В том сложном комплексе, с которым приходится иметь дело географу, очень важную роль играют процессы, связанные с атмосферой, воздушной оболочкой, окружающей земной шар. Невозможно охватить этот комплекс без понимания процессов, происходящих в атмосфере, в связи их с гидросферой и литосферой. Ими определяется деятельность экзогенных сил на земной поверхности, выветривание, работа воды, льда, ветра и т. д. Таким образом, важность для географа их изучения очевидна.
С какими же атмосферными процессами в первую очередь приходится при этом иметь дело?
Их можно свести к трем основным группам:
1) движение воздуха;
2) тепловые процессы (термика);
3) процессы, связанные с водой в атмосфере.
Остальные (электрические, оптические, акустические и др.) обычно играют при этом второстепенную роль.
Осуществление этих процессов требует поступления в атмосферу энергии.
То, что совершается в атмосфере в данный момент, совокупность атмосферных процессов, происходящих в атмосфере в течение короткого времени, называется погодой. Мы часто говорим, что погода тихая, теплая, сухая или бурная, холодная, сырая и т. д., в соответствии количественным выражением процессов, относящихся к вышеуказанным группам.
Вообще говоря, погода изменчива. Теплые дни сменяются холодными, сухие - дождливыми и т. д. Однако для каждой географической обстановки можно выделить характерные, типичные процессы.
Так, например, в пустыне преимущественно сухо и ясно, и хотя там и бывают отдельные пасмурные, с осадками дни, но типичной, характерной для пустыни является сухая и ясная погода. На Огненной Земле, наоборот, типичной будет пасмурная и влажная погода; сухие, ясные дни - исключение.
Эта совокупность атмосферных процессов, характерных, типичных для данной географической обстановки, определяемых ею, и дает климат рассматриваемой области.
Таким образом, погоду составляют атмосферные процессы, развертывающиеся в данный момент, а климат - типичные, характерные для данной географической обстановки, определяемые ею.
Рассмотрением атмосферных процессов, определяющих погоду, занимается метеорология. Она пользуется преимущественно физическими методами и является частью геофизики - науки о физических процессах, связанных с земным шаром. Изучением же климата, выявлением его зависимости от географической обстановки, занимается климатология, оказывающаяся поэтому наукой географической.
Климат является неотъемлемой частью комплекса, изучаемого географом, определяется этим комплексом и существенно на него воздействует. Еще сравнительно недавно климат рассматривали как «среднее состояние атмосферы» или «среднее состояние метеорологических элементов» и характеризовали его, пользуясь по преимуществу статистическими методами. При этом, естественно, изучались в первую очередь явления, а не процессы.
Современная климатология стремится показать именно атмосферные процессы в их связи с географической обстановкой. При этом приходится для их иллюстрации пользоваться примерами, накопленными старой климатологией, рассматривавшей следующие - основные метеорологические элементы:
1) атмосферное давление;
2) температуру воздуха, характеризующую его тепловое состояние;
3) влажность воздуха;
4) воздушные течения, рассматриваемые по величине скорости воздуха и по направлению;
5) видимость, или прозрачность, атмосферы;
6) облачность и осадки в твердом и жидком состоянии.
Процессы, совершающиеся в атмосфере, есть результат взаимодействия ряда факторов. Метеорологические закономерности физического порядка осложняются рядом моментов, вытекающих на взаимодействия атмосферы, литосферы, водной оболочки и органического мира, которое особенно выявляется в нижних слоях атмосферы.
Метеорология интересуется, однако, и теми процессами, которые протекают на значительной высоте в верхних слоях атмосферы, так как полное истолкование закономерностей метеорологических явлений невозможно без изучения всего воздушного океана. Раньше изучали преимущественно только дно этого воздушного океана. В настоящее время трехмерное изучение атмосферы получило широкое распространение. В составе метеорологии выделилась особая ее ветвь - аэрология, изучающая высокие слои атмосферы и выработавшая свою технику исследования, отличную от техники обычных, метеорологических наблюдений.
Детальное изучение атмосферы и познание климата земного шара стало возможным лишь с момента изобретения в XVII и XVIII столетиях метеорологических инструментов (барометра и термометра) и в особенности с XIX столетия, когда прежде изобретенные инструменты были усовершенствованы, и был построен целый ряд новых. Первоначальное ознакомление с климатом началось, конечно, значительно раньше. Последние успехи физических наук, и в частности изобретение радио, сильно двинули вперед науку об атмосфере.
Для изучения климата земли нельзя ограничиться разрозненными, продолжительными наблюдениями, а необходимы планомерные длительные наблюдения в разных местах земли. В настоящее время ладная Европа и Соединенные Штаты Северной Америки имеют особенно густую сеть метеорологических станций; довольно много их в СССР, Канаде, Индии, Австралии. Но количество станций недостаточно в полярных странах, в центральных частях Африки, Азии, в Китае, в некоторых местностях Южной Америки. В СССР особенно много сделало за последние годы по постройке в Советском секторе Арктики метеорологических станций, число которых теперь много больше числа станций в Канадско-Американском секторе. В частности СССР принадлежит самая северная в мире постоянная метеорологическая станция на 80°20' с. ш. в бухте Тихой на острове Гукера, в архипелаге Франца-Иосифа, с отделением на Земле Рудольфа 81°48' с. ш.).
Кроме того, СССР принадлежит честь организации метеорологической станции на дрейфующей льдине в районе Северного полюса. Доблестные «папанинцы», начиная с 21 мая 1937 г., ежедневно по радио сообщают данные о погоде приполярного пространства, благодаря чему стали возможны замечательные перелеты тт. Чкалова и Громова.
Работа метеорологических станций состоит в производстве наблюдений над метеорологическими элементами, результаты которых пересылаются по радио в бюро погоды, где на основании полученных материалов составляется карта погоды, так называемая синоптическая карта. Такие карты составляются несколько раз в день, и ими пользуются для предсказания погоды.
По международному соглашению, каждая страна в установленные сроки дает но радио сводку погоды. У нас такая сводка дается, из города Пушкина (близ Ленинграда) и из Москвы.
В СССР главная метеорологическая обсерватория находится в Ленинграде и носит название Главной геофизической обсерватории. - это большое научное учреждение, состоящее из ряда научно-исследовательских институтов. Центральный институт погоды находится в Москве.