Воздушную оболочку Земли называют атмосферой (от греческих слов
«атмос»—пар и «сфера» — шар). Атмосфера защищает растительный и животный
мир от пагубного воздействия ультрафиолетовых солнечных и космических лучей.
Космические частицы, проходя через атмосферу, рассеиваются, и поверхности
Земли достигает лишь их ничтожная часть. Без атмосферы наша планета была
бы такой же безжизненной, как Луна. Солнечные лучи раскаляли бы освещенную
сторону Земли, а на неосвещенной был бы ледяной холод. Атмосфера окутывает
Землю, словно одеялом, и сохраняет тепло, получаемое ею от Солнца.
Живя на «дне» воздушного океана, человек всегда испытывает на себе его
действие и ему не безразлично, какая сегодня погода и какой она будет через
несколько часов или завтра, на следующей неделе, через месяц и т. д. Наука,
которая изучает явления и процессы в атмосфере, причины их зарождения и
развитие, называется физикой атмосферы или метеорологией. Она
решает важные для человечества задачи, и главные из них — прогноз погоды
и искусственное воздействие на атмосферные процессы с целью улучшения погоды
и климата.
Решать данные задачи очень трудно, так как процессы, вызывающие изменения
погоды, протекают в воздухе — среде очень неустойчивой и непостоянной.
Процессы эти зависят от многих очень изменчивых факторов: распределения
солнечной радиации на земном шаре, нагревания и охлаждения земной поверхности
и воздуха, от взаимодействия температуры, влажности и давления, от ветров
и вертикальных движений воздуха и т. д. Некоторые из этих факторов мы еще
не умеем измерять приборами. Например, нельзя измерить вертикальные движения
воздуха, а с ними тесно связаны образование облаков и атмосферные осадки.
Чтобы восполнить этот недостаток, в последние годы были разработаны методы
теоретического расчета величин восходящих и нисходящих движений воздуха.
Крайне трудно наблюдать за погодой на океанских просторах, занимающих более
70% поверхности земного шара: там ведь нет метеорологических станций.
Теперь этот пробел в известной мере восполняют метеорологические спутники
Земли. Наиболее заметные успехи метеорология сделала в 40—60-х годах нашего
столетия благодаря новой технике — радиозондам, метеорологическим ракетам,
радиометеорологическим приборам, установленным на искусственных спутниках
Земли. До этого за развитием атмосферных процессов наблюдали на наземных
метеорологических станциях и, естественно, судить о бурно развивающихся
процессах в свободной атмосфере, т. е. на больших высотах, было
трудно. Но вот высоко над Землей поднялись радиозонды, метеорологические
ракеты, спутники — и началось изучение режима температуры, давления, ветра,
влажности и т. д. не только приземного слоя воздуха.
Познания в метеорологии расширились, и с помощью новых фактов удалось
установить многие закономерности изменений в атмосфере. Новую информацию
об элементах погоды на высотах обрабатывают и систематизируют быстродействующие
электронные вычислительные машины. С их помощью вычисляют атмосферное давление,
температуру, ветры на следующие сутки, на 2—3 и больше дней вперед, т.
е. предвычисляют элементы будущей погоды.