het vermogen om regen en overstromingen te voorspellen op basis van jaarlijkse cycli werd blijkbaar gebruikt door mensen ten minste vanaf het tijdstip van de agrarische nederzetting, zo niet eerder. Vroege benaderingen van het voorspellen van het weer waren gebaseerd op astrologie en werden beoefend door priesters. Inscripties in spijkerschrift op Babylonische tabletten bevatten associaties tussen donder en regen. De Chaldeeërs onderscheidden de 22° en 46° halo ‘ s.
Oude Indische Upanishads bevatten vermeldingen van wolken en seizoenen., De Samaveda noemt offers die moeten worden uitgevoerd wanneer bepaalde verschijnselen werden opgemerkt. Varāhamihira ‘ s klassieke werk Brihatsamhita, geschreven rond 500 N. Chr., levert bewijs van weerobservatie.in 350 v. Chr. schreef Aristoteles meteorologie. Aristoteles wordt beschouwd als de grondlegger van de meteorologie. Een van de meest indrukwekkende prestaties beschreven in de meteorologie is de beschrijving van wat nu bekend staat als de hydrologische cyclus.,
het boek De Mundo (gecomponeerd voor 250 v.Chr. of tussen 350 en 200 v. Chr.) merkte op:
als het flitsende lichaam in brand wordt gestoken en heftig naar de Aarde raast, wordt het een bliksemschicht genoemd; als het slechts de helft van vuur is, maar ook hevig en massief, wordt het een meteoor genoemd; als het volledig vrij is van vuur, wordt het een rokende bout genoemd. Ze worden allemaal ‘swooping bouten’ genoemd omdat ze neerduiken op de aarde. Bliksem is soms rokerig, en wordt dan genoemd ‘smeulende bliksem”; soms schiet snel mee, en wordt dan gezegd dat levendig., Op andere momenten, het reist in kromme lijnen, en wordt gevorkte bliksem genoemd. Wanneer het op een object neerduikt, wordt het ‘swooping lightning’genoemd. de Griekse wetenschapper Theophrastus stelde een boek op over weersvoorspellingen, genaamd Het Boek der tekens. Het werk van Theophrastus bleef een dominante invloed in de studie van het weer en de weersvoorspelling voor bijna 2000 jaar. In 25 N.Chr. formaliseerde Pomponius Mela, een geograaf van het Romeinse Rijk, het klimaatzonesysteem., Volgens Toufic Fahd schreef al-Dinawari rond de 9e eeuw het Kitab al-Nabat (Boek van planten), waarin hij zich bezighoudt met de toepassing van meteorologie op de landbouw tijdens de Islamitische landbouwrevolutie. Hij beschrijft het meteorologische karakter van de hemel, de planeten en sterrenbeelden, de zon en de maan, de maanfasen die seizoenen en regen aangeven, de anwa (hemellichamen van regen), en atmosferische verschijnselen zoals wind, donder, bliksem, sneeuw, overstromingen, valleien, rivieren, meren.,vroege pogingen om het weer te voorspellen waren vaak gerelateerd aan profetie en waarzeggerij, en waren soms gebaseerd op astrologische ideeën. Admiraal FitzRoy probeerde wetenschappelijke benaderingen te scheiden van profetische.
Research of visual atmospheric phenomenaEdit
Twilight at Baker Beach
Ptolemaeus schreef over de atmosferische breking van licht in de context van astronomische waarnemingen., In 1021 toonde Alhazen aan dat atmosferische breking ook verantwoordelijk is voor de schemering; hij schatte dat de schemering begint wanneer de zon 19 graden onder de horizon staat, en gebruikte ook een geometrische bepaling op basis hiervan om de maximaal mogelijke hoogte van de atmosfeer van de aarde te schatten op 52.000 passim (ongeveer 79 km).St. Albert De Grote was de eerste die voorstelde dat elke druppel regen de vorm had van een kleine bol, en dat deze vorm betekende dat de regenboog werd geproduceerd door licht interactie met elke regendruppel., Roger Bacon was de eerste die de hoekgrootte van de regenboog berekende. Hij stelde dat een regenboogtop niet hoger dan 42 graden boven de horizon mag verschijnen. In de late 13e eeuw en vroege 14e eeuw waren Kamal al-Dīn al-Fārisī en Theodorik van Freiberg de eersten die de juiste verklaringen gaven voor het primaire regenboogfenomeen. Theoderic ging verder en legde ook de secundaire Regenboog uit. In 1716 suggereerde Edmund Halley dat poollicht veroorzaakt wordt door “magnetische effluvia” die langs de magnetische veldlijnen van de aarde beweegt.,
Instruments and classification scalesEdit
een hemisferische cup anemometer
In 1441 vond koning Sejong ‘ s zoon, prins Munjong van Korea, de eerste standaard regenmeter. Deze werden verzonden gedurende de Joseon-dynastie van Korea als een officieel instrument om grondbelastingen te beoordelen op basis van de potentiële oogst van een boer. In 1450 ontwikkelde Leone Battista Alberti een swinging-plate anemometer, en stond bekend als de eerste anemometer., In 1607 bouwde Galileo Galilei een thermoscoop. In 1611 schreef Johannes Kepler de eerste wetenschappelijke verhandeling over sneeuwkristallen: “Strena Seu de Nive Sexangula (een nieuwjaarsgeschenk van zeshoekige sneeuw). In 1643 vond Evangelista Torricelli de kwikbarometer uit. In 1662 vond Sir Christopher Wren de mechanische, zelf-legende, kiepende emmer regenmeter uit. In 1714 creëerde Gabriel Fahrenheit een betrouwbare schaal voor het meten van de temperatuur met een kwik-type thermometer., In 1742 stelde Anders Celsius, een Zweedse astronoom, de “Celsius” temperatuurschaal voor, de voorloper van de huidige Celsius schaal. In 1783 werd de eerste haarhygrometer gedemonstreerd door Horace-Bénédict de Saussure. In 1802-1803 schreef Luke Howard over de modificatie van wolken, waarin hij wolktypen Latijnse namen toewijst. In 1806 introduceerde Francis Beaufort zijn systeem voor het classificeren van windsnelheden. Tegen het einde van de 19e eeuw werden de eerste wolkenatlassen gepubliceerd, waaronder de International Cloud Atlas, die sindsdien in druk is gebleven., De lancering in april 1960 van de eerste succesvolle Weersatelliet, TIROS-1, markeerde het begin van het tijdperk waarin weersinformatie wereldwijd beschikbaar kwam.in 1648 ontdekte Blaise Pascal dat de atmosferische druk afneemt met de hoogte, en leidde hij af dat er een vacuüm boven de atmosfeer is. In 1738 publiceerde Daniel Bernoulli hydrodynamica, waarin hij de kinetische theorie van gassen initieerde en de basiswetten voor de gasentheorie vaststelde., In 1761 ontdekte Joseph Black dat ijs warmte absorbeert zonder de temperatuur te veranderen bij het smelten. In 1772 ontdekte Black ‘ s student Daniel Rutherford stikstof, die hij phlogisticated air noemde, en samen ontwikkelden ze de phlogiston theorie. In 1777 ontdekte Antoine Lavoisier zuurstof en ontwikkelde een verklaring voor verbranding. In 1783, in Lavoisier ‘ s essay “Reflexions sur le phlogistique,” hij verwerpt de phlogiston theorie en stelt een calorische theorie., In 1804 merkte Sir John Leslie op dat een matzwart oppervlak beter warmte uitstraalt dan een gepolijst oppervlak. In 1808 verdedigde John Dalton de calorietheorie in een nieuw scheikundig systeem en beschreef hoe deze combineert met materie, vooral gassen; hij stelde voor dat de warmtecapaciteit van gassen omgekeerd varieert met het atoomgewicht., In 1824 analyseerde Sadi Carnot de efficiëntie van stoommachines met behulp van de calorische theorie; hij ontwikkelde de notie van een omkeerbaar proces en, door te stellen dat zoiets niet bestaat in de natuur, legde hij de basis voor de tweede wet van de thermodynamica.
onderzoek naar cyclonen en luchtstroming
algemene circulatie van de atmosfeer van de aarde: de westerlies en passaatwinden maken deel uit van de atmosferische circulatie van de aarde.,hoofdartikelen: Corioliseffect en heersende winden in 1494 beleefde Christoffel Columbus een tropische cycloon, die leidde tot het eerste geschreven verslag van een orkaan in Europa. In 1686 presenteerde Edmund Halley een systematische studie van passaatwinden en moessonen en identificeerde zonneverwarming als de oorzaak van atmosferische bewegingen. In 1735 schreef George Hadley een ideale verklaring voor de wereldwijde circulatie door studie van de passaatwinden., In 1743, toen Benjamin Franklin werd verhinderd om een maansverduistering te zien door een orkaan, besloot hij dat cyclonen bewegen op een tegengestelde manier met de winden aan hun periferie. Het begrijpen van de kinematica van hoe precies de rotatie van de aarde de luchtstroom beïnvloedt was gedeeltelijk op het eerste. Gaspard-Gustave Coriolis publiceerde in 1835 een artikel over de energieopbrengst van machines met roterende onderdelen, zoals waterwielen. In 1856 stelde William Ferrel het bestaan voor van een circulatiecel in het midden van de breedtegraden, en de lucht binnen afgebogen door de corioliskracht resulterend in de heersende westenwind., Aan het eind van de 19e eeuw werd de beweging van luchtmassa ‘ s langs isobars gezien als het resultaat van de grootschalige interactie van de drukgradiëntkracht en de afbuigende kracht. In 1912 werd deze afbuigende kracht het corioliseffect genoemd. Vlak na de Eerste Wereldoorlog ontwikkelde een groep meteorologen in Noorwegen Onder leiding van Vilhelm Bjerknes het Noorse cycloonmodel dat het ontstaan, de intensivering en het uiteindelijke verval (de levenscyclus) van cyclonen op de middelste breedtegraad verklaart, en introduceerde het idee van fronten, dat wil zeggen scherp gedefinieerde grenzen tussen luchtmassa ‘ s., De groep bestond uit Carl-Gustaf Rossby (die de eerste was die de grootschalige atmosferische stroming in termen van vloeistofdynamica verklaarde), Tor Bergeron (die als eerste bepaalde hoe regen zich vormt) en Jacob Bjerknes.
Waarnemingsnetwerken en weersvoorspellingbedit
wolkenclassificatie naar hoogte van voorkomen
deze” Hyetografische of Regenkaart van Europa “werd ook gepubliceerd in 1848 als onderdeel van”The Physical Atlas”.
in de late 16e eeuw en de eerste helft van de 17e eeuw werd een reeks meteorologische instrumenten uitgevonden – de thermometer, barometer, hydrometer en wind-en regenmeters. In de jaren 1650 begonnen natuurfilosofen deze instrumenten te gebruiken om systematisch weerwaarnemingen te registreren., Wetenschappelijke academies stelden weerdagboeken op en organiseerden observationele netwerken. In 1654 richtte Ferdinando II De Medici het eerste weerwaarnemingsnetwerk op, dat bestond uit meteorologische stations in Florence, Cutigliano, Vallombrosa, Bologna, Parma, Milaan, Innsbruck, Osnabrück, Parijs en Warschau. De verzamelde gegevens werden regelmatig naar Florence gestuurd. In de jaren 1660 sponsorde Robert Hooke van de Royal Society of London netwerken van weerwaarnemers. Hippocrates ‘ verhandeling lucht, water en plaatsen had weer gekoppeld aan ziekte., Zo probeerden vroege meteorologen weerpatronen te correleren met epidemische uitbraken, en het klimaat met de volksgezondheid.
tijdens het tijdperk van de verlichting probeerde de meteorologie de traditionele weerleer te rationaliseren, inclusief astrologische meteorologie. Maar er waren ook pogingen om een theoretisch begrip van weersverschijnselen vast te stellen. Edmond Halley en George Hadley probeerden passaatwinden uit te leggen. Zij redeneerden dat de stijgende massa van verwarmde evenaar lucht wordt vervangen door een instroom van koelere lucht van grote breedtegraden., Een warme luchtstroom op grote hoogte van de evenaar naar de Polen gaf op zijn beurt een vroeg beeld van de circulatie. De frustratie over het gebrek aan discipline onder de weerwaarnemers en de slechte kwaliteit van de instrumenten hebben de vroegmoderne natiestaten ertoe gebracht grote waarnemingsnetwerken te organiseren. Tegen het einde van de 18e eeuw hadden meteorologen dus toegang tot grote hoeveelheden betrouwbare weergegevens. In 1832 werd een elektromagnetische Telegraaf gemaakt door Baron Schilling., De komst van de elektrische telegraaf in 1837 bood, voor het eerst, een praktische methode voor het snel verzamelen van oppervlakteweer waarnemingen uit een groot gebied.
deze gegevens kunnen worden gebruikt om kaarten te maken van de toestand van de atmosfeer voor een gebied nabij het aardoppervlak en om te bestuderen hoe deze toestanden in de tijd evolueerden. Om frequente weersvoorspellingen te maken op basis van deze gegevens vereiste een betrouwbaar netwerk van waarnemingen, maar het duurde tot 1849 voordat de Smithsonian Institution begon met het opzetten van een observatienetwerk in de Verenigde Staten onder leiding van Joseph Henry., In Europa werden op dat moment soortgelijke waarnemingsnetwerken opgezet. De dominee William Clement Ley was de sleutel in het begrijpen van cirruswolken en vroege begrip van straalstromen. Charles Kenneth Mackinnon Douglas, bekend als ‘CKM’ Douglas las Ley ‘ s papers na zijn dood en voerde de vroege studie van weersystemen.Negentiende-eeuwse onderzoekers in de meteorologie werden getrokken uit militaire of medische achtergronden, in plaats van opgeleid als toegewijde wetenschappers., In 1854 benoemde de regering van het Verenigd Koninkrijk Robert FitzRoy tot het nieuwe office of Meteorological Statist bij de Board of Trade met de taak om weerwaarnemingen op zee te verzamelen. FitzRoy ‘ s kantoor werd het Britse Meteorologisch bureau in 1854, de tweede oudste nationale meteorologische dienst ter wereld (de centrale instelling voor Meteorologie en Geodynamica (ZAMG) in Oostenrijk werd opgericht in 1851 en is de oudste weerdienst ter wereld). De eerste dagelijkse weersvoorspellingen van FitzRoy werden gepubliceerd in de krant Times in 1860., Het volgende jaar werd een systeem ingevoerd van het hijsen van Storm waarschuwingskegels in de belangrijkste havens wanneer er Storm verwacht werd.
gedurende de volgende 50 jaar hebben veel landen nationale meteorologische diensten opgericht. De India Meteorological Department (1875) werd opgericht om tropische cycloon en moesson te volgen. Het Finse Meteorologisch Centraal Bureau (1881) werd gevormd uit het deel van het magnetische Observatorium van de Universiteit van Helsinki. Het Japanse Tokyo Meteorological Observatory, de voorloper van het Japan Meteorological Agency, begon in 1883 met de bouw van oppervlakteweerkaarten., Het United States Weather Bureau (1890) werd opgericht onder het United States Department of Agriculture. Het Australian Bureau of Meteorology (1906) werd opgericht door een meteorologische wet om de bestaande meteorologische diensten van de staat te verenigen.
numerieke weersvoorspelling
A meteorologist at the console of the IBM 7090 in The Joint Numerical Weather Prediction Unit. c., 1965
in 1904 betoogde de Noorse wetenschapper Vilhelm Bjerknes voor het eerst in zijn paper Weather Forecasting as a Problem in Mechanics and Physics dat het mogelijk zou moeten zijn om weer te voorspellen op basis van berekeningen op basis van natuurwetten.het was pas later in de 20e eeuw dat vooruitgang in het begrijpen van de atmosferische fysica leidde tot de basis van moderne numerieke weersvoorspellingen. In 1922 publiceerde Lewis Fry Richardson “Weather Prediction By Numerical Process”, na het vinden van aantekeningen en afleidingen waaraan hij werkte als ambulancechauffeur in de Eerste Wereldoorlog., Hij beschreef hoe kleine termen in de prognostische vloeistofdynamiekvergelijkingen die de atmosferische stroming regelen, verwaarloosd zouden kunnen worden, en een numeriek rekenschema dat bedacht zou kunnen worden om voorspellingen mogelijk te maken. Richardson voorzag een groot auditorium van duizenden mensen die de berekeningen uitvoerden. Alleen al het aantal vereiste berekeningen was echter te groot om zonder elektronische computers te kunnen worden uitgevoerd, en de grootte van het raster en de tijdstappen die bij de berekeningen werden gebruikt, leidden tot onrealistische resultaten. Hoewel numerieke analyse later bleek dat dit te wijten was aan numerieke instabiliteit.,
vanaf de jaren vijftig werden numerieke voorspellingen met computers mogelijk. De eerste weersvoorspellingen afgeleid op deze manier gebruikt barotrope (single-vertical-level) modellen, en kon met succes voorspellen de grootschalige beweging van midlatitude Rossby golven, dat wil zeggen, het patroon van atmosferische dieptepunten en hoogtepunten. In 1959 ontving het Britse Meteorologisch bureau zijn eerste computer, een Ferranti Mercury.in de jaren zestig werd de chaotische aard van de atmosfeer voor het eerst waargenomen en wiskundig beschreven door Edward Lorenz., Deze vooruitgang heeft geleid tot het huidige gebruik van ensemble forecasting in de meeste belangrijke forecasting centra, om rekening te houden met onzekerheid die voortvloeit uit de chaotische aard van de atmosfeer. Wiskundige modellen die worden gebruikt om het lange termijn weer van de aarde te voorspellen (klimaatmodellen), zijn ontwikkeld die vandaag een resolutie hebben die net zo grof zijn als de oudere weervoorspellingsmodellen. Deze klimaatmodellen worden gebruikt om op lange termijn klimaatveranderingen te onderzoeken, zoals welke effecten kunnen worden veroorzaakt door menselijke uitstoot van broeikasgassen.
Geef een reactie