Специфика профессии метеоролога

Как предсказать погоду по народным приметам

Конечно, проще всего открыть сайт или посмотреть выпуск новостей, в котором вам расскажут все, что касается погоды на завтра или послезавтра. Но есть и народные приметы, которые иногда бывают очень точными. Верить в них или нет, личное дело каждого, но люди собирали эти наблюдения в течение сотен и тысяч лет. Конечно, напрямую они не связаны с предстоящем похолоданием или засухой, но у них может быть одна общая причина.

Предсказание по домашним животным

Многие замечали, как кошка сворачивается в клубок. Так вот, если при этом она старается прикрыть лапой или хвостом свой нос, согласно народным приметам стоит ждать холодов.

Так же стоит ждать холодов, если собака или кошка старается лечь поближе к батарее или другому источнику тепла. Видимо, запасаются теплом. Если в холода петухи начинают кричать очень рано, это к оттепели, а куры среди дня кукарекают к дождю.

Гадают погоду и по другим животным. Например, если гусь стоит на одной лапе, то это к морозу. Таких примет много, но их знают в основном деревенские жители. Городские жители все-таки чаще заводят собак и котов. Тем более, у этого есть плюсы, о которых мы писали ранее.

Предсказание погоды по растениям

В городе сложно заниматься таким прогнозированием, но среди основных примет можно отметить следующие:

• Одуванчик сжимает свой шар к дождю.
• Вьюнок закрывает свой венчик перед дождем, а накануне солнечного дня обязательно раскрывает его даже в пасмурную погоду.
• Клевер сближает листочки перед ненастьем.
• Цветки заячьей капусты остаются на ночь открытыми — перед дождем, закрываются — к хорошей погоде.
• Перед дождем закрываются цветки у белой кувшинки.
• Перед дождем минут за 15-20 кусты жимолости начинают источать сильный запах.
• Желтые цветы акации в ожидании близкого ненастья раздвигают пестики и в центре каждого цветка показывается блестящая капелька меда.

Предсказание по насекомым

Есть предсказания и по насекомым, так как они наравне с растениями заинтересованы в том или ином положении климатических дел. Соответственно очень сильно меняют свое поведение. Вот несколько примеров:

• К потеплению паутина плетется в южном направлении, к похолоданию — в северном.
• Паук старается уменьшить паутину к ветру.
• Паук сидит неподвижно в центре паутины — к непогоде.
• Паук прячется в углу — к дождю.
• Мало пауков — к перемене погоды.
• Много пауков — к хорошей погоде.
• Если поздней осенью комары вылетают на солнце, зима будет мягкая.
• Ночная бабочка перед холодным ветром ищет убежища в тепле.
• Если сильно стрекочут кузнечики, значит в ближайшие сутки будет хорошая погода.
• Цикады оживленно стрекочут вечером — к хорошей погоде.

Приводить примеры можно очень долго и этому даже посвящают целые книги, но мы все же научный сайт, поэтому обойдемся общими представлениями. Если вам будет интересно окунуться в эту тему более подробно, приметы можно легко найти на просторах Интернета.

Историческая справка

Первыми определять погоду научились древние греки. Свидетельство тому – научный труд Аристотеля под названием «Метеорологика». Датируется он 4 столетием до нашей эры. В нем содержатся пояснения, откуда берутся различные атмосферные явления (облака и ветер, а также дождь и град).

В самостоятельную науку метеорология оформилась в 17 веке. Произошло это после того, как были изобретены термометр (создатель – Галилео Галилей) и барометр (автор – Отто фон Герике). Леопольдо Медичи, кардинал-дьякон и принц Тосканский, дал поручение ученым Академии дель Чименто (Флоренция) собирать информацию о метеорологических условиях на территории Европы. В 1654 году иезуит Антинори, его секретарь, приступил к сбору таких данных с 9 метеостанций. Большинство из них находились в Италии, но самая отдаленная была расположена в Варшаве (Польша). Эта сеть станций исправно действовала до 1667 года.

В России сеть метеостанций развернули во время Великой Северной экспедиции (1733–1743 годы). Специальную инструкцию для метеорологов создал швейцарский физик Даниил Бернулли. За весь период экспедиции на территории Сибири установили 24 метеостанции.

21.8. Что такое климатический мониторинг?

Советская национальная программа исследований климата Земли, утвержденная в 1978 году, в числе пяти основных направлений предусматривает обоснование климатического мониторинга, то есть системы непрерывного сбора, анализа и оценки данных, определяющих состояние климата и его изменений во времени и в пространстве. Эта программа является составной частью Международного климатического мониторинга, который осуществляется ВМО в рамках Всемирной климатической программы. Одной из задач мониторинга является оценка возможности антропогенных изменений климата в связи с тепловым и химическим загрязнением атмосферного воздуха, с влиянием различных факторов на химический состав атмосферного воздуха, на распределение компонентов радиационного баланса системы Земля — атмосфера. Климатический мониторинг должен способствовать решению проблемы прогноза климата, то есть определения возможных глобальных изменений климата в будущем, как короткопериодных, вызывающих экстремальные климатические явления, так и длительных, в масштабах многих столетий.

Чем синоптики отличаются от метеорологов

Многие путают такие понятия, как “синоптик” и “метеоролог”. При этом представители этих профессий часто обижаются на такую путаницу. Особенно метеорологи.

Исходя из определения, метеорологом можно считать ученого, который занимается изучением и анализом процессов в атмосфере в целом. По результатам своих наблюдений он дает свои заключения о состоянии атмосферы и происходящих в ней процессах.

Сама наука метеорология настолько обща, что специалистов в ней готовят по совершенно разным дисциплинам, основными из которых являются агрометеоролог, климатолог и инженер-метеоролог. Есть и другие специальности, среди которых и есть синоптическая.

Основным инструментом работы синоптика является синоптическая карта, которая представляет из себя наложение погодных данных на географическую карту. Так можно подробно увидеть, какая погода сейчас в разных частях большой территории. На основании этого и строятся прогнозы.

Так выглядит синоптическая карта.

Еще стоит отметить, что по телевизору о прогнозах говорят именно синоптики, а не метеорологи. Второй вариант в целом тоже верен, но первый точнее. Использование слова “метеоролог” в этом ключе сравнимо с тем, чтобы сказать, что погоду зачитывает человек — cлишком общее понятие. Кстати, слово синоптик происходит от греческого “синоптикос”, что в переводе означает “обозревающий все вместе”. То есть они делают обзор погоды. Теперь все сходится.

21.20. Что такое ячейка Гадлея?

Английский ученый Гадлей в 1735 году дал объяснение пассатной циркуляции, механизм которой получил название ячейки Гадлея (рис. 90). Это упрощенная модель циркуляции воздуха в тропической зоне, согласно которой избыток тепла вблизи экватора превращается в кинетическую энергию: значительная часть тепла расходуется на испарение и переносится вместе с движущимся воздухом в виде скрытой теплоты, реализуемой при конденсации водяного пара. Над экватором происходит подъем воздуха: на высотах — его отток к субтропикам, а у земной поверхности — возвращение в виде пассатных ветров снова к экватору.

90. Ячейка Гадлея

Средняя зарплата метеорологов в России

Специалисты в области метеорологии требуются в довольно ограниченном количестве организаций. Однако не всегда предложения на рынке труда связаны именно с наблюдениями за погодой. Так, на известных сайтах по поиску работы есть вакансии для специалистов по организации воздушных перевозок, вакансии для гидрологов и т.д.

Унитарные предприятия (ФГУПы), которые занимаются метеонаблюдениями, периодически нуждаются в кадрах, но зарплата там откровенно невелика — от 15 тысяч рублей. Гораздо выше зарабатывают в авиадиспетчерских службах аэродромов — от 35 до 55 тысяч рублей.

В целом, зарплаты метеорологов неоднородны, зависят от должности и условий работы. Так, в северных широтах можно рассчитывать на 150 тысяч рублей, сама работа организована вахтовым методом.

Где учиться

Как стать метеорологом? Первый шаг – получить знания, необходимые для этой профессии. Для трудоустройства на должность метеоролога высшее образование вовсе необязательно. Вполне достаточно будет среднего профессионального (техникум или колледж). Но учтите, что наличие высшего всегда будет преимуществом.

При поступлении в высшее учебное заведение обращайте внимание на такие специальности:

• география;
• гидрометеорология;
• туризм и рекреационная география;
• картография и геоинформатика.

Метеорологов готовят во многих вузах России. Для примера перечислим несколько:

1. Российский государственный гидрометеорологический университет (РГГМУ). Уровни подготовки: бакалавриат, специалитет, магистратура.
2. Санкт-Петербургский государственный университет. Уровень подготовки – бакалавриат.
3. Московский государственный университет им. Ломоносова (МГУ). Уровни подготовки: бакалавриат, специалитет.
4. Карачаево-Черкесский государственный университет им. У. Алиева. Уровень подготовки – бакалавриат.
5. Дальневосточный федеральный университет (ДВФУ). Уровни подготовки: бакалавриат, специалитет.
6. Брянский государственный университет им. акад. И. Петровского. Уровни подготовки: бакалавриат, магистратура.
7. Казанский федеральный университет (КФУ). Уровни подготовки: бакалавриат, магистратура.

Как предсказывают погоду

Прежде всего стоит понимать, что метеорологическая служба ни одной страны не может предсказать погоду без помощи своих иностранных коллег. Для этого есть специальные объединения и механизмы взаимодействия на международном уровне.

Тысячи, если не десятки тысяч, различных объектов разбросаны по всей Земле и даже выходят за ее пределы. Среди них зонды, наземные станции, морские станции, сейсмические датчики, специальные спутники и многое другое. Все это хорошо работает только в связке.

Примерно такое оборудование стоит по всему миру и занимается сбором данных о погоде.

Например, каждый день в одно и то же время по Гринвичу все метеостанции планеты должны произвести различные измерения, среди которых замер температуры, скорости и направления ветра, влажности воздуха, атмосферного давления, облачности и количества осадков. Вся информация собирается воедино и не только позволяет составить прогнозы, но дает возможность просто наблюдать за текущей погодой в мире.

Поскольку, как было сказано выше, датчики и станции находятся в разных местах и на разной высоте, данных собирается очень много. Шары-зонды дают информацию о верхних слоях атмосферы, спутники могут предоставить данные об облачности на всей планете, морские станция собирают информацию в открытом море, а наземные — в прибрежной зоне, в горах и других местах суши.

Чтобы получить такую картину и нужна совместная работа метеорологических служб по всему миру.

Обработка информации производится в нескольких крупнейших мировых центрах обработки данных. Они находятся в Вашингтоне, Мельбурне, Москве и еще нескольких городах мира. Только вместе они могут рассчитать перемещение воздушных масс на планете (и их скорость) и составить прогноз погоды на несколько дней вперед.

После этого остается только нанести информацию на специальную карту и максимально оперативно передать данные о погоде конечному потребителю через средства массовой информации. Только так можно спасти людей и хозяйства от стихийных бедствий и помочь предпринимателям (в первую очередь, фермерам) избежать дополнительных расходов.

Чтобы мы могли избежать такого и работают метеорологи.

Многие стараются изучать долгосрочные прогнозы, чтобы спланировать отпуск, выход на природу или открытие мотосезона. Такие прогнозы имеют не очень высокий уровень точности. Точность в районе 95 процентов и более можно обеспечить только при прогнозах на 2-3 дня вперед. И то, переменчивость погоды может сломать все теоретические выкладки. Прогнозы на более долгий срок во многом основаны на статистических данных с учетом текущего положения в природе.

Где можно получить образование метеоролога

Чтобы стать метеорологом, потребуется получить высшее образование в одной из прикладных географических областей: 

• «Гидрометеорология», 

• «Картография», 

• «Геоинформатика», 

• «Океанология» и т.д. 

Сроки обучения составляют от 4 до 6 лет (бакалавриат и магистратура).

В России при этом не так много вузов, которые готовят конкретно метеорологов. Часть их них принадлежит Министерству обороны (например, Петербургская военно-космическая академия имени Можайского), часть — гражданские.

При этом в профессии достаточно много специальностей, не требующих высшего образования (техники). Обучиться им можно в колледжах и прочих заведениях СПО.

Спектр обязанностей

Кто такие метеорологи, вы уже знаете. Теперь давайте рассмотрим, какие обязанности есть у представителей этой профессии.

Чаще всего основным местом работы метеоролога является метеостанция. Она может располагаться как в черте города, так и далеко за пределами какого-либо населенного пункта. Независимо от того, где она находится, специалист должен приступать к выполнению своих обязанностей вовремя.

Чем занимается метеоролог? Прежде всего, он тщательно собирает всю информацию, которая требуется для прогноза погоды. Все наблюдения и замеры представитель этой профессии делает в строго определенное время. Кроме того, он обязан обрабатывать данные, полученные в процессе работы с метеорологическими приборами, а также присланные космическими спутниками и зондами. Специалист дает оценку собранной информации и, основываясь на ней, строит графики и создает географические карты.

В зависимости от места трудоустройства, метеорологу могут вменить в обязанность работу с компьютерными программами, которые помогают детально рассчитать прогноз погоды. В некоторых случаях он частично выполняет обязанности эколога, контролируя уровень загрязнения окружающей среды.

Кроме всего перечисленного, метеоролог должен:

• настраивать измерительные приборы;
• приводить все приборы в рабочее состояние;
• разрабатывать и проверять схемы и методы для анализа собранных данных;
• вести базы данных для учета измерительных средств.

Все данные, которые были получены метеорологом в ходе исследований, он направляет в гидрометцентр. Там их обрабатывает и составляет на их основе прогноз погоды синоптик.

Что изучает наука климатология

Климатология изучает анализ причин климатических различий и изменений и их практические последствия. Наука рассматривает те же атмосферные явления, как и в метеорологии, но стремится также определить медленно действующие воздействия и долгосрочные внешние изменения, в том числе циркуляцию вод океанов и небольшие, но измеримые изменения в интенсивности солнечного излучения.

Погода представляет состояние атмосферы в течение короткого периода времени. Например, мы говорим о сегодняшней погоде или на этой неделе. Климат представляет собой композитную изо дня в день погоду в течение длительного периода времени.

Климатология это наука о обнаружении и объяснении последствий изменения климата таким образом, чтобы общество могло планировать свою деятельность, проектировать здания и объекты инфраструктуры и предвидеть последствия неблагоприятных условий. Хотя наука климатология не погода, она оперирует теми же терминами, как температура, осадки, ветер и солнечная радиация.

Для чего нужна  строительная климатология

Строительная климатология важная часть для обоснования проектных строительных решений учитывая безопасность и энергоэффективность:

• дома должны проектироваться и строиться в зависимости от внешних условий
• сельское хозяйство строит и создает планы, основанные на длине вегетации от весны до первых заморозков
• коммунальные компании рассчитывают максимальную потребность отопления в зимний период и максимальная потребность для охлаждения в летнее время.

Что такое «нормальная» погода?

Климат обычно определяется тем, что является ожидаемой или «нормальной» погодой и традиционно интерпретируется в среднем периоде 30 лет. Неправильное представление, что погода становится серьезной проблемой

Чтобы обеспечить безопасность средств к существованию и жизни, важно, планировать и предвидеть изменения погоды. Иногда засуха и наводнения являются неизбежной частью нормального диапазона погоды для определенного района планеты

Климатология это наука об анализе климатических моделей для обеспечения понимания условий конкретного района с целью адаптации к окружающей обстановке.

Наука климатология изучает множество факторов, которые влияют на на окружающую среду. К ним относятся воды, атмосферы и геология. Климатология наука изучающая все эти вещи в течение времени, обычно 30-летнего цикла.

На  изменение климата влияют не только действия человека, но и другие факторы: сложная физика атмосферы, взаимодействие между воздухом и землей, а также между воздухом и водой, изменение количества льда, пустыни и леса, а также природные процессы, которые изменили климат за эти 4,5 миллиарда лет.

Изучение природы

Погоду можно характеризовать облачностью, давлением, температурой, ветром. Погодные условия постоянно изменяются и могут носить периодический или непериодический характеры. Периодические изменения связаны с вращением планеты Земля вокруг оси либо Солнца. К ним можно отнести:

• смена времен года;
• смена дня и ночи.

Непериодические изменения чаще наблюдаются во внетропических широтах, что связано с переносом воздушных масс, разным углом падения лучей солнца, расположением относительно водных ресурсов. Факторы, которые влияют на прогноз погоды: циклоны и антициклоны. Температура в окружающем мире изменяется на протяжении года и находится в пределах -40°C — +40°C.

Основные погодные явления изучаются на уроках природоведения (введение в биологию, географию, физику, анатомию). К подобным состояниям относятся:

• ветер;
• облака;
• осадка;
• метели.

Облака и воздух

Погода может складываться из разных явлений, включая осадки и воздушные массы. Облака представлены в виде мелких капель воды либо льда. При увеличении частиц в размерах выпадает снег или дождь. Если воздух двигается из теплых регионов в холодные, происходит потепление. Соприкасаясь с нижними слоями, воздушные массы охлаждаются. Подобное явление можно назвать конденсацией. Оно сопровождается образованием облаков и выпадением осадков.

Холодные воздушные массы двигаются из северных регионов в теплые и приносят похолодание. В процессе движения происходит непрерывный подогрев воздуха снизу. Явление сопровождается конденсацией, испарением тумана. При соприкосновении разного воздуха формируется атмосферный фронт. Его условное обозначение на синоптической карте — линия фронта.

При таком сочетании теплый воздух располагается вверху, а холодный — внизу. Линия фронта вместе с воздушными массами постоянно сдвигается. Особенность явления заключается в следующем:

• через центральную часть зоны пониженного давления всегда проходит линия фронта;
• через центр фронт не проходит.

Циклон и антициклон

Циклоном называется вихрь, диаметром 2−3 тыс. км, в центре которого наблюдается низкое давление. Классифицируется на тропические и внетропические. К первым относят тайфун со следующими характеристиками:

• незначительные размеры;
• формируются в тропиках;
• погода относительно ясная и безветренная.

21.4. Какова предсказуемость погоды и чем она определяется?

Пределы возможности предвидеть будущее состояние погоды различны как для отдельных метеорологических величин и явлений, так и для атмосферных процессов, определяющих изменения погоды. Поэтому дать общую оценку предсказуемости погоды практически невозможно. К тому же следует различать возможности прогнозирования в качественной форме и возможности предвычисления, когда дается количественный прогноз. В самом общем виде предсказуемость зависит от заблаговременности составления прогноза, уменьшаясь с увеличением последней. Она также зависит от точности и полноты исходных данных, по которым составляется прогноз или которые используются для предвычисления погоды. Наконец, предсказуемость зависит и от масштабов процессов, развитие которых должно быть определено при составлении конкретного прогноза.

Таким образом, можно сделать вывод, что предсказуемость погоды в принципе ограничена: во-первых, заблаговременностью составления и продолжительностью действия прогнозов, во-вторых, полнотой и точностью информации об исходном состоянии погоды и, в-третьих, размерами пространства, для которого составляется прогноз, то есть масштабами процессов, какие определяют изменения погоды в интересующем нас пространстве. Во всех трех случаях можно определить предсказуемость с помощью ЭВМ: задавая последовательно сроки действия прогноза, полноту исходной информации и масштабов процессов, можно получить искомые показатели предсказуемости. Очевидно, это будут какие-то осредненные показатели с пределами возможных отклонений для процессов различной интенсивности и характера.

Ученые климатологи

Для того чтобы понять все это, ученые должны воссоздать модель, потому что есть только одна Земля — создается компьютерная модель. Климатологи используют мощные компьютеры для построения программы, основанные на физике климатической системы. Эти модели позволяют ученым делать прогнозы и проверить гипотезу о том, какие процессы влияют на климат.

При построении таких моделей, климатологи начинают с фундаментальной науки: термодинамических принципов, орбитальной динамики, взаимодействия между инфракрасным излучением и двуокисью углерода и других газов, а также других подобных факторов, влияющих на основной баланс тепла на входе и выходе в атмосферу. Они сочетают в себе реальные измерения данных, таких как текущая концентрация парниковых газов в атмосфере. Они проверяют гипотезы о том, какие процессы влияют на какие явления. Затем ученые могут увидеть, как полученные программы предсказывают климатическую систему. Когда предсказания совпадают с наблюдениями считается, что модель подтверждена и лежит в основе допущений. Когда прогнозы расходятся от того, что наблюдается, климатологи пересматривают свои гипотезы. С помощью такого процесса проб и ошибок, они способны обеспечить, что их гипотезы становятся все более и более точными и надежными.

Такие модели могут быть применены к Земле в целом или в различных регионах планеты. Чтобы увидеть, как изменение климата влияет на различные части Земли, ученые-климатологи разбивают изучение на более мелкие части, рассчитывая, как небольшие участки поверхности Земли реагируют на Солнце и парниковые газы, а затем соединяют эти мелкие детали вместе, основанные на измерениях как атмосфера и океан взаимодействуют между собой.

Для того чтобы обеспечить точность моделей при проектировании будущей тенденции изменения климата, программы часто работают в обратном направлении во времени, чтобы прошлые изменения климата сравнить с климатическими наблюдениями. Модели в рамках этого процесса стали удивительно точными и дают климатическим исследованиям уверенность, что будущие прогнозы являются надежными.

Ученые могут сделать эксперименты с этими программами, что они не могут сделать на планете. Они могут установить атмосферу соответствующую условиям век назад, и посмотреть, соответствуют ли предсказание модели.  Они могут устанавливать модели в соответствии с условиями миллионы лет назад, чтобы лучше понять, как в прошлом климат изменился. Это позволяет убедиться в том, что модели являются точными, для точной настройки выходного сигнала. Они также могут устранить последствия человеческой деятельности и посмотреть, какие изменения климата они наблюдают по предсказанной гипотезе.  Эти модели показывают, что человеческая деятельность, особенно сжигание ископаемого топлива и в результате выброс углекислого газа в атмосферу существенно изменили климат на планете. Во многих различных видах климатических исследований имеется последовательный результат в том, что люди производят большую часть изменения климата, которые мы наблюдали в прошлом веке.

Один недавний анализ: по оценкам, по меньшей мере, три четверти изменений климата с 1950 года связаны с деятельностью человека.

21.17. Что такое расчетные метеорологические характеристики?

В метеорологии помимо измеренных значений состояния воздуха широко используются и так называемые расчетные характеристики, которые вычисляются, а не измеряются. Некоторые из них являются чисто теоретическими величинами. Например, помимо обычного ветра существует понятие эквивалентного ветра (рис. 89), который непосредственно не может быть измерен, его можно только вычислить. Это расчетный ветер, всегда направленный вдоль маршрута полета и оказывающий такое же влияние на путевую скорость самолета, как и фактический ветер. Известно несколько расчетных температур воздуха: эквивалентная, потенциальная, виртуальная, молярная и др. Эквивалентная температура соответствует той температуре воздуха, которую он имел бы после конденсации всего содержащегося в нем водяного пара при неизменном атмосферном давлении. Потенциальная температура — это температура, приведенная по сухоадиабатическому закону (без притока тепла извне) к давлению, равному 1000 гПа. Виртуальная температура — это температура сухого воздуха при данном давлении, если бы его плотность была такая же, как и плотность данного влажного воздуха, и т. д. Есть расчетные значения влажности (абсолютной, удельной, относительной), температуры туманообразования, упругости водяного пара, точки росы и т. п. Известны также расчетные средние климатологические характеристики (суточные, декадные, месячные, сезонные, годовые, экстремальные и др.)