Prognoza Meteo

Progresul de-a lungul începutului secolului XX

Un aspect important al prezicerii vremii este calcularea modelului de presiune atmosferică - pozițiile maxime și minime și modificările acestora. Cercetările moderne au arătat că modelele de presiune la nivelul mării răspund la mișcările vânturilor atmosferice superioare, cu fluxurile lor de jet și valuri înguste, cu mișcare rapidă, care se propagă prin aer și trec aer prin ele însele.

Surprizele și erorile frecvente în estimarea modelelor de presiune atmosferică de suprafață au determinat, fără îndoială, ca predatorii din secolul 19 să caute informații despre atmosfera superioară pentru posibile explicații. Meteorologul britanic Glaisher a făcut o serie de ascensiuni prin balon în perioada anilor 1860, atingând o înălțime fără precedent de nouă kilometri. Cam în acest moment, anchetatorii de pe continent au început să folosească baloane fără pilot pentru a transporta barografii, termografii și higrografii la altitudini mari. La sfârșitul anilor 1890, meteorologii atât din Statele Unite, cât și din Europa au folosit zmee echipate cu instrumente pentru sondarea atmosferei până la altitudini de aproximativ trei kilometri. În ciuda acestor eforturi, cunoștințele despre atmosfera superioară au rămas foarte limitate la sfârșitul secolului. Situația s-a agravat de confuzia creată de observațiile de la stațiile meteo situate pe munți sau dealuri. Astfel de observații nu au arătat adesea ceea ce era de așteptat, parțial pentru că se știa atât de puțin despre atmosfera superioară și parțial pentru că munții înșiși afectează măsurători, producând rezultate care nu sunt reprezentative pentru ceea ce s-ar găsi în atmosfera liberă la aceeași altitudine.

Din fericire, un număr suficient de mare de oameni de știință au lansat deja idei care ar face posibil ca prognozatorii meteorologici să poată gândi tridimensional, chiar dacă lipsesc suficiente măsurători meteorologice. Henrik Mohn, primul dintr-o lungă linie de meteorologi norvegieni extrem de creativi, Wladimir Köppen, cunoscutul climatolog german și Max Margules, un meteorolog influent de origine rusă, au contribuit cu toții la faptul că mecanismele aerului superior generează energia furtunilor..

În 1911, William H. Dines, meteorolog britanic, a publicat date care arătau cum atmosfera superioară compensează faptul că vânturile de nivel scăzut transportă aer către centrele de joasă presiune. Dines a recunoscut că fluxul din apropierea solului este mai mult sau mai puțin echilibrat de o circulație în sus și în exterior. Într-adevăr, pentru ca un ciclon să se intensifice, ceea ce ar necesita o scădere a presiunii centrale, debitul trebuie să depășească fluxul; vânturile de suprafață pot converge destul de puternic spre ciclon, dar o ieșire suficientă în sus poate produce o scădere a presiunii în centru.

Meteorologii vremii erau acum conștienți de faptul că circulațiile verticale și fenomenele aeriene superioare erau importante, dar încă nu au stabilit modul în care aceste cunoștințe ar putea îmbunătăți prognoza meteo. Apoi, în 1919, meteorologul norvegian Jacob Bjerknes a introdus ceea ce a fost denumit modelul ciclonului norvegian. Această teorie a reunit multe idei anterioare și a legat modelele vântului și vremii la un sistem de presiune joasă care expunea fronturi - care sunt niște granițe înclinate destul de bine între masele de aer rece și cald. Bjerknes a subliniat modelele de precipitații / ninsori care sunt asociate în mod caracteristic cu fronturile în cicloni: ploaia sau zăpada are loc pe suprafețe mari de pe partea rece a unui poleward frontal cald avansat al unui centru de presiune joasă. Aici, vânturile sunt din latitudinile inferioare, iar aerul cald, fiind ușor, alunecă peste o regiune mare de aer rece. Nori răspândiți, înclinați, se răspândesc înaintea ciclonului; barometrele cad pe măsură ce furtuna se apropie, iar precipitațiile din aerul cald în creștere cad prin aerul de jos. În cazul în care aerul rece avansează în spatele furtunii, ploile și dușurile marchează ridicarea bruscă a aerului cald care este deplasat. Astfel, conceptul de fronturi a concentrat atenția asupra acțiunii la limitele masei de aer. Modelul ciclonului norvegian ar putea fi denumit model frontal, pentru că ideea ca masele de aer cald să fie ridicate pe aer rece de-a lungul marginilor (fronturilor) au devenit un instrument principal de prognoză. Modelul nu numai că a subliniat ideea, dar a arătat și cum și unde să o aplici.

În lucrările ulterioare, Bjerknes și alți câțiva membri ai așa-numitei școli de meteorologie din Bergen au extins modelul pentru a arăta că ciclonii cresc din tulburări slabe de pe fronturi, trec printr-un ciclu de viață obișnuit și, în cele din urmă, mor prin fluxul umplându-le. Atât modelul ciclonului norvegian, cât și conceptul de ciclu de viață asociat sunt încă utilizate astăzi de către agenții meteorologici.

În timp ce Bjerknes și colegii săi din Bergen au perfecționat modelul ciclonului, alți meteorologi scandinavi au oferit o mare parte din baza teoretică pentru predicția vremii moderne. Printre ei s-au numărat Vilhelm Bjerknes, tatăl lui Jacob și Carl-Gustaf Rossby. Ideile lor au ajutat la înțelegerea și calcularea cu atenție a modificărilor circulației atmosferice și a mișcării undelor din aerul superior care controlează comportamentul ciclonilor.