Большая Советская Энциклопедия (СС)
Шрифт:
Электрические явления в атмосфере, в частности электричество облаков, изучались П. Н. Тверским, Я. И. Френкелем, И. М. Имянитовым, Н. С. Шишкиным и др. В 40-х гг. Френкель предложил теорию происхождения электрического поля атмосферы, объясняющую его процессами разделения зарядов в облаках.
В 60-е гг. с помощью ракет и спутников, параллельно соответствующим исследованиям в США, но оригинальными методами, удалось значительно обогатить и уточнить представления о газовом, ионном и аэрозольном составе верхней атмосферы и о происходящих там физических и химических реакциях, о полярных сияниях, свечении ночного неба, а также о динамике ионосферы. Исследования А. И. Лебединского 50-х гг. дали возможность изучить пространственную структуру полярных сияний, а также форму и движения (дрейф, турбулентность ) неоднородностей ионосферы. С помощью сетевых и экспедиционных наблюдений над содержанием озона в атмосфере удалось установить ряд особенностей в движении
Энергично разрабатывались вопросы прикладных метеорологических дисциплин, таких, как сельскохозяйственная, авиационная, техническая и строительная метеорология.
Советские метеорологи активно участвуют в работе Всемирной метеорологической организации, в частности в организации Всемирной службы погоды, одним из инициаторов которой был В. А. Бугаев; в осуществлении ряда международных программ, направленных на глобальное исследование атмосферных процессов (в их взаимодействии с процессами океаническими и иными), к которым относятся: Международный геофизический год (1957—58), Международное геофизическое сотрудничество (1959), Международный год спокойного Солнца (1964—65), Программа исследования глобальных атмосферных процессов, первой стадией которой был Международный Атлантический тропический эксперимент 1974; Муссонный эксперимент в Индийском океане (1977). Проводились аналогичные, но более узкие национальные программы или программы сотрудничества с отдельными странами (Франция, Индия, США). Велик вклад СССР в метеорологическое изучение Арктики и Антарктики. Выполнение международных и национальных проектов имеет конечной целью улучшение качества краткосрочных прогнозов погоды и развитие методов долгосрочных прогнозов, что является одной из важнейших задач современной науки.
Периодические издания: «Известия АН СССР. Серия Физика атмосферы и океана» (с 1965; в 1937—51 издавалась под названием «Серия географическая и геофизическая», в 1952—64 под названием «Серия геофизическая»), «Метеорологический вестник» (1891—1935), «Метеорология и гидрология» (с 1935) и др.
См. Актинометрия, Атмосферная оптика, Метеорология, Динамическая метеорология, Синоптическая метеорология.
Океанология
Русскими учёными был внесён крупный вклад в исследования океана. Ими было начато глубоководное изучение физических и химических характеристик среды, впервые разработаны методы наблюдений в океане (И. Ф. Крузенштерн, 1803—06; Э. Х. Ленц, 1823—26); выполнены наблюдения и обобщения о приливах (Ф. П. Литке, 1844); разработаны схема вертикальной циркуляции океана (Э. Х. Ленц, 1845), основы учения о проливах и установлены некоторые закономерности формирования вертикальной физической и химической структуры океана (С. О. Макаров, 1885, 1894). Итогом работ этого периода явилось монографическое описание основных физических и химических процессов и географических особенностей Мирового океана —«Океанография» Ю. М. Шокальского (1917).
После Октябрьской революции 1917 исследования океана развивались быстрыми темпами. В 1921 декретом В. И. Ленина был создан Плавучий морской научный институт («Плавморнин»), который положил начало системе комплексных океанологических исследований северных морей в целях освоения их природных ресурсов. Океанологические работы ведут: Институт океанологии им. П. П. Ширшова АН СССР (с 1946), Государственный океанографический институт (с 1943, оба в Москве), Морской гидрофизический институт АН УССР (с 1948, Севастополь; в 1929—48 — Морская гидрофизическая станция), Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт (с 1958, Ленинград; в 1925—30 — Институт по изучению Севера, в 1930—58 — Всесоюзный арктический институт), Всесоюзный НИИ морского рыбного хозяйства и океанографии (с 1933, Москва), Всесоюзный НИИ морской геологии и геофизики (1967), МГУ, ЛГУ и многие другие научные учреждения и учебные заведения. Интенсивное развитие океанологические исследований в послевоенные, годы выделило океанологию из физической географии в самостоятельный комплекс научных дисциплин, изучающих различные стороны природы океана: физику, химию, геологию и биологию.
Основная физическая проблема океанологии — выявление закономерностей взаимодействия океана и атмосферы, начиная от формирования потоков кол-ва движения, тепла и влаги на поверхности и в толще океана до долгосрочной глобальной изменчивости океана и атмосферы, и использования их как основы прогнозов состояния океана и погоды. В решении этой проблемы советскими учёными достигнуты серьёзные успехи (50—60-е гг., В. В. Шулейкин, В. Ю. Визе, Д. Л. Лайхтман, А. С. Монин, Г. М. Таубер
До практических методов расчётов доведено изучение колебаний уровня океанов и морей, в том числе приливных. Расширены знания о распространении приливных волн в открытых океанах и морях и в прибрежной зоне, разработана классификация приливов, уточнены методы расчёта приливных характеристик в прибрежной зоне и в открытом море (50—70-е гг., А. Н. Сретенский, В. В. Тимонов, А. И. Дуванин, Б. Л. Лагутин и др.). В результате изучения периодические колебаний уровня установлены закономерности их зависимости от сгонно-нагонных ветров, атмосферного давления и других факторов; разработаны методы прогноза штормовых нагонов, долгосрочных изменений уровня замкнутых морей (Л. Ф. Рудовиц и др.).
Развитию исследований циркуляции вод океанов и морей способствовало использование, начиная с середины 50-х гг. автономных буйковых станций для измерения течений. В этом направлении разработаны важные теоретические положения о течениях в муссонном поле, метод полных потоков, влияние на течения неравномерности поля ветра и рельефа дна; взаимосвязь полей ветра, скорости течений и плотности воды. Установлено наличие в океане разномасштабных по площади и времени существования вихрей; получены методы расчёта циркуляции вод (В. В. Шулейкин, Н. Н. Зубов, В. Б. Штокман, П. С. Линейкин, А. И. Фельзенбаум, А. С. Саркисян и др.). При изучении циркуляции вод по полю плотности составлены схемы течений на различных глубинах океана (А. М. Муромцев, В. Н. Степанов, В. Г. Корт, В. А. Бурков и др.).
При изучении процессов перемешивания вод океанов и морей установлены основные закономерности развития вертикального перемешивания в различных географических условиях и выявлена важная роль зимней вертикальной циркуляции в режиме океанов и морей; сформулированы закономерности процесса уплотнения при перемешивании вод различных температурно-солёностных характеристик; даны методы расчёта вертикального перемешивания (30—50-е гг., Н. Н. Зубов, В. Б. Штокман и др.).
Существенные результаты получены по оптике и акустике океана. Установлен спектральный состав цвета моря и его зависимость от освещённости и угла наблюдения; выявлены закономерности распределения света на больших глубинах; разработаны методы определения поглощения света морской водой при различном её насыщении взвешенными частицами (50-е гг., Шулейкин, М. В. Козлянинов и др.). В области акустики океана установлены закономерности распространения звука в толще воды океана в зависимости от особенностей её температурно-солёностной структуры; обнаружено сверхдальнее распространение звука в подводном звуковом канале (1946), разработана его теория, установлены теоретические основы закономерностей затухания звука в толще воды для случаев различных рассеивателей (Л. М. Бреховских, Л. Д. Розенберг и др.).
Большое развитие получило исследование льдов океанов и морей; выявлены закономерности их образования, распространения и разрушения в различных районах океана, физико-хим. характеристики льдов и методы ледовых прогнозов (Н. Н. Зубов, В. Ю. Визе, В. С. Назаров, Б. Х. Буйницкий и др.). Огромное значение имела организация наблюдений на дрейфующих станциях «Северный полюс» (с 1937, И. Д. Папанин, П. П. Ширшов, Е. К. Федоров, Э. Т. Кренкель) и систематических работ в морях, омывающих Антарктиду (с 1956).
Значительное место занимают исследования долго- и короткопериодной изменчивости физических характеристик и макро-, мезо- и микроструктуры океана (К. Н. Федоров, Р. Р. Белевич, Ю. В. Макеров, А. А. Рыбников и др.). Выяснены закономерности формирования вертикальной и горизонтальной термохалинной и динамической структуры океанов и морей (50— 60-е гг., А. Д. Добровольский, А. М. Муромцев, В. Н. Степанов и др.).
В области морской гидрохимии выявлены закономерности обмена и трансформации химических веществ в океане и формирование его химического баланса; охраны вод океанов и морей от химических и радиоактивных загрязнений. По этой проблеме были установлены химические балансы практически всех океанов и морей, а также закономерности внутреннего химического обмена с сушей и атмосферой; впервые в СССР разрабатываются методы прогноза и расчёта изменений гидрохимического режима замкнутых морей в связи с народно-хозяйственной деятельностью в их бассейнах; установлены основные закономерности загрязнений вод океанов и морей (60—70-е гг., С. В. Бруевич, О. А. Алекин, Л. К. Блинов, Б. А. Скопинцев и др.).