Наблюдение за погодой. Метеорологические наблюдения
План-конспект урока по познанию мира.
Тема урока : Наблюдения за погодой.
Цель урока : Формирование у детей целостного взгляда на мир, определять в нём место человека.
Задачи урока:
1. Дать учащимся не только теоретические знания о человеке, обществе и природе, но и развивать их творческое мышление, умение самостоятельно раскрывать смысл вещей и явлений, делать определённые выводы.
2. Опираясь на свойства воды, объяснить возникновение облаков и тумана. Объяснить, что поднявшийся с поверхности земли воздух охлаждается, обретает свойства воды и выпадает в виде осадков.
Опираясь на знания о погоде и временах года, полученные в 1-2 классах, научить наблюдению и прогнозированию погоды. Привить навыки пользования условными знаками.
3. Воспитывать любовь к знаниям.
Тип урока: урок усвоения новых знаний.
Методы преподавания : информационно-сообщающий; объяснительный; инструктивный; стимулирующий; побуждающий.
Методы учения : исполнительский; репродуктивный; практический; частично-поисковый; поисковый.
Ход урока
Организационный момент. Эмоциональный настрой.
Сообщение темы и целей урока.
Проверка домашнего задания.
Фиксированное повторение. Индивидуальный опрос по карточкам.
Карточка 1.
1. Подчеркни названия природных объектов:
Машина линейка облако
глина горы шкаф
тетрадь птица камень
ромашка дом конфета
2. К неживой природе относится:
1) человек, животные, растения, грибы, микробы;
2) Солнце, Земля, воздух, вода, человек и всё то, что сделано руками человека;
3) Солнце, небо, облака, Земля, камни, вода, дождь, снег.
3. Живые существа отличаются от предметов неживой природы тем, что:
1) они дышат, питаются, растут, приносят потомство, умирают;
2) они разговаривают, бегают и прыгают, смеются и плачут, растут, умирают;
3) они передвигаются, растут, изменяют окружающую природу, умирают.
4. Животные – это:
1) птицы, звери, рыбы, ящерицы, черепахи, черви;
2) звери, насекомые, змеи, растения, грибы, микробы;
3) птицы, звери, человек, насекомые, растения, грибы.
Карточка 2.
1. Заполни пропуски.
1) Всё, что окружает живое существо и с чем оно связано, называют _______________.
2) Экология ______ наука о ___________ между живыми существами и окружающей их средой.
2. Начерти схемы экологических связей.
3. Проверка домашнего задания.
Что такое окружающая среда?
Что изучает наука экология? Какое значение для людей имеет экология?
Приведите значение экологических связей:
1) живое неживое;
2) неживое живое;
3) растения животные;
4) человек природа.
Составь цепь питания из списка живых организмов: кузнечик, сокол, растение, скворец. (Растение – кузнечик – скворец - сокол).
Какое значение для людей имеет экология?
Знакомство с новой темой.
Работа по вопросам над содержанием.
Работа в тетрадях.
Ученики записывают в тетрадь известные им виды осадков и облаков.
Ученики записывают в тетрадь определение: «Температура, давление, влажность, облачность, осадки и ветер составляют погоду». Они должны усвоить смысл этого понятия. Им напоминают, что во время наблюдения за погодой надо учесть все эти факторы.
Охрана воздуха.
При дыхании мы поглощаем кислород, а выдыхаем углекислый газ. 600 литров кислорода необходимо человеку для дыхания только на один день! А вот растения, наоборот, поглощают углекислый газ, а выделяют кислород (на свету) в атмосферу.
Где чище воздух?(В лесу.)
Давайте внимательно рассмотрим листочек дерева. Нижняя поверхность листа, покрыта прозрачной пленочкой и усеяна очень мелкими отверстиями. Их называют «устьица», хорошенько разглядеть их можно только в лупу. Они то открываются, то закрываются, собирая углекислый газ. При свете солнца из воды, которая поднимается от корней по стеблям растений, и углекислого газа, в зеленых листьях образуется сахар, крахмал и выделяется кислород.
Не зря растения называют «зелеными легкими планеты».
Какой чудесный воздух в лесу! В нем много кислорода и полезных веществ. Ведь деревья выделяют особые летучие вещества - фитонциды, которые убивают бактерии. Смолистые запахи ели и сосны, аромат березы, дуба, лиственницы очень полезны для человека.
А вот в городах воздух совсем другой. Он пахнет бензином, выхлопными газами, ведь в городах много машин, есть фабрики, заводы, которые тоже загрязняют воздух. Дышать таким воздухом для человека вредно. Чтобы очистить воздух, мы сажаем деревья, кустарники: липы, тополя, сирень.
Один из учеников рассказывает о тополях (см. Приложение).
Сейчас немало делается для охраны чистоты воздуха:
На многих предприятиях работают установки, которые улавливают пыль и сажу, ядовитые газы.
Ученые разрабатывают новые автомобили, которые не будут загрязнять воздух. Правильно ли поступает водитель, если во время остановки оставляет включенным мотор своей машины? Если неправильно, то почему?
Итог урока.
Что нового вы узнали на уроке? .
Что такое воздух?
Какие его свойства?
Воздух надо охранять, заботиться о его чистоте.
Домашнее задание.
Каждый день происходят перемены в погодных условиях. Малыши, начиная с детского сада, учатся характеризовать, описывать и узнавать явления природы. В каждой группе, начиная с младшего возраста, на стенах висит календарь природы, где дети ежедневно отмечают явления, которые происходят за окном. Это делается с помощью условных знаков погоды, нарисованных на плакате.
В каждой возрастной группе идет увеличение количества символов, так как знания детей расширяются. Они узнают многие новые явления погоды. В статье рассмотрим все известные символы и их разнообразие, как приучают детей определять погоду, направление ветра, измерять температуру и различать виды облачности.
Календарь погоды в младшей группе детского сада
Малыши еще не знакомы со всеми тонкостями явлений природы, они различают только несколько основных определений погоды. Когда на небе светит яркое солнце и нет туч, то день считается солнечным, и ребенок стрелку поворачивает острием на нарисованное солнышко. Когда на улице дождь, стрелка поворачивается на изображение тучки с каплями.
Если погода пасмурная, солнце спряталось за тучи, то стрелка поворачивается на рисунок, на котором облако наполовину перекрыло солнце. Зимой, когда сыплет снег, ребенок указывает на изображение тучки со снежинками. Условные знаки погоды для малышей больше похожи на картинки. Так дети сразу видят, что они должны выбрать.
Определение погоды в средней группе
На данном календаре погоды имеется уже больше символов, но они все еще представлены картинками. Добавляются такие погодные явления, как гроза, радуга. Дети уже знают, что не каждый дождь сопровождается громом и молнией. Есть еще картинка осадков с радугой. Ребята знакомятся с таким явлением во время летнего дождя, когда солнце освещает капли, находящиеся в воздухе. Радугу можно видеть и во время полива цветов воспитателем или рядом с фонтаном.
Также есть еще один из новых условных знаков погоды - это ветер. Сначала дети учатся понимать его присутствие. Для этого используется флюгер, ленточки, ветрячки, да и просто кусочки бумаги. Можно из окна групповой комнаты рассмотреть листву на деревьях. Если на улице есть ветер, то листики шевелятся, а когда его нет - остаются неподвижными.
Условные знаки явлений погоды у старших дошкольников
По такому календарю природы видно, насколько больше явлений погоды уже знают дошкольники. Эту схему также можно использовать и в начальных классах школы. Дети учатся отличать спокойную погоду от слабого или сильного порывистого, шквального ветра.
Также ребята уже могут понять, насколько изменилась температура воздуха. Отмечается разная - жаркая, теплая, прохладная или совсем холодная. На таблице условных знаков погоды различается такая температурная шкала изображением людей разных цветов. Если жарко, то человек - оранжевый, тепло - желтый. А вот замерзшие люди нарисованы холодными оттенками. В прохладную погоду - голубой, в морозные дни - синий.
Уроки окружающего мира
Условные знаки погоды в школе изучаются уже по общепринятой в мире системе обозначений. Это уже не картинки, а символы, о значении которых не всегда можно догадаться по внешнему виду. Указывается направление ветра стрелкой, обращенной в какую-то сторону света. Дети должны уметь различать и правильно показывать все четыре основные стороны света, а также промежуточные, например, северо-восточный или юго-западный ветер. Определяется направление флюгером.
Также в таком календаре отмечается и температура воздуха, которую смотрят по градуснику за окном школы. Иногда дети ведут календарь погоды целый месяц, заполняя в рабочей тетради пустые клеточки, в которых вписываются только обозначения условными знаками.
Чтобы правильно заполнять таблицу, знаки нужно выучить наизусть. Изучение некоторых не представляет труда. Например, снег обозначается снежинкой, роса похожа на капельку на траве, гололед - это скользкая дорога, поэтому нарисована волнистая линия.
Как отмечается сила ветра, тоже несложно запомнить. Штиль - просто стрелка, а с усилением его сил, увеличивается и количество черточек на ней.
При изучении знаков важно придумывать для ребенка какие-то сравнения, аналогии. Так будет проще все запомнить. Дети должны понимать ценность таких наблюдений. Применяются такие сборы информации и в метеосводках, полезны они для сельского хозяйства и сравнения погоды в данный день в разные годы. Учеными изучаются изменения погодных условий на планете, знания помогают вовремя посадить семена в почву, чтобы они не промерзли и дали здоровые побеги.
А) по народным приметам
Б) за растениями и животными как «живыми барометрами».
Примерный план :
Введение
I . Теоретические основы проблемы использования наблюдения за «живыми барометрами» (народных примет) как метода формирования умений детей 6-7 лет предсказывать погоду
1.1 Прогнозирование погоды как метод экологического воспитания детей.
1.2 Характеристика умений дошкольников прогнозировать погоду
1.3 Методы и приемы обучения детей прогнозированию и определению погоды.
II. Особенности умений детей предсказывать погоду
2.1 Цель, задачи и методика выявления умений дошкольников прогнозировать погоду.
2.2 Особенности умений старших дошкольников прогнозировать и определять погоду.
Заключение.
Литература :
1. Пичугина Н.О., Айдашева Г.А., Ассаулова С.В. Дошкольная педагогика. Конспекты лекций. – М.: Феникс, 2004.- С. 25 - 30
2. Астапенко П.Д. Вопросы о погоде. – Л.: Гидрометеоиздат, 1982.- 240 с.
3. Л.Бобылева. Интерес к природе как средство экологического воспитания // Дошкольное воспитание. - 2005.- № 7.- С.10-15.
4. Виноградова Н.Ф., Куликова Т.А. Дети, взрослые и мир вокруг. М.: Просвещение, 1993. – С. 64-72.
5. Добро пожаловать в экологию! Часть 2. / Сост. О.А. Воронкевич. – СПб.: ДЕТСТВО – ПРЕСС, 2003. 336 с.
6. Заянчковский И.Ф. Живые барометры.- М.: Лесная промышленность, 1987.- 152 с.
7. Левина Р. Метеоцентр в ДОУ // Дошкольное воспитание. – 1998. – № 7. – С. 49-53.
8. Литинецкий Б. Живые барометры. – М.: Просвещение. – 1999.
9. Лучич М.В. Детям о природе. М.: Просвещение, 1973.- 160 с.
10. Оветисян Л.Формирование логического мышления детей в процессе ознакомления с природой // Дошкольное воспитание. – 1982. – № 7. – С. 22 - 25.
11. Программа воспитания и обучения в детском саду / Под ред. М.А. Васильевой, В.В. Гербовой, Т.С. Комаровой. – М.: Мозаика-Синтез, 2005. – 208 с.
12. Протасов В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России. Учебное и справочное пособие – М.: Финансы и статистика, 2000.- 672 с.
13. Соломенникова О.А. Экологическое воспитание в детском саду. Программа и методические рекомендации. – М.: Мозаика-Синтез, 2005. – 104 с.
В теоретической части необходимо показать изученность данной проблемы в современных психолого - педагогических и методических источниках, а также коротко обосновать важность выбранной вами темы для экологического развития детей. Определить цель, задачи работы. Анализируя литературу важно раскрыть понятие «Погода», какими факторами и совокупностью различных признаков характеризуется любое состояние погоды. Выделить значимость для человека знаний о состоянии погоды.
Выполняя работу с использованием народных примет, следует отметить роль народных примет в определении погоды для развития ребенка. Привести примеры народных примет связанных с предсказанием погоды по разным явлениям, которые являются наиболее правдоподобными и проверены жизненной практикой.
Выбирая второй вариант работы, необходимо обозначить растения и животных, относящихся к «живым барометрам», которые могут предсказывать погоду, ее изменения. Раскрыть поведенческие реакции живых организмов на различные факторы среды, вместе с тем дать научное объяснение механизмов предчувствия изменения погоды.
Далее необходимо доказать, что прогнозирование погоды может выступить методом экологического образования дошкольников. Изучив методическую литературу, указать те методы и приемы, которые предлагают исследователи для обучения дошкольников прогнозированию погоды.
Для выявления особенностей умений дошкольниками прогнозировать погоду с помощью «живых барометров» или народных примет, следует первоначально проанализировать план воспитательной работы в данной группе. При этом установить наличие (или отсутствие) работы по данной проблеме, разнообразие ее форм и методов, характер руководства самостоятельной деятельностью детей. Далее организуется и проводится индивидуальный (8-10 детей) констатирующий эксперимент, включающий несколько заданий. Методика исследования:
Задание 1 . Цель – выявить отражение работы по обучению детей прогнозированию погоды в календарных планах воспитателей.
Методика: Анализ планов воспитательно - образовательной работы воспитателей по следующим направлениям:
· Периодичность планирования работы по обучению детей прогнозированию погоды с помощью а) «живых барометров», б) с использованием примет.
· Форма проведения данной работы, методы руководства.
Задание 2 . Цель – выяснить представления детей о прогнозе погоды на будущее. Беседа по вопросам:
1. С помощью чего ты можешь узнать, какая погода будет завтра?
2. Какие признаки хорошей погоды ты знаешь?
3. Какие признаки плохой погоды ты знаешь?
4. Кто тебе сможет помочь узнать погоду?
5. Как ты думаешь, растения (животные) могут предсказывать погоду?
6. Какие растения (животные) могут предсказывать погоду? Назови их.
7. Знаешь ли ты, как растения (животные) могут предсказывать погоду?
8. Можешь ли ты с помощью растений (животных) предсказать погоду на завтра?
9. Наблюдал(а) ли ты за состоянием растений (животных) перед изменением погоды?
Для определения знаний детей использовать следующие критерии для анализа:
· Знает или не знает признаки погоды;
· Знает или не знает растения, которые предсказывают погоду;
· Поясняет или не поясняет, как можно определить погоду по растениям.
Задание 3. Цель: выявить умения детей использовать наблюдение как способ познания, т.е. умения ребенка видеть изменения в состоянии растений (животных) для того, чтобы определить какая погода будет завтра. (Прежде, чем выполнять это задание, исследователь сам должен знать особенности поведения животных (растений) при ухудшении или улучшении погоды).
Методика: Ребенку задаются вопросы: «Ты часто рассматриваешь растения (наблюдаешь за животными)? Что интересного ты наблюдал в росте и развитии растения? (в поведении животного). Дополнительный вопрос: «Всегда ли у него расправлены листочки, больше ничего не появляется на листочках, стеблях?» «Кошки, собаки, птицы всегда веселы, может куда-то укрываются?»
Задание 4 . Цель: выявить умения детей выдвигать предположения о причинах и результатах наблюдаемых явлений природы. Методика: Перед ребенком выставляется комнатное растение и задается вопрос: «Как ты думаешь, почему появились капельки (скрутились листочки)? На картинках показать, как кошка скрутилась клубочком на печке, птица купаются в лужах: «Почему кошки, птицы так себя ведут?» Может это связано с состоянием погоды?». Выслушать предположения детей и записать их. Предложить запомнить версии, высказанные детьми.
Задание 5 . Цель: выявить умение детей использовать различные способы проверки предположений (опыты, рассуждения, сравнительные наблюдения). Методика: ребенку задается следующий вопрос: «Как ты думаешь можно ли проверить, что растения (животные) предсказывают погоду на завтра. Что для этого надо сделать?».
Для определения умений детей использовать следующие критерии для анализа :
· умеют или не умеют дети использовать наблюдение как способ познания;
· умеют или не умеют выдвигать предположения о причинах и результатах наблюдаемых явлений;
· умеют или не умеют использовать различные способы проверки.
Задание 6 (для второго варианта работы) . Цель – определить понимание детьми народных примет.
Методика: Воспитатель читает детям первую часть приметы, которая в тексте выделена курсивом (можно воспользоваться предложенными приметами, либо подобрать новые, соответственно сезону, в который будет проводится исследование). Достаточно использовать 5 примет.
Вопрос: Ты когда-нибудь видел в природе такое явление, о чем я прочитала? Как ты думаешь, что означает данное явление?
· ярко сверкают звезды - к морозу;
· собаки валяются на снегу – к метели;
· воробей нахохлился – к морозу, перышки приглажены – к теплу;
· снег идет большими хлопьями – к ненастью и мокроте;
· воробьи задорно чирикают – чувствуют прибавку света;
· перед ненастьем вороны уселись на ночлег головами в одну сторону ;
· кошка жмется к теплу - к морозу;
· иней на деревьях – к морозу, туман – к оттепели;
· облака идут низко – скоро похолодает;
Пояснить, что это приметы, по которым люди узнают погоду на будущее. Предложить проверить 1 – 2 краткосрочные приметы, записать ответы и поведение детей.
Задание 7 . Цель – выявить, могут ли дети получить представления о прогнозировании погоды от родителей. Для этого предложить детям побеседовать с родителями по данной проблеме: Какие приметы знают родители? Какие приметы они проверяли?
Примечание : Для контрольной работы варианта А выполняются задания 1, 6,7; для варианта Б – задания 1, 2, 3, 4, 5.
В процессе обследования следует вести протокол по форме:
Протокол обследования
| № п/п | Ф.И. ребенка | № задания, вопросы | Ответы и высказывания ребенка | Поведенческие особенности |
Анализируя полученные данные в результате эксперимента, определите особенности умений детей прогнозировать и определять погоду на завтра. Каждую особенность подтвердить ответами и поведенческими реакциями детей.
Вопросы для анализа :
· проявление интереса к заданию,
· эмоциональное отношение к заданию, т.е. разнообразие эмоций, вызываемых предложенным заданием (удивление, недоумение, лукавство, озабоченность и др.),
· поддержание беседы, задает вопросы (какие, привести примеры),
· характер вопросов – репродуктивные или познавательные,
· как используют наблюдение как способ познания,
· разнообразие предположений о причинах и результатах наблюдаемых явлений,
· умения использовать различные способы проверки,
· выполняет задание воспитателя – спросить у родителей, без напоминания делится впечатлениями о том, что нового от них узнал.
Исходя из анализа результатов проведенного исследования, разработайте методические рекомендации для воспитателей, направленные на устранения выявившихся недостатков. Укажите, в каких видах деятельности, и с помощью каких методов и приемов возможно совершенствование работы по обучению детей прогнозированию и определению погоды.
©2015-2019 сайт
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-08-20
Наблюдения производятся непрерывно в течение суток на метеорологической станции, в ее ближайшей окрестности (радиусом до 200 м от метеорологической площадки) и в пределах видимой окрестности.
При возникновении атмосферного явления наблюдатель отмечает время начала явления в часах и минутах (с точностью до минуты) и интенсивность его в момент возникновения. За начало явления принимается момент, когда наблюдатель обнаружил признаки атмосферного явления в соответствии с его описанием. Окончание явления отмечается при полном его исчезновении. Если одновременно наблюдается несколько явлений, то отмечается время начала и окончания каждого явления.
После возникновения явления наблюдатель оценивает его интенсивность визуально и внимательно следит за ходом явления, отмечая время изменения его интенсивности. При этом различают интенсивность слабую, умеренную и сильную. В случае слабой интенсивности у символа вида явления ставится 0, в случае сильной – 2, а при умеренной – отмечается только символ явления.
При ливневом дожде различается интенсивность слабая, умеренная, сильная и очень сильная; в случае очень сильной интенсивности у символа также ставится знак 2.
При дымке различается интенсивность слабая и умеренная; характеристика интенсивности «сильная» для дымки не применяется.
Интенсивность тумана, дымки и мглы зависит от прозрачности атмосферы (метеорологической дальности видимости):
Для оценки интенсивности метели используют наблюдения за метеорологической дальностью видимости и скоростью ветра. Слабая метель отмечается при скорости ветра до 8 м/с и видимости не менее 6 км, сильная метель – при скорости 10 м/с и видимости не более 4 км. При других условиях интенсивность метели оценивается как умеренная.
Метеорологические станции, работающие по неполной программе наблюдений (с прерывистым рабочим днем), отмечают начало и окончание атмосферных явлений, если они происходили в перерыве рабочего дня, буквой «М». Интенсивность явлений, происходящих во время перерыва, не оценивается.
Не оценивается интенсивность шквала, вихря, смерча, ледяных игл, полярного сияния и миража.
При наблюдении за грозой определяется начало грозы - момент первого удара грома, прекращение – момент последнего удара грома (если в последующие 15 мин гром не повторился), направление ее перемещения (по восьми румбам), либо в каком направлении наблюдается гроза.
При выпадении града наблюдатель должен указать средний размер (диаметр) наиболее крупных градин с точностью до 1 мм.
При наблюдении за атмосферными явлениями следует обращать внимание на изменение облачности, видимости, ветра, температуры, влажности, состояния подстилающей поверхности и других характеристик погоды. Наблюдатель должен особенно внимательно следить за развитием осадков, выпадающих на земную поверхность, грозы, зарницы, гололеда, изморози, гололедицы, тумана, метели, пыльной бури для определения момента, когда эти явления достигнут опасного или особо опасного значения.
Результаты наблюдений за атмосферными явлениями записываются в соответствующие графы книжки КМ-1. В графу каждого срока записываются наблюдения за период 3 ч предшествовавшего до данного срока.
В момент возникновения явления записывается вид явления символом, справа над символом указывается знак интенсивности и время явления в часах и минутах московского времени. Если явление не закончилось до следующего срока, то записывается время срока, а в следующей графе повторяется запись символа этого явления и время срока и так далее, запись ведется до окончания явления. Время окончания явления записывается в часах и минутах московского времени.
Одновременно наблюдающиеся явления записываются в одной графе столбиком.
Состояние погоды в срок и между сроками наблюдений
Характеристика состояния погоды дается наблюдателем на основании непрерывных наблюдений за атмосферными явлениями, с учетом состояния неба и развития облачности.
В соответствии с требованиями кода КН-01 определяется характеристика погоды в срок наблюдений ww характеристика погоды между сроками W 1 W 2 .
При характеристике погоды в срок наблюдений (текущая погода) учитываются атмосферные явления и облачность, которые имели место в течение 10 мин и в течение последнего часа, предшествующего 0, 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21 ч московского времени.
Под последним часом подразумевается промежуток времени, начинающийся за 1 час и кончающийся за 10 мин до 0, 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21 ч московского времени. Явления за последний час следует кодировать аналогично погоде в срок наблюдений
Текущая погода имеет 100 характеристик, которые разделены на две группы (А и Б) в зависимости от наличия осадков на станции в срок наблюдений.
При характеристике прошедшей погоды учитываются атмосферные явления и облачность в течение шести часов для сроков 3, 9, 15 и 21 ч по московскому времени, что соответствует основным синоптическим срокам (0, 6, 12 и 18 ч по среднему гринвичскому времени (СГВ)), или погода в течение последних трех часов для сроков 6, 12, 18, 00 ч по московскому времени, что соответствует промежуточным синоптическим срокам 9, 15, 21 и 3 ч по СГВ, не считая промежутка времени, за который сообщается текущая погода, - 10 мин или последний час, кончающийся ровно в срок (0, 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21 ч по московскому времени).
Прошедшая погода кодируется двумя характеристиками W 1 и W 2 , в соответствии с таблицей кода КН-01.
Первая цифра кода (W 1) выбирается как наибольшая из возможных 10 характеристик погоды между сроками, а вторая (W 2) - как наибольшая из возможных после исключения W 1 . Если в течение всего периода между сроками наблюдений имело место только одно явление (без перерывов), то W 2 повторяет цифру кода W 1 ; если наблюдалось несколько явлений (или имели место перерывы в явлении), то W 2 должно быть меньше W 1 .
Характеристика текущей и прошедшей погоды записываются в соответствующие графы книжки КМ-1 для ww и W 1 W 2 цифрами кода; кроме того дается краткая словесная характеристика.
.
Поэт говорит: «Мороз и солнце — день чудесный», о метеочувствительный человек жалуется на холод и головную боль. И таких примеров можно привести сколько угодно. А потому не стоит судить о состоянии атмосферы по самочувствию людей и их отношению к временам года. В метеорологии погода определяется как физическое состояние атмосферы в данный момент времени (о том, что подразумевается под «данным моментом времени», скажем позже). Физическое состояние атмосферы характеризуют такие метеорологические величины, как температура, давление, влажность воздуха, скорость и направление ветра, количество облаков и выпавших осадков (дождя, снега, града), и такие атмосферные явления, как , туман, пыльная буря. Сюда же относятся и оптические явления - голубой цвет неба, радуга, гало, венцы. Воздух все время движется, и его физическое состояние непрерывно меняется. А это значит, что непрерывно меняются и метеорологические величины в каждой точке Земли, т. е. меняется погода. Иными словами, непрерывно меняются температура, давление и влажность воздуха, скорость и направление ветра, количество и форма облаков, осадков. Обычно людей интересует , диапазон величин которой на Земле очень велик: абсолютный максимум +5S°C зафиксирован в , а абсолютный минимум -89°С - на станции «Восток» в (это полюс холода земного шара). Наиболее приятны для человека в средних широтах температуры от +20° до +25°С, но ощущение тепла зависит не только от температуры, но и от влажности воздуха, и от скорости ветра. Давление воздуха то растет, то падает величина его зависит и от географической широты местности. Наибольшее давление 1086 гПа было измерено в Сибири, а самое низкое давление 860 гПа - в центре тропического циклона над . В умеренных широтах от суток к суткам давление может меняться на 20 - 30 гПа, а в тропиках - от I до 150 гПа. Давление воздуха имеет важнейшее значение, потому что от его распределения поземному шару в каждый данный момент зависит движение воздуха относительно земной поверхности, т. е. ветер. Небольшой ветер (10- 12 м/с) - друг человека: ветер очищает города от загрязнения, надувает паруса судна, вращает лопасти ветродвигателей, несет прохладу в душный жаркий день. Однако как только его скорость превышает 15 м/с. ветер становится опасным и даже разрушительным.
Воздух содержит водяной пар. Облака, кроме , состоят или из плавающих мельчайших капелек воды, или из ледяных кристалликов, или же из капелек и кристалликов вместе. Влажность воздуха важна для теплоощущения человека. Именно температура, влажность воздуха и ветер определяют комфортность, когда человек чувствует себя хорошо.
Для характеристики погоды важна и облачность, т. е. степень закрытости неба облаками, а также формы облаков, которые являются своего рода поплавками, показывающими движение воздуха.
Осадки - дождь и снег - необходимое условие жизни на суше. Это важнейшие характеристики погоды. Когда осадков мало, образуются пустыни и степи, а интенсивные и продолжительные осадки вызывают наводнения, сели. Вот почему важно знать количество осадков за сутки, или за 12 ч, или за 6 ч в зависимости от потребностей хозяйства. Все эти метеорологические величины характеризуют погоду, т. е. физическое состояние атмосферы в данный момент. Что же это значит — «данный момент»? Частота наблюдений за погодой зависит от того, насколько быстро меняются метеорологические величины и атмосферные явления и как влияют эти изменения на человеческую деятельность. Теперь существуют самопишущие приборы, непрерывно фиксирующие величины давления, температуры и . Однако невозможно, да и не нужно передавать каждую секунду значения этих величин. Регулярно и наиболее часто наблюдают погоду на аэродромах. Там наблюдения за погодой производят каждые 15 мин. Ясно, что для аэродромов «данный момент» времени — это 15 мин. На метеорологических станциях всего земного шара принято вести наблюдения за погодой каждые 3 ч, считая от 00 ч по Гринвичскому среднему времени. Наблюдатели всей Земли в 0, 3, 6, 9, 12, 15, 18 и 21 ч выходят на метеорологические площадки и делают отсчет по приборам, измеряющим вышеуказанные метеорологические величины. Таким образом, для наблюдений за погодой у поверхности Земли «данный момент» - это 3 ч.
Непрерывно происходящие изменения в состоянии погоды обусловлены в первую очередь процессами общей . Смена дня и ночи определяет суточный ход метеорологических элементов. Однако для погоды гораздо более характерны резкие и нерегулярные изменения в результате смены воздушных масс, прохождения атмосферных фронтов и эволюции циклонов и антициклонов. Например, днем вместо потепления, нормального для суточного хода температуры, может наступить похолодание. Ночью, напротив, температура может сильно повыситься. Осадки и усиление ветра также возможны в любое время суток.
Воздушные массы, как и атмосферные вихри (циклоны и антициклоны), захватывают сразу большие районы: их горизонтальные размеры - тысячи километров, поэтому погода в пределах одной и той же воздушной массы на довольно значительном пространстве будет иметь сходный характер. Если на территорию вторгается новая , то соответствующие изменения погоды происходят одновременно во многих районах. Следовательно, погода на данной территории связана с предшествовавшим и последующим состояниями погоды в других районах. Наблюдения в одном пункте не могут дать полного представления ни о причинах, ни о сущности изменений погоды.
Пространственный масштаб процессов, формирующих погоду, таков, что их лучше всего изучать с помощью географических карт. На карту в точках расположения метеорологических станций цифрами и наносят результаты наблюдений, сделанные в один момент времени. Такая карта называется синоптической (т. е. обзорной) картой погоды, она характеризует состояние погоды одновременно на большой территории, например в или во всем Северном полушарии. Синоптические карты составляются через определенные промежутки времени (например, через каждые 12, 6 или 3 ч) и дают представление о развертывании процессов во времени.
Синоптические карты составляются как для поверхности Земли (приземные карты погоды), так и для различных слоев атмосферы (высотные карты погоды). Вместе с вертикальными разрезами атмосферы и с графиками, построенными поданным радиозондирований, они дают представление о трехмерной структуре атмосферы до высоты 25 - 30 км. Прослеживая по синоптическим картам, как и куда двигались раньше и движутся сейчас воздушные массы, фронты, циклоны и антициклоны и что с ними происходит, синоптик может составить представление об общем характере и механизме погоды во всем географическом районе и на основе своих заключений сформировать предварительный прогноз будущей погоды.
На карте погоды в виде цифр и значков синоптики наносят огромное количество метеорологических данных. «Читать» необработанную (непроанализированную) карту трудно. Делать какие-либо заключения о развитии атмосферных процессов и составлять прогнозы погоды по таким картам практически невозможно, поэтому первое, что необходимо сделать при анализе, это придать карте погоды наглядность. Для этого на карте проводят изобары - линии равного давления, а также изолинии тенденций его изменения за последние 3 ч, затем выделяют зоны осадков, намечают линии атмосферных фронтов. В современном мире для этого широко используются компьютеры и Метео MapMaker, которые позволяют анализировать условия и погоды в пределах земного шара в режиме реального времени.
Основные изменения погоды в умеренных широтах обусловлены циклонической деятельностью, т. е. возникновением, развитием и перемещением циклонов и антициклонов. Подавляющее число циклонов внетропических широт возникает на главных (арктическом и полярном), и вся их дальнейшая жизнь неразрывно связана с этим фронтом.
Если рассматривать эволюцию циклона от момента его возникновения до полного исчезновения, то можно выделить следующие стадии развития.
Начальная стадия циклона - стадия фронтальной волны. На главном фронте возникают огромные волны длиной 1000 км и более. С их появлением теплый воздух начинает продвигаться к высоким широтам в сторону холодного воздуха в передней части волны, а холодный воздух - к низким широтам в сторону теплого воздуха в тыловой части. При этом давление у вершины волны понижается, что приводит к формированию начального циклонического возмущения, как правило, с одной замкнутой изобарой на приземной карте погоды. Это вызывает деформацию (искривление) главного фронта и образование на нем участков теплого и холодного фронтов. Начало зарождения циклона на приземных картах погоды можно заметить по падению давления, увеличению и выпадению осадков.
Стадия молодого циклона. В этой стадии число замкнутых изобар в циклоне возрастает (до двух-трех), а давление в центре циклона продолжает заметно понижаться, что приводит к усилению ветров и осадков. Теплый воздух образует теплый сектор циклона, и на приземной карте отмечаются самые высокие температуры воздуха. Обычно теплый сектор занимает южную и юго-восточную части циклона. Самые низкие температуры в циклоне наблюдаются за холодным фронтом в его северо-западной и северной частях. Весь циклон как единая система обычно быстро (30-50 км/ч) движется на восток или северо-восток.
Стадия максимального развития. Стадия молодого циклона - кратковременный промежуток в развитии циклона: он длится обычно не дольше, суток (чаше 12 ч). Холодный фронт в циклоне всегда движется быстрее, чем теплый, поэтому он постепенно догоняет теплый фронт и смыкается с ним. Происходит так называемое окклюдирование циклона (от лат. occlusio — запирание) и образование фронта окклюзии.
К началу окклюдирования давление в центре циклона падает до самых низких значений (обычно до 980 - 990 гПа, но иногда и ниже). Скорости ветра в центре циклона достигают максимальных значений. Циклоническая циркуляция захватывает до 5 - 7 км. Облачные системы и зоны осадков холодного и теплого фронтов сливаются и приобретают вид огромной спирали, закручивающейся около центра циклона.
Стадия заполнения (разрушения) циклона. В процессе окклюдирования циклона холодный воздух продолжает распространяться к югу и постепенно занимает всю область циклонической циркуляции. Теплый сектор на приземной карте быстро сокращается, а теплый воздух вытесняется в верхние слои тропосферы, где он затем охлаждается. Циклон постепенно замедляет свое движение, давление в его центре начинает расти, ветер ослабевает, а системы облачности и осадков размываются. Наконец циклон полностью исчезает. Таким образом, весь жизненный цикл циклона продолжается 5 - 7 дней.
Возникновение и развитие антициклонов тесно связаны с развитием циклонов. Это единый процесс, происходящий на главном фронте, в результате которого в одном районе создается недостаток массы воздуха и возникает циклон, а в другом районе - избыток массы воздуха и возникает антициклон. В отличие от циклонов, в которых господствуют восходящие движения, для антициклонов характерна общая тенденция к нисходящему движению воздуха. Это происходит потому, что в нижнем слое антициклона воздух вытекает из центра к периферии. Благодаря оседанию воздух в антициклоне не насыщается влагой, и погода в антициклонах преобладает малооблачная и сухая. Только в нижних слоях в ночные часы и в холодную половину года возможно образование туманов и слоистых облаков. Ветры в антициклонах, как правило, слабые, преобладают штили.
Из всего сказанного следует, что наиболее сложные условия погоды на синоптической карте будут наблюдаться в циклонических областях вблизи атмосферных фронтов - в узких переходных зонах между теплым и холодным воздухом. Фронтальные поверхности располагаются в атмосфере наклонно, причем угол наклона фронта к поверхности Земли очень мал и составляет меньше одного углового градуса. Например, если линия теплого фронта у Земли проходит в районе Смоленска, то над Москвой этот фронт располагается на высоте всего нескольких сотен метров (700 - 900 м). При этом более плотный холодный воздух лежит под теплым воздухом в виде узкого клина, постепенно увеличивающего свою толщину по мере удаления от линии фронта.
