Meteorologi (Svenska)

förmågan att förutsäga regn och översvämningar baserade på årliga cykler användes uppenbarligen av människor åtminstone från tidpunkten för jordbruksavveckling om inte tidigare. Tidiga tillvägagångssätt för att förutsäga väder baserades på astrologi och praktiserades av präster. Cuneiform inskriptioner på babyloniska tabletter inkluderade föreningar mellan åska och regn. Chaldeanerna differentierade 22 ° och 46 ° halos.

forntida indiska Upanishads innehåller omnämnanden av moln och årstider., Samaveda nämner offer som ska utföras när vissa fenomen märktes. Varahamihiras klassiska arbete Brihatsamhita, skrivet ca 500 e. Kr., ger bevis på väderobservation.

i 350 F.kr. skrev Aristoteles Meteorologi. Aristoteles anses vara grundaren av meteorologi. En av de mest imponerande prestationerna som beskrivs i meteorologin är beskrivningen av vad som nu kallas den hydrologiska cykeln.,

boken De Mundo (komponerad före 250 f. Kr. eller mellan 350 och 200 f. Kr.) noterade:

om den blinkande kroppen sätts i brand och rusar våldsamt mot jorden kallas den en thunderbolt; om det bara är hälften av eld, men våldsam också och massiv, kallas den en meteor; om den är helt fri från eld, kallas den en rökbult. De kallas alla ”swooping bultar” eftersom de sveper ner på jorden. Blixten är ibland rökig, och kallas sedan” pyrande blixt”; ibland dart snabbt längs, och sägs sedan vara levande., Vid andra tillfällen reser den i krokiga linjer, och kallas forked lightning. När det sveper ner på något objekt kallas det ”swooping lightning”.

den grekiska forskaren Theophrastus sammanställde en bok om väderprognoser, kallad Skyltboken. Theophrastus arbete förblev ett dominerande inflytande i studien av väder och i väderprognoser i nästan 2000 år. I 25 AD formaliserade Pomponius Mela, en geograf för det romerska riket, klimatzonsystemet., Enligt Toufic Fahd, runt det 9: e århundradet, skrev Al-dinawari Kitab al-Nabat (bok av växter), där han behandlar tillämpningen av meteorologi på jordbruket under den muslimska jordbruksrevolutionen. Han beskriver himlens meteorologiska karaktär, planeterna och konstellationerna, solen och månen, månfaserna som indikerar årstider och regn, anwa (himmelska regnkroppar) och atmosfäriska fenomen som vindar, åska, blixtnedslag, snö, översvämningar, dalar, floder, sjöar.,

tidiga försök att förutsäga väder var ofta relaterade till profetia och spådom, och var ibland baserade på astrologiska idéer. Admiral FitzRoy försökte skilja vetenskapliga tillvägagångssätt från profetiska.

Research of visual atmospheric phenomenaEdit

Ptolemy skrev om ljusets atmosfäriska brytning i samband med astronomiska observationer., År 1021 visade Alhazen att atmosfärisk brytning också är ansvarig för skymningen; han uppskattade att skymningen börjar när solen är 19 grader under horisonten, och använde också en geometrisk bestämning baserad på detta för att uppskatta den maximala möjliga höjden av jordens atmosfär som 52.000 passim (ca 49 miles, eller 79 km).

st. Albert Den Store var den första som föreslog att varje droppe fallande regn hade formen av en liten sfär, och att denna form innebar att regnbågen producerades av ljus som interagerar med varje regndroppe., Roger Bacon var den första som beräknar regnbågens vinkelstorlek. Han uppgav att ett regnbågstoppmöte inte kan visas högre än 42 grader över horisonten. I slutet av 1200-talet och början av 1300-talet var Kamal al-Dīn al-Fārisī och Theodoric of Freiberg de första som gav de rätta förklaringarna till det primära regnbågsfenomenet. Theoderic gick vidare och förklarade också den sekundära regnbågen. År 1716 föreslog Edmund Halley att aurorae orsakas av” magnetiskt utflöde ” som rör sig längs jordens magnetfältlinjer.,

instrument och klassificering scalesEdit

i 1441 uppfann kung Sejong son, prins Munjong av Korea, den första standardiserade regnmätaren. Dessa skickades genom Joseon – dynastin i Korea som ett officiellt verktyg för att bedöma landskatter baserat på en bondes potentiella skörd. I 1450 utvecklade Leone Battista Alberti en svängande plattanemometer, och var känd som den första anemometern., År 1607 byggde Galileo Galilei ett termoskop. År 1611 skrev Johannes Kepler den första vetenskapliga avhandlingen om snökristaller: ”Strana seu de Nive Sexangula (ett nyårsgåva av sexkantig snö).”År 1643 uppfann Evangelista Torricelli kvicksilverbarometern. År 1662 uppfann Sir Christopher Wren den mekaniska, självtömande, tipphinkregnmätaren. År 1714 skapade Gabriel Fahrenheit en tillförlitlig skala för mätning av temperatur med en kvicksilvertypstermometer., År 1742 föreslog Anders Celsius, en svensk astronom, temperaturskalan ”Celsius”, föregångaren till den nuvarande Celsius-skalan. År 1783 visades den första hårhygrometern av Horace-Bénédict de Saussure. År 1802-1803 skrev Luke Howard om modifieringen av moln, där han tilldelar molntyper latinska namn. 1806 introducerade Francis Beaufort sitt system för klassificering av vindhastigheter. Nära slutet av 1800-talet publicerades de första molnatlaserna, inklusive den internationella Molnatlasen, som har kvar i tryck sedan dess., Lanseringen i april 1960 av den första framgångsrika vädersatelliten, TIROS-1, markerade början på den ålder där väderinformation blev tillgänglig globalt.

atmosfärisk komposition forskade

i 1648 återupptäckte Blaise Pascal att atmosfärstrycket minskar med höjd och drog slutsatsen att det finns ett vakuum ovanför atmosfären. År 1738 publicerade Daniel Bernoulli hydrodynamik, initierade den kinetiska teorin om gaser och etablerade de grundläggande lagarna för teorin om gaser., År 1761 upptäckte Joseph Black Att is absorberar värme utan att ändra temperaturen vid smältning. År 1772 upptäckte Black student Daniel Rutherford kväve, som han kallade phlogisticated air, och tillsammans utvecklade de phlogiston-teorin. År 1777 upptäckte Antoine Lavoisier syre och utvecklade en förklaring till förbränning. År 1783, i Lavoisiers uppsats ”Reflexions sur le phlogistique”, avskriver han phlogistonteorin och föreslår en kaloriteori., År 1804 observerade Sir John Leslie att en matt svart yta utstrålar värme mer effektivt än en polerad yta, vilket tyder på vikten av svartkroppsstrålning. År 1808 försvarade John Dalton kaloriteorin i ett nytt Kemisystem och beskrev hur det kombinerar med materia, särskilt gaser; han föreslog att värmekapaciteten hos gaser varierar omvänt med atomvikt., År 1824 analyserade Sadi Carnot effektiviteten hos ångmotorer med kaloriteori; han utvecklade begreppet en reversibel process och lade grunden för termodynamikens andra lag vid postulering att det inte finns något sådant i naturen.

forskning om cykloner och luft flowEdit

år 1494 upplevde Christopher Columbus en tropisk cyklon, vilket ledde till den första skriftliga europeiska redogörelsen för en orkan. År 1686 presenterade Edmund Halley en systematisk studie av handels vindar och monsuner och identifierade solvärme som orsaken till atmosfäriska rörelser. År 1735 skrevs en idealisk förklaring av den globala cirkulationen genom studier av handelsvindarna av George Hadley., År 1743, när Benjamin Franklin förhindrades att se en månförmörkelse av en orkan, bestämde han sig för att cykloner rör sig på ett motsatt sätt till vindarna i deras periferi. Förstå kinematiken om hur exakt jordens rotation påverkar luftflödet var delvis först. Gaspard-Gustave Coriolis publicerade ett papper 1835 om energiutbytet hos maskiner med roterande delar, såsom vattenhjul. År 1856 föreslog William Ferrel förekomsten av en cirkulationscell i mitten av breddgraderna, och luften inom avböjd av Coriolis-kraften vilket resulterade i de rådande västliga vindarna., I slutet av 1800-talet förstod rörelsen av luftmassor längs isobarer att vara resultatet av den storskaliga interaktionen mellan tryckgradientkraften och avböjningskraften. Vid 1912 namngavs denna avböjande kraft Corioliseffekten. Strax efter första världskriget utvecklade en grupp meteorologer i Norge ledd av Vilhelm Bjerknes den norska cyklonmodellen som förklarar generation, intensifiering och ultimate decay (livscykeln) av mid-latitude cyclones, och introducerade idén om fronter, det vill säga skarpt definierade gränser mellan luftmassor., Gruppen inkluderade Carl-Gustaf Rossby (som var den första som förklarade det stora atmosfäriska flödet när det gäller fluiddynamik), Tor Bergeron (som först bestämde hur regn bildas) och Jacob Bjerknes.

Observationsnät och väderprognoser

i slutet av 1500 – talet och första hälften av 1700-talet uppfanns en rad meteorologiska instrument-termometern, barometern, hydrometern samt vind-och regnmätare. På 1650-talet började naturfilosofer använda dessa instrument för att systematiskt registrera väderobservationer., Vetenskapliga akademier etablerade väderdagböcker och organiserade observationsnätverk. År 1654 etablerade Ferdinando II De Medici det första väderobservationsnätet, som bestod av meteorologiska stationer i Florens, Cutigliano, Vallombrosa, Bologna, Parma, Milano, Innsbruck, Osnabrück, Paris och Warszawa. De insamlade uppgifterna skickades regelbundet till Florens. På 1660-talet sponsrade Robert Hooke av Royal Society of London nätverk av väder observatörer. Hippokrates avhandling Luft, vatten och platser hade kopplat väder till sjukdom., Således försökte tidiga meteorologer korrelera vädermönster med epidemiska utbrott och klimatet med folkhälsan.

under Upplysningens ålder försökte meteorologi rationalisera traditionell väderlore, inklusive astrologisk meteorologi. Men det fanns också försök att skapa en teoretisk förståelse för Väderfenomen. Edmond Halley och George Hadley försökte förklara handel vindar. De motiverade att den stigande massan av uppvärmd ekvatorluft ersätts av ett inflöde av kallare luft från höga breddgrader., Ett flöde av varm luft vid hög höjd från ekvatorn till poler i sin tur etablerade en tidig bild av cirkulationen. Frustration över bristen på disciplin bland väderobservatörer och den dåliga kvaliteten på instrumenten ledde till att de tidiga moderna nationalstaterna anordnade stora observationsnätverk. Således i slutet av 1700-talet hade meteorologer tillgång till stora mängder tillförlitliga väderdata. År 1832 skapades en elektromagnetisk telegraf av Baron Schilling., Ankomsten av den elektriska telegrafen 1837 gav för första gången en praktisk metod för att snabbt samla ytobservationer från ett brett område.

dessa data kan användas för att producera kartor över atmosfärens tillstånd för en region nära jordens yta och för att studera hur dessa tillstånd utvecklades genom tiden. För att göra frekventa väderprognoser baserade på dessa data krävdes ett tillförlitligt nätverk av observationer, men det var inte förrän 1849 som Smithsonian Institution började upprätta ett observationsnätverk över hela USA under ledning av Joseph Henry., Liknande observationsnätverk bildades i Europa just nu. Pastor William Clement Ley var avgörande för att förstå cirrusmoln och tidiga förståelser av jetströmmar. Charles Kenneth Mackinnon Douglas, känd som ” CKM ” Douglas läste Leys papper efter hans död och fortsatte den tidiga studien av vädersystem.Artonhundratalets forskare inom meteorologi drogs från militär eller medicinsk bakgrund, snarare än utbildade som dedikerade forskare., År 1854 utsåg Förenade kungarikets regering Robert FitzRoy till det nya Office of Meteorological Statist till Board of Trade med uppgift att samla väderobservationer till sjöss. Fitzroys kontor blev Förenade kungarikets meteorologiska Kontor 1854, den näst äldsta nationella meteorologiska tjänsten i världen (den centrala Institutionen för meteorologi och geodynamik (ZAMG) i Österrike grundades 1851 och är den äldsta vädertjänsten i världen). De första dagliga väderprognoser som gjorts av Fitzroys Kontor publicerades i Times tidningen 1860., Följande år infördes ett system av hissa stormvarningskoner vid huvudhamnar när en gale förväntades.

under de närmaste 50 åren etablerade många länder nationella meteorologiska tjänster. Indien meteorologiska avdelningen (1875) bildades för att följa tropisk cyklon och monsun. Finlands meteorologiska centralkontor (1881) bildades av en del av Helsingfors universitets Magnetobservatorium. Japans meteorologiska observatorium i Tokyo, föregångaren till Japans meteorologiska byrå, började bygga ytväderkartor 1883., Usa Weather Bureau (1890) inrättades under United States Department of Agriculture. Australian Bureau of Meteorology (1906) grundades av en Meteorologilag för att förena befintliga statliga meteorologiska tjänster.

numerisk väder predictionEdit

1904 argumenterade Norska forskaren Vilhelm Bjerknes först i sin Pappersprognos som ett Problem inom mekanik och fysik att det skulle vara möjligt att förutse väder från beräkningar baserade på naturlagar.

det var inte förrän senare under 1900-talet som framsteg i förståelsen av atmosfärisk fysik ledde till grunden för modern numerisk väderprediktion. År 1922 publicerade Lewis Fry Richardson ”Weather Prediction By Numerical Process” efter att ha hittat anteckningar och härledningar arbetade han som ambulansförare i första världskriget., Han beskrev hur små termer i prognostiska fluiddynamik ekvationer som styr atmosfärsflödet kan försummas och ett numeriskt beräkningssystem som kan utformas för att tillåta förutsägelser. Richardson föreställde sig ett stort auditorium av tusentals människor som utför beräkningarna. Det stora antalet beräkningar som krävdes var dock för stort för att slutföra utan elektroniska datorer, och storleken på gallret och tidsstegen som användes i beräkningarna ledde till orealistiska resultat. Även om numerisk analys senare fann att detta berodde på numerisk instabilitet.,

Från och med 1950-talet blev numeriska prognoser med datorer möjliga. De första väderprognoser härledda på detta sätt används barotropa (single-vertical-level) modeller, och kunde framgångsrikt förutsäga den storskaliga rörelsen av midlatitude Rossby vågor, det vill säga mönstret av atmosfäriska dalar och toppar. År 1959 fick det brittiska meteorologiska kontoret sin första dator, en Ferranti Mercury.

på 1960-talet observerades atmosfärens kaotiska natur först och matematiskt beskrivet av Edward Lorenz, som grundade fältet för kaosteori., Dessa framsteg har lett till den nuvarande användningen av ensembleprognoser i de flesta stora prognoscentra, för att ta hänsyn till osäkerhet som härrör från atmosfärens kaotiska natur. Matematiska modeller som används för att förutsäga jordens långsiktiga väder (klimatmodeller) har utvecklats som har en upplösning idag som är lika grova som de äldre väderprediktionsmodellerna. Dessa klimatmodeller används för att undersöka långsiktiga klimatförändringar, till exempel vilka effekter som kan orsakas av mänskliga utsläpp av växthusgaser.