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- The timeline of meteorology contains events of scientific and technological advancements in the area of atmospheric sciences. The most notable advancements in observational meteorology, weather forecasting, climatology, atmospheric chemistry, and atmospheric physics are listed chronologically. Some historical weather events are included that mark time periods where advancements were made, or even that sparked policy change.
- El término meteorología desciende del título Meteorologica, del libro escrito en torno a 340 a. C. por Aristóteles presentando observaciones y especulaciones acerca del origen de los fenómenos atmosféricos y celestes. La palabra en idioma griego meteoron hace referencia al objeto "altos en el cielo", entre la Tierra y el reino de las estrellas, mientras logos significa "estudio". Una obra similar titulada "Libro de las señales" s publica por Teofrasto, un discípulo de Aristóteles; centrado más que todo en la previsión del tiempo sobre la base de las observaciones de los fenómenos meteo. Posteriores progresos en el campo meteorológico desarrollan instrumentos más seguros. Galileo construye un termómetro en 1607, seguido de la invención del barómetro por Evangelista Torricelli en 1643. La primera acción sobre la dependencia de la presión atmosférica sobre la altura la hace Blaise Pascal y René Descartes; la idea es profundizada por Edmund Halley. El anemómetro para la medida de la velocidad del viento lo construye en 1667 Robert Hooke, mientras Horacio de Saussure completa el elenco de los más importantes instrumentos meteorológicos en 1780 con el higrómetro a cabello, que mide la humedad. Otros progresos tecnológicos, conocidos principalmente como parte del progreso de la física, fue la investigación de la dependencia del volumen de gases sobre la presión, que condujo a la termodinámica, y al experimento de Benjamin Franklin con el barrilete sobre los relámpagos. Franklin fue también el primer americano en registrar de modo seguro y detallado la condición del tiempo sobre base diaria, y de los primeros en efectuar previsiones del tiempo sobre base diaria. El primero en realizar una correcta explicación general de la circulación atmosférica global fue George Hadley, con su estudio sobre los alisios efectuado en 1735. (Por este motivo, la particular circulación atmosférica que se presenta en la celda tropical toma el nombre de "celda de Hadley"). En los inicios fue una comprensión parcial de como la rotación terráquea influía sobre la cinemática de los flujos de aire. Más tarde, se comprendió la plena extensión de las interacciones a gran escala de la fuerza del gradiente de presión y las deflesiones causadas por la fuerza de Coriolis, causando el movimiento de las masas de aire a lo largo de las isobaras. La fuerza de las deflexiones tomaron ese nombre a principios del s. XIX, con referencia a una publicación de Gaspard-Gustave Coriolis de1835, describiendo resultados de un estudio sobre la energía producida en una máquina con partes en rotación, como la rueda de agua de los molinos. En 1856, William Ferrel hipotetiza la existencia de una "celda de circulación" a latitudes intermedias, en donde el aire viene flexionando por la fuerza de Coriolis creando los principales vientos occidentales. Esta celda fue enseguida bautizada celda de Ferrel. La observación sinóptica del tiempo atmosférico era, a partir de esa época, más compleja, y con las dificultades de clasificar ciertas características climáticas como nubes y vientos. Problema resuelto cuando Luke Howard y Francis Beaufort introducen su sistema de clasificación de nubes y de la fuerza del viento, respectivamente. El punto de inflexión fue la invención del telégrafo en 1843 permiitiendo intercambiar información del clima con velocidad inigualable. A inicios del s. XX, el progreso en la comprensión de la dinámica atmosférica dieron comienzo a la creación de la moderna previsión del tiempo calculado con base matemática. En 1922, Lewis Fry Richardson publica Weather prediction by numerical process (Previsión del tiempo por procesos numéricos), descriviendo como eliminar las variantes menos importantes en las ecuaciones de dinámica de fluidos, reguladores de los flujos atmosféricos, permitiendo calcular fácilmente soluciones numéricas. Todavía, el número de cálculos necesarios era bastante grande, hasta la aparición de los computadores. En este periodo un grupo de meteorólogos noruegos conducen con Vilhelm Bjerknes investigaciones sobre un modelo para explicar la generación, la intensificación y la disolución de ciclones, introduciendo la idea del frente meteorológico y de la suddivisión entre las masas de aire. El grupo incluía a Carl-Gustaf Rossby (el primero en explicar el flujo atmosférico de gran escala en términos de cinemática de fluidos) Tor Bergeron (primero en comprender el mecanismo de formación de la lluvia) y de Jacob Bjerknes. Para los años '50, los experimentos de cálculo numérico con computadores se mostraron factibles. La primer previsión del tiempo realizado con ese método y usando modelos baroscópicos (con un fuerte componente vertical), pudiendo prever con suceso movimientos de grand escala de onda de Rossby, en zonas de baja presión y de alta presión. En los años '60, la naturaleza caótica de la atmósfera es comprendida por Edward Lorenz, fondador del campo de la teoría del caos. Los avances matemáticos obtenidos en este campo fueron tomados por la meteorología, ayudando a estabilizar el límite de previsibilidad del modelo atmosférico. Esto es anotado como efecto mariposa (butterfly effect), porque la evolución de los disturbios en el tiempo significa que aunque sea pequeño como el batir de las alas de una mariposa puede causar en seguida grandes efectos en otra zona. En 1960, se lanza el TIROS-1, primer satélite meteorológico funcionante, señalando el inicio de una era de difusión global de la información climática. El satélite meteo, junto a otros satélites de observación multirol a varias alturas llevaban instrumentos indispensables para el estudio de una gran variedad de fenómenos de incendios forestales hasta El Niño. En años recientes, se investiga sobre modelos climáticos de alta resolución, usados para estudiar cambios a largo plazoe como el qie involucra al gas invernadero.
- Già gli antichi babilonesi si interessarono a prevedere le evoluzioni del tempo, indagando le caratteristiche delle nubi e degli astri ma le loro ricerche si fermarono ad un livello di protoscienza. Il termine meteorologia risale da Meteorologica, titolo del libro scritto intorno al 340 a.C. da Aristotele che presenta osservazioni miste a speculazioni sull'origine dei fenomeni atmosferici e celesti. La parola greca meteoron fa riferimento a oggetti "alti nel cielo", cioè tra Terra e il regno delle stelle, mentre logos significa "studio". Un'opera simile intitolata "Libro dei segni" fu pubblicata da Teofrasto, un allievo di Aristotele; era centrata più che altro sulla previsione del tempo sulla base dell'osservazione dei fenomeni. Catalogò 80 previsioni di pioggia, 50 di temporale e 24 di tempo sereno; se alcune di esse appaiono oggi ingenue e poco credibili, altre invece erano frutto di osservazioni e spiegazioni razionali. Ai tempi della dinastia cinese Han il filosofo Wang Chong nel 80 d.C. effettuò una serie di studi sui fenomeni meteorologici e fisici di una certa rilevanza. Nel Medioevo le previsioni venivano elaborate utilizzando come riferimento la posizione di pianeti e stelle. In questo periodo storico nacquero gli almanacchi, che in un primo tempo erano tavole astronomiche utili per ottenere il giorno della settimana riferito a qualunque era, ma che in seguito divennero pubblicazioni multisettoriali con annesse previsioni per agricoltori. Tra gli scritti più significativi, si ricordano i trattati sulla meteorologia del naturalista arabo Al-Kindi e di Avicenna, oltre all'invenzione di quest'ultimo del termometro per l'aria. Una data importante per gli sviluppi futuri della meteorologia fu il 19 giugno 1657, dato che si formò, a Firenze la "Accademia Fiorentina del Cimento", nella quale un gruppo di scienziati, finanziati da Ferdinando II de' Medici, iniziò a studiare l'atmosfera con il metodo sperimentale, ma soprattutto organizzò, per la prima volta, un osservatorio meteo internazionale, dato che studiosi sparsi su tutto il territorio europeo, dopo aver ricevuto la strumentazione dagli scienziati fiorentini, avevano il compito di registrare le informazioni fondamentali e di spedirli a Firenze. Ulteriori progressi in campo meteorologico aspettavano che strumenti più accurati fossero disponibili. Leonardo progettò un igrometro per misurare la l'umidità dell'aria, Galileo, costruì un termometro nel 1607, seguito dall'invenzione del barometro da parte di Evangelista Torricelli nel 1643. La prima scoperta della dipendenza della pressione atmosferica dall'altezza fu fatta da Blaise Pascal e Cartesio; l'idea fu approfondita anche da Edmund Halley. L'anemometro per la misurazione della velocità del vento fu costruito nel 1667 da Robert Hooke, mentre Horace de Saussure completa l'elenco dei più importanti strumenti meteorologici nel 1780 con l'igrometro a capello, che misura l'umidità. Nel Settecento, la Royal Society in Gran Bretagna e l'Accademia delle Scienze in Francia realizzarono altri due osservatori internazionali e nel 1730 Vitus Jonassen Bering impiantò stazioni di rilevamento anche in Siberia. Altri progressi tecnologici, che sono conosciuti principalmente come parte del progresso della fisica, furono la ricerca della dipendenza del volume dei gas sulla pressione, che condusse alla termodinamica, e l'esperimento di Benjamin Franklin con l'aquilone sui fulmini. Franklin fu inoltre il primo Americano a registrare in modo accurato e dettagliato le condizioni del tempo su base giornaliera, e fu uno dei primi Americani ad effettuare previsioni del tempo su base giornaliera. Il primo a fornire una corretta spiegazione generale della circolazione atmosferica globale fu George Hadley, con uno studio sugli alisei effettuato nel 1735. (Per questo motivo, la particolare circolazione atmosferica che si presenta nella cella tropicale prende il nome di "cella di Hadley"). Agli inizi ci fu una comprensione parziale di come la rotazione della terra influisse sulla cinematica dei flussi d'aria. Più tardi, fu compresa la piena estensione dell'interazione a larga scala tra la forza del gradiente di pressione e la deflessione causata dalla forza di Coriolis, che causa il movimento delle masse d'aria lungo le isobare. La forza di deflessione prese questo nome nei primi anni del XIX secolo, con riferimento a una pubblicazione di Gaspard-Gustave Coriolis del 1835, che descriveva i risultati di uno studio sull'energia prodotta da macchine con parti in rotazione, come le ruote ad acqua dei mulini. Nel 1856, William Ferrel ipotizzò l'esistenza di una "cella di circolazione" alle latitudini intermedie, in cui l'aria veniva deflessa dalla forza di Coriolis creando i principali venti occidentali. Questa cella su in seguito battezzata cella di Ferrel. L'osservazione sinottica del tempo atmosferico era ancora resa complessa dalla difficoltà nel classificare certe caratteristiche climatiche come nubi e venti. Questo problema fu risolto quando Luke Howard e Francis Beaufort introdussero il loro sistema di classificazione delle nuvole e della forza del vento, rispettivamente. Il vero punto di svolta fu tuttavia l'invenzione del telegrafo nel 1843 che permetteva di scambiarsi informazioni sul clima con velocità prima ineguagliata . Nel 1878 venne fondata l'Organizzazione meteorologica internazionale che molti anni dopo diverrà "mondiale". All'inizio del XX secolo, i progressi nella comprensione delle dinamiche atmosferiche portarono alla creazione delle moderne previsioni del tempo calcolate su basi matematiche. nel 1922, Lewis Fry Richardson pubblicò Weather prediction by numerical process (Previsioni del tempo per processi numerici), che descriveva come eliminare le varianti meno importanti nelle equazioni di dinamica dei fluidi che regolano i flussi atmosferici per permettere di trovare facilmente soluzioni numeriche. Tuttavia, il numero di calcoli necessario era troppo grande per essere gestito prima dell'avvento dei computer. Nello stesso periodo un gruppo di meteorologi norvegesi condotto da Vilhelm Bjerknes sviluppò un modello concettutale per spiegare la generazione, l'intensificazione e la dissoluzione dei cicloni a media quota, introducendo l'idea del fronte meteorologico e della suddivisione tra le masse d'aria. Il gruppo includeva Carl-Gustaf Rossby (che fu il primo a spiegare il flusso atmosferico su larga scala in termini di fluidodinamica) Tor Bergeron (il primo a comprendere il meccanismo di formazione della pioggia) e Jacob Bjerknes. Dagli anni '50, gli esperimenti di calcolo numerico con computer si mostrarono fattivili. Le prime previsioni del tempo realizzate con questo metodo usavano modelli baroscopici (cioè con un singolo livello verticale), e potevano prevedere con successo i movimenti su grande scala delle onde di Rossby, cioè delle zone di bassa pressione e alta pressione. Negli anni '60, la natura caotica dell'atmosfera venne compresa da Edward Lorenz, fondatore del campo della teoria del caos. Gli avanzamenti matematici ottenuti in questo campo furono ripresi dalla meteorologia e aiutarono a stabilire il limite di prevedibilità del modello atmosferico. Questo è noto come effetto farfalla (butterfly effect), perché l'evoluzione dei disturbi nel tempo significa che anche uno piccolo come il battito delle ali di una farfalla può causare in seguito grandi effetti in un'altra zona. Nel 1960, il lancio del TIROS-1, il primo satellite meteorologico funzionante, segnò l'inizio di un'era di diffusione globale delle informazioni climatiche. I satelliti meteo, insieme ad altri satelliti di osservazione multiruolo a varie altezze sono diventati uno strumenti indispensabile per lo studio di una grande varietà di fenomeni dagli incendi forestali a El Niño. In anni recenti, sono stati sviluppati modelli climatici ad alta risoluzione, usati per studiare i cambiamenti a lungo termine come quelli dovuti ai gas serra.
- Historia meteorologii - opisuje odkrycia i zmiany technologiczne, które przyczyniły się do rozwoju meteorologii i fizyki atmosfery. 600 p.n.e. Tales stwierdza, że coroczne wylewy Nilu zależą od zmian wiatru 334 p.n.e. Arystoteles. Praca Meteorologica. Termin meteorologia pochodzi od Arystotelesa. Mimo że termin meteorologia obecnie oznacza dyscyplinę nauk o atmosferze, to Arystoteles mówił o meteorologii w sposób ogólniejszy od obecnego, bardziej podobny do dzisiejszej nauki o Ziemi. Według Arystotelesa meteorologia to ... każde oddziaływanie pomiędzy powietrzem i wodą, i rodzaje i części Ziemi i oddziaływania pomiędzy tymi rodzajami... Meteorologica Arystotelesa była podstawowym opisem meteorologii przez około 2000 lat. Arystoteles opisał, to co obecnie nazywamy cyklem hydrologicznym: Słońce porusza się, i z tego powodu wpływa na zmienność procesów, i na powstawanie i zanikanie tych procesów, i z powodu słońca woda jest unoszona do góry i rozpuszcza się i tworzy parę i wznosi się w górę, gdzie znowu kondensuje ze względu na zimno i wraca do ziemi... 278 p.n.e. Aratus pisze Księgę znaków, w której m. in. opisuje (w drugiej części) przepowiednie pogodowe 100 p.n.e. Andronicus Kyrrhestes projektuje Wieżę Wiatrów (horologion) w Atenach 61 Seneka skarżył się na zanieczyszczenie powietrza w Rzymie 1607 Galileusz konstruuje termoskop. Urządzenie to nie tylko mierzy temperaturę, ale powoduje zmianę w sposobie myślenia. Do tego momentu uważano ciepło i zimno za Arystotelesowskie elementy (płomień, woda, powietrze, i ziemia) (w 1714 fizyk niemiecki Daniel Fahrenheit skonstruował termometr rtęciowy). 1643 Evangelista Torricelli, asystent Galileusza, buduje pierwszy barometr. Zmiany słupa rtęci obserwowane w urządzeniu Toricelliego pokazują po raz pierwszy, że ciśnienie atmosferyczne zmienia się w czasie. 1644 wynaleziono hygrometr do pomiaru wilgotności powietrza. 1648 Blaise Pascal odkrywa, że ciśnienie atmosferyczne spada z wysokością i twierdzi, że ponad atmosferą musi być próżnia. 1661 John Evelyn wydaje Fumifugium, pracę w której dyskutuje zanieczyszczenie powietrza w Londynie 1667 Robert Hooke buduje pierwszy anemometr do pomiaru prędkości wiatru. 1686 Anglia. Edmund Halley opisuje wiatry pasatowe, twierdzi że ciepło od słońce jest mechanizmem poruszającym atmosferę ziemi 1735 Anglia. George Hadley jako pierwszy uwzględnia ruch obrotowy ziemi w opisie wiatrów pasatowych. Mimo że opis nie jest prawidłowy i przewidywał wiatry pasatowe słabsze niż obserwowane, to średnią cyrkulację w tropikach nazywamy do tej pory komórką Hadleya. 1743-1784 USA. Benjamin Franklin stwierdza, że systemy pogodowe w Ameryce Północnej poruszają się z zachodu na wschód, opisuje błyskawicę jako zjawisko elektryczności atmosferycznej, publikuje pierwszą mapę prądu Gulfstream, spekuluje na temat związku zalesienia i klimatu. 1802-1803 Anglia. Luke Howard opisuje nazwy chmur. 1806 Francis Beaufort wprowadza skale Beauforta w celu klasyfikacji siły wiatru. 1837 Samuel Morse konstruuje telegraf. 1860 Anglia. Robert FitzRoy używa telegrafu w celu zbierania informacji pogodowych w Anglii i konstruuje mapy synoptyczne i wprowadza termin prognoza pogody. Pierwsza prognoza pogody jest opublikowana w The Times w 1860. 1896 Svante Arrhenius w pracy On the Influence of Carbonic Acid in the Air upon the Temperature of the Ground, Philosophical Magazine 41, 237-276, 1896) zaproponował, że zmiany w stężeniu dwutlenku węgla w powietrzu mogą wpłynąć na temperaturę na powierzchni ziemi. 1904 Norwegia. Norweski hydrodynamik V. Bjerknes pokazał że pogoda może był przewidywana na podstawie równań hydrodynamiki i termodynamiki opisujących przepływ powietrza. 1918-1936 Wladimir Köppen opracował klasyfikację klimatu 1920 Serbia. Milutin Milankovic postuluje, że długoterminowe (w skali tysięcy lat) zmiany klimatu związane są ze zmianami orbity Ziemi. 1922 Anglia. L. F. Richardson zaproponował numeryczny schemat prognozy pogody oparty na różnicach skończonych(który okazał się niestabilny). 1933 Tor Bergeron opublikował pracę Physics of Cloud and Precipitation, w której zaproponował proces potrójny powstawania ciepłego deszczu (przy udziale kryształów lodu) 1941 Anglia. W czasie II wojny światowej opracowano pierwszy system radarowy w Anglii. Przyczyniło się to do rozwoju radarów meteorologicznych. 1946 USA. Vincent J. Schaefer i Irving Langmuir przeprowadzili pierwszy udany eksperyment modyfikacji opadu z chmur. 1948 USA. Jule Charney wyprowadził uproszczony model (przybliżenie quasi-geostroficzne) ruchu atmosfery dzięki którym można było przewidzieć przepływ wielkoskalowy powietrza. 1950 USA. Pierwsza numeryczna prognoza pogody oparta na przybliżeniu barotropowym. 24 godzinna prognoza przepływu powietrza na wysokości 500 hPa była lepsza niż subiektywne metody stosowane do tamtej pory. Schemat był oparty na 2 wymiarowej siatce 270 punktów odległych od siebie o 700km, zastosowano 3-godzinny krok czasowy. 1956 USA. Pierwsze loty badające cyklony tropikalne z West Palm Beach. Przez 50 lat od czasu projektu National Hurricane Research Project (a potem NHEML, HRD/AOML, RFF, RFC, OAO, AOC) wykonano ponad 215 lotów badających cyklony tropikalne, m. in. ciśnienie w oku cyklonu. 1957-1958 Międzynarodowy rok geofizyczny 1959 Pierwszy satelita ziemski z instrumentem meteorologicznym - Vanguard 2 wystrzelony 17 lutego, 1959. Dane były bezużyteczne ze względu na drgania satelity wokół osi. 1959 USA. Explorer 7 wystrzelony 13 października 1959 miał na pokładzie radiometr przeznaczony do pomiaru budżetu energetycznego ziemi (dwie półkule pomalowane na czarno i na biało, tzw. radiometr Suomi) 1960 USA. Pierwszy satelita (wystrzelony 1 kwietnia 1960) do zastosowań wyłącznie meteorologicznych to TIROS 1 (Television and Infrared Observational Satelite). Ważył 120 kilogramów. Na pokładzie miał zmodyfikowaną kamerę telewizyjną. Zdjęcia z kamery na pokładzie TIROS 1 po raz pierwszy dobitne zwróciły uwagę na fakt, że systemy pogodowe na ziemi i atmosfera ziemska są całością. Był to jeden z kluczowych momentów współczesnej meteorologii. 1962 USA. Pierwszy operacyjny model oparty na przybliżeniu quasi-geostroficznym (model baroklinowy). 1964 USA. Nimbus 1 (wystrzelony 28 sierpnia 1964) był trój-osiowo stabilizowany dzięki czemu instrumenty pomiarowe cały czas obserwowały ziemię, był też pierwszym satelitą na orbicie synchronicznej ze słońcem (czyli przelatywał nad danym punktem ziemi mniej więcej o tej samej godzinie). 1966 USA. Pierwszy operacyjny model oparty na pełnych równaniach ruchu (równaniach podstawowych, ang. primitive equations) w NMC, Waszyngton, USA. 1966 USA. W grudniu 1966 roku pierwszy geostacjonarny satelita meteorologiczny ATS1 (Applications Technology Satellite) został umieszczony na orbicie. 1967 Początek Globalnego Programu Atmosferycznego - GARP (ang. Global Atmospheric Research Program). 1972 Pierwsze numeryczne modele klimatu. 1974 GATE (GARP Atlantic Tropical Experiment) na wschodnim tropikalnym Atlantyku. 1986 USA. K. Emanuel pokazał, że cykl energetyczny rozwiniętego cyklonu tropikalnego można opisać za pomocą cyklu Carnota, w którym energia cieplna z oceanu zamieniana jest na energię mechaniczną. W stanie równowagi energia mechaniczna równoważy dysypację tarcia, która jest skoncentrowana głównie przy powierzchni oceanu. 1996 USA (M. Kanamitsu, Eugenia Kalnay i ko-autorzy). Ukończono prace nad pierwszą (40-letnią) reintegracją danych meteorologicznych (reanaliza meteorologiczna) z obserwacji synoptycznych. Ta pierwsza tego typu baza zintegrowanych i globalnych danych o atmosferze zmieniła tradycjonalne podejście do klimatologii i wykorzystała nowe techniki asymilacji danych. 2006 USA (Fedor Mesinger i ko-autorzy). Northern American Regional Reanalysis (w skrócie NARR). Pierwsza długoletnia (1979-2003), regionalna reanaliza danych meteorologicznych o dużej rozdzielczości. Przydatna do analizy cyklu hydrologicznego, cyklu dobowego, i zjawisk pogodowych.
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