Атмосферная наука
 |
| Метеорология |
|---|
| Климатология |
| Аэрономия |
| Глоссарии |
| Часть серии на |
| Погода |
|---|
 Погодный портал |
Атмосферная наука -это изучение атмосферы Земли и ее различных внутренних физических процессов. Метеорология включает в себя химию атмосферы и физику атмосферы с основным вниманием к прогнозированию погоды . Климатология -это изучение атмосферных изменений (как длинных, так и краткосрочных), которые определяют средний климат и их изменения во времени изменчивости климата . Аэрономия - это изучение верхних слоев атмосферы, где диссоциация и ионизация важны . Атмосферная наука была расширена на область планетарной науки и изучения атмосферы планет и природных спутников солнечной системы .
Экспериментальные инструменты, используемые в атмосферной науке, включают спутники , Rocketsondes , радиозонды , погодные воздушные шары , радары и лазеры .
Термин аэрология (от греческого ἀήρ, aēr , « воздух »; и -λογία, -logia ) иногда используется в качестве альтернативного термина для изучения атмосферы Земли; [ 1 ] В других определениях аэрология ограничена свободной атмосферой , областью над планетарным пограничным слоем . [ 2 ]
Ранние пионеры в этой области включают Léon Teisserenc de Bort и Richard Assmann . [ 3 ]
Атмосферная химия
[ редактировать ]
Атмосферная химия - это ветвь атмосферной науки, в которой изучается химия атмосферы Земли и других планет. Это междисциплинарная область исследований и опирается на химию окружающей среды, физику, метеорологию, компьютерное моделирование, океанографию, геологию и вулканологию и другие дисциплины. Исследования все чаще связаны с другими областями исследования, такими как климатология.
Состав и химия атмосферы важны по нескольким причинам, но в первую очередь из -за взаимодействия между атмосферой и живыми организмами. Композиция атмосферы Земли была изменена человеческой деятельностью, и некоторые из этих изменений вредны для здоровья человека, сельскохозяйственных культур и экосистем. Примеры проблем, которые были решены с помощью атмосферной химии, включают кислотный дождь, фотохимический смог и глобальное потепление. Атмосферная химия направлена на то, чтобы понять причины этих проблем и, получая теоретическое понимание их, позволяют испытать возможные решения и последствия оценки правительственной политики.
Атмосферная динамика
[ редактировать ]Атмосферная динамика - это изучение систем движения, имеющих метеорологическое значение, интегрируя наблюдения в разных местах и временах и теориях. Общие изученные темы включают в себя разнообразные явления, такие как грозы , торнадо , гравитационные волны , тропические циклоны , экстратропические циклоны , реактивные потоки и циркуляции в глобальном масштабе. Цель динамических исследований состоит в том, чтобы объяснить наблюдаемые циркуляции на основе фундаментальных принципов физики . Цели таких исследований включают улучшение прогнозирования погоды , разработку методов прогнозирования сезонных и межгодовых колебаний климата и понимание последствий возмущений, вызванных человеком (например, повышение концентрации углерода и истощение озонового слоя) на глобальный климат. [ 4 ]
Атмосферная физика
[ редактировать ]Атмосферная физика - это применение физики для изучения атмосферы. Физики атмосферы пытаются смоделировать атмосферу Земли и атмосферы других планет с использованием уравнений потока жидкости, химических моделей, радиационного балансировки и процессов переноса энергии в атмосфере, а также океанах и земле. Для моделирования погодных систем физики атмосферы используют элементы теории рассеяния, распространения волн моделей , физики облака , статистической механики и пространственной статистики , каждая из которых включает в себя высокие уровни математики и физики. Атмосферная физика имеет тесные связи с метеорологией и климатологией, а также охватывает проектирование и конструкцию инструментов для изучения атмосферы и интерпретации предоставляемых ими данных, включая инструменты дистанционного зондирования .
В Соединенном Королевстве атмосферные исследования основаны на метеорологическом офисе. Отделии Национального администрации океанического и атмосферного администрирования США (NOAA) наблюдают за исследовательскими проектами и моделированием погоды, включающей физику атмосферы. Национальный центр астрономии и ионосферы США также проводит исследования высокой атмосферы.
и Магнитное поле Земли солнечный ветер взаимодействуют с атмосферой, создавая ионосферу , радиационные пояса Ван Аллена , теллурические токи и сияющую энергию .
Климатология
[ редактировать ]Является наукой, которая основывает свои более общие знания о более специализированных дисциплинах метеорологии, океанографии, геологии и астрономии, которые, в свою очередь, основаны на основных науках о физике, химии и математике. В отличие от метеорологии , которая изучает краткосрочные погодные системы, продолжительные до нескольких недель, климатология изучает частоту и тенденции этих систем. Он изучает периодичность погодных явлений на протяжении многих лет до тысячелетий, а также изменения в долгосрочных средних погодных условиях в отношении атмосферных условий. Климатологи , те, кто практикует климатологию, изучают как природу климата-местный, региональный или глобальный-и естественные или вызванные человеком факторы, которые приводят к изменению климата. Климатология рассматривает прошлое и пытается предсказать будущее изменение климата .
Явления климатологического интереса включают атмосферный пограничный слой , паттерны циркуляции , теплопередачу ( радиационная , конвективная и скрытая ), взаимодействие между атмосферой и океанами и поверхностью земли (особенно растительность , землепользование и топография ), а также химический и физический состав атмосфера. Связанные дисциплины включают астрофизику , физику атмосферы , химию , экологию , физическую географию , геологию , геофизику , гляциологию , гидрологию , океанографию и вулканологию .
Аэрономия
[ редактировать ]Аэрономия - это научное исследование верхней атмосферы Земли - - атмосферные слои над стратопаузой и соответствующие области атмосферы других планет, где вся атмосфера может соответствовать верхней атмосфере Земли или ее части. Ответка атмосферной химии и атмосферной физики, аэрономия контрастирует с метеорологией, которая фокусируется на слоях атмосферы под стратопаузой. [ 5 ] В атмосферных областях, изученных аэрономами, химическая диссоциация и ионизация являются важными явлениями.
Атмосферы на других небесных телах
[ редактировать ]
Все планеты солнечной системы имеют атмосферу. Это связано с тем, что их гравитация достаточно сильна, чтобы газообразные частицы близко к поверхности. Большие газовые гиганты достаточно массивны, чтобы держать большие количества световых газов водорода и гелия рядом, в то время как меньшие планеты теряют эти газы в космосе . [ 6 ] Композиция атмосферы Земли отличается от других планет, потому что различные жизненные процессы, которые произошли на планете, ввели свободный молекулярный кислород . [ 7 ] Большая часть атмосферы Меркурия была взорвана солнечным ветром . [ 8 ] Единственная луна, которая сохранила плотную атмосферу, - это Титан . есть тонкая атмосфера На Тритоне и след атмосферы на Луне .
Планетарные атмосферы влияют различные степени энергии, полученные либо от солнца, либо их интерьеров, что приводит к формированию динамических погодных систем, таких как ураганы всего планеты (на Земле), пыльные бури ( на Марсе размером с Землю, размером с земли ), антициклон размером с Землю, антициклом размером с Землю, антициклом на Юпитере (называемом великом красным пятном ) и отверстиями в атмосфере (на Нептуне). [ 9 ] По крайней мере, одна экстразолярная планета, HD 189733 B , утверждается, что обладает такой погодной системой, похожей на великолепное красное пятно, но в два раза больше. [ 10 ]
Было показано, что горячие Юпитеры теряют свои атмосферы в космосе из -за звездного излучения, очень похожих на хвосты комет. [ 11 ] [ 12 ] Эти планеты могут иметь огромные различия в температуре между их дневными и ночными сторонами, которые производят сверхзвуковые ветры, [ 13 ] Хотя дневные и ночные стороны HD 189733B, по -видимому, имеют очень похожие температуры, что указывает на то, что атмосфера планеты эффективно перераспределяет энергию звезды вокруг планеты. [ 10 ]
Смотрите также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Аэрология» . OED онлайн . Издательство Оксфордского университета . Получено 4 декабря 2019 года .
- ^ «Аэрология - Глоссарий AMS» . Glossary.ametsoc.org . Получено 2019-09-08 .
- ^ Ультрафиолетовое излучение в солнечной системе от Мануэля Васкеса, Арнольда Ханслмайера
- ^ Университет Вашингтона . Атмосферная динамика. Получено 1 июня 2007 года.
- ^ Brasseur, Guy (1984). Аэрономия средней атмосферы: химия и физика стратосферы и мезосферы . Спрингер. с. XI. ISBN 978-94-009-6403-7 .
- ^ Sheppard, SS; Jewitt, D.; Kleyna, J. (2005). «Ультрадибельное обследование для нерегулярных спутников Урана: ограничения на полноту». Астрономический журнал . 129 (1): 518–525. Arxiv : Astro-ph/0410059 . Bibcode : 2005aj .... 129..518s . doi : 10.1086/426329 . S2CID 18688556 .
- ^ Zeilik, Michael A.; Грегори, Стефан А. (1998). Вводная астрономия и астрофизика (4 -е изд.). Saunders College Publishing. п. 67. ISBN 0-03-006228-4 .
- ^ Хантен Д.М., Шеменский Д.Е., Морган Т. Т. (1988), Атмосфера ртути , в: Меркурий (A89-43751 19–91). Университет Аризоны Пресс, с. 562–612
- ^ Харви, Саманта (1 мая 2006 г.). "Погода, погода, везде?" Полем НАСА. Архивировано из оригинала 8 августа 2007 года . Получено 9 сентября 2007 года .
- ^ Jump up to: а беременный Кнутсон, Хизер А.; Чарбонно, Дэвид; Аллен, Лори Э .; Fortney, Jonathan J. (2007). «Карта дневного контраста внезапной планеты HD 189733b». Природа . 447 (7141): 183–6. Arxiv : 0705.0993 . Bibcode : 2007natur.447..183k . doi : 10.1038/nature05782 . PMID 17495920 . S2CID 4402268 . (Связанный пресс -релиз )
- ^ Weaver, D.; Villard, R. (31 января 2007 г.). «Хаббл-зонды-слоистые структуры атмосферы инопланетного мира» . Университет Аризоны, Лунная и планетарная лаборатория (пресс -релиз) . Архивировано из оригинала 8 августа 2007 года . Получено 15 августа 2007 года .
- ^ Ballester, Gilda E.; Петь, Дэвид К.; Герберт, Флойд (2007). «Подпись горячего водорода в атмосфере внезиалярной планеты HD 209458B». Природа . 445 (7127): 511–4. Bibcode : 2007natur.445..511b . doi : 10.1038/nature05525 . HDL : 10871/16060 . PMID 17268463 . S2CID 4391861 .
- ^ Харрингтон, Джейсон; Хансен, Брэд М.; Luszcz, Statia H.; Сигер, Сара (2006). «Фаза-зависимая инфракрасная яркости внезолентной планеты Andromeda B». Наука . 314 (5799): 623–6. Arxiv : Astro-ph/0610491 . Bibcode : 2006sci ... 314..623H . doi : 10.1126/science.1133904 . PMID 17038587 . S2CID 20549014 . (Связанный пресс -релиз )
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- Динамика атмосферной жидкости применяется к картам погоды - такие принципы, как адвекция, деформация и завихренность
- Архив Национального центра атмосферных исследований (NCAR) документирует историю атмосферных наук
