Meteorolog??a
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Meteorolog??a (del griego: μετέωρον, Meteoron, "alto en el cielo", y λόγος, logos, "conocimiento") es la estudio cient??fico interdisciplinario de la atm??sfera que se centra en tiempo los procesos y el pron??stico (en contraste con climatolog??a). Fen??menos meteorol??gicos son fen??menos meteorol??gicos observables que iluminan y se explican por la ciencia de la meteorolog??a. Estos eventos est??n sujetos a las variables que existen en la Tierra la atm??sfera 's. Son temperatura , la presi??n, el vapor de agua , y los gradientes y las interacciones de cada variable, y c??mo cambian en el tiempo. La mayor parte de tiempo observado de la Tierra se encuentra en el troposfera.
Meteorolog??a, climatolog??a, f??sica atmosf??rica , y qu??mica atmosf??rica son subdisciplinas de la las ciencias atmosf??ricas. Meteorolog??a e hidrolog??a componen el campo interdisciplinario de hidrometeorolog??a.
Las interacciones entre la atm??sfera terrestre y de los oc??anos son parte de acoplados estudios oc??ano-atm??sfera. Meteorolog??a tiene aplicaci??n en diversos campos como el ej??rcito, la producci??n de energ??a, el transporte, la agricultura y la construcci??n.
Subclasificaciones
En el estudio de la atm??sfera, la meteorolog??a puede ser dividida en distintas ??reas de ??nfasis en funci??n del ??mbito temporal y el alcance espacial de inter??s. En un extremo de esta escala es la climatolog??a. En las escalas de tiempo de horas o d??as, la meteorolog??a se separa en micro, meso y meteorolog??a sin??ptica escala. Respectivamente, el tama??o geoespacial de cada una de estas tres escalas se relaciona directamente con los plazos adecuados.
Otros subclasificaciones est??n disponibles basados en la necesidad de los seres humanos, o por los efectos ??nicos, locales o generales que se estudian dentro de ese sub-clase.
- Meteorolog??a de la capa l??mite
Meteorolog??a de la capa l??mite es el estudio de los procesos en el aire capa directamente sobre la Tierra superficie 's, conocido como el capa atmosf??rica l??mite (ABL) o peplosphere. Los efectos de la superficie - calefacci??n, refrigeraci??n, y fricci??n - causa la mezcla turbulenta dentro de la capa de aire. Significativo flujos de calor, materia , o el impulso en escalas de tiempo de menos de un d??a se advecci??n por movimientos turbulentos. Meteorolog??a capa l??mite incluye el estudio de todos los tipos de superficie-atm??sfera frontera, incluyendo oc??ano, lago, suelo urbano y suelo no urbanizable.
- Meteorolog??a de mesoescala
Meteorolog??a de mesoescala es el estudio de los fen??menos atmosf??ricos que tiene escalas horizontales que van desde los l??mites de la microescala a los l??mites de escala sin??ptica y una escala vertical que se inicia en la superficie de la Tierra, e incluye la capa l??mite atmosf??rica, troposfera, tropopausa, y la secci??n inferior de la estratosfera. Escalas de tiempo de mesoescala duran desde menos de un d??a a toda la vida del evento, que en algunos casos puede ser semanas. Los acontecimientos de inter??s son normalmente tormentas el??ctricas , l??neas de turbonada, frentes, bandas de precipitaci??n en tropical y ciclones extratropicales y sistemas meteorol??gicos topogr??ficamente generados como ondas de monta??a y mar y tierra brisas.
- Escala sin??ptica
Escala sin??ptica es generalmente grandes din??micas de la zona a que se refiere en coordenadas horizontales y con respecto al tiempo. Los fen??menos descritos por lo general meteorolog??a sin??ptica incluye eventos como ciclones extratropicales, bebederos barocl??nicas y crestas, zonas frontales, y en cierta medida chorros. Todos ellos se dan t??picamente en los mapas del tiempo para una hora espec??fica. La escala horizontal m??nimo de fen??menos sin??ptica se limitan a la separaci??n entre estaciones de observaci??n de superficie.
- Escala global
Meteorolog??a Global escala es el estudio de los patrones clim??ticos relacionados con el transporte de calor desde los tr??picos a la polos. Adem??s, las oscilaciones muy gran escala son de importancia. Esas oscilaciones tienen per??odos de tiempo m??s largos que normalmente un ciclo estacional anual completo, como ENSO , DOP, MJO, etc. escala global empuja los l??mites de la percepci??n de la meteorolog??a en la climatolog??a. La definici??n tradicional de clima se empuja a escalas temporales m??s grandes con la mayor comprensi??n de c??mo las oscilaciones globales causan tanto del clima y tiempo perturbaciones en el sin??ptico y plazos de mesoescala.
Predicci??n num??rica del tiempo es un foco principal en la comprensi??n de la interacci??n aire-mar, meteorolog??a tropical, la predictibilidad atmosf??rica, y troposf??rico / procesos estratosf??ricos .. En la actualidad (2007) Laboratorio de Investigaci??n Naval en Monterey produce el modelo atmosf??rico llamado NOGAPS, un modelo atmosf??rico escala global, esta modelo se ejecuta operacionalmente en Fleet Numerical Meteorolog??a y Oceanograf??a Centro. Hay varios otros modelos atmosf??ricos globales.
- Meteorolog??a din??mica
Meteorolog??a din??mica general se centra en las de la f??sica de la atm??sfera. La idea de parcela de aire se utiliza para definir el elemento m??s peque??o de la atm??sfera, haciendo caso omiso de la naturaleza molecular y qu??mica discreta de la atm??sfera. Un paquete de aire se define como un punto en el continuo de fluido de la atm??sfera. Las leyes fundamentales de la din??mica de fluidos, termodin??mica, y el movimiento se utilizan para estudiar la atm??sfera. Las cantidades f??sicas que caracterizan el estado de la atm??sfera son la temperatura, densidad, presi??n, etc. Estas variables tienen valores ??nicos en el continuo.
- Meteorolog??a aeron??utica
Ofertas de meteorolog??a de la aviaci??n con el impacto del clima en gesti??n del tr??fico a??reo. Es importante para las tripulaciones a??reas para entender las implicaciones de tiempo en su plan de vuelo, as?? como sus aviones, como lo se??al?? el Aeron??utica Manual de informaci??n:
Los efectos del hielo en los aviones son acumulativos empuje se reduce, la resistencia aumenta, ascensor disminuye, y aumenta el peso. Los resultados son una disminuci??n de la velocidad de p??rdida y el deterioro de rendimiento de la aeronave. En casos extremos, de 2 a 3 pulgadas de hielo se pueden formar en el borde de ataque de la superficie aerodin??mica en menos de 5 minutos. Tarda pero media pulgada de hielo para reducir la potencia de elevaci??n de algunos aviones en un 50 por ciento y aumenta la resistencia de fricci??n en el mismo porcentaje.
- Meteorolog??a Agr??cola
Los meteor??logos, cient??ficos del suelo , hidr??logos agr??colas, y agr??nomos son personas interesadas en el estudio de los efectos del tiempo y el clima en la distribuci??n de la planta, rendimiento de los cultivos, la eficiencia del uso del agua, fenolog??a de desarrollo de las plantas y de los animales, y el balance de energ??a de los ecosistemas manejados y naturales. Por el contrario, est??n interesados en el papel de la vegetaci??n en el clima y el tiempo.
- Hidrometeorolog??a
Hidrometeorolog??a es la rama de la meteorolog??a que se ocupa del ciclo hidrol??gico , el balance de agua, y las estad??sticas de las precipitaciones de tormentas. Un hydrometeorologist prepara y emite previsiones de acumular precipitaciones (cuantitativo), lluvia intensa, nieve pesada, y destaca las ??reas con potencial de inundaciones repentinas. Normalmente, el rango de conocimiento que se requiere se superpone con la climatolog??a, meteorolog??a sin??ptica y de mesoescala, y otras ciencias de la tierra.
Historia
Las redes de observaci??n y predicci??n meteorol??gica
La llegada de la tel??grafo el??ctrico en 1837 que ofrece, por primera vez, un m??todo pr??ctico para reunir r??pidamente observaciones meteorol??gicas de superficie de un ??rea amplia. Estos datos podr??an usarse para producir mapas de la estado de la atm??sfera para una regi??n cerca de la superficie de la Tierra y para estudiar c??mo estos estados evolucionaron a trav??s del tiempo. Para hacer previsiones meteorol??gicas frecuentes sobre la base de estos datos requiere una red confiable de observaciones, pero no fue hasta 1849 que el Instituci??n Smithsonian comenz?? a establecer una red de observaci??n en todo el Estados Unidos bajo la direcci??n de Joseph Henry. Redes de observaci??n similares se establecieron en Europa en este momento. En 1854, el Reino Unido gobierno nombr?? Robert FitzRoy a la nueva oficina de Meteorolog??a estatista a la Junta de Comercio con el papel de la recopilaci??n de observaciones meteorol??gicas en el mar. La oficina del FitzRoy se convirti?? en el Oficina Meteorol??gica de Reino Unido en 1854, el primer servicio meteorol??gico nacional en el mundo. Las primeras previsiones meteorol??gicas diarias realizadas por la oficina del FitzRoy se publicaron en El diario The Times en 1860. Al a??o siguiente se introdujo un sistema de conos de advertencia de tormenta de elevaci??n en los puertos principales en que se esperaba un vendaval.
Durante los pr??ximos 50 a??os, muchos pa??ses establecieron los servicios meteorol??gicos nacionales: Finland??s de Meteorolog??a Oficina Central (1881) fue formada de la parte de Observatorio Magn??tico de Universidad de Helsinki; India Departamento (1889) Meteorol??gico estableci?? tras los ciclones tropicales y monz??n relacionados hambrunas en las d??cadas anteriores; Estados Unidos Weather Bureau (1890) se estableci?? en el marco del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos; Oficina de Meteorolog??a de Australia (1905), creada por una Ley de Meteorolog??a de unificar los servicios meteorol??gicos estatales existentes.
Efecto Coriolis
La comprensi??n de la cinem??tica de c??mo exactamente la rotaci??n de la Tierra afecta el flujo de aire fue parcial al principio. A finales del siglo 19 la magnitud de la interacci??n a gran escala de fuerza del gradiente de presi??n y fuerza de desviaci??n que al final hace que las masas de aire que se mueven a lo largo de isobaras se entend??a. A principios del siglo 20 esta fuerza de desviaci??n fue nombrado el Efecto Coriolis despu??s Gaspard-Gustave Coriolis, que hab??a publicado en 1835 sobre el rendimiento energ??tico de las m??quinas con las piezas giratorias, como norias. En 1856, William Ferrel propuso la existencia de una c??lula de circulaci??n en las latitudes medias con aire que es desviado por La fuerza de Coriolis para crear los vientos predominantes del oeste.
Predicci??n num??rica del tiempo
En 1904, el cient??fico noruego Vilhelm Bjerknes primera postula que el pron??stico del tiempo es posible a partir de c??lculos basados en leyes naturales.
A principios del siglo 20, los avances en la comprensi??n de la f??sica atmosf??rica llevaron a la fundaci??n de la moderna predicci??n num??rica del tiempo. En 1922, Lewis Fry Richardson public?? "La predicci??n del tiempo por el proceso num??rico", que describen c??mo las peque??as t??rminos en las ecuaciones de la din??mica de fluidos que rigen el flujo atmosf??rico podr??an descuidarse para permitir soluciones num??ricas que se encuentran. Sin embargo, el gran n??mero de c??lculos necesarios era demasiado grande para ser completado sin el uso de las computadoras.
En este momento en Noruega un grupo de meteor??logos dirigido por Vilhelm Bjerknes desarroll?? el modelo que explica la generaci??n, la intensificaci??n y la decadencia final (ciclo de vida) de los ciclones de latitudes medias, la introducci??n de la idea de frentes, fronteras, es decir, claramente definidas entre las masas de aire. El grupo incluido Carl-Gustaf Rossby (quien fue el primero en explicar el flujo atmosf??rico a gran escala en t??rminos de din??mica de fluidos), Tor Bergeron (que primero determina el mecanismo por el que se forma la lluvia) y Jacob Bjerknes.
A partir de la d??cada de 1950, num??ricos experimentos con las computadoras se volvieron factibles. Las primeras previsiones meteorol??gicas derivan de esta manera se utiliza barotr??pico (que significa,-nivel vertical individual) modelos, y podr??a predecir con ??xito el movimiento a gran escala de latitudes medias Ondas de Rossby, es decir, el patr??n de m??nimos atmosf??ricas y m??ximos.
En la d??cada de 1960, la naturaleza ca??tica de la atm??sfera se observ?? y comprendido por primera Edward Lorenz, fundando el campo de la teor??a del caos . Estos avances han llevado al uso actual de predicci??n por conjuntos en la mayor??a de los principales centros de predicci??n, para tomar en cuenta la incertidumbre derivada de la naturaleza ca??tica de la atm??sfera.
Equipo
En t??rminos generales, cada ciencia tiene sus propios conjuntos ??nicos de equipos de laboratorio. Sin embargo, la meteorolog??a es una ciencia que no utiliza el equipo de laboratorio mucho, pero se basa m??s en el equipo de observaci??n en modo campo. En algunos aspectos esto puede hacer observaciones simples deslizan en el lado err??neo.
En la ciencia, una observaci??n, o observable, es una idea abstracta que puede ser medido y los datos se pueden tomar. En la atm??sfera, hay muchas cosas o cualidades de la atm??sfera que se puede medir. La lluvia, que se puede observar, o visto en cualquier lugar y en cualquier momento fue uno de los primeros en ser medidos hist??ricamente. Adem??s, otras dos cualidades medidos con precisi??n son el viento y la humedad. Ninguno de ellos se puede ver pero se puede sentir. Los dispositivos para medir estos tres surgieron en la segunda mitad del siglo 15 y fueron, respectivamente, el pluvi??metro, el anem??metro, y la higr??metro.
Los conjuntos de mediciones de la superficie son datos importantes a los meteor??logos. Ellos dan una instant??nea de una variedad de condiciones clim??ticas en un solo lugar y son por lo general a una estaci??n meteorol??gica, un barco o una boya meteorol??gica. Las mediciones realizadas en una estaci??n meteorol??gica puede incluir cualquier n??mero de observables atmosf??ricos. Por lo general, la temperatura , presi??n, viento medidas, y humedad son las variables que se miden por un term??metro, bar??metro, anem??metro, y higr??metro, respectivamente.
Datos en altura son de crucial importancia para la predicci??n del tiempo. La t??cnica m??s utilizada es el lanzamiento de radiosondas. Que complementa la radiosondas un la red de recogida de los aviones est?? organizado por la Organizaci??n Meteorol??gica Mundial.
Teledetecci??n, tal como se utiliza en meteorolog??a, es el concepto de recogida de datos de los fen??menos meteorol??gicos remotas y, posteriormente, la producci??n de la informaci??n meteorol??gica. Los tipos comunes de teledetecci??n son Radar , Lidar, y sat??lites (o fotogrametr??a). Cada recoge datos sobre la atm??sfera desde una ubicaci??n remota y, por lo general, almacena los datos de donde se encuentra el instrumento. RADAR y LIDAR no son pasivos porque tanto el uso de radiaci??n EM para iluminar una parte espec??fica de la atm??sfera.
El 1960 lanzamiento del primer ??xito sat??lite meteorol??gico, TIROS-1, marc?? el inicio de la edad que se haya obtenido informaci??n sobre el clima a nivel mundial. Los sat??lites meteorol??gicos, junto con los sat??lites m??s de uso general de observaci??n terrestre que rodea la Tierra a distintas alturas se han convertido en una herramienta indispensable para el estudio de una amplia gama de fen??menos de incendios forestales a El Ni??o .
En los ??ltimos a??os, los modelos clim??ticos han sido desarrollados que cuentan con una resoluci??n comparable a los modelos de predicci??n del tiempo mayores. Estos modelos se utilizan para investigar el clima a largo plazo del clima turnos, como los efectos que podr??an ser causados por la emisi??n humana de gases de efecto invernadero .
El pron??stico del tiempo
El pron??stico del tiempo es la aplicaci??n de la ciencia y la tecnolog??a para predecir el estado de la atm??sfera para un tiempo futuro y un lugar determinado. Los seres humanos han tratado de predecir el tiempo de manera informal durante milenios, y formalmente, al menos desde el siglo XIX. Los pron??sticos del tiempo se hacen mediante la recopilaci??n cuantitativa datos sobre el estado actual de la atm??sfera y el uso de la comprensi??n cient??fica de los procesos atmosf??ricos para proyectar c??mo la atm??sfera va a evolucionar.
Una vez que un esfuerzo de todo humano basado principalmente en los cambios en presi??n barom??trica, condiciones meteorol??gicas actuales, y el estado del cielo, modelos de predicci??n ahora se utilizan para determinar las condiciones futuras. Intervenci??n humana sigue siendo necesaria para elegir el mejor modelo de pron??stico posible basar el pron??stico sobre, que implica habilidades de reconocimiento de patrones, teleconexiones, conocimiento del funcionamiento del modelo, y el conocimiento de tendencias de los modelos. La ca??tica naturaleza de la atm??sfera, la enorme potencia computacional requerido para resolver las ecuaciones que describen la atm??sfera, error involucrados en la medici??n de las condiciones iniciales, y una comprensi??n incompleta de los procesos atmosf??ricos significa que los pron??sticos se vuelven menos precisos como la diferencia en el tiempo actual y el tiempo durante el cual se est?? realizando el pron??stico (el rango de la previsi??n) aumenta. El uso de conjuntos y modelo de consenso ayudar a reducir el error y recoger el resultado m??s probable.
Hay una gran variedad de usuarios finales a las previsiones meteorol??gicas. Advertencias meteorol??gicas son predicciones importantes porque se utilizan para proteger la vida y la propiedad. Los pron??sticos sobre la base de la temperatura y precipitaci??n son importantes para la agricultura , y por lo tanto a los comerciantes de productos b??sicos dentro de los mercados de valores. Pron??sticos de temperatura son utilizados por empresas de servicios p??blicos para estimar la demanda en los pr??ximos d??as. Sobre una base diaria, la gente utiliza las previsiones del tiempo para determinar qu?? ponerse en un d??a determinado. Dado que las actividades al aire libre una importante restricci??n de pesada lluvia , la nieve y el factor del viento, las previsiones se pueden utilizar para planificar las actividades en torno a estos eventos, y para planificar el futuro y sobrevivir a ellas.
