Meteorologia (Italiano)

La capacità di prevedere piogge e inondazioni in base ai cicli annuali è stata evidentemente utilizzata dagli esseri umani almeno dal momento dell’insediamento agricolo se non prima. I primi approcci alla previsione del tempo erano basati sull’astrologia e erano praticati dai sacerdoti. Iscrizioni cuneiformi su tavolette babilonesi includevano associazioni tra tuono e pioggia. I Caldei hanno differenziato gli aloni 22° e 46°.

Le antiche Upanishad indiane contengono menzioni di nuvole e stagioni., Il Samaveda menziona i sacrifici da eseguire quando sono stati notati determinati fenomeni. L’opera classica di Varāhamihira, Brihatsamhita, scritta intorno al 500 d. C., fornisce prove dell’osservazione meteorologica.

Nel 350 AC, Aristotele scrisse Meteorologia. Aristotele è considerato il fondatore della meteorologia. Uno dei risultati più impressionanti descritti nella Meteorologia è la descrizione di quello che ora è noto come il ciclo idrologico.,

Il libro De Mundo (composto prima del 250 a.C. o tra il 350 e il 200 a. C.) annotava:

Se il corpo lampeggiante viene incendiato e si precipita violentemente sulla Terra si chiama fulmine; se è solo metà di fuoco, ma anche violento e massiccio, si chiama meteora; se è completamente privo di fuoco, si chiama fulmine fumante. Essi sono tutti chiamati ‘picchiata bulloni’ perché piombano sulla Terra. Il fulmine è a volte fumoso, e viene quindi chiamato “fulmine fumante”; a volte si lancia rapidamente e si dice che sia vivido., Altre volte, viaggia in linee storte e viene chiamato fulmine biforcuto. Quando piomba su un oggetto, viene chiamato “fulmine in picchiata”.

Lo scienziato greco Teofrasto compilò un libro sulle previsioni meteorologiche, chiamato il Libro dei Segni. Il lavoro di Teofrasto rimase un’influenza dominante nello studio del tempo e nelle previsioni meteorologiche per quasi 2.000 anni. Nel 25 DC, Pomponio Mela, un geografo per l’Impero romano, formalizzò il sistema di zone climatiche., Secondo Toufic Fahd, intorno al 9 ° secolo, Al-Dinawari scrisse il Kitab al-Nabat (Libro delle piante), in cui si occupa dell’applicazione della meteorologia all’agricoltura durante la rivoluzione agricola musulmana. Descrive il carattere meteorologico del cielo, i pianeti e le costellazioni, il sole e la luna, le fasi lunari che indicano stagioni e pioggia, gli anwa (corpi celesti di pioggia) e fenomeni atmosferici come venti, tuoni, fulmini, neve, inondazioni, valli, fiumi, laghi.,

I primi tentativi di predire il tempo erano spesso legati alla profezia e alla divinazione, e talvolta erano basati su idee astrologiche. L’ammiraglio FitzRoy cercò di separare gli approcci scientifici da quelli profetici.

la Ricerca di visual atmosferica phenomenaEdit

Tolomeo scrisse sul atmosferica rifrazione della luce nel contesto delle osservazioni astronomiche., Nel 1021, Alhazen mostrò che la rifrazione atmosferica è anche responsabile del crepuscolo; stimò che il crepuscolo inizia quando il sole è 19 gradi sotto l’orizzonte, e usò anche una determinazione geometrica basata su questo per stimare l’altezza massima possibile dell’atmosfera terrestre come 52.000 passim (circa 49 miglia, o 79 km).

Sant’Alberto Magno fu il primo a proporre che ogni goccia di pioggia cadente avesse la forma di una piccola sfera, e che questa forma significasse che l’arcobaleno fosse prodotto dalla luce che interagiva con ogni goccia di pioggia., Roger Bacon fu il primo a calcolare la dimensione angolare dell’arcobaleno. Ha dichiarato che un vertice arcobaleno non può apparire superiore a 42 gradi sopra l’orizzonte. Alla fine del XIII secolo e all’inizio del xiv secolo, Kamāl al-Dīn al-Fārisī e Teodorico di Freiberg furono i primi a dare le spiegazioni corrette per il fenomeno primario dell’arcobaleno. Teodorico andò oltre e spiegò anche l’arcobaleno secondario. Nel 1716, Edmund Halley suggerì che le aurore fossero causate da “effluvie magnetiche” che si muovevano lungo le linee del campo magnetico terrestre.,

Strumenti e classificazione scalesEdit

Nel 1441, il Re Sejong il figlio, il Principe Munjong di Corea, ha inventato il primo standardizzate pluviometro. Questi furono inviati durante la dinastia Joseon della Corea come strumento ufficiale per valutare le tasse fondiarie basate sul potenziale raccolto di un contadino. Nel 1450, Leone Battista Alberti sviluppò un anemometro a piastra oscillante, ed era conosciuto come il primo anemometro., Nel 1607, Galileo Galilei costruì un termoscopio. Nel 1611, Johannes Kepler scrisse il primo trattato scientifico sui cristalli di neve: “Strena Seu de Nive Sexangula (Un regalo di Capodanno di neve esagonale).”Nel 1643 Evangelista Torricelli inventò il barometro a mercurio. Nel 1662, Sir Christopher Wren inventò il pluviometro meccanico, auto-svuotante e ribaltabile. Nel 1714, Gabriel Fahrenheit creò una scala affidabile per misurare la temperatura con un termometro a mercurio., Nel 1742, Anders Celsius, un astronomo svedese, propose la scala di temperatura” centigradi”, il predecessore dell’attuale scala Celsius. Nel 1783, il primo igrometro per capelli fu dimostrato da Horace-Bénédict de Saussure. Nel 1802-1803, Luke Howard scrisse Sulla modifica delle nuvole, in cui assegna i nomi latini dei tipi di nuvole. Nel 1806, Francis Beaufort introdusse il suo sistema per classificare le velocità del vento. Verso la fine del 19 ° secolo sono stati pubblicati i primi atlanti cloud, tra cui l’International Cloud Atlas, che è rimasto in stampa da allora., L’aprile 1960 il lancio del primo satellite meteorologico di successo, TIROS-1, segnò l’inizio dell’era in cui le informazioni meteorologiche divennero disponibili a livello globale.

Ricerca sulla composizione atmosfericamodifica

Nel 1648, Blaise Pascal scoprì che la pressione atmosferica diminuisce con l’altezza e dedusse che c’è un vuoto sopra l’atmosfera. Nel 1738, Daniel Bernoulli pubblicò l’idrodinamica, avviando la teoria cinetica dei gas e stabilendo le leggi fondamentali per la teoria dei gas., Nel 1761, Joseph Black scoprì che il ghiaccio assorbe il calore senza cambiare la sua temperatura quando si scioglie. Nel 1772, lo studente di Black Daniel Rutherford scoprì l’azoto, che chiamò aria flogistica, e insieme svilupparono la teoria del flogisto. Nel 1777, Antoine Lavoisier scoprì l’ossigeno e sviluppò una spiegazione per la combustione. Nel 1783, nel saggio di Lavoisier “Reflexions sur le phlogistique”, depreca la teoria del flogistone e propone una teoria calorica., Nel 1804, Sir John Leslie osservò che una superficie nera opaca irradia calore in modo più efficace di una superficie lucida, suggerendo l’importanza della radiazione del corpo nero. Nel 1808, John Dalton difese la teoria calorica in Un Nuovo sistema di chimica e descrisse come si combina con la materia, in particolare i gas; propose che la capacità termica dei gas varia inversamente con il peso atomico., Nel 1824, Sadi Carnot analizzò l’efficienza dei motori a vapore usando la teoria calorica; sviluppò la nozione di un processo reversibile e, postulando che non esiste una cosa del genere in natura, pose le basi per la seconda legge della termodinamica.

Ricerca sui cicloni e sul flusso d’ariamodifica

Nel 1494, Cristoforo Colombo sperimentò un ciclone tropicale, che portò al primo resoconto scritto europeo di un uragano. Nel 1686, Edmund Halley presentò uno studio sistematico degli alisei e dei monsoni e identificò il riscaldamento solare come causa dei moti atmosferici. Nel 1735, una spiegazione ideale della circolazione globale attraverso lo studio degli alisei fu scritta da George Hadley., Nel 1743, quando Benjamin Franklin fu impedito di vedere un’eclissi lunare da un uragano, decise che i cicloni si muovevano in modo contrario ai venti alla loro periferia. Comprendere la cinematica di come esattamente la rotazione della Terra influenza il flusso d’aria era parziale in un primo momento. Gaspard-Gustave Coriolis pubblicò un articolo nel 1835 sulla resa energetica delle macchine con parti rotanti, come le ruote idrauliche. Nel 1856, William Ferrel propose l’esistenza di una cella di circolazione nelle medie latitudini, e l’aria all’interno deviata dalla forza di Coriolis con conseguente venti occidentali prevalenti., Alla fine del 19 ° secolo, il movimento delle masse d’aria lungo le isobare era inteso come il risultato dell’interazione su larga scala della forza del gradiente di pressione e della forza di deflessione. Nel 1912, questa forza di deflessione fu chiamata effetto Coriolis. Subito dopo la prima guerra mondiale, un gruppo di meteorologi in Norvegia guidati da Vilhelm Bjerknes ha sviluppato il modello di ciclone norvegese che spiega la generazione, l’intensificazione e il decadimento finale (il ciclo di vita) dei cicloni a media latitudine e ha introdotto l’idea di fronti, cioè confini nettamente definiti tra le masse d’aria., Il gruppo comprendeva Carl-Gustaf Rossby (che fu il primo a spiegare il flusso atmosferico su larga scala in termini di fluidodinamica), Tor Bergeron (che per primo determinò come si forma la pioggia) e Jacob Bjerknes.

Osservazione reti e meteo forecastingEdit

Alla fine del 16 ° secolo e nella prima metà del 17 ° secolo fu inventata una serie di strumenti meteorologici: il termometro, il barometro, l’idrometro e gli indicatori del vento e della pioggia. Nel 1650 filosofi naturali iniziato a utilizzare questi strumenti per registrare sistematicamente osservazioni meteorologiche., Le accademie scientifiche istituirono diari meteorologici e organizzarono reti di osservazione. Nel 1654 Ferdinando II de Medici istituì la prima rete di osservazione meteorologica, costituita da stazioni meteorologiche a Firenze, Cutigliano, Vallombrosa, Bologna, Parma, Milano, Innsbruck, Osnabrück, Parigi e Varsavia. I dati raccolti sono stati inviati a Firenze a intervalli di tempo regolari. Nel 1660 Robert Hooke della Royal Society di Londra sponsorizzò reti di osservatori meteorologici. Il trattato di Ippocrate Arie, acque e luoghi aveva collegato il tempo alle malattie., Così i primi meteorologi hanno tentato di correlare i modelli meteorologici con le epidemie e il clima con la salute pubblica.

Durante l’età dell’illuminismo la meteorologia ha cercato di razionalizzare le tradizioni meteorologiche tradizionali, inclusa la meteorologia astrologica. Ma ci sono stati anche tentativi di stabilire una comprensione teorica dei fenomeni meteorologici. Edmond Halley e George Hadley hanno cercato di spiegare gli alisei. Hanno ragionato che la massa crescente di aria riscaldata dell’equatore è sostituita da un afflusso di aria più fredda dalle alte latitudini., Un flusso di aria calda ad alta quota dall’equatore ai poli a sua volta ha stabilito un quadro precoce della circolazione. La frustrazione per la mancanza di disciplina tra gli osservatori meteorologici e la scarsa qualità degli strumenti, ha portato i primi stati nazionali moderni a organizzare grandi reti di osservazione. Così entro la fine del 18 ° secolo, i meteorologi avevano accesso a grandi quantità di dati meteorologici affidabili. Nel 1832, un telegrafo elettromagnetico fu creato dal barone Schilling., L’arrivo del telegrafo elettrico nel 1837 offrì, per la prima volta, un metodo pratico per raccogliere rapidamente osservazioni meteorologiche di superficie da una vasta area.

Questi dati potrebbero essere utilizzati per produrre mappe dello stato dell’atmosfera per una regione vicino alla superficie terrestre e per studiare come questi stati si sono evoluti nel tempo. Fare previsioni meteorologiche frequenti basate su questi dati richiedeva una rete affidabile di osservazioni, ma non fu fino al 1849 che la Smithsonian Institution iniziò a stabilire una rete di osservazione attraverso gli Stati Uniti sotto la guida di Joseph Henry., Reti di osservazione simili sono state istituite in Europa in questo momento. Il reverendo William Clement Ley era la chiave nella comprensione dei cirri e delle prime comprensioni dei flussi a getto. Charles Kenneth Mackinnon Douglas, noto come ‘ CKM ‘ Douglas ha letto i documenti di Ley dopo la sua morte e portato avanti lo studio precoce dei sistemi meteorologici.I ricercatori del diciannovesimo secolo in meteorologia sono stati disegnati da ambienti militari o medici, piuttosto che addestrati come scienziati dedicati., Nel 1854, il governo del Regno Unito nominò Robert FitzRoy al nuovo office of Meteorological Statist del Board of Trade con il compito di raccogliere osservazioni meteorologiche in mare. L’ufficio di FitzRoy divenne l’Ufficio meteorologico del Regno Unito nel 1854, il secondo servizio meteorologico nazionale più antico del mondo (l’Istituzione centrale per la meteorologia e la geodinamica (ZAMG) in Austria è stata fondata nel 1851 ed è il servizio meteorologico più antico del mondo). Le prime previsioni meteorologiche giornaliere fatte dall’ufficio di FitzRoy furono pubblicate sul quotidiano Times nel 1860., L’anno successivo è stato introdotto un sistema di sollevamento di coni di avviso di tempesta nei porti principali quando era prevista una burrasca.

Nel corso dei prossimi 50 anni, molti paesi hanno istituito servizi meteorologici nazionali. Il Dipartimento meteorologico dell’India (1875) è stato istituito per seguire il ciclone tropicale e il monsone. L’Ufficio Centrale meteorologico finlandese (1881) è stato formato da parte dell’Osservatorio magnetico dell’Università di Helsinki. L’Osservatorio Meteorologico giapponese di Tokyo, precursore della Japan Meteorological Agency, iniziò a costruire mappe meteorologiche di superficie nel 1883., L’Ufficio meteorologico degli Stati Uniti (1890) è stato istituito sotto il Dipartimento dell’Agricoltura degli Stati Uniti. L’Australian Bureau of Meteorology (1906) è stato istituito da un Meteorology Act per unificare i servizi meteorologici statali esistenti.

Previsioni meteorologiche numerichemodifica

Nel 1904, lo scienziato norvegese Vilhelm Bjerknes sostenne per la prima volta nel suo articolo Weather Forecasting come un problema in Meccanica e Fisica che dovrebbe essere possibile prevedere il tempo da calcoli basati su leggi naturali.

Non è stato fino a più tardi nel 20 ° secolo che i progressi nella comprensione della fisica atmosferica hanno portato alla fondazione della moderna previsione meteorologica numerica. Nel 1922, Lewis Fry Richardson pubblicò “Weather Prediction By Numerical Process”, dopo aver trovato note e derivazioni su cui lavorò come autista di ambulanze nella prima guerra mondiale., Ha descritto come piccoli termini nelle equazioni prognostiche fluidodinamiche che governano il flusso atmosferico potrebbero essere trascurati e uno schema di calcolo numerico che potrebbe essere ideato per consentire le previsioni. Richardson immaginava un grande auditorium di migliaia di persone che eseguivano i calcoli. Tuttavia, il numero di calcoli necessari era troppo grande per essere completato senza computer elettronici, e la dimensione della griglia e dei passaggi temporali utilizzati nei calcoli ha portato a risultati irrealistici. Sebbene l’analisi numerica in seguito abbia scoperto che ciò era dovuto all’instabilità numerica.,

A partire dal 1950, le previsioni numeriche con i computer divennero fattibili. Le prime previsioni meteorologiche derivate in questo modo utilizzavano modelli barotropici (a livello singolo verticale) e potevano prevedere con successo il movimento su larga scala delle onde di Rossby midlatitude, cioè il modello di minimi e massimi atmosferici. Nel 1959, l’Ufficio meteorologico britannico ricevette il suo primo computer, un Ferranti Mercury.

Nel 1960, la natura caotica dell’atmosfera fu osservata per la prima volta e descritta matematicamente da Edward Lorenz, fondando il campo della teoria del caos., Questi progressi hanno portato all’uso corrente della previsione d’insieme nella maggior parte dei principali centri di previsione, per tenere conto dell’incertezza derivante dalla natura caotica dell’atmosfera. Sono stati sviluppati modelli matematici utilizzati per prevedere il tempo a lungo termine della Terra (modelli climatici) che hanno una risoluzione oggi grossolana come i vecchi modelli di previsione meteorologica. Questi modelli climatici sono utilizzati per studiare i cambiamenti climatici a lungo termine, ad esempio quali effetti potrebbero essere causati dall’emissione umana di gas serra.