Большая Советская Энциклопедия (ДИ)

Динами'ческая метеороло'гия, теоретическая метеорология, раздел метеорологии, занимающийся теоретическим изучением атмосферных процессов в тропосфере и нижней стратосфере с использованием уравнений гидромеханики, термодинамики и теории излучения. За пределами Д. м. остаются лишь теория электрических, акустических и оптических явлений в атмосфере.

  Главная задача Д. м. — прогноз погоды, именно разработка численных методов прогноза метеорологических элементов (давления, температуры, ветра, облачности, осадков, видимости) на различные сроки на основе изучения общей циркуляции атмосферы, т. е. системы крупномасштабных переносов воздуха над нашей планетой. Д. м. занимается и более ограниченными задачами — анализом происхождения и поведения атмосферных волн и вихрей различного масштаба и деталей общей циркуляции (фронтов атмосферных и струйных течений), а также атмосферной турбулентности и конвекции.

  Попытки теоретического объяснения отдельных особенностей атмосферной циркуляции восходят к 1-й половине 18 в. (английский учёный Дж. Хэдли). В начале 19 в. П. Лапласом была теоретически установлена связь между изменением атмосферного давления с высотой и температурой (барометрическая формула) и тем заложены основы статики атмосферы. В 1-й половине 19 в. возникла термодинамика, которая вскоре была применена к объяснению отдельных атмосферных процессов (таких, как фён). Однако только в 80-х гг. в работах немецких учёных Г. Герца, В. Бецольда и др. оформилась теория адиабатических процессов (т. е. процессов, в которых можно пренебречь теплообменом) в атмосфере, содержащей водяной пар; дальнейшее её развитие относится уже к 20 в. (английский учёный У. Н. Шоу, норвежские учёные А. Рефсдаль, Я. Бьеркнес и др.). В 1-й половине 19 в. французский учёный Г. Кориолис предложил теорему об относительном движении на вращающейся Земле, что позволило применить уравнения гидродинамики, сформулированные Л. Эйлером ещё в 18 в., к метеорологическим проблемам. У. Феррель (США) в ряде исследований, начатых в 1856, дал первую теоретическую модель общей циркуляции атмосферы, основанную на уравнениях гидромеханики, что способствовало оформлению Д. м. как научной дисциплины. В 80-х гг. 19 в. крупный вклад в развитие Д. м. внёс Г. Гельмгольц, предложивший теоретическую модель общей циркуляции поверхности разрыва (атмосферные фронты). В 1897 В. Бьеркнес теоремами о циркуляции и вихреобразовании положил начало «физической гидродинамике» атмосферы как сжимаемой жидкости наиболее общего типа (бароклинной жидкости), в которой распределение плотности зависит от распределения как давления, так и температуры. В 1904 он сформулировал задачу прогноза погоды как решение уравнений атмосферной термогидродинамики. Развитие идей В. Бьеркнеса определило дальнейшие успехи Д. м. В начале 20 в. М. Маргулес в Австрии, В. Бьеркнес и др. построили теорию атмосферных фронтов; Маргулес также заложил основы энергетики атмосферы. В это же время интенсивно изучалась атмосферная турбулентность, определяющая вертикальный обмен тепла, влаги, коллоидных примесей и количества движения в атмосфере.