Meteorológia

Műholdkép az Emily hurrikánról (2005)
A felhők a Föld légkörében 2005. július 11-én

A meteorológia (régies nevén légtüneménytan) az időjárási folyamatokkal és előrejelzésekkel foglalkozó tudományág. A meteorológiai jelenségek megfigyelhető időjárási események, amiket a meteorológia tudománya magyaráz meg. Ezek az események a Föld légkörében található változóktól függenek. Ilyen például a hőmérséklet, a légnyomás, a páratartalom, valamint ezen változók kölcsönhatása egymásra egy adott időn belül. A Földön megfigyelt időjárási események nagy része a troposzférában játszódik le.

A légköri tudományok alágai a meteorológia, az éghajlattan, a légköri fizika, a légköri dinamika, és a légköri kémia.

A meteorológia története

Korai eredmények

A meteorológia kifejezés Arisztotelész Meteorológia című művéből származik.

Habár a meteorológia kifejezést manapság a légköri tudományok egyik alágára használják, Arisztotelész alkotása általánosabb volt. A mű érintette a geológiai tudományokat is. A legnagyobb hatást kiváltott Meteorológia művében írta le a ma vízkörforgásként ismert folyamatot:

Ugyanakkor a Nap mozog ahogy mindig, változásokat indít el, tevékenységével minden nap felszívja a legjobb, legédesebb vizet, gőzzé alakítja, ami magasabb légkörbe kerül, ahol a hideg miatt újra összesűrűsödik és visszakerül a földre.

Galileo Galilei épített egy termoszkópot. Nem mérte a hőmérsékletet mérőszámmal, de bemutatta a hőmérő mintáját. Eddig a meleget és a hideget az Arisztotelészi elemek mennyiségének gondolták (tűz, víz, levegő, és föld). Megjegyzés: Van egy vita arról, hogy ki alkotta meg az első termoszkópot. Vannak rá bizonyítékok, hogy ezt a szerkezetet egymástól függetlenül többször is megépítették. Ebből a korból származnak az első lejegyzett időjárási megfigyelések. Mivel nem volt egyezményes mértékegység, akadtak kisebb félreértések a 18. századig, Daniel Gabriel Fahrenheit és Anders Celsius munkájáig.

Evangelista Torricelli, Galilei kortársa és egykori segédje, 1643-ban elkészítette az első, ember által előidézett hosszantartó vákuumot, majd a folyamat során az első barométert is. A Torricelli-csőben levő higany magasságát figyelve felfedezte, hogy a légnyomás állandóan változik.

Blaise Pascal rájött, hogy a légnyomás a tengerszinttől felemelkedve csökken, amiből következik, hogy a légkör felett vákuum van.

Robert Hooke elkészítette az első szélmérőt.

Edmund Halley feltérképezte a főbb szeleket, amiből rájött, hogy a napsugárzás okozza a légköri változásokat, és elfogadta Pascal nézeteit a légnyomásról.

George Hadley volt az első, aki a bolygó mozgásának tulajdonította a főbb szelek magatartását. Habár Hadley leírása hibás volt (miszerint a főbb szelek fele olyan erősek, mint az egyéb szelek), a Hadley által leírt keringési cella később Hadley cellaként váltak ismertté.

Anders Celsius elkészíti a híres hőmérőbeosztást.

Benjamin Franklin megfigyelte, hogy az észak-amerikai időjárási rendszerek nyugatról keletre mozognak; bemutatta, hogy a villámlás elektromos jelenség; nyilvánosságra hozta az első térképet a Golf-áramlatról; összekapcsolta a vulkánkitörést az időjárással; és töprengett az erdőirtás éghajlatra gyakorolt hatásán is.

Horace de Saussure megépítette az első hygrometert a páratartalom mérésére.

Luke Howard megírta A felhők pontosabb meghatározása c. művet, amiben a felhőfajtáknak latin nevet adott.

Az időjárási megfigyelések összefoglalását még mindig akadályozta az egyes időjárási sajátosságok leírásának nehézsége (felhők, és szelek). Ezt a problémát oldotta meg Luke Howard és Francis Beaufort amikor bemutatták rendszerüket a felhők (1802) osztályozásáról, illetve a szelek sebességének (1806) osztályozásáról. Az igazi fordulópontot a távíró feltalálása jelentette 1843-ban, ami lehetővé tette az időjárási információk szinte azonnali továbbítását.

A Coriolis-erő

A felfogás, miszerint a Föld forgása hatással van a légáramlatokra. A 19. század végén úgy gondolták, hogy a nyomáskülönbség miatt mozgó levegőt eltéríti egy erő, így mozoghatnak a légtömegek az izobárok mentén. A 20. században nevezték el ezt a térítő erőt Coriolis-erőnek Gaspard-Gustave Coriolis után, aki 1835-ben hozta nyilvánosságra a forgó résszel rendelkező szerkezetek energiahozamáról (pl.: vízikerék) szóló művét. 1856-ban William Ferrel véleményezte, hogy a térítők környékén levő keringési cellákban levő levegőt a Coriolis-erő téríti el létrehozva az uralkodó nyugati szeleket.

Numerikus időjárás-előrejelzés

A 20. század elején a légköri dinamika megismerésének előrehaladtával lehetővé vált a modern numerikus időjárás-előrejelzés. 1922-ben Lewis Fry Richardson kiadta a Időjárás-előrejelzés numerikus eljárásokkal című művét, amiben leírta hogy kisebb időszakok előrejelzésére a dinamikai egyenletekben fontos légköri áramlat elhanyagolásával numerikus megoldást lehet találni. Ennek ellenére, a számok, amiket a számítások igényeltek túl nagynak bizonyultak egészen az első számítógép érkezéséig.

Ebben az időben Norvégiában a Vilhelm Bjerknes által vezetett meteorológuscsoport elkészítette a modellt, ami leírta a középmagas ciklonok létrejöttét, erősödését és végső hanyatlását (az életciklus), bemutatva a frontok elméletét, amely kirajzolja a légtömegek határát.

Az 1950-es évek elején lehetségessé váltak a számítógépes számítások és kísérletek. Az első időjárás-előrejelzések a barotropikus (olyan légkör, amiben a levegő sűrűsége csak a légnyomástól függ) modellekből származnak, amelyekből sikeresen meg lehet jósolni a középmagas légkörben elhelyezkedő nagy mozgású Rossby hullámokat, amik az alacsony, illetve a magas légköri nyomást rajzolják ki.

Az 1960-as években értette meg Edward Lorenz az időjárás kaotikus természetét, megtalálva a káoszelmélet alapját. Ez a fejlődés tette lehetővé a jelentősebb előrejelző központokban készített jelenlegi globális időjárás-előrejelzést, amely figyelembe vette a kaotikus természetnek köszönhető bizonytalanságot.

Műholdas megfigyelés

A TIROS-1 időjárás-előrejelző műhold 1960-as fellövése jelentette a korszak kezdetét, mikor az időjárási adatok már pillanatok alatt a világ másik pontjára jutnak. Az időjárási műholdak a különböző magasságokban keringő általános célú megfigyelőműholdakkal együtt nélkülözhetetlen eszközévé váltak a kiterjedt jelenségek tanulmányozásának, az erdőtüzektől az El Niñoig.

Manapság azon éghajlati modelleket fejlesztik, amelyek összeegyeztethetőek a régebbi időjárás-előrejelző rendszerekkel. Ezekkel az éghajlati modellekkel szokták a hosszantartó éghajlatváltozásokat vizsgálni; például hogyan hat az emberi környezetszennyezés az üvegházhatásra.

Más nyelveken
English: Meteorology
Afrikaans: Meteorologie
Alemannisch: Meteorologie
aragonés: Meteorolochía
asturianu: Meteoroloxía
azərbaycanca: Meteorologiya
تۆرکجه: متورولوژی
Boarisch: Meteorologie
žemaitėška: Meteuoruoluogėjė
беларуская: Метэаралогія
беларуская (тарашкевіца)‎: Мэтэаралёгія
български: Метеорология
भोजपुरी: मौसम बिज्ञान
brezhoneg: Meteorologiezh
bosanski: Meteorologija
català: Meteorologia
Mìng-dĕ̤ng-ngṳ̄: Ké-chiông
čeština: Meteorologie
Cymraeg: Meteoroleg
Deutsch: Meteorologie
Ελληνικά: Μετεωρολογία
Esperanto: Meteologio
español: Meteorología
euskara: Meteorologia
estremeñu: Meteorologia
فارسی: هواشناسی
føroyskt: Veðurfrøði
français: Météorologie
Nordfriisk: Wääderkunde
Frysk: Waarkunde
Gàidhlig: Eòlas-sìde
hrvatski: Meteorologija
Kreyòl ayisyen: Meteyoloji
interlingua: Meteorologia
Bahasa Indonesia: Meteorologi
Interlingue: Meteorologie
íslenska: Veðurfræði
italiano: Meteorologia
日本語: 気象学
Patois: Miitaralaji
la .lojban.: timske
Qaraqalpaqsha: Meteorologiya
қазақша: Метеорология
한국어: 기상학
kurdî: Meteorolojî
Кыргызча: Метеорология
Latina: Meteorologia
Lëtzebuergesch: Meteorologie
Lingua Franca Nova: Meteorolojia
Limburgs: Meteorologie
lumbaart: Meteurulugía
lingála: Meteyó
lietuvių: Meteorologija
latviešu: Meteoroloģija
македонски: Метеорологија
Bahasa Melayu: Meteorologi
Mirandés: Meteorologie
မြန်မာဘာသာ: မိုးလေဝသပညာ
Plattdüütsch: Meteorologie
Nedersaksies: Meteorologie
Nederlands: Meteorologie
norsk nynorsk: Meteorologi
occitan: Meteorologia
polski: Meteorologia
português: Meteorologia
Runa Simi: Mit'a yachay
română: Meteorologie
русский: Метеорология
sicilianu: Mitiuruluggìa
srpskohrvatski / српскохрватски: Meteorologija
Simple English: Meteorology
slovenčina: Meteorológia
slovenščina: Meteorologija
српски / srpski: Метеорологија
svenska: Meteorologi
Kiswahili: Metorolojia
тоҷикӣ: Ҳавошиносӣ
Türkmençe: Meteorologiýa
Tagalog: Meteorolohiya
Türkçe: Meteoroloji
татарча/tatarça: Метеорология
українська: Метеорологія
اردو: موسمیات
oʻzbekcha/ўзбекча: Meteorologiya
vèneto: Meteorołogia
Tiếng Việt: Khí tượng học
Winaray: Meteorolohiya
მარგალური: მეტეოროლოგია
中文: 气象学
Bân-lâm-gú: Khì-siōng-ha̍k
粵語: 氣象學