Л.Т. Матвеев - Курс общей метеорологии. Физика атмосферы, страница 3

Во всех союзных республиках, а также в крупных промышленных центрах развернута сеть постов по определению загрязнения атмосферы, воды и почвы, деятельность которых возглавляют республиканские и региональные центры по изучению и контролю природной среды. Деятельность Госкомгидромета по контролю за состоянием воздушного бассейна планеты регулируется Законом об охране атмосферного воздуха, принятым Верховным Советом СССР в июне 1980 г.

В Законе подчеркнуто: а) атмосферный воздух является одним из основных жизненно важных элементов окружающей природной среды; б) Советское государство придает большое значение сохранению благоприятного состояния атмосферного воздуха, его восстановлению и улучшению для обеспечения наилучших условий жизни советских людей; в) советское законодательство признано активно регулировать общественные отношения в целях сохранения в чистоте и улучшения состояния воздуха, предотвращения и снижения вредных химических, физических, биологических и иных воздействий на атмосферу, вызывающих неблагоприятные последствия для населения, народного хозяйства, растительного и животного мира.

Закон устанавливает нормативы предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ и уровней вредных физических воздействий на атмосферу, а также нормативы предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ стационарными и подвижными источниками загрязнения. При неблагоприятных метеорологических условиях закон обязывает проводить специальные (согласованные с органами, осуществляющими государственный контроль за охраной атмосферного воздуха) мероприятия по снижению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, Кроме учреждений Госкомгидромета и других ведомств, крупные исследования в области охраны окружающей среды проводятся во многих учебных заведениях страны. Эту работу возглав- ляют несколько проблемных советов (в их числе — научный совет по проблеме «Охрана и рациональное использование ресурсов атмосферы»), объединенных в программе«Человек и окружающая среда».

При всех усилиях, которые прилагаются в СССР и других странах социалистического содружества с целью ограничения отрицательных воздействий хозяйственной деятельности на природную среду, проблему оптимального взаимодействия между обществом и природой, научно обоснованного рационального природопользования нельзя считать полностью решенной.

Вызывает озабоченность состояние природной среды в ряде районов страны. 4 Особенности атмосферных процессов как объекта изучения в метеорологии Как уже отмечалось, одной пз особенностей атмосферы является неоднородность ее свойств в пространстве и изменчивость их во времени. Это объясняется весьма сложным характером взаимодействия атмосферы с земной поверхностью, с космической средой и Солнцем. Непосредственно от Солнца атмосфера нагревается мало. В основном солнечная радиация поглощается земной поверхностью. Атмосфера же нагревается главным образом от земной поверхности.

Неоднородность земной поверхности и различие в притоке солнечной радиации в разных географических районах создают неравномерность в нагревании воздуха, что приводит к возникновению движений в атмосфере, которые в свою очередь способствуют перераспределению тепла. Вторая особенность атмосферных процессов связана с наличием водяного пара в атмосфере. При определенных условиях водяной пар конденсируется, образуя туманы и облака.

Облака же в свою очередь служат источником многих атмосферных явлений — осадков, гроз и целого ряда оптических явлений. Облака, кроме того, существенно изменяют энергетические ресурсы в атмосфере, поскольку при конденсации водяного пара выделяется большое количество тепла, а появление облаков заметно понижает приток солнечной радиации к земной поверхности и уменьшает потерю тепла ею за счет излучения.

Эти особенности чрезвычайно осложняют изучение атмосферных процессов и их предсказание. В принципе процессы в атмосфере можно описать системой дифференциальных уравнений. Однако решение этих уравнений сопряжено со значительными трудностями даже при широком использовании ЭВМ. Поэтому при прогнозе погоды и в настоящее время все еще широко используются эмпирические правила. В последние десятилетия быстро развиваются гидродинамические методы прогноза.

Они уже используются в оперативной практике Введение Введение как в СССР, так и за границей. Третья особенность атмосферных процессов состоит в том, что в каждый момент времени они развиваются над всей территорией земного шара. Это требует соответствующей организации наблюдений за состоянием атмосферы. Во всех государствах мира организована сеть метеорологических станций. Сведения о состоянии атмосферы над морями и океанами получают с помощью наблюдений на судах.

В настоящее время для наблюдений все шире применяются искусственные спутники Земли. Их достоинство заключается в том, что онп могут охватить наблюдением практически всю территорию земного шара. Наконец, четвертой особенностью атмосферных процессов является нх многомасштабность.

Масштаб (размер) атмосферных явлений и процессов изменяется от нескольких метров до многих тысяч километров. Если же учесть процессы образования облаков и осадков, то этот интервал масштабов необходимо расширить в сторону меньших размеров до 1Π— ' — 1О-" м (таковы размеры зародышевых капель). Так, отдельные облака, смерчи и др.

имеют размеры от нескольких десятков метров до 100 км, облачные системы фронтов, воздушные массы, циклоны и антициклоны — от сотен километров до !000 — 2000 км. Наиболее крупными объектами являются спиралеобразные облачные системы, открытые с помощью ИСЗ, струйные течения и так называемые длинные волны, масштаб которых сравним с радиусом Земли. 5 Краткий исторический очерк развития метеорологии Метеорология, как н всякая наука, развивалась на основе материальных потребностей общества. Еще на заре своего существования человек пытался разобраться в окружающей его природе, в том числе и в явлениях погоды. Не понимая истинной сущности этих явлений, первобытные люди обожествляли их.

Первые сведения из письменных источников, свидетельствующие о наблюдении и изучении атмосферных явлений, относятся к эпохе древнейших государств Китая, Индии, Египта, Греции и Рима. Древнегреческий философ Аристотель, сделал первую попытку обьяснить ряд атмосферных явлений. В средние века наблюдениями за погодой занимались лишь отдельные любители. Наиболее интересный н ценный материал дают летописи и дневники, где наряду с историческими событиями описывались и стихийные явления: сильные засухи, градобития, бури, наводнения. Много таких записей и в русских летописях. В эпоху великих географических открытий появились первые сведения о климате ранее неизвестных стран; в основе этих сведений лежали визуальные наблюдения. В ХИ! в.

были изобретены основные метеорологические при- боры — термометр (Галилей, 1603 г.), ртутный баРометР (Торричелли, 1643 г.) и барометр-анероид (Лейбниц, 1700 г.). Изобретение приборов способствовало накоплению материалов метеорологических наблюдений и подготовило почву для выделения метеорологии в самостоятельную науку. Первые инструментальные наблюдения в Европе были предприняты так называемой Флорентийской академией опыта„созданной учениками Галилея в 1654 г. В России систематические инструментальные наблюдения за погодой были организованы в Петербурге в 1725 г. При организации Академии наук Петр 1 обязал академиков «производить пов сюду метеорологические наблюдения, а в наиболее важных ».

Великая местах поручать их продолжение надлежащим лицам». Велик Северная экспедиция под руководством Беринга в 1733 г. создала ряд метеорологических станций на Урале и в Сибири. Да ~ные метеорологических наблюдений, а также открытие 1 основных законов физики позволили приступить к построеии количественной теории распределения некоторых метеорологических величин, в первую очередь давления.

Еще в 1648 г. Паскаль на основе отдельных измерений установил факт падения давления с высотой, а в 1685 г. Галлей, исходя из закона Бойля — Мариотта, вывел впервые формулу для расчета высоты по давлению. Большую роль в развитии метеорологии сыграл великий русский ученый Михаил Васильевич Ломоносов (1711 — 1765 гг.). М. В. Ломоносов в своих трудах высказал ряд важных теоретических положений о причинах вертикальных и горизонтальных движений в атмосфере, о возникновении атмосферного электричества, о слоистом строении атмосферы, об особенностях изменения ературы с высотой.