Метеорология – это наука которая изучает и позволяет прогнозировать погодные процессы. Прогнозирование погоды было важно для цивилизаций на протяжении тысячелетий. Сельское хозяйство зависит от точного прогнозирования погоды: когда сажать, когда поливать, когда собирать урожай. Древние культуры — от ацтеков Мезоамерики до египтян в Африке и индейцев в Азии — стали искусными астрономами и предсказателями сезонных погодных условий.
Во всех этих культурах предсказание погоды ассоциировалось с религией и духовностью. Такая погода, как дождь, засуха, ветер и облачность, ассоциировалась с божеством или богом. Этим божествам поклонялись, чтобы обеспечить хорошую погоду. Боги и богини дождя были особенно важны, потому что дождь влиял на сельское хозяйство и строительные проекты. Тлалок (ацтекский), Сет (египетский) и Индра (индийский), а также Тор (скандинавский) и Зевс (греческий) — это лишь некоторые боги, связанные с дождем, громом и молнией.
Развитие науки 17-18 веков сделали прогноз погоды более точным. В 17 веке были изобретены термометр, измеряющий температуру, и барометр, измеряющий атмосферное давление. В 18 веке Исаак Ньютон смог объяснить сложную физику гравитации, движения и термодинамики. Эти принципы направляли метеорологию как науку в современную эпоху. Ученым удалось предсказать воздействие систем высокого и низкого давления, а также такие погодные явления, как штормовые нагоны, наводнения и ураганы.
С 1930-х годов одним из основных средств наблюдения за общим состоянием атмосферы стал радиозонд, который доставляет на Землю информацию, необходимую для прогнозирования. Первый в мире радиозонд 30 января 1930 года запустил советский учёный Павел Александрович Молчанов.
Метеостанция — это специализированное учреждение, которое обеспечивает работы метеоплощадки на которой установлены стандартные приборы для непрерывных метеорологических измерений. Среди оборудования метеостанций - различные типы термометров, барометров и анемометров, которые измеряют скорость ветра. Метеостанции могут также иметь компьютерное оборудование, которое позволяет метеорологам создавать подробные карты погодных условий, и оборудование, позволяющие им запускать метеозонды.
Многие метеостанции являются частью сетей. Эти сети позволяют метеорологам из разных регионов и стран обмениваться информацией о погодных условиях и прогнозах.
Метеозонды собирают информацию о температуре, давлении, влажности и ветре на очень высоких уровнях атмосферы. Метеорологи вводят данные в специализированные програмные комплексы которые используются для составления карт атмосферных ветров и струйных течений. Они часто сочетают это с данными о температуре, влажности и ветре, зафиксированными на уровне земли. Эти сложные карты погоды с использованием технологии географической информационной системы могут рассчитать, как движутся погодные системы, и предсказать, как они могут измениться.
Такой тип прогнозирования называется синоптическим прогнозированием. Синоптическое прогнозирование дает общее представление о погоде на большой территории. Синоптический тип прогнозирования основан на том факте, что при определенных атмосферных условиях обычно создаются определенные погодные условия. Например, метеорологи знают, что система низкого давления над южной частью России зимой может принести теплый влажный воздух в сторону центральной России. Погодная система высокого давления Сибири истощает водяной пар из воздуха, что приводит к дождю. Метеорологи знают, что сильный снегопад может произойти, когда теплая воздушная масса направляется в сторону севера России. Компании, такие как горнолыжные курорты, полагаются на такую информацию. Транспортные сети также полагаются на синоптическое прогнозирование.
Если бы метеорологи знали больше о том, как функционирует атмосфера, они могли бы делать более точные прогнозы изо дня в день или даже из недели в неделю. Однако для составления таких прогнозов необходимо знать температуру, атмосферное давление, скорость и направление ветра, влажность, осадки и облачность в каждой точке Земли.
Метеорологи не могут знать всего этого, но у них есть некоторые инструменты, которые помогают им точно прогнозировать погоду на день или два вперед. Но поскольку атмосфера постоянно меняется, подробные прогнозы более чем на неделю или две никогда не будут возможны. Погода слишком непредсказуема.