Метеороло́гия  — научно-прикладная область знания о строении и свойствах земной атмосферы и совершающихся в ней физико-химических процессах.
Слово «метеорология» непосредственно связано с трудом известного древнегреческого ученого Аристотеля под названием «Метеорологика», являющимся трактатом о небесных явлениях.
Аристотель назвал свой труд, исходя из греческого выражения «та метеора» — предметы в воздухе, к которым он причислял дожди и кометы, град и метеоры, радуги и полярные сияния.
Метеорология как наука возникла только после изобретения в XVII веке термометра  Галилеем и барометра.
Погода — совокупность значений метеорологических элементов и атмосферных явлений, наблюдающихся в определённый момент времени где-либо.
Понятие «Погода» относится к настоящему состоянию атмосферы, в противоположность понятию «Климат», которое сопоставляется среднему положения атмосферы за длительный отрезок времени.
Погодными явлениями являются те, которые протекают в тропосфере (нижней части атмосферы) и в гидросфере.
История официальных наблюдений за погодой.
Герцог Тосканский Леопольдо Медичи поручил созданной им Академия дель Чименто во Флоренции организовать сбор информации о метеоусловиях на территории Европы и в 1654 году секретарь герцога иезуит Антинори организовал сбор такой информации с девяти метеостанций (в основном, в Италии, самая дальняя находилась в Варшаве), данная сеть работала до 1667 г., когда Академия дель Чименто была закрыта.
В 1723 году секретарь Лондонского королевского общества Джеймс Джурин разработал инструкцию по наблюдению за погодой.
В ней приводились форма стандартной таблицы замеров, перечень необходимых приборов и описание методик измерения температуры, давления воздуха, силы и направления ветра.
В 1723 году секретарь Лондонского королевского общества Джеймс Джурин разработал инструкцию по наблюдению за погодой.
В ней приводились форма стандартной таблицы замеров, перечень необходимых приборов и описание методик измерения температуры, давления воздуха, силы и направления ветра.
Впоследствии, он разослал её более чем сотне ученых Европы, эта сеть метеостанций в Европе просуществовала до 1735 года.
Регулярные наблюдения за погодой в России первым попытался внедрить царь Алексей Михайлович.
По его указу в Россию из Европы доставили астрономические инструменты и метеорологические различные приборы, в том числе изобретение Торричелли, ученика Галилея — барометр.
10 апреля 1722 по указу Петра Великого в Санкт-Петербурге начались систематические наблюдения за погодой, записи вёл вице-адмирал Корнелиус Крюйс.
В 1724 году была образована первая в России метеорологическая станция, а с декабря 1725 года стали проводиться наблюдения с использованием барометра и термометра.
В России сеть метеорологических станций появилась в период Великой Северной экспедиции.
Обучающее пособие для работников таких станций проработал и издал Бернулли.
За 11 лет с 1733 по 1744 год сеть была развита до 24 метеорологических станций по всей Сибири.
Основные определения и характеристики погоды.
Атмосферное давление – это сила, с которой воздух воздействует на поверхность земли.
Атмосферное давление создаётся в результате гравитационного притяжения воздуха к Земле.
Нормальным атмосферным давлением считается при показании давления столба ртути высотой 760 мм при температуре 0 °C. Температура воздуха – это температура, окружающего нас газового слоя.
Влажность воздуха – это величина характеризует насыщенность воздуха водяным паром.
Существует разделение понятия влажности воздуха на абсолютную и относительную.
Абсолютная влажность — это количество водяного пара, содержащегося в 1 м3 воздуха, выражается в граммах.
Относительная влажность воздуха — это отношение (в процентах) фактического содержания водяного пара в 1 кубическом метре воздуха к количеству водяного пара, содержащееся в 1 кубическом метре при данной температуре.
Например, если сообщили, что относительная влажность равна 70%, это значит, что воздух содержит 70 % водяного пара, которое он может вместить при данной температуре.
Ветер - определяется как движение воздуха в горизонтальном направлении.
В метеорологии под направлением ветра понимается направление, ОТКУДА дует ветер, а не направление движения ветра как такового.
Направление ветра измеряется в градусах по компасу в направлении часовой стрелки, т.о. северный ветер – это 0 град., восточный – 90 град.
Скоростью ветра называют скорость, с которой воздух перемещается только в горизонтальном направлении (движение воздуха в других направлениях не учитывается).
Для скорой и простой визуальной оценки скорости ветра служит шкала Бофорта.
Шкала Бофорта — двенадцатибалльная шкала для приближенной оценки скорости ветра по его воздействию на наземные предметы или по волнению в открытом море.
Среднее значение скорости ветра определяется на стандартной высоте равной 10 м над открытой ровной поверхностью Земли.
Метеорологические прогнозы и термины, применяемые в прогнозах.
Метеорологическим прогнозом называется ожидаемое состояние метеорологических величин или их полей, составленное на основании исследования известных закономерностей состояний атмосферы согласно применяемых методов.
Краткосрочными называются прогнозы погоды, заблаговременность которых составляет до 36 ч, долгосрочные - более 36 ч.
В прогнозах указываются различные показания в зависимости от целевых получателей..
Для примера, в сводках прогноза погоды для простых обывателей даются такие сведения как облачность, осадки, ветер и температуре воздуха.
Для морского флота важны направление и скорость ветра, различные явления погоды, видимость, температура воздуха, а также температура воды.
В авиационных прогнозах - количество и форма облачности с учетом всех ярусов, нижняя и верхняя граница облачности, безоблачные слои, опасные явления, направление и скорость ветра, давление и температура воздуха, участки с возможными перепадками температур, давления и смены направления ветров.
Циклон — атмосферный вихрь огромного диаметра с пониженным давлением воздуха в центре.
Антициклон - область высокого атмосферного давления в тропосфере с постепенным его понижением от центральной части к периферии, то есть противоположность циклону.
Таким образом, атмосферный фронт —  это переходная зона в тропосфере между встречающимися воздушными массами с отличающимися физическими свойствами.
Теплый фронт образуется при активном передвижении массы теплого воздуха в сторону холодного.
Холодный фронт образуется при движении холодного воздуха в сторону теплого.
Далее будут описаны основные термины, применяемые в прогнозах облачности.
Ясно, ясная погода, малооблачно, малооблачная погода, небольшая облачность, солнечная погода - До 3 баллов облачности среднего и/или нижнего яруса или любое количество облачности верхнего яруса.
Переменная (меняющаяся) облачность
От 1-3 до 4-7 баллов нижнего и/или среднего яруса.
Облачно с прояснениями, облачная погода с прояснениями  4-7 баллов облачности нижнего и/или среднего яруса или сочетание облачности среднего и нижнего яруса общим количеством до 7 баллов.
Облачно, облачная погода, значительная облачность, пасмурно, пасмурная погода 8-10 баллов облачности нижнего яруса или плотных, непросвечивающих форм облаков среднего яруса.
Если в течение полусуток ожидается значительное изменение количества облачности, то разрешается использовать две характеристики из терминологии, приведенной в таблице 1, а также применять слова «уменьшение» или «увеличение».
Термины, применяемые в прогнозах ветра.
В прогнозах погоды и штормовых предупреждениях указывают направление и скорость ветра.
Направление ветра, как правило, указывают в четвертях горизонта (откуда дует ветер): северо-восточный, южный, т.д.).
Если в течение полусуток ожидается изменение направления ветра в пределах двух соседних четвертей горизонта, то указываются они обе; термин «с переходом» используется при значительном изменении направления верта.
Например: 1 Ветер юго-восточный, южный, 2 Ветер южный с переходом на северо-западный.
В прогнозах погоды и штормовых предупреждениях указывают максимальную скорость ветра при порывах в метрах в секунду или максимальную среднюю скорость ветра, если порывы не ожидаются.
Термины, применяемые в прогнозах явлений погоды.
В прогнозы погоды необходимо включать следующие из ожидаемых явлений погоды: осадки (дождь, снег), грозу, град, шквал, туман, гололед, изморозь, налипание (отложение) мокрого снега на провода (проводах) и деревья (деревьях), поземок, метель, пыльная (песчаная) буря, а также гололедица на дорогах и снежные заносы на дорогах.
Термины, применяемые в прогнозах температуры воздуха.
В прогнозах погоды указывают минимальную температуру воздуха ночью и максимальную температуру воздуха днем, или изменение температуры воздуха при аномальном ходе, составляющем 5˚ и более за полусутки.
Если ожидаемое распределение температуры по территории не укладывается в интервал  5, то рекомендуется применять дополнительные градации температуры.
При этом в прогнозе следует указать районы, где ожидаются эти отклонения температуры воздуха.
Синоптическая карта — это географическая карта, на которой условными знаками нанесены результаты наблюдений метеостанций.
Данная карта является наглядным представлением о состоянии погоды в настоящий момент времени.
При последовательном составлении таких карт выясняются регулярные направления движения воздушных масс, возможное развитие циклонов, перемещение фронтов.
Изучение и использование таких карт, составленными синоптиками из разных метеорологический станций дает представление и основание для выводов предсказаний изменений погоды.
Можно отследить изменения состояния атмосферы, в частности и эволюцию атмосферных возмущений, трансформацию и взаимодействие воздушных масс и пр.
Погодные явления и причины их изменений.
Погода испытывает изменения, которые могут быть ощутимы не только в течении пары суток , но и на протяжении даже нескольких минут.
Наиболее заметны суточные изменения непосредственно у земной поверхности, в зависимости от изменения температуры следствии вращения Земли вокруг своей оси, изменяются и другие свойства погоды, например образования тумана ночью.
Обычные погодные явления на Земле — это ветер, облака, атмосферные осадки, туманы, грозы, пыльные бури и метели.
Более редкими явлениями являются стихийные бедствия, такие как торнадо и ураганы.
Подавляющая часть природных явлений случается в нижних слоях атмосферы - тропосфере.
Различия в физических свойствах масс воздуха наблюдаются из-за разности угла падения солнечных лучей в зависимости от широты и удалённости местности от океанов.
Угол падения солнечных лучей зависит от времени года, поскольку ось Земли наклонена относительно плоскости её орбиты,.
В среднем показатель ежегодной температуры на поверхности Земли колеблется в пределах ±40 °C. Различие температур вызывает разность в поле атмосферного давления.
Нагревание воздуха ,нагревающимися лучами Солнца поверхностями, расширяет его, понижая давление и плотность воздуха.
Полученный горизонтальный градиент давления ускоряет воздух в сторону низкого давления.
Вследствие эффекта Кориолиса при вращении Земли происходит закручивание потока.
Атмосфера — очень взаимосвязанная система, в которой даже незначительные изменения к какой-то из частей могут привести к значительному влиянию на состояние в целом.
Облака состоят из очень мелких капель воды или кристалликов льда, которые настолько малы и далеки от земли, что на них притяжение действует незначительно.
Со временем они увеличиваются в размерах, собирая все больше испарений и объединяясь друг с другом, и становятся тяжелее, они падают быстрее и из облака выпадает дождь или снег.
Во всяком облаке водяной пар находится в насыщенном состоянии.
Осадки выпадают из облаков, которые состоят из смеси капель воды и кристаллов льда, которые могут таять в нижних теплых слоях.
Благодаря свойству льда притягивать к себе воду, кристаллы постепенно растут и превращаются в снежинки, так объясняется не только выпадение снега, но и дождя.
В тропосфере с высотой температура воздуха понижается, так например в нескольких километрах от уровня моря всегда отрицательное значение теипературы.
Поэтому почти всякий летний дождь начинается как снег, и только попадая в нижние тёплые слои образуются дождевые капли.
Воздух всегда находится в движении, в большей мере благодаря деятельности циклонов и антициклонов.
Тёплая воздушная масса своим приходом вызывает неожиданное потепление.
Передвигаясь в более холодную местность, поток воздушных масс понижает температуру от земли, даже может случится такое, что воздух выше теплее воздуха у поверхности земли.
Охлаждение тёплой воздушной массы, вызывает конденсацию водяного пара, в результате образуются облака и выпадают осадки.
Эти облака образуются невысоко, часто опускаясь до земли, являя туманы.
В нижних слоях тёплой воздушной массы ледяных кристаллов нет.
Поэтому они не вызывают обильных осадков, иногда лишь выпадает моросящий дождь.
Облака тёплой воздушной массы заволакивают всё небо ровным покровом или слегка волнистым слоем.
Холодная воздушная масса, передвигаясь в районы с более теплой температурой, приносит похолодание.
Однока, передвигаясь на тёплую земную поверхность, она непрерывно нагревается снизу.
При нагревании не только не происходит конденсации, но и уже имеющиеся облака и туманы должны испаряться, тем не менее небо не становится безоблачным.
При нагревании нижних слоев, они поднимаются, так как их плотность уменьшается, а верхние, более холодные тем временем опускаются на их место.
Воздух, как и любой газ, при сжатии нагревается, а при расширении охлаждается, атмосферное давление с высотой уменьшается, поэтому воздух, поднимаясь, расширяется и охлаждается на 1 градус на каждые 100м подъёма, и в результате на определённой высоте в нём начинается конденсация и образование облаков.
Опускающиеся струи воздуха от сжатия нагреваются и в них ничего не конденсируется.
Поэтому облака холодных воздушных масс представляют собой нагромождающиеся в высоту клубы с просветами между ними, и такие облака называются кучевыми или кучевое-дождевыми.
Они не опускаются до земли и не переходят в туманы, и не закрывают весь видимый небосвод.
В таких облаках восходящие потоки воздуха увлекают за собой водяные капли в те слои, где всегда имеются ледяные кристаллики, при этом облако теряет характерную форму.
С этого момента из облака выпадают осадки, сильные, но непродолжительные.
Граница соприкосновения разных воздушных масс называется атмосферным фронтом, на синоптических картах эта граница представляет собой линию, которую метеорологи называют «линия фронта».
Граница между тёплыми и холодными воздушными массами - почти горизонтальная поверхность, незаметно опускающаяся к линии фронта.
Холодный воздух находится под данной поверхностью, а тёплый выше.
Воздушные массы всё время в движении, следовательно и граница между ними всё время сдвигается.
Интересная особенность: через центр области пониженного давления обязательно проходит линия фронта, наоборот же - никогда.
Тёплый фронт возникает при продвижении вперёд тёплой воздушной массы и отступлении холодной, тёплый воздух, как более лёгкий, наползает на холодный.
Холодный фронт движется в сторону тёплого воздуха, при этом холодный воздух подлезает под тёплый.
Нижняя часть холодного фронта из-за трения о земную поверхность отстаёт от верхней.
Развитие циклонов и антициклонов приводит к переносам воздушных масс на значительные расстояния и соответствующим изменениям погоды, связанным со сменой направлений и скоростей ветра.
Погода непосредственно и значительной мере влияет на жизнь человека на протяжении всей истории.
Помимо изменений климата, которые вызывали постепенную миграцию народов, экстремальные погодные явления вызывали меньшие по масштабу перемещения народов и принимали непосредственное участие в исторических событиях.
Одним из таких случаев является спасение Японии ветрами Камикадзе от вторжения монгольского флота.
Притязания французов на Флориду прекратились в 1565 году, когда ураган уничтожил французский флот.
Совсем недавно ураган Катрина заставил более одного миллиона человек переселиться с центрального побережья Мексиканского залива в США.
Помимо такого значительного влияния на человечество, погода способна влиять на человека и более локально.
Люди плохо переносят экстремальные значения температуры, влажности, давления и ветра, погода также влияет на настроение и сон.
Стремление влиять на метеорологические явления прослеживается на протяжении всей истории человечества: от древнейших ритуальных обрядов, проводимых в попытке призвать дождь до специальных военных операций современности, когда предпринимались попытки помешать снабжению южновьетнамских партизанов оружием и продовольствием путём продления периода действия вьетнамского муссона.
Наиболее успешные попытки влияния на погоду включают активное воздействие на облака с целью их рассеивания, техники для увеличения снежных осадков над горами и уменьшения осадков в виде града.
Свежим примером внушительного воздействия на метеорологические процессы представляют меры, приведенные Китаем к Олимпийским играм 2008 года.
Были произведены запуски 1104 ракет, с помощью которых производится засев в облака специальных реагентов, они предназначались для того, чтобы избежать дождя во время церемонии открытия Игр 8 августа.
Эффекты от непреднамеренного изменения погодных условий могут представлять собой серьёзную угрозу для многих компонентов нашей цивилизации.
Кроме научного прогнозирования погоды существует множество народных примет, характеризующих предстоящую погоду.
Все они составлялись в течении сотен, а быть может и тысяч лет простыми людьми.
Так, можно даже сказать, что наблюдения за погодой и составление своеобразного метеорогического прогноза практиковались значительно раньше официальных дат.
Передавая из поколения в поколение свои наблюдения, у человечества сложилось множество так называемых народных примет образования погодных явлений.
В зависимости от регионов их возникновения, они в той или иной мере отличаются друг от друга.
Однако, практически все из них достаточно точные.
И по ним можно безошибочно сделать выводы.
Интересно, что если вникнуть и разобрать все эти приметы с физической точки зрения, они более чем логичны.
Практически каждую из приведенных ниже примет можно объяснить такими действиями, как передвижение различных потоков воздушных масс, изменение давления, образования конденсата и прочими, что рассматривалось нами выше с научной точки зрения.
Когда Млечный путь светит, то будет хорошая безоблачная, солнечная погода.
Когда же кажется, что звёзды в нем словно бегут с быстрой скоростью, то скорее всего будет ветер.
Когда месяц родится вниз рогами (к югу), то зимою будет теплый, а летом жаркий месяц; когда рогами вверх, то зимою холодный, а летом ветряный.
Тусклый месяц - к мокроти.
Ясный - к суху.
В синеве - к дождю; в красне - к ветру, с ушами - к морозу.
Солнце с красною зарею заходит, а с светлою восходит - к вёдру и ясному дню.
Солнце в тучу, темное облако садится - к дождю.
В тумане - тоже.
Сильно при закате сияет - к большому ветру.
Различного цвета лучи восходящего солнца - к пасмурной, или к дождливой погоде.
Тоже предвещает желтый, белый, или зеленой восход солнца.
Свинья чешется - к теплу; визжит - к ненастью; солому таскает - к буре.
Лошадь храпит - к ненастью; фырчит - к дождю; трясет головой и закидывает к верху - к ненастью.
Воробей купается в луже - к теплу, а ворона - к дождю и холоду.
Кошка лижется - к ненастью.
Кошка моется, лижет лапу - к вёдру; морду хоронит - к морозу, либо - к ненастью; в печурку садится - к морозу, непогоде; скребет пол - к ветру и метеле; стену дерёт - к непогоде.
Крепко спит - к теплу; лежит брюхом или рыльцем кверху - к теплу.
Если клевер складывает листочки, то это признак надвигающейся бури.
У одуванчика перистый шар - к сухой и теплой погоде, а стянутый в пучок - к ненастью.
Вечером сильно стрекочут кузнечики — к хорошей погоде.
Видимое движение облаков против ветра — верный признак наступления непогоды.
Если над небом поднимается высокая и крутая радуга — к хорошей погоде, если радуга низкая и пологая — к ненастью.
Если идет дождь, а куры разгуливают по двору — значит, погода испортилась ненадолго.
Если облака плывут быстро и высоко — верный знак: быть хорошей погоде.
Если Кукушка кукует, то на следующий день хорошая погода будет.
