Если говорить о погоде в масштабе всей нашей планеты, то следует отметить, что предопределяет ее сложное взаимодействие таких факторов, как солнечная энергия, атмосферное давление, вода и суша. А в конечном итоге основным фактором погоды на земном шаре является движение воздуха, опять-таки связанное с энергией солнечного луча, который неравномерно нагревает разные широтные зоны Земли и атмосферу над океанами и материками. На экваторе и в тропических поясах поверхность Земли нагревается значительно сильнее, а на полюсах — слабее. И вот что из этого выходит. Горячий воздух поднимается из экваториальных областей и движется к полюсам, в то время как плотные массы холодного полярного воздуха направляются к экватору. Но эти массы воздуха продвигаются не так легко, как кажется. Ведь Земля — не однородное тело, поверхность ее неодинакова — есть горы, пустыни, леса, океаны и моря. Поэтому движение воздушных масс то ускоряется, то замедляется. Потоки воздушных масс сталкиваются, охлаждаются или нагреваются, изменяют свой путь и характер.
Часто неожиданные похолодания или, наоборот, потепление поясняются столкновением циклонов и антициклонов. А их развитие связано именно с особенностями нагревания поверхности Земли. При столкновении теплых масс воздуха с холодными возникает огромный атмосферный вихрь — циклон — радиусом в несколько сотен или даже тысяч километров, который движется со скоростью 30–40 км в час. Давление в центре циклона преимущественно сниженное, и в самом циклоне преобладает облачная погода с осадками. Антициклон, наоборот, — это область высокого атмосферного давления, в центре которой наблюдаются нисходящие потоки воздуха. При этом в центре антициклона бывают безоблачное небо, тихая, устойчивая погода — летом жаркая, зимой холодная. Огромное влияние на формировакоторые определяют погоду. Не случайно метеорологи всего мира называют Атлантический океан кухней погоды на планете. А вот роль Тихого океана в создании климата нашей страны сравнительно с ролью Атлантического океана намного скромнее.
На Земле есть и источники вечного холода. Это ледники Арктики и Антарктиды. Осенью, точнее даже в конце августа, холод из Гренландии распространяется на полярный бассейн, постепенно перебирается на материковую часть Евразии и Америки и продвигается все дальше и дальше на юг. Там волна холода сталкивается с воздушными и водными теплыми течениями, и потому зима не сразу охватывает наше северное полушарие. Да и Атлантика временами еще долго дает о себе знать.
Весной солнечные лучи сильнее согревают землю, и арктическая стужа все реже врывается в наши края. Прекращает свою работу и «сибирский холодильник». С юго-запада намного интенсивнее надвигаются теплые воздушные волны, которые несут нам весну. Фронт тепла движется с юго-запада на северо-восток — от Молдовы к Коми. Весна идет по своему маршруту со средней скоростью 50 километров в сутки. А в Сибири бывает и такое: Арктика дохнёт холодом, и вот вам 30-градусные морозы в апреле!
Погода как физическое состояние атмосферы в данной местности на протяжении какого-либо периода характеризуется сложным соединением и взаимодействием целого ряда метеорологических факторов. Среди них — атмосферное давление, температура и влажность воздуха, направление и сила ветра, интенсивность солнечной радиации, облачность, осадки. Совокупность и последовательность изменений погоды в определенной местности в разные сезоны года определяют ее климат.
Термин «климат» получил свое название от греческого слова клима — наклон. Древние греки связывали климатические различия непосредственно с углом наклона солнечного луча относительно земной поверхности. Ныне под климатом понимают многолетний режим погоды, характерный для определенной местности вследствие ее географического положения. Особенности климата зависят от объединения многих факторов: географической широты, поступления и затрат солнечной энергии, атмосферной циркуляции, высоты над уровнем моря, рельефа местности и растительного покрова, воды и других. На территории стран СНГ встречаются такие климаты: вечная мерзлота, тундра, тайга, леса умеренного пояса, степи, пустыни, средиземноморский, субтропические леса и высокогорные климаты. Кстати, принято различать макроклимат и микроклимат. Под макроклиматом понимают климат географических территорий, тогда как микроклиматом называют климат ограниченного пространства (микроклимат леса, залива, реки, жилых и служебных сооружений и даже отдельных помещений для животных).
Изучением изменений погоды занимается наука метеорология (от греческих слов метео — атмосферное, или небесное, явление и логос — учение). В более широком понимании метеорология — это наука о физическом состоянии атмосферы и процессах, которые в ней происходят. Службой погоды, как сейчас принято говорить, ведают работники специальных гидрометеорологических станций.
Первые метеорологические станции появились в середине XIX столетия. Связано это было с Крымской войной и именем выдающегося французского астронома Леверье. Когда англо-французский флот подошел в 1854 году к Севастополю, неожиданно налетела очень сильная буря. Она разбросала весь флот по морю, нанесла серьезные повреждения большим судам, а французский военный корабль «Генрих IV» пустила на дно. Решительное наступление интервентов провалилось. Командование французской армии обратилось к директору Парижской астрономической обсерватории Леверье с вопросом: «Можно ли было заранее предусмотреть бурю на Черном море?» Леверье, который умело и правильно определял даже движение планет, сделал многочисленные расчеты и ответил: «Да!» В том же году во Франции впервые в мире была организована научная служба прогнозов погоды. Одновременно в 1854 году в Англии был основан метеорологический департамент министерства погоды. Его возглавил известный гидрограф и метеоролог вице-адмирал Роберт Фицрой. Именно этот Фицрой в 23 года (в 1831 году) повел корабль «Бигль» в пятилетнюю кругосветную экспедицию, которую возглавил молодой натуралист Чарльз Дарвин. Леверье и Фицрой ввели в практику ежедневное составление карт погоды с целью ее прогнозирования. В дальнейшем служба погоды приобрела общее распространение. В Росси метеорологические станции появились в семидесятые годы XIX столетия. В США такая служба была создана лишь после того как 1889 году сильнейший ураган в районе Больших озер потопил две тысячи больших и малых судов.
Разумеется, сотрудники метеостанций используют в своей работе не только лишь барометры и гигрометры. В их распоряжении довольно сложные приборы, которые автоматически регистрируют изменения не только атмосферного давления, а и такие погодные показатели, как температура и влажность воздуха, высота туч и то, в какой мере они покрывают небо, скорость и направление ветра возле поверхности земли и на разной высоте в атмосфере. Эти данные они получают при помощи спутниковых зондов, радиозондов, самолетов службы погоды, метеорологических ракет и, конечно же, с космических станций.
Часто специалистов метеостанций, которые делают прогнозы погоды на основании синоптических карт, называют синоптиками (от греческого синоптикос — тот, кто осматривает все вместе). Синоптические карты — это обычные карты, на которые условными пометками нанесены следствия метеорологических наблюдений, сделанных одновременно в разных областях страны и на целых материках. Именно из них и составляется прогноз. Метеостанции разных стран работают в тесном контакте. Это помогает им в любой момент узнать, где и что происходит в атмосфере нашей планеты. В честь тесного сотрудничества работников метеослужбы всего мира каждый год 23 марта отмечается Международный день метеорологии.
Изучением влияния погоды на организм человека, животных и растений занимается наука биометеорология. В круг ее задач входит выяснение влияния на организм не только температуры, влажности и давления воздуха, а и таких факторов, как солнечная радиация и солнечная активность, атмосферное электричество, ионизация воздуха, действие космического луча, радиоактивных веществ, разнообразных газов, примесей в атмосферном воздухе и многих других. Многочисленные опыты доказывают влияние этих факторов на живые организмы. Причем в восприятии их, кроме общеизвестных пяти основных чувств: зрения, слуха, обоняния, вкуса и осязания — людям и животным помогает много других рецепторных аппаратов. Среди них — органы кожного и мышечного восприятия, терморегулирующие механизмы, системы, которые регулируют кровяное давление и окислительно-восстановительные процессы в организме, а также прочие приспособления, которые обеспечивают целостность организма и взаимосвязь его с условиями существования. А вот и пример. Накопление атмосферного электричества перед грозой и напряженность электрического поля вызывают у многих людей изменения общего состояния. У них появляется вялость, возникает ощущение какого-то недовольства, беспокойство, возбуждение. За два часа до грозы у них увеличивается кровенаполнение сосудов, изменяется скорость кровообращения. А как только гроза утихает — все эти явления слабеют и проходят.