Метеорологияның даму тарихы
Метеорология - атмосфераны және оның ішіндегі құбылыстарды, соның ішінде ауа райы мен климатты зерттейтін ғылым. Күнделікті өмірге тікелей әсер ететін зерттеу саласы ретінде метеорология уақыт өте келе айтарлықтай дамыды. Бұл мақалада метеорологияның ежелгі заманнан қазіргі заманға дейінгі тарихи дамуы қарастырылады.
1. Антикалық дәуір және алғашқы бақылаулар
Біздің ата-бабаларымыз тарихқа дейінгі дәуірлерден бері ауа райы құбылыстарын ауыл шаруашылығына және күнделікті қажеттіліктерге әсер етуіне байланысты бақылап келген. Дегенмен, метеорология ғылым ретінде ежелгі Грецияда қалыптаса бастады. Аристотельдің «Meteorologica» (б.з.д. 340 ж.) еңбегінде жаңбыр, жел және найзағай сияқты атмосфералық құбылыстар жүйелі түрде талқыланды. Аристотель сонымен қатар гректің «meteoron» сөзінен шыққан «метеорология» терминін енгізді, ол «ауадағы нәрсе» дегенді білдіреді.
Уақыт өте келе, Аристотельдің шәкірті Теофраст (б.з.д. 372–287 жж.) сияқты бақылаушылар да климаттың өзгеруі және басқа да атмосфералық құбылыстар туралы жазды. Дегенмен, сол кездегі метеорологиялық білімге әлі де мифтер мен ғылыми емес тұжырымдамалар қатты әсер етті.
2. Орта ғасырлар және ғылымның өрлеуі
Орта ғасырларда көптеген грек және рим ғылыми еңбектерін мұсылман ғалымдары араб тіліне аударды. Осы кезеңдегі метеорологияның дамуындағы негізгі тұлғалардың бірі бірнеше еңбектерінде метеорология туралы жазған Әл-Кинди (801–873) болды. Сонымен қатар, оптик және физик Ибн әл-Хайсам (965–1040) атмосфералық құбылыстарды түсінуге де айтарлықтай үлес қосты.
Дегенмен, метеорологиядағы ірі жетістіктер Еуропадағы Ренессансқа дейін болған жоқ. XVI ғасырда Николай Коперник пен Галилео Галилей ежелгі теорияларға күмән келтіріп, оларды жоққа шығара бастады. Мысалы, Галилео алғашқы дәл термометрді шамамен 1603 жылы жасады, бұл құрал кейінірек атмосфералық температураны өлшеу үшін маңызды болды.
3. Ерте Жаңа дәуір: Аспаптар мен теориялардың дамуы
17 және 18 ғасырларда метеорология саласында қарқынды даму болды, бұл ең алдымен метеорологиялық құралдардың ойлап табылуының арқасында болды. Галилейдің шәкірті Эвангелиста Торричелли 1643 жылы сынап барометрін ойлап тапты. Бұл барометр ауа райының өзгеруін түсінудегі маңызды фактор болып табылатын атмосфералық қысымды өлшеуге мүмкіндік берді.
Англияда Роберт Гук пен Роберт Бойл барометр мен термометрді жасау арқылы метеорологияға да үлес қосты. 1686 жылы Эдмонд Халли атмосфералық айналым туралы қазіргі заманғы түсінігіміздің негізін қалап, жаһандық жел үлгілерін көрсететін жел картасын жариялады.
4. Аспаптар жасау және стандарттау дәуірі
19 ғасырда технологиялық дамудың одан әрі дамуы және өлшемдерді стандарттау метеорологиядағы жетістіктерге жол ашты. Британдық әскери-теңіз офицері Фрэнсис Бофорт 1805 жылы жел күшін өлшеу үшін Бофорт шкаласын енгізді. Сонымен қатар, британдық фармацевт Люк Ховард 1802 жылы бұлтты жіктеу жүйесін жасады, ол бүгінгі күнге дейін кейбір өзгертулермен қолданылады.
1837 жылы Сэмюэл Морз ойлап тапқан телеграф бірнеше жерден нақты уақыт режимінде ауа райы туралы есеп беруге мүмкіндік берді. 1849 жылы Смитсон институтының өкілі Джозеф Генри Америка Құрама Штаттарында алғашқы ауа райын бақылау желісін құрды, ол қазіргі заманғы ауа райы қызметтерінің негізін қалаушы болды.
5. Ауа райын болжау және атмосфералық модельдеу
ХХ ғасыр метеорологияда ауа райын дәлірек болжаудың енгізілуімен жаңа дәуірді белгіледі. Норвегиялық физигі Вильгельм Бьеркнес әртүрлі ауа массалары арасындағы өзара әрекеттесуді сипаттайтын фронтальды өріс теориясының дамуындағы орталық тұлға болды. Оның ХХ ғасырдың басындағы жұмысы қазіргі заманғы ауа райын болжаудың негізін қалады.
1922 жылы Льюис Фрай Ричардсон дифференциалдық теңдеулерді қолдана отырып, ауа райын болжаудың алғашқы сандық әдісін жасады. Бұл әдіс сол кезде компьютерлік шектеулерге байланысты практикалық болмаса да, оның жұмысы бүгінде қолданылатын компьютерлік модельдердің негізін қалады.
Екінші дүниежүзілік соғыс метеорологияда да шешуші сәт болды. Бастапқыда әскери мақсатта жасалған радар кейінірек бұлттар мен жауын-шашынды анықтау үшін пайдаланылды. 1950 жылдары компьютерлер ауа райын болжау үшін қолданыла бастады, Джон фон Нейман және оның Принстондағы командасы алғашқы сандық ауа райы моделін жасады.
6. Спутниктік метеорология және жаһандану дәуірі
1960 жылдары Америка Құрама Штаттары 1960 жылы алғашқы ауа райы жер серігі TIROS-1 ұшыруымен метеорология әлемдік деңгейге жетті. Бұл жер серігі ғарыштан бұлттардың суреттерін түсіре алды, бұл жаһандық ауа райын бақылауға мүмкіндік берді.
Содан бері ауа райы серіктері метеорологиядағы негізгі құралға айналды. Олар температура, ылғалдылық, жел қозғалысы және т.б. туралы деректерді жинау үшін қолданылады. 1970 жылдары бүкіл әлемнен жиналған деректердің арқасында Эль-Ниньо және басқа да атмосфералық тербелістер туралы түсінік одан әрі кеңейді.
7. Қазіргі заманғы технологиялар және метеорологияның болашағы
Компьютерлік технологияның дамуы метеорологияда төңкеріс жасады. Қазіргі ауа райын болжау модельдері ауа райы жағдайларын бірнеше күн бұрын жоғары дәлдікпен болжай алады. Америка Құрама Штаттарындағы Ұлттық климат және ауа райын болжау орталығы (NCEP), Еуропалық метеорологиялық ұйым (ECMWF) және басқа да әртүрлі агенттіктер күрделі атмосфералық модельдерді іске қосу үшін суперкомпьютерлерді пайдаланады.
Сонымен қатар, LIDAR (жарықты анықтау және қашықтықты өлшеу) және Допплерлік радар сияқты заманауи сенсорлық технологиялар торнадо мен дауыл сияқты экстремалды ауа райы құбылыстарын дәлірек анықтауға мүмкіндік береді.
Қорытынды
Ежелгі Грециядағы алғашқы бақылаулардан бастап суперкомпьютерлер мен күрделі спутниктерді пайдалануға дейін метеорология ұзақ және динамикалық эволюциядан өтті. Бұл ғылым бізге ауа райы мен климатты түсінуге ғана емес, сонымен қатар табиғи апаттарды азайту және климаттың өзгеруіне бейімделу үшін жақсы шаралар қабылдауға мүмкіндік береді.
Технологияның үздіксіз дамуымен метеорологияның болашағы өте перспективалы болып көрінеді. Атмосфералық құбылыстарды тереңірек түсіну қауіпсіз және тұрақты әлемді құруға көмектеседі. Сондықтан метеорология ғылымын зерттеу және дамыту адамзаттың болашақ әл-ауқатына маңызды инвестиция болып табылады.
