Воскресенье 17 Дек 17 14:53:57 MSK

История развития синоптической метеорологии

Метеорология как наука возникла после изобретения в XVII веке термометра Галилео Галилеем и ртутного барометра Э. Торричелли. Позднее в XVII веке были изобретены гигрометр, дождемер, флюгер и анемометр.

Первое подобие сети метеонаблюдений возникло в Европе в 1654 году. Сбор информации осуществлялся до 1667 года Академией дель Чименто во Флоренции.

В Российской империи, в отличие от Европы, только в конце XVII века начали задумываться о каких – либо регулярных наблюдениях за погодой.

Регулярные наблюдения за погодой первым попытался установить царь Алексей Михайлович. По его повелению из Европы привезли астрономические инструменты и метеорологические приборы, в том числе изобретение Эванджелиста Торричелли, ученика Галилея — барометр. Однако назначенный царем вести записи о погоде Афанасий Матюшкин, сын дьяка, инструментами не пользовался и фиксировал в «Дневальных записках» в основном собственные наблюдения: когда начался дождь, когда закончился, когда замерзла Москва-река, когда вскрылся лед.

Немалый вклад в зарождение и дальнейшее развитие метеонаблюдений внес Петр I.  По его приказу в конце XVII века начались постоянные наблюдения за состоянием погоды. В 1715 году по его указанию был образован первый в России водомерный пост на Неве у Петропавловской крепости. 10 апреля 1722 года в Санкт–Петербурге начались систематические наблюдения за погодой. Записи вёл вице–адмирал Корнелиус Крюйс. Первое время записи были довольно скупы на интересную информацию и выглядели примерно так: «Апрель, 22, воскресенье. Поутру ветер норд – вест; вода також стоит, как выше упомянуто. Пасмурно и студено… в полдни ветр малый норд – вест и дождь после полудня. Тихо и красный день до самого вечера». Позднее наблюдения приняли более научный характер.

Первые сведения о метеорологических наблюдениях на Вятской земле относятся к 1456 году  «когда, … в весне, великий князь Московский послал рать на Вятку со князем Семеном Ряполовским и ничтоже успе воротились» … «… тогда ж была буря велика, громна гроза, и солнце гинуло.». В Вятском Временнике (1905 г.) подобные сведения имеются и за 1471, 1667, 1698 и другие годы. Настоящие же метеорологические наблюдения были начаты в 1786 году  директором Вятского главного народного училища Ив. Стефановичем и проводились по 1795 год. Вначале он проводил визуальные наблюдения (отмечались сроки выпадения первого снега, морозы и др.). В 1791г. он приобрел термометры и произвел первые инструментальные наблюдения за температурой воздуха. К сожалению наблюдения эти были нерегулярными.

После достаточно большого перерыва в Европе в 1723 году секретарь Лондонского королевского общества Джеймс Джурин разработал инструкцию по наблюдению за погодой, в которой приводилась форма стандартных замеров, перечень необходимых приборов и описание методик измерения температуры, атмосферного давления, скорости и направления ветра. При его участии была организована вторая сеть метеостанций в Европе, просуществовавшая до 1735 года.

Примерно в это же время в России появилось первое подобие сети метеостанций для наблюдений за погодой. Это было обусловлено развернувшейся в то время Великой Северной экспедицией. Инструкцию для наблюдателей написал Даниил Бернулли. За период с 1733 по 1744 год по всей Сибири было создано 24 метеостанции.

В 1724 году была образована первая в России метеорологическая станция, а с декабря 1725 года при Академии наук стали проводиться наблюдения при помощи барометра и термометра.

В 1781 году в Мангейме было основано первое в мире метеорологическое общество. Оно снабжало наблюдателей в разных странах мира одинаковыми приборами. По его программе действовало 39 метеостанций, расположенных от Кембриджа до Урала. Им было предложено установить четыре момента проведения измерений в день: в 7, 11, 14 и 21 час.

В 1802 году, независимо друг от друга, Жан – Батист Ламарк и Люк Говард предложили свои системы классификации облаков. Однако терминология Ламарка не вошла в научный обиход, так как он использовал для ее написания французский язык. Говард же использовал в своей классификации латинский язык. Именно Говард дал облакам их общепринятые названия, использующиеся и по сей день.

Регулярные метеорологические наблюдения на Вятке начались с 1830 года (в г. Слободской (Никанор Кулёв, штатный смотритель уездного училища), в г. Котельнич (учитель уездного училища Афанасий Суворов), г. Вятка (старший учитель физики и математики Вятской гимназии И. Наумов).

В 1835 году на востоке Европейской территории России по инициативе профессора Казанского университета Е. А. Кнорра, с разрешения академии наук и при поддержке А. Я. Купфера начали открываться первые метеорологические станции. В итоге в 1835г. в Вятке была открыта метеостанция, первым наблюдателем которой был учитель математики А. П. Габов. Наблюдения проводились в сроки 9, 12, 15 и 21 часов за давлением воздуха, температурой по Реомюру, состоянием неба, осадками, по флюгеру определялся ветер.

Таким образом в метеорологическую историю Вятки золотыми буквами вписывается 1835 год, так как наблюдения на Вятской метеостанции проводились уже по Инструкции Академии наук систематически, в единые сроки и по единым приборам. Материалы наблюдений регулярно высылались в Казанский университет и Главную физическую обсерваторию в Петербурге, где с 1860 года стали регулярно печататься в ее «Записках».

В 1877 году открывается первый водомерный пост на реке Вятка (г. Вятка), организованы инструментальные гидрологические наблюдения. К 1900 году на р. Вятка было организовано еще два поста (Слободской и Котельнич) и два на р. Кама (Сарапул и Каракулино). Первые водомерные посты на крупных реках были открыты для нужд судоходства  и принадлежали в те годы Министерству путей сообщения.

В 1853 году было положено начало первому в истории государственному метеорологическому ведомству – метеослужбе Великобритании. Отныне все капитаны английских судов должны были вести наблюдения за погодой с занесением данных в специально разработанные таблицы. На побережье Великобритании, а также в некоторых европейских странах были созданы 24 метеорологические станции. Станции были соединены с центром службы погоды недавно изобретённым телеграфом Морзе.

Постепенное накопление сведений о погоде и климате различных широт привело к необходимости дальнейшей обработки метеоданных.

В XIX В. НАЧАЛОСЬ РАЗВИТИЕ СИНОПТИЧЕСКОЙ МЕТЕОРОЛОГИИ.

Первые синоптические карты были опубликованы в Германии Брандесом еще в 1826 году. На этих весьма несовершенных картах еще не было ни контуров материков, ни каких либо изолиний. В последующем карты погоды эпизодически составлялись во многих странах и постепенно совершенствовались.

Синоптическая карта Европы 1887 г.

После знаменитой балаклавской бури, разразившейся на Черном море 14 ноября 1854 года, и потопившей  60 кораблей англо-французского флота, который действовал против России в период Крымской войны, директор Парижской обсерватории Урбен Леверье обратился с просьбой к знакомым европейским учёным прислать ему сводки о состоянии погоды в период с 12 по 16 ноября. Когда сводки были получены и данные нанесли на карту, стало ясно, что ураган, потопивший корабли в Чёрном море, можно было предвидеть заранее. В феврале 1855 г. Леверье подготовил доклад Наполеону III о перспективах создания централизованной метеорологической сети наблюдений. Этот вывод послужил толчком для организации сбора метеорологических данных и создания службы погоды в ряде стран.

В организации службы погоды, прежде всего, был заинтересован морской флот. Поэтому вначале служба погоды создавалась в приморских странах и первыми синоптиками были моряки.

Официальной датой начала службы погоды в России считается 1 января 1872 год, когда в Главной физической обсерватории, основанной 1 апреля 1849 года в Санкт–Петербурге (ныне «Главная геофизическая обсерватория» им. А. И. Воейкова (ГГО), начался регулярный выпуск ежедневного бюллетеня погоды. Однако в ГФО ещё в 1856 году был начат прием метеорологических телеграмм от 13 русских и 5 зарубежных станций. В 1864 году было опубликовано исследование Ф. Миллера «О предупреждении бурь, в особенности о бурях, свирепствовавших с 1 по 4 декабря 1863 г.», а в 1867 году послано первое штормовое оповещение. Первое штормовое предупреждение было дано в 1874 году. В 1889 году издано первое пособие по синоптической метеорологии М. М. Поморцева (1851-1916 гг.). Начиная с 1890 г. налажено регулярное предупреждение управлений железных дорог о метелях и снежных заносах, что в климатических условиях России имело особо важное значение.

В 1873 г. в Вене состоялся первый международный метеорологический конгресс, на котором были выработаны единые сроки измерений, единый телеграфный код передачи метеосведений.

Согласно архивных материалов по состоянию на 01.04.1898 года в Вятской губернии работали 33 метеостанции. К концу 1903 года - 40. Наблюдателям выплачивали по 2-3 рубля в месяц, затем их лишили материальной поддержки, и станции стали закрываться. В 1913 году их осталось 19, а через 5-6 лет, из-за революционных событий, – одна (Вятка). В этот период интересен факт основания метеостанции Малковской Котельничского уезда в 1913 году на средства бедного крестьянина В. Краева, «который отдал для этого все». Наблюдения велись им же. В 1919 году Краев был призван на службу в Красную Армию, но через 5 месяцев от службы освобожден, как незаменимый специалист-метеоролог.

Во время первой мировой войны 1914-1918 гг. обмен метеорологической информацией между странами был нарушен. Однако в невоевавших Скандинавских странах в этот период была создана достаточно густая сеть метеорологических станций, что позволило составлять более подробные карты погоды. По этим картам ученым удалось обнаружить фронтальные разделы между воздушными массами, а также связать возникновение и развитие циклонов с фронтами.

В России наиболее выдающиеся исследования циклонов, антициклонов, синоптических условий опасных явлений и разработка приемов прогноза погоды были выполнены П. И. Броуновым, Б. И. Срезневским и М. А. Рыкачевым. Многие из этих исследователей сохранили свое значение до настоящего времени.

Задачи, поставленные декретом Совета Народных Комиссаров об организации метеорологической службы, подписанным В. И. Лениным в 1921 году, в этот период были существенно расширены. В 1929 году  организована единая Гидрометеорологическая служба страны, организованы новые метеорологические станции и подразделения службы погоды.

Начало и развитие аэрологических наблюдений на Вятке тесно связано с деятельностью Вятской опорной метеорологической станции, открытой 1 октября 1921 года. С 1 сентября 1923 года на Вятке стали вестись регулярные аэрологические наблюдения.

Изобретение П. А. Молчановым радиозонда в 1930 году открыло новую эпоху в развитии синоптической метеорологии. Изучение вертикального строения атмосферы стало возможным не косвенными методами (по данным наземных наблюдений), а по результатам радиозондирования атмосферы. Была создана сеть аэрологических станций и началось составление первых карт барической топографии в научных целях. В оперативных целях, в СССР и ряде других стран, карты барической топографии стали применять с 1937 года. Однако достаточно частую мировую сеть аэрологических станций, с которых они запускались, удалось создать лишь после Второй мировой войны.

1 января 1930 года в Москве было открыто Центральное бюро погоды СССР (ЦБП), преобразованное впоследствии в Центральный институт погоды (ныне Гидрометцентр России). Прогнозы погоды стали более конкретными, детальными. Широко развернулось метеорологическое обеспечение авиации. В этот период началось систематическое изучение Арктики. В 1937 году была создана первая дрейфующая станция «Северный полюс».

В 1933 году при Вятской метеостанции была организована гидрологическая станция, началось интенсивное изучение режима малых рек, в основном для строительства гидроэлектростанций в сельской местности. До 1941 года было открыто 32 водомерных поста. С 1935 года на всех метеостанциях введены снегосъемки. По состоянию на 19.11.1939 года сеть метеорологических станций Кировской области насчитывала 68 подразделений.

В 1939 году в Кирове для нужд авиации была создана метеорологическая станция, преобразованная в 1941 году в авиаметстанцию. Первыми начальниками авиаметстанции был А.С.Флегонтов и Ананьин.

В период Великой Отечественной войны служба погоды была военизирована. В 1943 году в Кирове был организован пункт вертикального радиозондирования атмосферы. Выпуски радиозондов начались 13 июля 1943 года.

Несмотря на тяжелейшие последствия войны в СССР синоптические исследования атмосферных процессов, успешно начатые в 30-е годы, активно продолжались. Большое развитие получила региональная синоптика и авиационная метеорология.

Запуск в Советском Союзе первого искусственного спутника Земли 4 октября 1957 года открыл исключительные принципиальные возможности получения различного рода новой информации, в том числе метеорологической.

В 50– 60– е годы активно развивалась сеть пунктов метеорологических наблюдений не только в странах Европы, но и в России. В 1966 году вводятся единые восьмисрочные наблюдения за погодой (00, 03, 06, 09, 12, 15, 18, 21 час). В 70-е годы — началось массовое развитие сети пунктов гидрологических наблюдений на крупных реках и озёрах.

В конце 60-х годов в Советском Союзе и США были созданы метеорологические космические системы. Это позволило более объективно проводить синоптический анализ, особенно на территории, слабо освещенной метеорологическими данными, своевременно выявлять особо опасные тропические циклоны и т.д. Широкое применение получили метеорологические радиолокаторы. С началом их применения исследователям удалось более детально изучить физические процессы, происходящие в атмосфере. Все эти достижения позволили улучшить качество краткосрочных прогнозов погоды и повысить их оправдываемость.

В последние годы усилилось изучение общей циркуляции атмосферы, в том числе проблемы взаимодействия океана и атмосферы. Это имеет особое значение для долгосрочных прогнозов погоды. К сожалению, успешность долгосрочных прогнозов погоды ещё существенно ниже успешности краткосрочных прогнозов, что и понятно ввиду большой сложности проблемы.

Наземная метеорологическая сеть в России максимального развития достигла к началу 80-х годов прошлого столетия. Начавшиеся в конце 80-х годов кризисные процессы вызвали её ощутимое сокращение. Так, с 1987 по 1989 гг. число метеостанций сократилось на 15 %, а постов на 20 %.

На территории Кировской области, в составе Кировского ЦГМС – филиала ФГБУ «Верхне-Волжское УГМС», в 2015 году функционировало 61 наблюдательное подразделение, из них: 20 метеорологических станций (МС), 32 гидрологических поста (ГП), 6 пунктов наблюдений за загрязнением атмосферного воздуха (ПНЗ), 1 метеорологический пост (МП) и 2 агрометеорологических поста (АМП). В 2012 году – их было 68, а в 2009 – 84.

Вместе с тем в рамках «Модернизация и техническое перевооружение наблюдательной сети Росгидромета» на территории Кировской области в 2011-2012 гг. были установлены и функционируют 20 АМК (автоматизированный метеорологический комплекс) и 7 АМС (автоматическая метеорологическая станция), из них 5 АМС введены в эксплуатацию на вновь открытых пунктах наблюдений.

Установленные на метеостанциях АМК позволили довести точность наблюдений до мировых стандартов, предотвратить вероятность пропусков метеонаблюдений, увеличить дискретность наблюдений (не через 3 часа, а каждые 10 минут), что крайне важно при возникновении опасных природных явлений (ОЯ).

Автоматизированный метеорологический комплекс (АМК)

Данные АМК на ПК

По Федеральной целевой программе «Создание и развитие системы мониторинга геофизической обстановки на территории Российской Федерации 2010-2015гг» 01.04.2016г. в Кировском центре был введен в эксплуатацию ДМРЛ-С (Доплеровский метеорологический радиолокатор).

Ценность от использования радиолокатора ДМРЛ-С в критериях распознавания ОЯ с обеспечением возможности доступа к получаемой метеорологической информации широкого круга потребителей, в первую очередь – авиационных служб, МЧС РФ, служб обеспечения безопасности наземного и морского транспорта, служб ЖКХ и многих других очевидна и бесспорна. С высокой степенью вероятности он позволяет обнаруживать в радиусе 200 км такие опасные явления как град, гроза, смерч, шквалистые усиления ветра, ливневые осадки и т.д., оценить как динамические свойства метеообъекта, так и особенности его микрофизической структуры, что в свою очередь повышает достоверность прогнозов погоды и заблаговременность оповещений о чрезвычайных ситуациях с целью снижения ущерба от неблагоприятных и опасных погодных явлений.

Доплеровский метеорологический радиолокатор «ДМРЛ-С»

 

Автоматизированное рабочее место «Клиент-ДМРЛ-С»

Оправдываемость краткосрочных (на 1-3 сутки) метеорологических прогнозов, выпускаемых Кировским ЦГМС по территории Кировской области, составляет 96-98%, оправдываемость штормовых предупреждений -  99-100%.

В синоптической метеорологии еще остается много нерешенных проблем, имеющих не только прогностическое, но и общенаучное значение. Над решением этих проблем и дальнейшим развитием синоптической метеорологии работают многие ученые.