la capacidad de predecir lluvias e inundaciones basadas en ciclos anuales fue evidentemente utilizada por los humanos al menos desde el momento del asentamiento agrícola si no antes. Los primeros enfoques para predecir el clima se basaban en la astrología y eran practicados por sacerdotes. Las inscripciones cuneiformes en las tablillas babilónicas incluían asociaciones entre el trueno y la lluvia. Los caldeos diferenciaron los halos de 22° y 46°.
Los Antiguos Upanishads Indios contienen menciones de nubes y estaciones., El Samaveda menciona sacrificios que deben realizarse cuando se notan ciertos fenómenos. La obra clásica de Varāhamihira, Brihatsamhita, escrita alrededor del año 500 DC, proporciona evidencia de la observación del tiempo.
En 350 AC, Aristóteles escribió Meteorología. Aristóteles es considerado el fundador de la meteorología. Uno de los logros más impresionantes descritos en la meteorología es la descripción de lo que ahora se conoce como el ciclo hidrológico.,
el libro de Mundo (compuesto antes de 250 AC o entre 350 y 200 AC) señaló:
si el cuerpo parpadeante se prende fuego y se precipita violentamente a la Tierra se llama un rayo; si es solo la mitad del fuego, pero también violento y masivo, se llama un meteoro; si está completamente libre de fuego, se llama un rayo humeante. A todos se les llama «pernos de abalanzamiento» porque se abalanzan sobre la Tierra. Los relámpagos a veces son humeantes, y luego se les llama «relámpagos ardientes»; a veces se lanzan rápidamente, y luego se dice que son vívidos., En otras ocasiones, viaja en líneas torcidas, y se llama relámpago bifurcado. Cuando se abalanza sobre algún objeto se le llama ‘rayo abalanzador’.
El científico griego Teofrasto compiló un libro sobre el pronóstico del tiempo, llamado El Libro de los signos. El trabajo de Teofrasto siguió siendo una influencia dominante en el estudio del tiempo y en el pronóstico del tiempo durante casi 2.000 años. En 25 DC, Pomponio Mela, un geógrafo del Imperio Romano, formalizó el sistema de zonas climáticas., Según Toufic Fahd, alrededor del siglo IX, al-Dinawari escribió El Kitab Al-Nabat (Libro de las plantas), en el que se ocupa de la aplicación de la meteorología a la agricultura durante la revolución agrícola musulmana. Describe el carácter meteorológico del cielo, los planetas y constelaciones, el sol y la luna, las fases lunares que indican las estaciones y la lluvia, el anwa (cuerpos celestes de lluvia), y los fenómenos atmosféricos como vientos, truenos, relámpagos, nieve, inundaciones, valles, ríos, lagos.,
los primeros intentos de predecir el clima a menudo estaban relacionados con la profecía y la adivinación, y a veces se basaban en ideas astrológicas. El almirante FitzRoy trató de separar los enfoques científicos de los proféticos.
investigación de fenómenos atmosféricos visualeseditar
Crepúsculo en Baker Beach
Ptolomeo escribió sobre la refracción atmosférica de la luz en el contexto de las observaciones astronómicas., EN 1021, Alhazen mostró que la refracción atmosférica también es responsable del crepúsculo; estimó que el crepúsculo comienza cuando el sol está a 19 grados por debajo del horizonte, y también utilizó una determinación geométrica basada en esto para estimar la altura máxima posible de la atmósfera de la Tierra como 52,000 passim (aproximadamente 49 millas, o 79 km).
San Alberto magno fue el primero en proponer que cada gota de lluvia que cae tenía la forma de una pequeña esfera, y que esta forma significaba que el arco iris fue producido por la interacción de la luz con cada gota de lluvia., Roger Bacon fue el PRIMERO en calcular el tamaño angular del arco iris. Afirmó que una cumbre del arco iris no puede aparecer a más de 42 grados sobre el horizonte. A finales del siglo XIII y principios del XIV, Kamāl al-Dīn al-Fārisī y Teodorico de Freiberg fueron los primeros en dar las explicaciones correctas para el fenómeno del arco iris primario. Teodorico fue más allá y también explicó el arco iris secundario. En 1716, Edmund Halley sugirió que las auroras son causadas por» efluvios magnéticos » que se mueven a lo largo de las líneas del campo magnético de la Tierra.,
instrumentos y escalas de clasificaciónedit
un anemómetro de Copa hemisférica
en 1441, el Hijo del Rey Sejong, el Príncipe Munjong de Corea, inventó el primer pluviómetro estandarizado. Estos fueron enviados a lo largo de la dinastía Joseon De Corea como una herramienta oficial para evaluar los impuestos sobre la tierra basados en la cosecha potencial de un agricultor. En 1450, Leone Battista Alberti desarrolló un anemómetro de placas oscilantes, y fue conocido como el primer anemómetro., En 1607, Galileo Galilei construyó un termoscopio. En 1611, Johannes Kepler escribió el primer tratado científico sobre cristales de nieve: «Strena Seu de Nive Sexangula (un regalo de Año Nuevo de nieve Hexagonal). En 1643, Evangelista Torricelli inventó el barómetro de mercurio. En 1662, Sir Christopher Wren inventó el pluviómetro mecánico, auto-vaciado y basculante. En 1714, Gabriel Fahrenheit creó una escala confiable para medir la temperatura con un termómetro de mercurio., En 1742, Anders Celsius, un astrónomo Sueco, propuso la escala de temperatura» centígrada», la predecesora de la actual escala Celsius. En 1783, el primer higrómetro de pelo fue demostrado por Horace-Bénédict de Saussure. En 1802-1803, Luke Howard escribió sobre la modificación de las nubes, en la que asigna nombres latinos a tipos de nubes. En 1806, Francis Beaufort introdujo su sistema para clasificar las velocidades del viento. A finales del siglo XIX se publicaron los primeros Atlas de nubes, incluido el Atlas Internacional de nubes, que se ha mantenido impreso desde entonces., El lanzamiento en abril de 1960 del primer satélite meteorológico exitoso, TIROS-1, marcó el comienzo de la era en la que la información meteorológica estaba disponible a nivel mundial.
investigación de la composición Atmosféricaeditar
en 1648, Blaise Pascal redescubrió que la presión atmosférica disminuye con la altura, y dedujo que hay un vacío por encima de la atmósfera. En 1738, Daniel Bernoulli publicó la hidrodinámica, iniciando la teoría cinética de los gases y estableciendo las leyes básicas para la teoría de los gases., En 1761, Joseph Black descubrió que el hielo absorbe el calor sin cambiar su temperatura al derretirse. En 1772, el estudiante de Black, Daniel Rutherford, descubrió el nitrógeno, al que llamó aire flogístico, y juntos desarrollaron la teoría del flogisto. En 1777, Antoine Lavoisier descubrió el oxígeno y desarrolló una explicación para la combustión. En 1783, en el ensayo de Lavoisier «Reflexions sur le phlogistique», desaprueba la teoría del flogisto y propone una teoría calórica., En 1804, Sir John Leslie observó que una superficie negra mate irradia calor de manera más efectiva que una superficie pulida, lo que sugiere la importancia de la radiación del cuerpo negro. En 1808, John Dalton defendió la teoría calórica en un nuevo sistema de química y describió cómo se combina con la materia, especialmente los gases; propuso que la capacidad calórica de los gases varía inversamente con el peso atómico., En 1824, Sadi Carnot analizó la eficiencia de las máquinas de vapor utilizando la teoría calórica; desarrolló la noción de un proceso reversible y, al postular que no existe tal cosa en la naturaleza, sentó las bases para la segunda ley de la termodinámica.
investigación sobre ciclones y flujo de aire.
circulación General de la atmósfera terrestre: los vientos del oeste y los vientos alisios forman parte de la circulación atmosférica de la Tierra.,
en 1494, Cristóbal Colón experimentó un ciclón tropical, que llevó a la primera cuenta Europea escrita de un huracán. En 1686, Edmund Halley presentó un estudio sistemático de los vientos alisios y los monzones e identificó el calentamiento solar como la causa de los movimientos atmosféricos. En 1735, una explicación ideal de la circulación global a través del estudio de los vientos alisios fue escrita por George Hadley., En 1743, cuando un huracán impidió a Benjamin Franklin ver un eclipse lunar, decidió que los ciclones se movían de manera contraria a los vientos en su periferia. La comprensión de la cinemática de cómo exactamente la rotación de la Tierra afecta el flujo de aire fue parcial al principio. Gaspard-Gustave Coriolis publicó un artículo en 1835 sobre el rendimiento energético de las máquinas con piezas giratorias, como las ruedas hidráulicas. En 1856, William Ferrel propuso la existencia de una célula de circulación en las latitudes medias, y el aire interior desviado por la fuerza de Coriolis dando lugar a los vientos predominantes del Oeste., A finales del siglo XIX, el movimiento de las masas de aire a lo largo de las isobaras se entendía como el resultado de la interacción a gran escala de la fuerza del gradiente de presión y la fuerza de desviación. En 1912, esta fuerza de desviación fue llamada el efecto Coriolis. Justo después de la Primera Guerra Mundial, un grupo de meteorólogos en Noruega dirigido por Vilhelm Bjerknes desarrolló el modelo de ciclones noruego que explica la generación, intensificación y desintegración final (el ciclo de vida) de los ciclones de latitud media, e introdujo la idea de frentes, es decir, límites claramente definidos entre las masas de aire., El grupo incluía a Carl-Gustaf Rossby (quien fue el PRIMERO en explicar el flujo atmosférico a gran escala en términos de Dinámica de fluidos), Tor Bergeron (quien primero determinó cómo se forma la lluvia) y Jacob Bjerknes.
redes de Observación y el clima forecastingEdit
Nube de clasificación por la altitud de la ocurrencia
Este «Hyetographic o la Lluvia Mapa del Mundo» fue publicado por primera vez 1848 por Alexander Keith Johnston.,
Este «Hyetographic o de la Lluvia en el Mapa de Europa» también fue publicado en 1848 como parte de «El Atlas».
a finales del siglo XVI y la primera mitad del siglo XVII se inventaron una serie de instrumentos meteorológicos: termómetro, barómetro, hidrómetro, así como medidores de viento y lluvia. En la década de 1650, los filósofos naturales comenzaron a usar estos instrumentos para registrar sistemáticamente las observaciones meteorológicas., Las academias científicas establecieron diarios meteorológicos y organizaron redes de observación. En 1654, Ferdinando II de Medici estableció la primera red de observación meteorológica, que consistía en estaciones meteorológicas en Florencia, Cutigliano, Vallombrosa, Bolonia, Parma, Milán, Innsbruck, Osnabrück, París y Varsovia. Los datos recolectados fueron enviados a Florencia en intervalos regulares de tiempo. En la década de 1660 Robert Hooke de la Royal Society de Londres patrocinó redes de observadores meteorológicos. El Tratado de Hipócrates Aires, aguas y lugares había vinculado el clima con la enfermedad., Así, los primeros meteorólogos intentaron correlacionar los patrones climáticos con los brotes epidémicos, y el clima con la salud pública.
durante la era de la ilustración, la meteorología intentó racionalizar la tradición meteorológica tradicional, incluida la meteorología astrológica. Pero también hubo intentos de establecer una comprensión teórica de los fenómenos meteorológicos. Edmond Halley y George Hadley trataron de explicar los vientos alisios. Razonaron que la masa creciente de aire calentado del ecuador es reemplazada por una entrada de aire más frío de latitudes altas., Un flujo de aire caliente a gran altitud desde el ecuador a los polos a su vez estableció una imagen temprana de la circulación. La frustración por la falta de disciplina entre los observadores del clima, y la mala calidad de los instrumentos, llevó a los primeros estados nacionales modernos a organizar grandes redes de observación. Así, a finales del siglo XVIII, los meteorólogos tenían acceso a grandes cantidades de datos meteorológicos fiables. En 1832, el Barón Schilling creó un telégrafo electromagnético., La llegada del telégrafo eléctrico en 1837 proporcionó, por primera vez, un método práctico para recopilar rápidamente las observaciones meteorológicas de superficie de un área amplia.
estos datos podrían utilizarse para producir mapas del Estado de la atmósfera de una región cercana a la superficie de la Tierra y para estudiar cómo estos estados evolucionaron a través del tiempo. Para hacer pronósticos meteorológicos frecuentes basados en estos datos se requería una red confiable de observaciones, pero no fue hasta 1849 que la Smithsonian Institution comenzó a establecer una red de observación a través de los Estados Unidos bajo el liderazgo de Joseph Henry., En este momento se establecieron redes de observación similares en Europa. El reverendo William Clement Ley fue clave en la comprensión de las nubes cirros y los primeros entendimientos de las corrientes en chorro. Charles Kenneth Mackinnon Douglas, conocido como ‘CKM’ Douglas leyó los documentos de Ley después de su muerte y continuó el estudio temprano de los sistemas meteorológicos.Los investigadores del siglo XIX en meteorología fueron extraídos de antecedentes militares o médicos, en lugar de entrenados como científicos dedicados., En 1854, el Gobierno del Reino Unido nombró a Robert FitzRoy para la nueva oficina de Meteorología Estatal de la Junta de comercio con la tarea de recopilar observaciones meteorológicas en el mar. La oficina de FitzRoy se convirtió en la Oficina Meteorológica del Reino Unido en 1854, el segundo Servicio Meteorológico Nacional más antiguo del mundo (la institución Central de Meteorología y Geodinámica (ZAMG) en Austria fue fundada en 1851 y es el servicio meteorológico más antiguo del mundo). Los primeros pronósticos meteorológicos diarios hechos por la Oficina de FitzRoy fueron publicados en el periódico Times en 1860., Al año siguiente se introdujo un sistema de elevación de conos de advertencia de tormenta en los puertos principales cuando se esperaba un vendaval.
durante los próximos 50 años, muchos países establecieron Servicios Meteorológicos Nacionales. El Departamento Meteorológico de la India (1875) fue establecido para seguir los ciclones tropicales y los monzones. La Oficina Central meteorológica de Finlandia (1881) se formó a partir de una parte del Observatorio magnético de la Universidad de Helsinki. El Observatorio Meteorológico de Tokio de Japón, el precursor de la Agencia Meteorológica de Japón, comenzó a construir mapas meteorológicos de superficie en 1883., La Oficina Meteorológica de los Estados Unidos (1890) fue establecida bajo el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos. The Australian Bureau of Meteorology (1906) was established by a Meteorology Act to unify existing state meteorological services.
meteorológica Numérica predictionEdit
Un meteorólogo en la consola de IBM 7090 en el Conjunto de Predicción Meteorológica Numérica Unidad. C., 1965
en 1904, el científico noruego Vilhelm Bjerknes argumentó por primera vez en su Documento pronóstico del tiempo como un problema en la mecánica y la física que debería ser posible pronosticar el tiempo a partir de cálculos basados en las leyes naturales.
no fue hasta más tarde en el siglo 20 que los avances en la comprensión de la física atmosférica llevaron a la fundación de la predicción meteorológica numérica moderna. En 1922, Lewis Fry Richardson publicó «Weather Prediction By Numerical Process», después de encontrar notas y derivaciones en las que trabajó como conductor de ambulancia en la Primera Guerra Mundial., Describió cómo los términos pequeños en las ecuaciones de Dinámica de fluidos pronósticos que gobiernan el flujo atmosférico podrían ser descuidados, y un esquema de cálculo numérico que podría idearse para permitir las predicciones. Richardson imaginó un gran auditorio con miles de personas realizando los cálculos. Sin embargo, el gran número de cálculos requeridos era demasiado grande para completarse sin computadoras electrónicas, y el tamaño de la cuadrícula y los pasos de tiempo utilizados en los cálculos llevaron a resultados poco realistas. Aunque el análisis numérico más tarde encontró que esto se debía a la inestabilidad numérica.,
a partir de la década de 1950, los pronósticos numéricos con computadoras se hicieron viables. Los primeros pronósticos meteorológicos derivados de esta manera utilizaron modelos barotrópicos (de un solo nivel vertical), y pudieron predecir con éxito el movimiento a gran escala de las ondas Rossby de latitudes medias, es decir, el patrón de mínimos y máximos atmosféricos. En 1959, la Oficina Meteorológica del Reino Unido recibió su primer ordenador, un Ferranti Mercury.
en la década de 1960, la naturaleza caótica de la atmósfera fue observada y descrita matemáticamente por Edward Lorenz, fundando el campo de la teoría del caos., Estos avances han llevado al uso actual del Pronóstico de conjuntos en la mayoría de los principales centros de pronóstico, para tener en cuenta la incertidumbre derivada de la naturaleza caótica de la atmósfera. Se han desarrollado modelos matemáticos utilizados para predecir el clima a largo plazo de la Tierra (modelos climáticos), que hoy en día tienen una resolución tan gruesa como los modelos de predicción meteorológica más antiguos. Estos modelos climáticos se utilizan para investigar los cambios climáticos a largo plazo, como los efectos que podrían causar las emisiones humanas de gases de efecto invernadero.
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