Khí tượng học là môn khoa học nghiên cứu về khí quyển

Khí tượng học là môn khoa học nghiên cứu
về khí quyển
Khí tượng học là môn khoa học nghiên cứu về khí
quyển nhằm chủ yếu để theo dõi và dự báo thời tiết.
Những biểu hiện thời tiết là những sự kiện thời tiết
quan sát được và giải thích được bằng khí tượng học.
Những sự kiện đó phụ thuộc vào các tham số của khí
quyển Trái Đất. Các tham số này bao gồm nhiệt độ, áp
suất, độ ẩm cũng như các biến thiên và tác động tương
hỗ của các tham số này và những biến đổi theo thời
gian và không gian của chúng. Phần lớn các quan sát
về thời tiết được theo dõi ở tầng đối lưu.

1

uật ngữ Khí tượng học (meteorology) bắt nguồn từ
Aristotle’s Meteorology. Mặc dù thuật ngữ khí tượng
học ngày nay được dùng để chỉ một môn khoa học về
khí quyển, nó có ý nghĩa rộng hơn trong các công trình
của Aristotle. Ông viết:
…tất cả các tác động đối với không khí và
nước, và tất cả các loại và phần của Trái Đất
và các tác động của chúng.
Một trong những thành tựu ấn tượng trong miêu tả của
ông là cái ngày nay gọi là vòng tuần hoàn nước:

Lịch sử khí tượng học

1.1

Mặt trời, chuyển động như nó vốn thế,

tạo nên các quá trình thay đổi, bởi tác động
của nó, những hạt nước ngọt nhỏ nhất hàng
ngày được nâng lên, hòa tan vào hơi nước và
được mang tới những vùng cao hơn, ở đây
chúng lại bị ngưng tụ bởi không khí lạnh và
trở về Trái Đất.

Những thành tựu đầu tiên trong khí
tượng học

• 1607
Galileo Galilei đã làm được chiếc nhiệt kế đầu tiên.
iết bị này không chỉ đo nhiệt độ, nó còn thể hiện
một bước đột phá. Cho tới thời điểm này, nóng và lạnh
được coi là những tính chất của các thành tố cơ bản của
Aristotle(lửa, nước, khí và đất). Ghi chú: Việc ai là người
xây dựng chiếc nhiệt kế đầu tiên có nhiều bàn cãi, tuy thế,
có những bằng chứng cho thấy thiết bị này được chế tạo
độc lập ở những thời điểm khác nhau. Đây là kỷ nguyên
của những quan trắc khí tượng được ghi lại đầu tiên,
chúng không được sử dụng nhiều cho đến những công
trình của Daniel Gabriel Fahrenheit và Anders Celsius
vào thế kỷ thứ 18.
• 1643
Evangelista Torricelli, một cộng sự của Galileo, lần đầu
tiên đã tạo ra chân không nhân tạo, và trong quá trình
đó đã tạo ra chiếc khí áp kế đầu tiên. Sự thay đổi độ cao
của thủy ngân trong ống Toricelli đã đưa tới khám phá
của ông về sự thay đổi của áp suất khí quyển theo thời
gian.

Aristotle

• 350 TCN

• 1648
1


2

1

LỊCH SỬ KHÍ TƯỢNG HỌC

Blaise Pascal đã khám phá ra áp suất khí quyển giảm
• 1780
theo độ cao và suy ra có chân không ở phía trên khí
quyển.
Horace de Saussure đã chế tạo được ẩm kế tóc.
• 1667
Robert Hooke xây dựng một máy đo gió đầu tiên.
• 1686

• 1802-1803
Luke Howard writes viết cuốn Về sự biến đổi của mây,
trong đó ông đã đặt tên latin cho các loại mây.

• 1806
Edmund Halley đã vẽ bản đồ gió mậu dịch và suy ra sự

thay đổi của áp suất khí quyển bị điều khiển bởi nhiệt
lượng từ mặt trời, và khẳng định lại những khám phá Francis Beaufort đã đưa ra hệ thống phân cấp tốc độ
gió.
của Pascal về áp suất khí quyển.
• 1735

• 1837

George Hadley là người đầu tiên tính đến sự quay của Samuel Morse phát minh ra mã điện.
Trái Đất để giải thích gió mậu dịch. Mặc dù cơ chế mà
Hadley miêu tả không đúng, và dự đoán gió mậu dịch
• 1860
chỉ mạnh bằng nửa thực tế, nhưng vòng hoàn lưu mà
Hadley miêu tả ngày này được biết đến với tên ông
Robert FitzRoy sử dụng hệ thống mã điện mới để thu
vòng hoàn lưu Hadley.
thập các quan trắc hàng ngày ở các vùng của nước Anh
và phát triển các bản đồ Synop để dự báo thời tiết.
Những dự báo thời tiết hàng ngày đầu tiên của ông
được xuất bản trên tạp chí Times vào 1860.

1.2 Hiệu ứng Coriolis
Hiệu ứng Coriolis là lực quán tính xuất hiện do sự quay
của Trái Đất, kết quả làm cho vật thể (khối khí) có xu
hướng di chuyển lệch về phía phải của chuyển động ở
Bắc bán cầu và về phía trái ở Nam Bán cầu. Hiệu ứng
này được đặt theo tên Gaspard-Gustave de Coriolis vào
đầu thế kỷ 20.

1.3 Dự báo số trị

Benjamin Franklin

• 1743-1784
Benjamin Franklin quan sát ghi nhận được hệ thống
thời tiết ở Bắc Mỹ di chuyển từ tây sang đông, chứng
mình hiện tượng sét cũng là điện, xuất bản sơ đồ dòng
biển Gulf Stream đầu tiên, liên hệ hiện tượng phun trào
núi lửa với thời tiết và miêu tả hiệu ứng của sự phá rừng
đối với khí hậu.

Đầu thế kỷ 20, những tiến bộ của sự hiểu biết về vật
lý khí quyển dẫn tới sự hình thành của dự báo thời tiết
bằng phương pháp số hiện đại. Vào năm 1922, Lewis
Fry Richardson đã xuất bản cuốn Dự báo thời tiết bằng
quá trình số trị, trong đó đã miêu tả những số hạng nhỏ
trong các phương trình động lực học chất lỏng có thể
được bỏ qua để có thể tìm được các nghiệm số. Tuy
nhiên, số lượng tính toán quá lớn khi đó và không thể
thực hiện được trước khi các máy vi tính xuất hiện.
Tại thời điểm này, ở Na Uy có một nhóm các nhà khí
tượng, đứng đầu là Vilhelm Bjerknes đã phát triển một
mô hình để giải thích sự hình thành, tăng cường và tan
rã (vòng đời) của các xoáy thuận ngoại nhiệt đới, đã
đưa ra ý tưởng về front, là đường biên giữa các khối
khí. Nhóm cũng bao gồm Carl-Gustaf Rossby (người
đầu tiên giải thích các chuyển động quy mô lớn khí
quyển trên quan điểm của động lực học chất lỏng),

3
Tor Bergeron (người đầu tiên đưa ra cơ chế hình thành Phương pháp này sử dụng số liệu thời tiết lịch sử, được
mưa).
lấy trung bình trong một khoảng thời gian dài (hàn
Đến giữa thập niên 1950, các thí nghiệm số trở nên dễ năm) để dự báo điều kiện thời tiết ở một ngày cụ thể.
dàng hơn với sự trợ giúp của máy tính. Các dụ báo thời
• Phương pháp tương tự
tiết đầu tiên bằng phương pháp số đã sử dụng các mô
hình chính áp(với một mực thẳng đứng) và đã dự báo
các chuyển động quy mô lớn của sóng Rossby vùng vĩ Là một phương phức hợp để tìm các điều kiện thời tiết
độ trung bình một cách thành công.
“tương tự" với số liệu lịch sử.
Trong thập niên 1960s, bản chất lý thuyết hỗn loạn
• Phương pháp dự báo số
của khí quyển lần đầu tiên được biết tới bởi Edward
Lorenz, hình thành nên ngành khoa học nghiên cứu về
lý thuyết hỗn loạn.
Phương pháp dự báo số sử dụng các máy tính để xây
dựng mô hình máy tính của khí quyển. Đây là phương
pháp thành công nhất và được sử dụng rộng rãi nhất
1.4 Quan trắc vệ tinh
trên thế giới.
Năm 1960, vệ tinh khí tượng đầu tiên TIROS-1 được
phóng thành công đã đánh dấu thời kỳ có thể nhận
được các thông tin thời tiết toàn cầu. Các vệ tinh thời 3 Khí tượng học và khí hậu học
tiết cùng với các vệ tinh quan trắc Trái Đất khác quay
quanh Trái Đất ở các độ cao khác nhau đã trở thành Với sự phát triển của các siêu máy tính, các mô hình
một công cụ không thể thiếu để nghiên cứu một phổ toán học của khí quyển ngày càng đạt đến độ tinh xảo
cao. Không chỉ có độ phân giải không gian và thời gian
rộng các hiện tượng tử cháy rừng đến El Niño.

được nâng cao mà nhiều thành phần trong hệ thống
Những năm gần đây, các mô hình khí hậu đã được phát
khí hậu dần dần cũng được tích hợp vào mô hình: khí
triển với độ phân giải ngày càng cao. Chúng được sử
quyển, đại dương, sinh quyển và các tác động của con
dụng để nghiên cứu những biến đổi khí hậu hạn dài,
người. Ở Việt Nam, khí tượng học được nghiên cứu và
chẳng hạn hiệu ứng do sự phát thải khí nhà kính do
giảng dạy tại trường Đại học khoa học tự nhiên trực
con người.
thuộc Đại học quốc gia Hà Nội.

2

Dự báo thời tiết

Các nhà khí tượng sử dụng một số phương pháp khác
nhau để dự báo thời tiết trong tương lai. Hầu hết các
phương pháp này được sử dụng từ vài thập kỷ trước
(trước thập niên 70) khi máy tính chưa phát triển đủ
mạnh để thực hiện các dự báo số trị. Ngày nay chúng
được sử dụng để đánh giá mức độ hiệu quả của các dự
báo thời tiết: so sánh với dự báo quán tính hoặc với
chuẩn khí hậu:
• Phương pháp quán tính
Phương pháp này giả thiết điều kiện thời tiết sẽ không
thay đổi: "Ngày mai như ngày hôm nay". Phương pháp
này chỉ đúng cho hạn dự báo ngắn.
• Phương pháp xu thế
Phương pháp này xác định hướng và tốc độ của các

front, các trung tâm áp cao và áp thấp và các vùng mây
và giáng thủy.
• Phương pháp khí hậu

4 Các chủ đề và hiện tượng khí
tượng học
5 Tham khảo


4

6 NGUỒN, NGƯỜI ĐÓNG GÓP, VÀ GIẤY PHÉP CHO VĂN BẢN VÀ HÌNH ẢNH

6

Nguồn, người đóng góp, và giấy phép cho văn bản và hình ảnh

6.1

Văn bản

• Khí tượng học Nguồn: Người
đóng góp: Mxn, DHN, Robbot, Vương Ngân Hà, Nguyễn anh ang, Trung, Sz-iwbot, Chobot, Duongdt, DHN-bot, Bùi Hoàng
Hải, Lương Mạnh ắng, VolkovBot, TXiKiBoT, Synthebot, SieBot, Idioma-bot, Qbot, SpBot, CarsracBot, Luckas-bot, ArthurBot,
Xqbot, Discovery1998, TobeBot, KamikazeBot, TjBot, TuHan-Bot, EmausBot, WikitanvirBot, Cheers!-bot, MerlIwBot, GrouchoBot,
AlphamaBot, Addbot, AlphamaBot4, TuanminhBot, Én bạc, Én bạc AWB và 4 người vô danh

6.2

Hình ảnh

• Tập_tin:Benjamin_Franklin_by_Jean-Baptiste_Greuze.jpg
Nguồn:
/>Benjamin_Franklin_by_Jean-Baptiste_Greuze.jpg Giấy phép: Public domain Người đóng góp: e original uploader was Nonenmac
tại Wikipedia Tiếng Anh Nghệ sĩ đầu tiên: Jean-Baptiste Greuze
• Tập_tin:Bust_of_Aristotle.jpg Nguồn: Giấy phép: CCBY-SA-3.0 Người đóng góp: Self-photographed Nghệ sĩ đầu tiên: adell
• Tập_tin:Commons-logo.svg Nguồn: Giấy phép: Public
domain Người đóng góp: is version created by Pumbaa, using a proper partial circle and SVG geometry features. (Former versions
used to be slightly warped.) Nghệ sĩ đầu tiên: SVG version was created by User:Grunt and cleaned up by 3247, based on the earlier
PNG version, created by Reidab.
• Tập_tin:Question_book-new.svg Nguồn: Giấy phép:
CC-BY-SA-3.0 Người đóng góp: Chuyển từ en.wikipedia sang Commons. Created from scratch in Adobe Illustrator. Based on Image:
Question book.png created by User:Equazcion Nghệ sĩ đầu tiên: Tkgd2007

6.3

Giấy phép nội dung

• Creative Commons Aribution-Share Alike 3.0