Meteorologi

evnen til at forudsige regn og oversvømmelser baseret på årlige cyklusser blev åbenbart brugt af mennesker i det mindste fra tidspunktet for landbrugsafvikling, hvis ikke tidligere. Tidlige tilgange til forudsigelse af vejr var baseret på astrologi og blev praktiseret af præster. Cuneiform inskriptioner på babyloniske tabletter omfattede foreninger mellem torden og regn. Kaldæerne differentierede 22 and og 46.haloer.gamle indiske Upanishader indeholder omtaler af skyer og årstider., Samaveda nævner ofre, der skal udføres, når visse fænomener blev bemærket. Varamhamihira klassiske arbejde Brihatsamhita, skrevet omkring 500 E.kr., giver beviser for vejret observation.

i 350 F.kr. skrev Aristoteles meteorologi. Aristoteles betragtes som grundlæggeren af meteorologi. En af de mest imponerende resultater, der er beskrevet i meteorologi er beskrivelsen af, hvad der nu er kendt som den hydrologiske cyklus.,

bogen De Mundo (komponeret før 250 F.KR. eller mellem 350 og 200 F.KR.) bemærkede:

Hvis den blinkende kroppen er sat i brand og styrter voldsomt til Jorden, det kaldes en thunderbolt; hvis det kun er halvdelen af brand, men også voldelige og massive, det kaldes en meteor; hvis det er helt gratis fra ilden, det er kaldet en ryger bolt. De kaldes alle ‘s .ooping bolte’, fordi de S .oop ned på jorden. Lyn er undertiden røgfyldt, og kaldes derefter” ulmende lyn”; nogle gange dart hurtigt sammen, og siges derefter at være levende., På andre tidspunkter, det rejser i skæve linjer, og kaldes forked lyn. Når det s .oops ned på nogle objekt kaldes det ‘s .ooping lightning’.

den græske videnskabsmand Theophrastus udarbejdede en bog om vejrudsigter, kaldet Tegnbogen. Theophrastus arbejde forblev en dominerende indflydelse i undersøgelsen af Vejr og i vejrudsigter i næsten 2.000 år. I 25 E.kr. formaliserede Pomponius Mela, en geograf for Det Romerske Imperium, klima zoneonesystemet., Ifølge Toufic Fahd skrev Al-Dina .ari omkring det 9.århundrede Kitab al-Nabat (Plantebog), hvor han beskæftiger sig med anvendelsen af meteorologi på landbruget under den muslimske landbrugsrevolution. Han beskriver den meteorologiske karakter af himlen, planeter og konstellationer, solen og månen, månens faser, hvilket indikerer, årstider og regn, anwa (himmelske organer af regn), og atmosfæriske fænomener såsom vind, torden, lyn, sne, oversvømmelser, dale, floder, søer.,tidlige forsøg på at forudsige vejret var ofte relateret til profeti og spådom og var undertiden baseret på astrologiske ideer. Admiral Fit .roy forsøgte at adskille videnskabelige tilgange fra profetiske.

Forskning af visuelle atmosfæriske phenomenaEdit

Ptolemæus skrev om atmosfærisk brydning af lys i forbindelse med astronomiske observationer., I 1021, Alhazen viste, at atmosfæriske refraktion er også ansvarlig for twilight; han skønnede, at twilight begynder, når solen er 19 grader under horisonten, og har også brugt en geometrisk bestemmelse er baseret på dette til at estimere den maksimale mulige højde af Jordens atmosfære, som 52,000 passim (omkring 49 km, eller 79 km).St. Albert Den Store var den første til at foreslå, at hver dråbe faldende regn havde form af en lille kugle, og at denne form betød, at regnbuen blev produceret af lys, der interagerede med hver regndråbe., Roger Bacon var den første til at beregne regnbuens vinkelstørrelse. Han sagde, at et regnbue-topmøde ikke kan vises højere end 42 grader over horisonten. I slutningen af 13 århundrede og begyndelsen af det 14 århundrede, Kamāl al-Dīn al-Fārisī og Theodoric Freiberg var de første til at give den korrekte forklaringer til den primære regnbue fænomen. Theoderic gik videre og forklarede også den sekundære regnbue. I 1716 foreslog Edmund Halley, at aurorae er forårsaget af “magnetisk effluvia”, der bevæger sig langs jordens magnetfeltlinjer.,

Instrumenter og klassificering scalesEdit

I 1441, Kong Sejong ‘ s søn, Prins Munjong Korea, opfandt den første standardiserede regn sporvidde. Disse blev sendt gennem Joseon-dynastiet i Korea som et officielt redskab til at vurdere jordskatter baseret på en landmands potentielle høst. I 1450 udviklede Leone Battista Alberti et svingende anemometer og blev kendt som det første anemometer., I 1607 konstruerede Galileo Galilei et termoskop. I 1611 skrev Johannes Kepler den første videnskabelige afhandling om snekrystaller: “Strena Seu de Nive se .angula (et nytårsgave af sekskantet sne).”I 1643 opfandt Evangelista Torricelli kviksølvbarometeret. I 1662 opfandt Sir Christopher rainren den mekaniske, selvtømning, tipping bucket rain gauge. I 1714 skabte Gabriel Fahrenheit en pålidelig skala til måling af temperatur med et kviksølv-type termometer., I 1742 foreslog Anders Celsius, en svensk astronom, temperaturskalaen “Celsius”, forgængeren for den nuværende Celsius-skala. I 1783 blev det første hårhygrometer demonstreret af Horace-B .ndicdict de Saussure. I 1802-1803 skrev Luke Ho .ard om ændring af skyer, hvor han tildeler skytyper latinske navne. I 1806 introducerede Francis Beaufort sit system til klassificering af vindhastigheder. Nær slutningen af det 19.århundrede blev de første skyatlaser offentliggjort, inklusive International Cloud Atlas, som har været på tryk lige siden., April 1960 lanceringen af den første succesfulde vejrsatellit, TIROS-1, markerede begyndelsen på den alder, hvor vejrinformation blev tilgængelig globalt.

atmosfærisk sammensætning undersøgedit

i 1648 genopdagede Blaise Pascal, at atmosfæretrykket falder med højden og udledte, at der er et vakuum over atmosfæren. I 1738 offentliggjorde Daniel Bernoulli Hydrodynamics, indledte den kinetiske teori om gasser og etablerede de grundlæggende love for teorien om gasser., I 1761 opdagede Joseph Black, at is absorberer varme uden at ændre temperaturen ved smeltning. I 1772 opdagede Blacks studerende Daniel Rutherford nitrogen, som han kaldte phlogisticated air, og sammen udviklede de phlogiston-teorien. I 1777 opdagede Antoine Lavoisier ilt og udviklede en forklaring på forbrænding. I 1783, i Lavoisier ‘ s essay “Reflexions sur le phlogistique,” han misbilliger de phlogiston-teorien, og foreslår en kalorie-teorien., I 1804 bemærkede Sir John Leslie, at en mat sort overflade udstråler varme mere effektivt end en poleret overflade, hvilket antyder vigtigheden af sort-kropsstråling. I 1808 forsvarede John Dalton kaloriteori i et nyt Kemisystem og beskrev, hvordan det kombineres med stof, især gasser; han foreslog, at gasens varmekapacitet varierer omvendt med atomvægt., I 1824, Sadi Carnot analyseret effektiviteten af dampmaskiner ved hjælp af kaloriefattige teori; han udviklede begrebet en reversibel proces, og i postulere, at noget sådant findes i naturen, lagde grundlaget for den anden lov om termodynamik.

Forskning i cykloner og luft flowEdit

i 1494 oplevede Christopher Columbus en tropisk cyklon, hvilket førte til den første skriftlige Europæiske beretning om en orkan. I 1686 fremlagde Edmund Halley en systematisk undersøgelse af passatvind og monsuner og identificerede solvarme som årsag til atmosfæriske bevægelser. I 1735 blev en ideel forklaring på global cirkulation gennem undersøgelse af passatvindene skrevet af George Hadley., I 1743, da Benjamin Franklin blev forhindret i at se en måneformørkelse af en orkan, besluttede han, at cykloner bevæger sig i modsætning til vindene i deres periferi. At forstå kinematikken af, hvordan Jordens rotation præcist påvirker luftstrømmen, var først delvis. Gaspard-Gustave Coriolis offentliggjort et papir i 1835 om energi udbytte af maskiner med roterende dele, såsom vandhjul. I 1856 foreslog Williamilliam Ferrel eksistensen af en cirkulationscelle i midten af breddegraderne, og luften inden i afbøjes af corioliskraften, hvilket resulterede i de fremherskende vestlige vinde., Sent i det 19. århundrede, bevægelsen af luftmasser langs isobarer blev forstået at være resultatet af den store interaktion mellem trykgradientkraften og afbøjningskraften. I 1912 blev denne afbøjningskraft navngivet Coriolis-effekten. Lige efter Første Verdenskrig udviklede en gruppe meteorologer i Norge ledet af Vilhelm Bjerknes den norske cyklonmodel, der forklarer genereringen, intensiveringen og det ultimative forfald (livscyklussen) af cykloner i mellembreddegrad og introducerede ideen om fronter, det vil sige skarpt definerede grænser mellem luftmasser., Gruppen omfattede Carl-Gustaf Rossby (som var den første til at forklare den store atmosfæriske strøm med hensyn til væskedynamik), Tor Bergeron (der først bestemte, hvordan regnformer) og Jacob Bjerknes.

Observation netværk og vejr forecastingEdit

i slutningen af det 16.århundrede og første halvdel af det 17. århundrede blev der opfundet en række meteorologiske instrumenter – termometer, barometer, hydrometer samt vind-og regnmålere. I 1650 ‘ erne begyndte naturfilosoffer at bruge disse instrumenter til systematisk at registrere vejrobservationer., Videnskabelige akademier etablerede vejr dagbøger og organiserede observationsnetværk. I 1654, Ferdinando II de Medici, som etablerede den første vejr observere netværk, som bestod af meteorologiske stationer i Firenze, Cutigliano, Vallombrosa, Bologna, Parma, Milano, Innsbruck, Osnabrück, Paris og Warszawa. De indsamlede data blev sendt til Firen .e med regelmæssige tidsintervaller. I 1660 ‘ erne Robert Hooke af Royal Society of London sponsoreret netværk af vejr observatører. Hippokrates ‘ afhandling Airs, farvande, og steder havde knyttet vejret til sygdom., Således forsøgte tidlige meteorologer at korrelere vejrmønstre med epidemiske udbrud og klimaet med folkesundheden.

i en alder af oplysningstiden meteorologi forsøgt at rationalisere traditionelle vejr lore, herunder astrologiske meteorologi. Men der var også forsøg på at etablere en teoretisk forståelse af vejrfænomener. Edmond Halley og George Hadley forsøgt at forklare Passat vind. De begrundede, at den stigende masse af opvarmet ækvatorluft erstattes af en tilstrømning af køligere luft fra høje breddegrader., En strøm af varm luft i høj højde fra ækvator til poler etablerede igen et tidligt billede af cirkulationen. Frustration over manglen på disciplin blandt vejrobservatører og instrumenternes dårlige kvalitet fik de tidlige moderne nationalstater til at organisere store observationsnetværk. I slutningen af det 18.århundrede havde meteorologer således adgang til store mængder pålidelige vejrdata. I 1832 blev en elektromagnetisk telegraf skabt af Baron Schilling., Ankomsten af den elektriske telegraf i 1837 gav for første gang en praktisk metode til hurtigt at indsamle overfladevejrobservationer fra et bredt område.

disse data kunne bruges til at fremstille kort over atmosfærens tilstand for en region nær jordens overflade og til at studere, hvordan disse tilstande udviklede sig gennem tiden. At lave hyppige vejrudsigter baseret på disse data krævede et pålideligt netværk af observationer, men det var først i 1849, at Smithsonian Institution begyndte at etablere et observationsnetværk i hele USA under ledelse af Joseph Henry., Lignende observationsnetværk blev etableret i Europa på dette tidspunkt. Reverend Williamilliam Clement Ley var nøglen til forståelse af cirrus skyer og tidlige forståelser af jetstrømme. Charles Kenneth Mackinnon Douglas, kendt som’ CKM ‘Douglas læse Ley’ s papirer efter hans død og transporteres på den tidlige undersøgelse af vejrsystemer.Forskere fra det nittende århundrede i meteorologi blev trukket fra militær eller medicinsk baggrund, snarere end uddannet som dedikerede forskere., I 1854 udpegede Det Forenede Kongeriges regering Robert Fit .roy til det nye kontor for meteorologisk Statist til Handelsrådet med det formål at indsamle vejrobservationer til søs. FitzRoy ‘ s kontor blev det Forenede Kongerige Meteorologiske Kontor i 1854, den anden ældste nationale meteorologiske tjeneste i verden (den Centrale Institution for Meteorologi og Geodynamics (ZAMG) i Østrig blev grundlagt i 1851, og er den ældste vejr i verden). De første daglige vejrudsigter fra Fit .roys kontor blev offentliggjort i avisen Times i 1860., Året efter blev der indført et system med hejsning af stormvarslingskegler i de vigtigste havne, når der var forventet en storm.

i løbet af de næste 50 år etablerede mange lande nationale meteorologiske tjenester. Indien meteorologiske afdeling (1875) blev oprettet for at følge tropisk cyklon og monsun. Det finske Meteorologiske Centralkontor (1881) blev dannet fra en del af Magnetic Observatory fra Helsinki University. Japans Tokyo Meteorological Observatory, forløberen for Japan Meteorological Agency, begyndte at konstruere overflade vejrkort i 1883., United States Weathereather Bureau (1890) blev oprettet under det amerikanske landbrugsministerium. Det australske Bureau of Meteorology (1906) blev oprettet ved en Meteorologilov for at forene eksisterende statslige meteorologiske tjenester.

numerisk vejrforudsigelserediger

i 1904, norske videnskabsmand Vilhelm Bjerknes første argumenterede i sit papir vejrudsigter som et Problem i mekanik og fysik, at det bør være muligt at forudsige vejret fra beregninger baseret på naturlige love.det var først senere i det 20. århundrede, at fremskridt i forståelsen af atmosfærisk fysik førte til grundlaget for moderne numerisk vejrudsigt. I 1922 offentliggjorde Le ,is Fry Richardson “Weathereather Prediction By Numerical Process” efter at have fundet noter og afledninger, han arbejdede på som ambulancechauffør i Første Verdenskrig., Han beskrev, hvordan små vilkår i prognostisk fluid dynamik ligninger, der styrer atmosfærisk Flo.kunne blive forsømt, og en numerisk beregning ordning, der kunne være udtænkt til at tillade forudsigelser. Richardson forestillede sig et stort auditorium med tusinder af mennesker, der udførte beregningerne. Imidlertid, det store antal krævede beregninger var for stort til at gennemføre uden elektroniske computere, og størrelsen på nettet og tidstrin, der blev brugt i beregningerne, førte til urealistiske resultater. Selvom numerisk analyse senere fandt, at dette skyldtes numerisk ustabilitet.,

fra 1950 ‘ erne blev numeriske prognoser med computere gennemførlige. De første vejrudsigter afledt på denne måde brugte barotropiske (single-vertical-level) modeller og kunne med succes forudsige den store bevægelse af midlatitude Rossby bølger, det vil sige mønsteret af atmosfæriske lav og højder. I 1959 modtog Det Britiske meteorologiske Kontor sin første computer, en Ferranti Mercury.

i 1960 ‘ erne blev atmosfærens kaotiske natur først observeret og matematisk beskrevet af Ed .ard Loren., der grundlagde kaosteoriområdet., Disse fremskridt har ført til den nuværende brug af ensembleprognoser i de fleste større prognosecentre for at tage højde for usikkerhed som følge af atmosfærens kaotiske natur. Matematiske modeller, der bruges til at forudsige jordens langsigtede vejr (klimamodeller), er blevet udviklet, der har en opløsning i dag, der er lige så Grove som de ældre vejrforudsigelsesmodeller. Disse klimamodeller bruges til at undersøge langsigtede klimaskift, såsom hvilke virkninger der kan være forårsaget af menneskelig udledning af drivhusgasser.