос и погода. — М.: Недра, 1986. — 144 с.
• Монин А. С., Шишков Ю. А. История климата. — Л.: Гидрометеоиздат, 1979. — 407 с.
• Стрижев А. Календарь русской природы. — М.: Московский рабочий, 1981. — 224 с.
• Форрестер Ф. Тысяча и один вопрос о погоде. — Л.: Гидрометеоиздат, 1968. — 338 с.
• Ясаманов Н. А. Древние климаты Земли. — Л.: Гидрометеоиздат, 1985. — 295 с.
• Ясаманов Н. А. Популярная палеография. — М.: Недра, 1986. — 107 с.
• Ясаманов Н. А. Занимательная климатология. — М.: Знание, 1989. — 191 с.