| Часть серии по |
| Погода |
|---|
 |
| Портал погоды |
Атмосферная наука - это изучение атмосферы Земли и ее различных внутренних физических процессов. Метеорология включает в себя химию атмосферы и атмосферной физики с основным акцентом на прогнозировании погоды . Климатология - это изучение атмосферных изменений (как долгосрочных, так и краткосрочных), которые определяют средние климатические условия и их изменение во времени из-за как естественной, так и антропогенной изменчивости климата . Аэрономия - это изучение верхних слоев атмосферы, где важны диссоциация и ионизация . Атмосферная наука была распространена на областьПланетарная наука и изучение атмосфер планет и естественных спутников в Солнечной системе .
Экспериментальные инструменты, используемые в атмосферных науках, включают спутники , ракетные зонды , радиозонды , метеозонды и лазеры .
Термин аэрология (от греческого ἀήρ, aēr , « воздух »; и -λογία, -logia ) иногда используется как альтернативный термин для изучения атмосферы Земли; [1] в других определениях аэрология ограничивается свободной атмосферой , областью над пограничным слоем планеты . [2]
Первыми пионерами в этой области были Леон Тейссерен де Борт и Ричард Ассманн . [3]
Атмосферная химия [ править ]
Атмосферная химия - это отрасль науки об атмосфере, в которой изучается химия атмосферы Земли и других планет. Это мультидисциплинарная область исследований, основанная на химии окружающей среды, физике, метеорологии, компьютерном моделировании, океанографии, геологии и вулканологии и других дисциплинах. Исследования все больше связаны с другими областями обучения, такими как климатология.
Состав и химический состав атмосферы важны по нескольким причинам, но в первую очередь из-за взаимодействия между атмосферой и живыми организмами. Состав атмосферы Земли был изменен в результате деятельности человека, и некоторые из этих изменений вредны для здоровья человека, сельскохозяйственных культур и экосистем. Примеры проблем, решаемых с помощью химии атмосферы, включают кислотные дожди, фотохимический смог и глобальное потепление. Атмосферная химия пытается понять причины этих проблем и, получая теоретическое понимание их, позволяет проверить возможные решения и оценить последствия изменений в государственной политике.
Атмосферная динамика [ править ]
Атмосферная динамика - это изучение движущихся систем, имеющих метеорологическое значение, объединение наблюдений в разных местах, в разные времена и теории. Общие изучаемые темы включают различные явления, такие как грозы , торнадо , гравитационные волны , тропические циклоны , внетропические циклоны , реактивные течения и циркуляции в глобальном масштабе. Цель динамических исследований - объяснить наблюдаемые циркуляции на основе фундаментальных принципов физики . В задачи таких исследований входит улучшение прогнозов погоды., разработка методов прогнозирования сезонных и межгодовых колебаний климата и понимание последствий антропогенных возмущений (например, повышение концентрации углекислого газа или истощение озонового слоя) на глобальный климат. [4]
Физика атмосферы [ править ]
Физика атмосферы - это приложение физики к изучению атмосферы. Атмосферные физики пытаются смоделировать атмосферу Земли и атмосферы других планет, используя уравнения потока жидкости, химические модели, радиационный баланс и процессы передачи энергии в атмосфере и нижележащих океанах. Для моделирования погодных систем физики атмосферы используют элементы теории рассеяния, моделей распространения волн , физики облаков , статистической механики и пространственной статистики., каждый из которых включает в себя высокий уровень математики и физики. Физика атмосферы имеет тесные связи с метеорологией и климатологией, а также охватывает проектирование и изготовление инструментов для изучения атмосферы и интерпретацию данных, которые они предоставляют, включая инструменты дистанционного зондирования.
В Соединенном Королевстве исследования атмосферы поддерживаются Метеорологическим бюро. Подразделения Национального управления океанических и атмосферных исследований США (NOAA) наблюдают за исследовательскими проектами и моделированием погоды с использованием физики атмосферы. Национальная Астрономия и ионосфера США Центр также проводит исследования в высоких слоях атмосферы.
В магнитном поле Земли и солнечный ветер взаимодействует с атмосферой, создавая ионосферу , пояс Ван Аллен излучения , теллурические тока и лучистую энергию .
Климатология [ править ]
В отличие от метеорологии , изучающей краткосрочные погодные системы продолжительностью до нескольких недель, климатология изучает частоту и тенденции этих систем. Он изучает периодичность погодных явлений на протяжении многих тысячелетий, а также изменения долгосрочных средних погодных условий в зависимости от атмосферных условий. Климатологи , занимающиеся климатологией, изучают как природу климата - местный, региональный или глобальный, - так и природные или антропогенные факторы, вызывающие изменение климата. Климатология учитывает прошлое и может помочь предсказать изменение климата в будущем .
Явления, представляющие климатологический интерес, включают атмосферный пограничный слой , характер циркуляции , теплопередачу ( радиационную , конвективную и скрытую ), взаимодействие между атмосферой и океанами и поверхностью суши (особенно растительность , землепользование и топографию ), а также химический и физический состав атмосфера. Связанные дисциплины включают астрофизику , физику атмосферы , химию , экологию , физическую географию., геология , геофизика , гляциология , гидрология , океанография и вулканология .
Атмосферы на других небесных телах [ править ]
У всех планет Солнечной системы есть атмосферы. Это потому, что их сила тяжести достаточно велика, чтобы удерживать газообразные частицы близко к поверхности. Более крупные газовые гиганты достаточно массивны, чтобы удерживать большое количество легких газов, водорода и гелия, поблизости, в то время как меньшие планеты теряют эти газы в космос . [5] Состав атмосферы Земли отличается от атмосферы других планет, потому что различные жизненные процессы, которые происходили на планете, привели к появлению свободного молекулярного кислорода . [6] Большая часть атмосферы Меркурия была унесена солнечным ветром . [7] Единственная луна, сохранившая плотную атмосферу, - этоТитан . На Тритоне тонкая атмосфера , а на Луне - след атмосферы .
Атмосферы планет подвержены воздействию различной степени энергии, получаемой от Солнца или их недр, что приводит к формированию динамических погодных систем, таких как ураганы (на Земле), планетарные пыльные бури ( на Марсе ), размером с Землю. антициклон на Юпитере (так называемое Большое красное пятно ) и дыры в атмосфере (на Нептуне). [8] По крайней мере, одна внесолнечная планета HD 189733 b , как утверждается, обладает такой погодной системой, похожей на Большое Красное Пятно, но вдвое большей. [9]
Было показано, что горячие юпитеры теряют свою атмосферу в космос из-за звездного излучения, подобно хвостам комет. [10] [11] Эти планеты могут иметь огромные различия в температуре между дневной и ночной сторонами, что создает сверхзвуковые ветры, [12] хотя дневная и ночная стороны HD 189733b, по-видимому, имеют очень похожие температуры, что указывает на то, что атмосфера планеты эффективно перераспределяется энергия звезды вокруг планеты. [9]
См. Также [ править ]
- Погода и климат
Ссылки [ править ]
- ^ «Аэрология» . OED Online . Издательство Оксфордского университета . Проверено 4 декабря 2019 года .
- ^ "Аэрология - Глоссарий AMS" . glossary.ametsoc.org . Проверено 8 сентября 2019 .
- ^ Ультрафиолетовое излучение в солнечной системе Мануэль Васкес, Арнольд Ханслмайер
- ^ Вашингтонский университет . Атмосферная динамика. Проверено 1 июня 2007 г.
- ^ Шеппард, СС; Jewitt, D .; Клейна, Дж. (2005). «Сверхглубокое исследование неправильных спутников Урана: пределы полноты». Астрономический журнал . 129 (1): 518–525. arXiv : astro-ph / 0410059 . Bibcode : 2005AJ .... 129..518S . DOI : 10.1086 / 426329 .
- ^ Zeilik, Майкл А .; Грегори, Стефан А. (1998). Вводная астрономия и астрофизика (4-е изд.). Издательство колледжа Сондерс. п. 67. ISBN 0-03-006228-4.
- ^ Хантен DM, Shemansky DE, Morgan TH (1988), атмосфера Меркурия , В: Ртуть (A89-43751 19-91). University of Arizona Press, стр. 562–612.
- ↑ Харви, Саманта (1 мая 2006 г.). "Погода, погода, везде?" . НАСА. Архивировано 8 августа 2007 года . Проверено 9 сентября 2007 года .
- ^ a b Knutson, Heather A .; Шарбонно, Дэвид; Аллен, Лори Э .; Фортни, Джонатан Дж. (2007). «Карта дневного и ночного контраста внесолнечной планеты HD 189733b». Природа . 447 (7141): 183–6. arXiv : 0705.0993 . Bibcode : 2007Natur.447..183K . DOI : 10,1038 / природа05782 . PMID 17495920 . (Связанный пресс-релиз )
- ^ Weaver, D .; Вильярд, Р. (31 января 2007 г.). "Хаббл зонды слоеный пирог структуры атмосферы чужеродного мира" . Университет Аризоны, Лаборатория Луны и планет (пресс-релиз) . Архивировано 8 августа 2007 года . Проверено 15 августа 2007 года .
- ^ Ballester, Gilda E .; Пой, Дэвид К .; Герберт, Флойд (2007). «Сигнатура горячего водорода в атмосфере внесолнечной планеты HD 209458b». Природа . 445 (7127): 511–4. Bibcode : 2007Natur.445..511B . DOI : 10,1038 / природа05525 . ЛВП : 10871/16060 . PMID 17268463 .
- ^ Харрингтон, Джейсон; Хансен, Брэд М .; Luszcz, Statia H .; Сигер, Сара (2006). «Фазозависимая инфракрасная яркость внесолнечной планеты Андромеда b». Наука . 314 (5799): 623–6. arXiv : astro-ph / 0610491 . Bibcode : 2006Sci ... 314..623H . DOI : 10.1126 / science.1133904 . PMID 17038587 . (Связанный пресс-релиз )
Внешние ссылки [ править ]
 | Викискладе есть медиафайлы по атмосферным наукам . |
- Атмосферная гидродинамика применяется к картам погоды - такие принципы, как адвекция, деформация и завихренность
- Архив Национального центра атмосферных исследований (NCAR), документирует историю атмосферных наук.
| vтеНауки о Земле | |
|---|---|
| |
| |
Категория
Портал
Commons| vтеНаука об окружающей среде | ||
|---|---|---|
| Основные поля |
| |
| Связанные поля |
| |
| Приложения |
| |
| Списки |
| |
| Смотрите также |
| |
| ||
ВикиПроект
