Meteorologija - ciljevi, metode, discipline, poddiscipline...

[Bura]

Već duži vremenski period se kanim da napišem neke osnovne stvari o našoj prelijepoj nauci. Primijetio sam da na forumu nemamo nijednu temu u kojoj bi opisali ono osnovno o meteorologiji. Zato, evo mog skromnog doprinosa. Predstavio bih najosnovnije stvari o meteorologiji kao nauci i koje su njene sfere.

Prije svega valja napomenuti da riječ meteorologija potiče od grčke riječi meteoron što prevedeno na naš jezik znači visok, uzvišen, plemenit, dakle proučava takvo nešto.

Meteorologija je nauka koja proučava atmosferu planete Zemlje, njenu strukturu, sastav, osobine i fizičke procese kao i pojave u njoj, a koje su usko povezane sa površinom Zemlje, vodom i vazduhom.


Ovo su četiri osnovna cilja meteorologije:
1) da identifikuje i opiše osmotrene procese i pojave u atmosferi, kako kvalitativno tako i kvantitativno,
2) da objasni pojave i otkrije po kojim zakonitostima se one odvijaju i to na bazi dobijenih podataka,
3) da primijeni zakone i razvije pouzdane metode za prognozu njegovog razvoja u budućnosti, i
4) da razvije djelotvorne metode koje bi ljudima omogućile promjenu prirodnih uslova atmosfere, a zasnovanih po sopstvenim potrebama.


Meteorološki metodi istraživanja atmosfere jesu sljedeći:
1) osmatranje u prirodnim uslovima,
2) eksperimenti; laboratorijski i oni u prirodnim uslovima,
3) metodi teorijske analize zasnovani na zakonima fizike uspomoć matematičkih metoda, i
4) numeričke metode za rješavanje složenih jednačina koje opisuju procese i pojave u atmosferi (meteorološki modeli).


Meteorologija ima nekoliko glavnih disciplina i veliki broj poddisciplina. Pomenute se mogu podijeliti na još dvije podgrupe, a to su: klasifikacija prema oblasti uticaja procesa i prema razmjerama procesa.

Glavne discipline meteorologije su najsažetije opisane u nastavku:
1) Sinoptička meteorologija ima za cilj prognozu vremena. Njen zadatak jeste da analizira procese u atmosferi na osnovu mjerenja i osmatranja koja su ucrtana na posebne geografske karte za određeni trenutak, a koje se nazivaju sinoptičke karte.

2) Klimatologija je najstarija grana meteorologije koja se bavi proučavanjem srednjeg stanja atmosfere do kojeg se dolazi statističkom analizom višegodišnjih nizova podataka dobijenih mjerenjima i osmatranjima.

3) Dinamička meteorologija proučava kretanja u atmosferi koristeći zakone fizike. Glavni zadatak ove discipline je da pruži teorijsku osnovu za razumijevanje uticaja atmosferskih kretanja na vrijeme i klimu od najmanjih do najvećih. U okviru dinamičke meteorologije se razvija numerička prognoza vremena.

4) Fizička meteorologija se bavi istraživanjima zračenja, hemijskog sastava atmosfere, te optičkim, akustičnim, električnim, elektromagnetnim i mnogim drugim pojavama u atmosferi.

5) Aerologija se bavi procesima u gornjoj atmosferi u kojoj je uticaj Zemljine površine veoma slab.

6) Primijenjena meteorologija dijeli se na veliki broj poddisciplina, a najčešće i najkorisnije su opisane u nastavku:
- Agrometeorologija se bavi proučavanjem uticaja meteoroloških faktora u poljoprivredi, privredi, proizvodnji...

- Biometeorologija iliti medicinska meteorologija bavi se uticajem meteoroloških faktora na cjelokupni živi svijet, biljke, životinje i s akcentom na ljude.

- Hidrometeorologija se bavi hidrološkim ciklusom, vodenim bilansom, statistikom padavina... Produkti ove grane jesu prognoze akumulativnih padavina, intenziteta kiše, snijega, upozorenja na potencijalne bujične poplave i slično.

- Meteorologija za arhitekturu proučava kako antropološki faktori kao što su fabrike, mostovi, zgrade, autoputevi, luke, brane... mogu najbolje odgovoriti vremenskim prilikama na kojim se planira njihova gradnja.

- Radarska meteorologija i satelitska meteorologija bave se obukom osoblja, konstrukcijom i korišćenjem tehnike i sredstava osmatranja te identifikacijom oblaka i oblačnih sistema, frontova... Ona projektuje i razvija metode i sredstva za satelitsko praćenje atmosfere i procesa u njoj.

- Vazduhoplovna meteorologija bavi se proučavanjem uticaja vremenskih prilika na vazdušni saobraćaj. Svaki pilot mora da razumije posljedice leta na osnovu osmotrenih vremenskih uslova.

- Modifikacija vremena proučava i razvija načine da čovjekovom aktivnošću radi na promjeni atmosferskih procesa (kao što je npr. protivgradna zaštita).

- Tehnička meteorologija bavi se iskorišćavanjem meteoroloških uslova u pojedinim tehničkim granama ekonomije, elektroenergetike, inženjerstva, turizma, transporta...



Kada je u pitanju klasifikacija meteorologije prema oblasti uticaja procesa ona izgleda ovako:

- Tropska meteorologija proučava strukturu atmosfere i njeno ponašenja u oblastima oko Ekvatora. U njenu oblast pručavanja spadaju stalni vjetrovi pasati, tropski cikloni, mlazne struje, monsuni, El Niño cirkulacija...

- Polarna meteorologija se bavi vremenom i klimom na visokim geografskim širinama u oblastima oko polova. Pošto snijeg i led opstaju dugo, meteorolološki procesi tamo imaju specifične karakteristike.

- Marinska meteorologija iliti meteorologija mora se bavi vremenom i klimom iznad okeanskih oblasti, mora, ostrva i priobalja. Ima praktične primjene i igra veliku ulogu u navigaciji.

- Obalska meteorologija bavi se meteorološkim procesima priobalja u dometu od najviše 100 km od obalske linije.

- Planinska meteorologija se bavi proučavanjem efekata planina na atmosferu.

- Alpska meteorologija je posebna grana meteorologije planina koja se bavi uticajem Alpa na vrijeme. Nije zgoreg pomenuti da postoji i karpatska, kavkaska, andska, himalajska...



Posljednja klasifikacija meteorologije je ona koja zavisi od razmjere procesa.

- Meteorologija pograničnog sloja proučava procese u sloju vazduha koji naliježe na Zemljinu površinu koji se naziva atmosferski pogranični sloj. Procesi zagrijavanja, hlađenja, turbulentna miješanja u sloju, trenja... predstavljaju predmet njenog proučavanja i praćenja. Ova disciplina proučava sve tipove pograničnih slojeva, a to su: iznad čvrstog tla, okeana, mora, jezera, urbanih i ruralnih područja i slično.

- Mikrometeorologija proučava procese malih prostornih (od 2 do 10 km) i vremenskih (15 minuta do 1 sata) razmjera koji se odnose na interakciju atmosfere i Zemljine površine. Ova grana ima veoma širok opseg istraživanja, a najčešći su razmjena energije, mikrofizički procesi u oblacima, turbulencije u sloju itd.

- Mezometeorologija se bavi procesima u atmosferi horizontalnih i vertikalnih razmjera. Za horizontalne razmjere se u obzir uzimaju procesi između mikro i sinoptičke sfere djelovanja, a vertikalno od Zemljine površine pa do donje granice stratosfere. U ovakve procese spadaju oluje, linije nestabilnosti, frontovi, tropski i vantropski cikloni, planinski talasi, planinski i dolinski vjetrovi, cirkulacija kopno-more itd.

- Meteorologija sinoptičkih razmjera bavi se ciklonima, izvantropskim ciklonima, baroklinim talasima, frontalnim zonama, mlaznim strujama, a koji se predstavljaju na sinoptičkim kartama.

- Meteorologija procesa planetarnih razmjera proučava opštu cirkulaciju atmosfere, zračenje, transport toplote od tropa ka polovima, oscilovanje višegodišnjih sezonskih ciklusa...

[Dado]

Ovo je odlicna ideja Bura, moja sugestija bi bila da clanovi koji imaju znanje (pogotovo diplomirani) prenesu odje sve sto misle da je bitno ili recimo da upute na linkove itd.

[Niksic 3]

Svaka cast,Bura

[Bura]

Ono što spada u osnovno o meteorologiji jeste i njen razvitak, od prvih pomena, knjiga, instrumenata pa do današnjih modernih dana.
Evo malo priče o istoriji naše nauke.

Prvi put se ime meteorologije pominje otprilike 340. godine prije nove ere. U tom periodu nastala je meteorologika, filozofska studija o atmosferi toga vremena uključujući sve primijećene pojave i fenomene. Po prvi put bivaju opisani meteorološki elementi, oblaci, vlažnost vazduha, kiša, snijeg, oluje, vjetar, promjene klime ali i mnoge stvari o astronomiji, geografiji i hemiji.
"Znaci vremena" ime je skupa prvih prognostičih pravila izvedenih na osnovu posmatranja i praćenja nebeskih pojava. Napisao ju je Teofrast, starogrčki filozof.

Meteorologija se kao prirodna nauka posmatra tek od kraja XVI vijeka, a koliko joj se nije poklanjalo pažnje pokazuje da poimanje meteoroloških elemenata i pojava kako ih je opisao Aristotel ostaje važeće sve do XVII vijeka.



Rani istraživački period započinje pronalaženjem prvih meteoroloških instrumenata. Neka samo najbitnija imena, pronalasci i događaji važni za razvitak nauke pomenuti su u nastavku.

Njemački kardinal i filozof Nikolaus von Kues (Nikolas Kuzinski) prvi je pronašao takozvani balans-higrometar.

1593. godine italijanski astronom i fizičar Galileo Galilei otkriva vodeni termometar.

1643. godine Torricelli Evangelista (Toričeli Evanđelista) sa svojim studentom Vincentom Vivianiem konstruiše prvi barometar sa živom.

Robert Hooke (Robert Huk) 1667. godine konstruiše prvi anemometar za mjerenje brzine vjetra.

Švajcarski aristokrata, fizičar i alpinista Horace Benedict de Saussire (Horas Benedikt de Sosir) 1783. pronalazi higrometar sa ljudskom vlasju kose.

1765. godine započela su prva mjerenja pritiska, vlažnosti vazduha, pravca i brzine vjetra od strane Antoine Laurent de Lavoisiea (Antoan Loren de Lavoazije).

Za današnje vrijeme, slobodno možemo reći, primitivne sinoptičke karte, počinju se izrađivati 1872. godine u Ujedinjenom Kraljevstvu. Britanska meteorološka služba na osnovu prikupljenih podataka radi na efikasnijem prikazivanju stanja atmosfere za određeni vremenski trenutak. Tek kasnije ucrtavaju se izobare, izoterme, frontovi, oznake za vjetar...

Ključni događaj u istoriji meteorologije nakon kojeg nauka doživljava uzlet i nagli razvoj dogodio se 1854. godine, tokom Krimskog rata. Naime, francuski ratni brodovi zajedno s još 38 trgovačkih brodova uputili su se prema Crnom moru radi utvrđivanja kontrole nad Dardanelima i istiskivanja ruskog uticaja nad tim moreuzom. Nakon što su se usidrili u luku Balaklava, pomenute godine, 14. novembra, to područje pogađa snažan orkan. Veliki broj francuskih i savezničkih brodova bilo je potopljeno i znatno oštećeno, a na kopnu poginulo je hiljade vojnika. Detaljnim izvještajima i analizama dolazi se do saznanja da se oluja javila dva dana prije nesreće i da se mogla predvidjeti njena putanja, pa se u skladu s tim tragedija mogla izbjeći. Kao odgovor na to, Napoleon III naređuje osnivanje Francuske nacionalne službe za praćenje vremenskih prilika i to samo tri mjeseca nakon oluje. Iste godine osniva se slična služba u Holandiji, a kasnije i u Engleskoj, Austriji, Sjedinjenim Američkim Državama, Njemačkoj...

George Hadley (Džordž Hadli) daje veliki doprinos opisu opšte cirkulacije atmosfere jer je prvi analizirao zonu pasatskih vjetrova u tropskim oblastima. Po njemu je nazvana Hadleyeva cirkulaciona ćelija.

Gaspard Gustave de Coriolic (Gaspar Gistav Koriolis) 1835. godine predstavlja jednačine kretanja u Descartesovom koordinatnom sistemu koji je vezan za samu površinu Zemlje.

Benjamin Franklin (Bendžamin Frenklin) izvodi eksperiment s munjama.

William Thompson (Vilijam Tompson) poznatiji kao Lord Baron Kelvin 1848. godine predlaže apsolutnu temperaturnu skalu, danas Kelvinova temperaturna skala.

Luke Howard (Luk Hauvard) 1803. godine daje prvu klasifikaciju oblaka.

Sir Francis Beaufort (Frensis Bofor) 1805. godine predstavlja Boforofu skalu za vjetar, koja se i dan danas koristi.

Nakon otkrića telegrafa 1843. godine razvitak meteorologije biva mnogo lakši, prije svega zbog mogućnosti brže razmjene podataka i saradnje nacionalnih centara.

Moderni istraživački period započinje "Bergenskom školom meteorologije". Norveški naučnik Wilhelm Friman Koren Bjerknes zajedno sa svojim bratom Jacobom Bjerknesom i učenicima Halvorom Solbergom i Torom Bergeronom daju nemjerljiv doprinos razvitku meteorologije.

1922. godine  Fry Lewis Richardson (Frai Levis Ričardson) predstavlja pionisrki rad u vezi numeričke prognoze vremena.

1960. godine nastaje prvi meteorološki satelit nazvan TIROS-1, a potom i drugi Generacije MSG-2.

Ovo su, dakle, samo neki od događaja koji su zlatnim slovima zapisani u istoriji naše nauke. Ukoliko bismo pomenuli i i opisali sve veoma bitne događaje, prostor za ovaj post morao bi biti mnogo, mnogo veći. 

Meteorologija je dakle, relativno mlada nauka pa se zbog toga njen značajni razvoj očekuje i u budućnosti.