Klimatologiya - Climatology

Klimatologiya - bu iqlimni ilmiy tadqiq etish.

Klimatologiya (dan.) Yunoncha μma, klima, "joy, zona"; va -λosa, -logiya ) yoki iqlimshunoslik ning ilmiy tadqiqotidir iqlim, ilmiy jihatdan ma'lum vaqt oralig'ida o'rtacha ob-havo sharoiti deb ta'riflangan.[1] Ushbu zamonaviy o'rganish sohasi filial sifatida qaraladi atmosfera fanlari va pastki maydon jismoniy geografiya, bu biri Yer haqidagi fanlar. Endi iqlimshunoslik aspektlarini o'z ichiga oladi okeanografiya va biogeokimyo.

Iqlimshunoslarning asosiy usullari bu kuzatuvlarni tahlil qilish va iqlimni belgilaydigan fizik qonuniyatlarni modellashtirishdir. Tadqiqotning asosiy mavzulari - o'rganish iqlim o'zgaruvchanligi, iqlim o'zgarishi mexanizmlari va zamonaviy iqlim o'zgarishi. Iqlim haqidagi asosiy bilimlardan qisqa muddatlarda foydalanish mumkin ob-havo ma'lumoti, masalan, kabi iqlim davrlari haqida El-Nino-Janubiy tebranish (ENSO), the Madden-Julian tebranishi (MJO), the Shimoliy Atlantika tebranishi (NAO), Arktika tebranishi (AO), the Tinch okeanining dekadali tebranishi (PDO) va Interdecadal Tinch okean tebranishi (IPO).

Iqlim modellari ob-havo va iqlim tizimining dinamikasini o'rganishdan kelajakdagi iqlimning prognozlariga qadar turli maqsadlarda qo'llaniladi. Ob-havo ma'lum vaqt oralig'ida atmosferaning holati deb nomlanadi, iqlim esa atmosfera holati bilan uzoq vaqtgacha davom etadi.[2]

Tarix

Yunonlar iqlimni rasmiy o'rganishga kirishdilar; aslida iqlim so'zi yunoncha klima so'zidan kelib chiqqan bo'lib, "o'q" degan ma'noni anglatadi, bu Yer o'qining qiyaligi yoki moyilligini anglatadi. Aytish mumkinki, ob-havoning eng ta'sirli klassik matni edi Havoda, suvda va joylarda[3] tomonidan yozilgan Gippokrat 400 atrofida Miloddan avvalgi. Ushbu asarda iqlimning inson salomatligiga ta'siri va Osiyo va Evropa o'rtasidagi madaniy farqlar sharhlangan.[3] Ushbu fikr, iqlim qaysi mamlakatlarning iqlimiga qarab ustunligini nazorat qiladi yoki iqlimiy determinizm, tarix davomida ta'sirli bo'lib qoldi.[3] Xitoy olimi Shen Kuo (1031-1095) iqlimning tabiiy vaqtni kuzatib borganidan keyin juda katta vaqt ichida o'zgarganligi toshlangan bambuklar Yanzhou yaqinida er ostidan topilgan (zamonaviy kun Yan'an, Shensi bambuk o'sishi uchun yaroqsiz quruq iqlim zonasi.[4]

Ixtirosi termometr va barometr davomida Ilmiy inqilob 1640–1642 yillarda boshlangan tizimli yozuvlarni olib borishga imkon berdi Angliya.[3] Erta iqlim tadqiqotchilari orasida Edmund Xelli, 1686 yilda janubiy yarim sharga sayohatdan so'ng savdo shamollari xaritasini nashr etgan. Benjamin Franklin (1706–1790) birinchi bor xaritani xaritada Gulf Stream dan pochta xabarlarini yuborishda foydalanish uchun Qo'shma Shtatlar ga Evropa. Frensis Galton (1822-1911) bu atamani ixtiro qildi antisiklon.[5] Helmut Landsberg (1906-1985) dan foydalanishga ko'maklashdi statistik tahlil uning fizika faniga aylanishiga olib kelgan iqlimshunoslikda.

20-asr boshlarida iqlimshunoslik asosan mintaqaviy iqlim tavsifiga yo'naltirilgan edi. Ushbu tavsiflovchi iqlimshunoslik asosan amaliy fan bo'lib, fermerlarga va boshqa manfaatdor odamlarga odatdagi ob-havo qanday bo'lganligi va ekstremal hodisalarning qanchalik katta ehtimoli borligi to'g'risida statistik ma'lumot berdi.[6] Buning uchun iqlimshunoslar a iqlim normal, yoki odatda 30 yil davomida o'rtacha ob-havo va ob-havo sharoiti.[7]

20-asrning o'rtalarida meteorologiya va iqlimshunoslikdagi ko'plab taxminlar iqlimni deyarli doimiy deb hisoblagan. Olimlar o'tgan kabi iqlim o'zgarishini bilishgan muzlik davri, iqlim o'zgarmas degan tushuncha iqlimni belgilaydigan narsa haqidagi umumiy nazariyani ishlab chiqishda foydali bo'ldi. Bu keyingi o'n yilliklarda o'zgarishni boshladi va shu bilan birga iqlim o'zgarishi haqidagi fan tarixi ilgari boshlangan, iqlim o'zgarishi faqat yetmishinchi va undan keyingi yillarda iqlimshunoslar uchun o'rganishning asosiy mavzularidan biriga aylandi.[8]

Subfields

30 yillik o'rtacha harorat xaritasi. Tarixiy ob-havo parametrlarining uzoq muddatli o'rtacha qiymatidan hosil bo'lgan ma'lumotlar to'plamlari ba'zida "klimatologiya" deb nomlanadi.

Iqlimshunoslikning turli subfilmlari iqlimning turli jihatlarini o'rganadi. Iqlimshunoslikda sohalarning turli toifalari mavjud. The Amerika meteorologik jamiyati Masalan, tavsiflovchi iqlimshunoslik, ilmiy iqlimshunoslik va amaliy iqlimshunoslikni tadqiqotning murakkabligi va maqsadiga qarab turkumlash, iqlimshunoslikning uchta kichik toifasi sifatida belgilaydi.[9] Amaliy klimatologlar o'zlarining tajribalarini, masalan, turli sohalarda qo'llashadi ishlab chiqarish va qishloq xo'jaligi.[10]

Paleoklimatologiya kabi yozuvlarni o'rganib, o'tgan iqlimni rekonstruktsiya qilish va tushunishga intiladi muz tomirlari va daraxt uzuklari (dendroklimatologiya ). Paleotempestologiya ming yillar davomida bo'ron chastotasini aniqlashga yordam berish uchun xuddi shu yozuvlardan foydalanadi. Tarixiy iqlimshunoslik insoniyat tarixi bilan bog'liq bo'lgan iqlimni o'rganadi va shu bilan faqat so'nggi bir necha ming yilga qaratilgan.

Chegara qatlamli iqlimshunoslik suv, energiya va impulsning er usti yaqinidagi almashinuvi bilan band.[11] Keyinchalik aniqlangan subfildlar fizik iqlimshunoslik, dinamik iqlimshunoslik, tornado iqlimshunosligi, mintaqaviy iqlimshunoslik, bioklimatologiya va sinoptik iqlimshunoslik. Ning o'rganilishi gidrologik tsikl uzoq vaqt davomida tarozilar (gidroklimatologiya) qor iqlimshunosligi va do'l iqlimining pastki sohalariga bo'linadi.[9]

Usullari

Zamonaviy iqlimni o'rganish ko'p yillar davomida to'plangan meteorologik ma'lumotlarni, masalan, yog'ingarchilik, harorat va atmosfera tarkibi yozuvlarini o'z ichiga oladi. Atmosfera va uning dinamikasi haqidagi bilimlar ham o'z ichiga oladi modellar, yoki statistik yoki matematik, bu turli xil kuzatuvlarni birlashtirish va ularning bir-biriga mosligini sinab ko'rish orqali yordam beradi. Modellashtirish o'tmish, hozirgi va istiqbolli iqlimni tushunish uchun ishlatiladi.

Iqlimni tadqiq qilish iqlimni boshqaradigan keng ko'lam, uzoq vaqt va murakkab jarayonlar tufayli qiyinlashadi. Iqlim jismoniy qonunlar bilan boshqariladi, ular quyidagicha ifodalanishi mumkin differentsial tenglamalar. Ushbu tenglamalar bog'langan va chiziqli emas, shuning uchun ularni yaratish uchun raqamli usullardan foydalanib taxminiy echimlar olinadi global iqlim modellari. Iqlim ba'zan a sifatida modellashtirilgan stoxastik jarayon ammo bu odatda tahlil qilish uchun juda murakkab bo'lgan jarayonlarga yaqinlashish sifatida qabul qilinadi.

Iqlim ma'lumotlari

Iqlim o'zgaruvchilarining uzoq yillik ma'lumotlarini to'plash iqlimni o'rganish uchun juda muhimdir. Klimatologiya meteorologiya to'plagan umumiy ma'lumotlar bilan shug'ullanadi.[12] Olimlar iqlimning to'g'ridan-to'g'ri va bilvosita kuzatuvlaridan foydalanadilar Yer sun'iy yo'ldoshlarini kuzatmoqda va global tarmoq kabi ilmiy asbob-uskunalar termometrlar, ga tarixdan oldingi olingan muz muzliklar.[13] Vaqt o'tishi bilan o'lchash texnologiyasi o'zgarganda, ma'lumotlar yozuvlarini to'g'ridan-to'g'ri taqqoslash mumkin emas. Shaharlarning atroflari odatda issiqroq bo'lgani uchun, urbanizatsiya buning uchun doimiy ravishda ma'lumotlarni tuzatish zarurligini keltirib chiqardi shahar issiqlik oroli effekt.[14]

Modellar

Iqlim modellarida atmosfera, okeanlar, quruqlik va muzning o'zaro ta'sirini simulyatsiya qilish uchun miqdoriy usullar qo'llaniladi. Ular ob-havo va iqlim tizimining dinamikasini o'rganishdan tortib kelajakdagi iqlimning proektsiyalariga qadar turli maqsadlarda foydalaniladi. Barcha iqlim modellari erga uzoq to'lqinli (infraqizil) elektromagnit nurlanish bilan chiqadigan energiya bilan erga qisqa to'lqinli (shu jumladan ko'rinadigan) elektromagnit nurlanish sifatida kiruvchi energiyani muvozanatlashtiradi yoki deyarli muvozanatlashtiradi. Har qanday muvozanatsizlik erning o'rtacha haroratining o'zgarishiga olib keladi. Aksariyat iqlim modellari radiatsiyaviy ta'sirlarni o'z ichiga oladi issiqxona gazlari kabi karbonat angidrid. Ushbu modellar yuqori o'sish tendentsiyasini taxmin qilishadi sirt harorati, shuningdek, yuqori kengliklarda haroratning tezroq ko'tarilishi.

Modellar nisbatan soddan murakkabgacha o'zgarishi mumkin:

  • Erni bitta nuqta sifatida qabul qiladigan va chiqadigan energiyani o'rtacha hisoblaydigan oddiy nurli issiqlik uzatish modeli
  • bu vertikal (radiatsion-konvektiv modellar) yoki gorizontal ravishda kengaytirilishi mumkin
  • Birlashtirilgan atmosfera-okean–dengiz muzi global iqlim modellari massa va energiya uzatish va nurli almashinuv uchun to'liq tenglamalarni diskretlash va echish.
  • Yer tizimining modellari biosferani o'z ichiga oladi.

Tadqiqot mavzulari

Klimatologlar o'rganadigan mavzular taxminan uchta toifaga bo'linadi: iqlim o'zgaruvchanligi, iqlim o'zgarishi mexanizmlari va zamonaviy iqlim o'zgarishi.[15]

Klimatologik jarayonlar

Har xil omillar ma'lum bir joyda atmosferaning o'rtacha holatiga ta'sir qiladi. Masalan, o'rta balandliklar aniq bo'ladi mavsumiy tsikl haroratda tropik mintaqalar yil davomida haroratning ozgina o'zgarishini ko'rsating.[16] Iqlimdagi yana bir muhim nazorat - bu kontinentallik: masalan, yirik suv havzalariga masofa okeanlar. Okeanlar mo''tadil omil sifatida harakat qiladi, shuning uchun unga yaqin er odatda yumshoq bo'ladi qish va yoz o'rtacha.[17] Atmosfera boshqa sohalar bilan o'zaro ta'sir qiladi iqlim tizimi, shamollar paydo bo'lishi bilan okean oqimlari butun dunyo bo'ylab issiqlikni tashiydi.[18]

Iqlimning tasnifi

Tasniflash ko'plab fanlarning muhim yo'nalishi bo'lib, murakkab jarayonlarni soddalashtirish vositasi hisoblanadi. Turli xil iqlim tasniflari asrlar davomida ishlab chiqilgan, birinchilari esa Qadimgi Yunoniston. Iqlimning qanday tasniflanishi dasturning qanday bo'lishiga bog'liq. A shamol energiyasi ishlab chiqaruvchi qishloq xo'jaligiga qiziqqan kishidan ko'ra tasniflashda turli xil ma'lumotlarni (shamol) talab qiladi, chunki yog'ingarchilik va harorat kim uchun muhimroq.[19] Eng ko'p ishlatiladigan tasnif, Köppen iqlim tasnifi, o'n to'qqizinchi asrning oxirida ishlab chiqilgan va o'simliklarga asoslangan. Bu oylik haroratni ishlatadi va yog'ingarchilik ma'lumotlar.[20]

Iqlimning o'zgaruvchanligi

El-Nino ta'siri

O'zgaruvchanlikning turli xil usullari mavjud: haroratning takrorlanadigan naqshlari yoki boshqa iqlim o'zgaruvchilari. Ular turli xil indekslar bilan aniqlanadi. Ko'p jihatdan Dow Jones sanoat o'rtacha, 30 kompaniyalarning aktsiyalarining narxlariga asoslanib, umuman fond bozoridagi tebranishlarni aks ettirish uchun, iqlim indekslari iqlimning muhim elementlarini ifodalash uchun ishlatiladi. Iqlim ko'rsatkichlari odatda soddalik va to'liqlikning ikkita maqsadi bilan ishlab chiqiladi va har bir indeks odatda o'zi ko'rsatadigan iqlim omilining holati va vaqtini aks ettiradi. O'zining tabiatiga ko'ra indekslar sodda va ko'plab tafsilotlarni atmosfera yoki okeanning umumlashtirilgan, umumiy tavsifida birlashtiradi, bu global iqlim tizimiga ta'sir qiluvchi omillarni tavsiflash uchun ishlatilishi mumkin.

El-Nino-Janubiy tebranish (ENSO) - bu haroratning global o'zgaruvchanligi uchun mas'ul bo'lgan Tinch okeanidagi birlashtirilgan okean-atmosfera hodisasi,[18] va ikki yildan etti yilgacha bo'lgan tsiklga ega.[21] The Shimoliy Atlantika tebranishi bu asosan atmosferaning quyi qatlamida joylashgan o'zgaruvchanlik rejimidir troposfera. Yuqoridagi atmosfera qatlami stratosfera shuningdek, o'z o'zgaruvchanligini yaratishga qodir, eng muhimi Madden-Julian tebranishi (MJO), bu taxminan 30-60 kunlik tsiklga ega. The dekadalararo tinchlik tebranishi dekadal vaqt o'lchovlarida Tinch okeanida va atmosferaning pastki qismida o'zgarishlarni yaratishi mumkin.

Iqlim o'zgarishi

Iqlim o'zgarishi Yerdagi o'zgarishlar sodir bo'lganda sodir bo'ladi iqlim tizimi natijada yangi ob-havo uzoq vaqt davomida saqlanib qolgan naqshlar. Bunday vaqt bir necha o'n yillardan million yillargacha qisqa bo'lishi mumkin. Iqlim tizimi deyarli barcha energiyani quyoshdan oladi. Iqlim tizimi ham energiya beradi kosmik fazo. Kiruvchi va chiquvchi energiyaning muvozanati va energiyaning iqlim tizimi orqali o'tishi aniqlanadi Yerning energiya byudjeti. Kiruvchi energiya chiqadigan energiyadan kattaroq bo'lsa, erning energetik byudjeti ijobiy bo'ladi va iqlim tizimi isiydi. Agar ko'proq energiya o'chib qolsa, energiya byudjeti salbiy bo'ladi va er soviydi. Iqlim o'zgarishi ham o'rtacha ko'rsatkichga ta'sir qiladi dengiz sathi.

Zamonaviy iqlim o'zgarishi ning inson chiqindilari tomonidan boshqariladi issiqxona gazi qazib olinadigan yoqilg'ining yoqilishidan global o'rtacha sirt harorati. Haroratning ko'tarilishi zamonaviy iqlim o'zgarishining faqat bir jihati, shu bilan birga kuzatilayotgan o'zgarishlarni ham o'z ichiga oladi yog'ingarchilik, bo'ron izlari va bulutli. Issiqroq harorat o'zgarishni kuchaytiradi iqlim tizimi kabi muzliklarning keng tarqalgan erishi, dengiz sathining ko'tarilishi va flora va faunada siljishlar.[22]

Meteorologiya bilan farqlar

Aksincha meteorologiya, bu qisqa muddatli istiqbolga qaratilgan ob-havo bir necha haftagacha davom etadigan tizimlar, klimatologiya ushbu tizimlarning chastotasi va tendentsiyalarini o'rganadi. U bir necha ming yilliklarga oid ob-havo hodisalarining davriyligini, shuningdek atmosfera sharoitlariga nisbatan uzoq muddatli o'rtacha ob-havoning o'zgarishini o'rganadi. Klimatologlar iqlimning tabiatini - mahalliy, mintaqaviy yoki global - va iqlim o'zgarishini keltirib chiqaradigan tabiiy yoki inson tomonidan yaratilgan omillarni o'rganish. Klimatologiya o'tmishni ko'rib chiqadi va yordam berishi mumkin bashorat qilish kelajak Iqlim o'zgarishi.

Klimatologik qiziqish hodisalariga quyidagilar kiradi atmosfera chegara qatlami, aylanish naqshlari, issiqlik uzatish (nurli, konvektiv va yashirin ), atmosfera va okeanlar va quruqlik (xususan o'simlik, erdan foydalanish va topografiya ) va atmosferaning kimyoviy va fizik tarkibi.

Ob-havoni prognoz qilishda foydalaning

Prognozni tuzishning yanada murakkab usuli, analog texnikasi avvalgi ob-havoni eslashni talab qiladi, kutilayotgan voqea taqlid qilishi kutilmoqda. Amaliyotni qiyinlashtiradigan narsa shundaki, kelajakda voqea uchun juda kam analog mavjud.[23] Ba'zilar ushbu turdagi prognozni tanib olish deb atashadi, bu esa sun'iy yo'ldosh tasvirlari quruqlikdagi yog'ingarchilik darajasi bilan qanday bog'liqligini biladigan okeanlar kabi bo'shliqlar bo'yicha yog'ingarchilikni kuzatishda foydali usul bo'lib qoladi,[24] kelajakda yog'ingarchilik miqdori va tarqalishini prognoz qilish. Ushbu mavzudagi o'zgarish, ma'lum bo'lgan o'rta oraliq prognozlashda qo'llaniladi tele aloqalar, atrofdagi rejim ichida tizimning joylashishini aniqlashga yordam beradigan boshqa joylardagi tizimlardan foydalanilganda.[25] Telekommunikatsiyalardan foydalanish usullaridan biri bu ENSO bilan bog'liq hodisalar kabi iqlim ko'rsatkichlarini qo'llashdir.[26]

Shuningdek qarang

Adabiyotlar

  1. ^ Iqlimni bashorat qilish markazi. Iqlim lug'ati. Arxivlandi 2006-10-06 da Orqaga qaytish mashinasi 2006 yil 23-noyabrda olingan.
  2. ^ "Klimatologiya nima?". qurg'oqchilik.unl.edu. Olingan 2017-02-27.
  3. ^ a b v d Heymann, Matthias (2010). "Iqlim g'oyalari va bilimlarining rivojlanishi". Wiley fanlararo sharhlari: Iqlim o'zgarishi. 1 (4): 581–597. doi:10.1002 / wcc.61. ISSN  1757-7799.
  4. ^ A. J. Bowden; Sintiya V. Burek; C. V. Burek; Richard Uilding (2005). Paleobotanika tarixi: tanlangan insholar. Geologik jamiyat. p. 293. ISBN  978-1-86239-174-1. Olingan 3 aprel 2013.
  5. ^ Hayotiy hikoyalar. Frensis Galton. 2007 yil 19 aprelda olingan.
  6. ^ Vart, Spenser (2008). "Klimatologiya kasb sifatida". history.aip.org. Amerika fizika instituti. Olingan 2019-10-25.
  7. ^ Robinzon va Xenderson-sotuvchilar 1999 yil, 4-5 bet.
  8. ^ Robinzon va Xenderson-sotuvchilar 1999 yil, 5-6 bet.
  9. ^ a b Kollinz, Jennifer M. (25 oktyabr 2018). "Klimatologiya - Geografiya - Oksford Bibliografiyalari - obo". doi:10.1093 / obo / 9780199874002-0096. Olingan 2019-10-25.
  10. ^ Vang va Gillies 2012, p. IX.
  11. ^ Rohli & Vega 2018, p. 6
  12. ^ "Ob-havoni kuzatish qanday qilib iqlim ma'lumotlariga aylanadi? | NOAA Climate.gov". www.climate.gov. Olingan 2020-01-13.
  13. ^ "Olimlar iqlimni o'rganish uchun qanday ma'lumotlardan foydalanadilar?". Iqlim o'zgarishi: Sayyoraning muhim belgilari. Olingan 2020-01-13.
  14. ^ Rohli & Vega 2011 yil, p. 8.
  15. ^ Oblack, Rachelle; Makdugal, Xolt; ob-havo. (2019 yil 3-iyul). "Klimatologiya meteorologiyadan qanday farq qiladi". ThoughtCo. Olingan 2019-10-23.
  16. ^ Rohli & Vega 2018, p. 25.
  17. ^ Rohli & Vega 2018.
  18. ^ a b Rohli & Vega 2018, p. 54.
  19. ^ Rohli & Vega 2018, p. 159.
  20. ^ Rohli & Vega 2018, p. 160.
  21. ^ Iqlimni bashorat qilish markazi (2005 yil 19-dekabr). "ENSO FAQ: El Nino va La Ninya odatda necha marta bo'ladi?". Atrof-muhitni bashorat qilish milliy markazlari. Arxivlandi asl nusxasi 2009 yil 27 avgustda. Olingan 26 iyul, 2009.
  22. ^ "Global isish ta'siri". National Geographic. 2019-01-14. Olingan 2020-01-02.
  23. ^ Bashorat qilishning boshqa usullari: ob-havoning ob-havosi, analog va raqamli ob-havo ma'lumoti. 2006 yil 16 fevralda olingan.
  24. ^ Kennet C. Allen. NASA-ACTS buyurtma-sim muammosida qo'llaniladigan naqshni aniqlash usullari. Arxivlandi 2007-07-14 da Orqaga qaytish mashinasi 2007 yil 16 fevralda olingan.
  25. ^ Weather Associates, Inc. Kengaytirilgan va o'rta masofaga prognozlashda teleko'rsatuvlar va ansambllarni prognozlashning roli. 2007 yil 16 fevralda olingan.
  26. ^ Thinkquest.org. Telekommunikatsiyalar: El-Ninoni boshqa joylar bilan bog'lash. Arxivlandi 2007-04-20 da Orqaga qaytish mashinasi 2007 yil 16 fevralda olingan.

Kitoblar

  • Robinson, Piter J. Robinson; Henderson-Sellers, Ann (1999). Zamonaviy iqlimshunoslik. Xarlow, Angliya: Pearson Prentice Hall. ISBN  0582276314.
  • Rohli, Robert. V.; Vega, Entoni J. (2018). Klimatologiya (to'rtinchi nashr). Jones va Bartlett Learning. ISBN  9781284126563.
  • Rohli, Robert. V.; Vega, Entoni J. (2011). Klimatologiya (ikkinchi nashr). Jones va Bartlett Learning.
  • Vang, Shih-Yu; Gillies, Robert R., nashr. (2012). Zamonaviy iqlimshunoslik. Rijeka, Xorvatiya: InTech. ISBN  978-953-51-0095-9.

Qo'shimcha o'qish

  • Jenni Uglow, "Ob-havo nima" (Sara Drining sharhi, Dunyo suvlari: Okeanlarimiz, atmosfera va muzliklar sirlarini ochib, sayyorani butun qilgan olimlarning hikoyasi, Chikago universiteti matbuoti, 2019, 332 bet.), Nyu-York kitoblarining sharhi, vol. LXVI, yo'q. 20 (2019 yil 19-dekabr), 56-58 betlar.

Tashqi havolalar