Meteorologija – nauka o vremenu

METEOROLOGIJA je nauka o Zemljinoj atmosferi i promenama u njoj, ili preciznije, ona se bavi proučavanjem promena vremenskih uslova oko nas, i spada u grupu geofizičkih* nauka.

*Geofizika (grč. γή = Zemlja, grč. φυσικά = svojstvo, priroda) je nauka koja se bavi proučavanjem različitih fizičkih svojstava litosfere, hidrosfere i stratosfere. U okviru geofizike izučavaju se fizička polja Zemlje (gravitaciono, magnetsko, električno) i njihova međusobna interakcija. Primenjena geofizika je naučna disciplina, koja proučava sastav i strukturnu građu Zemljine kore, radi pronalaženja raznih mineralnih sirovina. Njena izučavanja zasnivaju se na geofizičkim metodama istraživanja.

Šire posmatrano, geofizika podrazumeva i studiju kosmičkih fenomena koji utiču na pojave na Zemlji – kosmičku radijaciju i Sunčevu radijaciju (tzv. Sunčev vetar). Izvor: Wikipedia

A sada da se vratimo na predmet izučavanja METEOROLOGIJE. Neke od glavnih pojava koje se u meteorologiji proučavaju su: temperatura, količina i vrste padavina, grmljavinske oluje, tornada, tropski cikloni i tajfuni, kao i drugi važni meteorološki elementi kao što su: oblačnost, vazdušni pritisak, vlaga, insolacija, vetar, Sunčevo zračenje itd. Značajan uticaj vremena na ljude i ljudske aktivnosti doveo je do razvoja nauke o prognozi vremena.

Reč meteorologija potiče od grčke reči „meteoron”, koja se odnosila na sve pojave na nebu. Zanimanje čoveka za vreme koje ga okružuje postoji otkada i sam čovek. Već u staroj Kini, Indiji, Egiptu i Grčkoj su ljudi raspravljali o vetrovima i padavinama, i pokušavali su da shvate i objasne te vremenske pojave. Prva knjiga sa opisom i tumačenjem vremenskih pojava je Aristotelova Meteorologika (340. godine pre nove ere), a obuhvatala je sve pojave iznad tla. Narednih vekova, skoro hiljadu godina, meteorologija se vrlo slabo razvijala. Iz tog vremena, postoje retki zapisi (anali), uglavnom crkveni, o vremenskim pojavama, posebno nepogodama.

Počeci meteorologije su se zasnivali na posmatranju trenutnog stanja vremena i nagađanju kakvo bi ono moglo biti u vrlo bliskoj budućnosti. Aristotelov nauk i njegova Meteorologica bili su u antici i srednjem veku vrlo cenjeni i zapravo jedini koliko-toliko naučni meteorološki počeci. Tako je bilo sve dok Rene Dekart, Galileo Galilej i ostali naučnici dotadašnja razna nagađanja nisu počeli zamenjivati instrumentalnim osmatranjima početkom 17. veka. Najosnovniji instrumenti za sprovođenje tih osmatranja i merenja – barometar, higrometar i termometar, izumljeni su u periodu između 1650. i 1750. godine. Spajanje teorije i eksperimenta uključivalo je i Njutnove zakone kretanja, eksperimente Blais Paskala, Edmea Mariota, Roberta Huka, Edmunda Halija i ostalih na hipsometriji (preciznom merenju nadmorske visine), zatim istraživanja Roberta Bojla na gasovima, kao i Halija, Georga Hadlija i Jeana Le Rond d’Alembert-a o atmosferskoj cirkulaciji.

Tokom sledećeg veka (1750-1850) standardizovani su termometri, Benjamin Franklin je proučavao munje i izumeo gromobran. Džon Dalton je postavio temelje za merenje isparavanja i vlažnosti, a Luk Hauard je 1803. godine klasifikovao oblake. Posle 1800. godine državne službe, ali i pojedinci entuzijasti, počeli su pratiti razvoj vremenskih prilika.

Nakon što je u Krimskom ratu (1853-1856) francuska flota bila teško oštećena u snažnoj oluji, zemlje Zapadne Evrope i Severne Amerike započele su ozbiljne pokušaje sakupljanja podataka o vremenu na mnogo mesta istovremeno, pomoću nedavno izumljenog telegrafa (1837). Razvoj pouzdanih satova omogućio je stalnost i tačnost osmatranja na širem području. Izumljeni su i anemometri, a uskoro je za održavanje i očitavanje uređaja uvedena i električna struja. Sa razvojem saobraćaja, baloni, zmajevi i avioni uskoro su na svojim letovima nosili i meteorološke instrumente kroz troposferu, najniži sloj Zemljine atmosfere, sve do stratosfere, sledećeg sloja atmosfere. Stratosfera je otkrivena, opisana i tako nazvana krajem 19. veka (negde oko 1900. godine). Stalna merenja po visini započela su oko 1920. godine, nakon što su izumljeni radio uređaji na baterije, koji su bili postavljani na balone. Podaci o stanju vremena na većim visinama davali su potpuniju sliku stanja atmosfere i bolji uvid u pojave na tim visinama, poput mlazne struje.

Termodinamika, koja se počela razvijati sredinom 19. veka, omogućila je veliki broj novih formula koje opisuju atmosferu i promene u njoj. Od 1850. do 1950. godine dominantna grana meteorologije bila je sinoptička meteorologija. Oko 1920. godine empirijska iskustva prepuštaju mesto fizici, a naučnici Vilhelm Bjerkness i njegov sin Jacob sve te ideje su oblikovali u teoriju o polarnom frontu, uključujući i najvažnije pojmove fronta i vazdušnih masa.

Moderna dinamička meteorologija nastala je 1948. godine, kada je Jule Charneu uspeo redukovati složene dinamičke jednačine (koje je već 1904. godine postavio Vilhelm Bjerkness) na jednostavniji, ali korisniji oblik. Istovremeni razvoj digitalnog računara osigurao je da Charneueva metoda rešavanja jednačina ima veliku praktičnu korist, jer se omogućilo da prognoziranje vremena bude bazirano na rešenjima dinamičkih jednačina kao funkcija vremena.

Posle 1948. godine naglo se razvija i radarska tehnologija, pa se već 1950. godine radarima mogao razlikovati sastav oblaka po količini vode u njima, i na taj način detektovati oluje, posebno one grmljavinske. Od sredine 1960-ih godina izumljeni su i radari koji su Doplerovim efektom davali informacije i o brzini kretanja oluja. Nakon 1960. godine sateliti su počeli slati detaljne slike cele Zemljine površine.

Astronomija i proučavanje meteora kao «padajućih zvezda» kasnije se izdvojila kao posebna naučna disciplina, a meteorologija se kao nauka postepeno ograničila na proučavanje atmosfere. Mnoge vremenske pojave i danas se nazivaju meteorima, poput hidrometeora (tekuća ili smrznuta voda koja pada na tlo u obliku kiše, snega, grada, magle, itd), litometeora (suve čestice prašine, peska ili dima), fotometeora (optičke pojave poput haloa, duge…) i elektrometeora (električne pojave kao što su munje, sevanje, vatra sv. Ilije…).

Moderna meteorologija prvenstveno se bavi tipičnim i najvidljivijim oblicima vremena poput grmljavinskih oluja, tropskih ciklona, tornada, frontova. Meteorologija se najčešće opisuje kao fizika atmosfere, jer u modernoj meteorologiji fizika ima ogroman značaj.

Razvojem meteorologije otvorila se i mogućnost njenog iskorišćavanja u svakodnevnom životu za potrebe čoveka. To je podstaklo organizaciju i nastanak prvih meteoroloških službi, ali i razvilo saznanja o velikoj važnosti međunarodne saradnje. Ljudi su brzo shvatili da vreme i meteorološka dešavanja ne poznaju državne granice, to jest da prelaze čak i granice kontinenata.

Međunarodna saradnja u meteorologiji je utemeljena na Prvom međunarodnom kongresu meteorologa u Beču, 1873. godine, gde je osnovana Međunarodna meteorološka organizacija (International Meteorological Organization – IMO). Ta organizacija je 1950. godine prerasla u Svetsku meteorološku organizaciju (World Meteorological Organization – WMO), posebnu agenciju Ujedinjenih nacija (UN). Dana 1. septembra 1993. godine WMO je obuhvatala 167 država i 5 teritorija članica, uključujući i Srbiju. Zadatak Svetske meteorološke organizacije (WMO) je da učestvuje u organizaciji mreže meteoroloških stanica na kojima će se meriti i osmatrati meteorološki elementi i pojave na jedinstven način, da organizuje sisteme brze razmene meteoroloških izveštaja, i da obezbedi razvoj i napredak naučnih istraživanja i praktičnu primenu meteorologije u svim ljudskim delatnostima.

Meteorologija se kao nauka i dalje razvija. Od velike pomoći je i nagla kompjuterizacija i automatizacija, pogotovo u iskorišćavanju ogromnog broja osmatranja koja se dnevno obavljaju tradicionalnim, ali i novim instrumentima. Na primer, razvoj Dopler radara ključan je za pravovremena i što tačnija upozorenja na nadolazeći tornado ili druge lokalne vremenske događaje koji predstavljaju opasnost po ljude i imovinu. Novi supermoćni kompjuteri jedini mogu u vrlo kratkom vremenu da procesuiraju mnoštvo informacija koje svakog trenutka stižu sa svih strana sveta, a to je ključno za pravovremeno i tačno rešavanje složenih jednačina koje opisuju i predviđaju stanje atmosfere.

Određeni broj svih tih informacija se širi svetom posredstvom Globalnog telekomunikacionog sistema Svetske meteorološke organizacije (WMO), ali dobar deo se ipak ne šalje u javnost, zbog komercijalnog interesa, nacionalne bezbednosti i logistike nekih zemalja. Iz tog razloga širom sveta postoji nekoliko centara koji, pomoću brzih i moćnih računara i računarskih modela, izvode simulacije vremena u budućnosti, koje su utemeljene na dosadašnjim osmatranjima. Jedan od tih centara je i Evropski centar za srednjoročnu prognozu vremena (ECMWF) u Braknelu u Engleskoj.

Izuzetno važan deo meteorologije predstavljaju meteorološka osmatranja i merenja. Ona se vrše na mnoge načine, najčešće na meteorološkim stanicama, a od velike važnosti u novije vreme su radio, radar i sateliti. Računarska tehnologija obuhvata, uključujući numeričke modele, interaktivnu analizu podataka i njihovo potpuno razumevanje.

Meteorologija je u tesnoj vezi sa mnogim naukama koje se bave čovekovom okolinom. Neke od važnijih su: aeronautika, poljoprivreda, arhitektura, ekologija, proizvodnja energije, šumarstvo, hidrologija, medicina i okeanografija. Mnoge od navedenih nauka uveliko zavise od vremenskih prilika na određenom mestu, ali na primer hidrologija i okeanografija utiču i povratno na meteorologiju, jer svojim učincima menjaju i atmosferske uslove na Zemljinoj površini.

Podela meteorologije

„Opšta i saobraćajna meteorologija“, dr Branko Gelo

PODELA METEOROLOGIJE NA NAUČNE DISCIPLINE (članak)

Razvitak meteorologije uslovio je i njenu podelu.

Opšta meteorologija se bavi proučavanjem svih meteoroloških elemenata i pojava, kao i osnovnih procesa u glavnim crtama, uključujući i metode meteoroloških osmatranja i meteorološke instrumente.

Dinamička meteorologija proučava dinamiku atmosfere. Procese u atmosferi objašnjava zakonima fizike pomoću matematike.

Sinoptička meteorologija proučava vremenske prilike iznad velikih geografskih područja, primenom geografskih karata na kojima su ucrtana meteorološka osmatranja, za korišćenje u vremenskoj analizi i prognozi, za jedno mesto ili područje, za kraći ili duži vremenski period.

Klimatologija proučava srednje stanje atmosfere u vremenu i prostoru, kao odraz ponašanja vremena u višegodišnjem periodu (najmanje 30 godina).

Aerologija proučava slobodnu atmosferu i njeno uspravno protezanje do većih visina, približno do 40 km.

Aeronomija proučava gornju atmosferu u odnosu prema sastavu, svojstvima i kretanjima, ali i prema zračenjima primljenim iz kosmosa.

Mikrometeorologija proučava meteorološke uslove malih razmera, sadrži detaljnija merenja blizu Zemljine površine u kratkom razdoblju i na malom području.

Fizička meteorologija proučava fizička svojstva i procese u atmosferi, kao što su: sastav vazduha i oblaka, zračenja, akustika, optika i elektricitet atmosfere.

Prema područjima praktične primene rezultata meteoroloških istraživanja, postoji više meteoroloških disciplina: Avio meteorologija doprinosi obaveštenjima o vremenu službe avio plovidbe za potrebe vazdušnog saobraćaja i avionske tehnike. Pomorska meteorologija (koja uključuje i rečnu) doprinosi obaveštenjima o vremenu službe raznih pomorskih delatnosti za potrebe pomorskog i rečnog saobraćaja. Meteorologija kopnenog saobraćaja od pomoći je službama kopnenog saobraćaja (putevi, železnice, unutrašnji saobraćaj). Tehnička meteorologija pomaže službama tehničkih grana, za praktičnu primenu meteorologije u telekomunikacionom prometu, elektroprivredi, urbanizmu, građevinarstvu (brane, cevovodi, žičare), turizmu itd. Agrometeorologija proučava međudelovanje meteoroloških i hidroloških činilaca i poljoprivrede u najširem smislu, uključujući vrtlarstvo i povrtarstvo, domaće životinje i šume. Biometeorologija proučava uticaj vremenskih procesa na žive organizme. Humana meteorologija proučava uticaj vremena na život i zdravlje ljudi. Ekološka meteorologija je deo biometeorologije, koji proučava odnos između živih organizama i njihovog klimatskog okruženja.