Történeti áttekintés

A légkörben tapasztalt jelenségek iránti kíváncsiság valószínűleg egyidős az emberiséggel. Az ókori civilizációk próbáltak magyarázatot is adni a különféle jelenségekre. Az első, légkörrel kapcsolatos írásos feljegyzések közel 3000 éve a Babiloni Birodalomban születtek. Később a tudatos megfigyelés, s a jelenségek magyarázatának igénye a görögöknél bontakozott ki.

Az akkori kor tudásanyagát Platón tanítványa, Arisztotelész (Kr. e. 384–322), a modern tudományok előfutára foglalta össze „Meteorologica” című munkájában. Arisztotelész az Empedoklész (Kr. e. 495–435) által megnevezett 4 őselem (víz, levegő, tűz, föld) mindegyikét két tulajdonsággal jellemezte (hideg, vagy meleg, illetve száraz, vagy nedves) és azt gondolta, hogy ha egy elem tulajdonsága megváltozik, akkor átalakul. E szemlélet alapján magyarázta például a felhőképződést. Művében leírást adott a különböző csapadékfajtákról, a szélről, villámlásról, vagy légköri optikai jelenségekről. Megállapításai természetesen még nem minden esetben voltak pontosan, műve mégis óriási jelentőségű, s egészen a középkorig az egyetlen átfogó munka a légkörről.

A megfigyelések mellett a XVI-XVII. században egyre erősödött az igény a légkör állapotának objektív meghatározására. Ehhez pedig műszerekre volt szükség. A légkör egyre pontosabb feltárásának első pillére volt a különböző műszerek (hőmérő, légnyomásmérő stb.) feltalálása.

Galileo Galilei (1564–1642) a páduai egyetemen 1592-ben mutatta be először a hőmérséklet változásának jelzésére szolgáló termoszkópját. Ez az eszköz még nem jelezte a hőmérsékletet, de annak változását már demonstrálni lehetett vele. Néhány évvel később, az 1600-as évek elején, ugyancsak Páduában, Santorio Santorio (1561–1636) alkalmazott először skálát a termoszkópon, ezáltal megalkotva a hőmérő ősét. A hőmérsékletmérés máig elterjedt skáláit azonban csak jóval később, a XVIII. században alkották meg Celsius, Fahrenheit, vagy Kelvin.

1647-ben Evangelista Toricelli (1608–1647) felfedezte a légnyomásmérő (barométer) működésének elvét (1.1.

ábra). Egy higanykádba állított, leforrasztott végű, higannyal töltött üvegcsövekkel kísérletezve felfedezte a vákuumot és a légnyomás mérésére alkalmas higanyos barométert.

1.1. ábra: A higanyos barométer működési elve

Később folyamatosan megjelentek a különböző légköri állapothatározók (légnedvesség, csapadék, szél stb.) mérésére alkalmas műszerek. Az évek során az eszközök egyre kifinomultabbakká váltak. Lehetővé vált a meteorológiai elemek mérése, az adatok gyűjtése és archiválása.

A légkör objektív megismerésének következő jelentős lépését a mérések egységesítése érdekében tett erőfeszítések jelentették. 1657-ben, Firenzében, a kor rangos tudósai, többek között Giovanni Alfonso Borelli (1608–1679) és Vincenzo Viviani (1622–1703), a Mediciek támogatásával megalapították az „Accademia del Cimento” (A kísérlet akadémiája) szervezetet, mely 1667-ig működött. Fő célkitűzéseik voltak a kísérletezés, műszerek készítése és a mérések egységesítése. A 18. században Európa-szerte elterjedté váltak a műszeres meteorológiai mérések. Több helyen is hálózatba szervezték a mérőállomásokat és a mérések egységesítésére törekedtek. A Londoni Királyi Társaság 1724 és 1735 között néhány évig működő meteorológiai mérőhálózatot hozott létre, melynek Anglián kívül Európában, Észak-Amerikában és Indiában is voltak állomásai. Ezen előzmények után 1780-ban Karl Theodor (1724–1799) 1780-ban Mannheimben megalapította az első tisztán meteorológiai szervezetet Societas Meteorologica Palatina (Mannheimi Meteorológiai Társaság) néven. A társaság célja egy európai mérőhálózat létrehozása volt (1.2 ábra). Ehhez a hálózathoz csatlakozott a budai csillagvizsgáló is, ahol 1780-ban kezdődtek a meteorológiai mérések (csapadék, légnyomás, felhőborítottság, szél).

A 18. században alakuló mérőhálózatok, így a Societas Meteorologica Palatina is még csak néhány évig működtek, de ennek ellenére rendkívül fontos volt annak felismerése, hogy a légkör alapos megismerésére irányuló meteorológiai mérések csak nemzetközi összefogással, egységes mérésekkel valósíthatók meg. A 19. század második felében aztán sorra alakultak a nemzeti meteorológiai szervezetek, melyek elsődleges céljai voltak a mérőrendszerek fejlesztése és az állomáshálózatok bővítése.

1.2. ábra: A Societas Meteorologica Palatina (Mannheimi Meteorológiai Társaság) állomáshálózata. Az évszámok a mérési időszakokat jelölik. A társaság keretében 1792-ig történtek meteorológiai mérések. A budai mérőállomás

a kezdetektől részt vett a nemzetközi együttműködésben.

Magyarországon 1870. április 8-án ellenjegyezte Ferenc József a „Meteorológiai és Földdelejességi Magyar Királyi Központi Intézet” (mai nevén: Országos Meteorológiai Szolgálat) alapító okiratát (Czelnai, 1995). Az intézet élére a bencés paptanárt, Shenczl Guidót (1823–1890) nevezték ki (1.3. ábra). Az egyes országok közötti adatcsere elősegítése érdekében pedig néhány évvel később, 1873-ban megalapították a Nemzetközi Meteorológiai Szervezetet (IMO – International Meteorological Organizations).

1 3. ábra: Shenczl Guidó, a „Meteorológiai és Földdelejességi Magyar Királyi Központi Intézet”, (ma Országos Meteorológiai Szolgálat) élére kinevezett első igazgató.

A 19. század végére, 20. század elejére, a mind pontosabb és részletesebb mérések révén egyre árnyaltabb kép rajzolódott ki a légköri viszonyokról, ami elősegítette a meteorológia elméleti alapjainak lefektetését. Ráadásul a méréseket már csak a felszín közelében végezték, hanem a légkör magasabb régióiban is. A kezdeti kísérletezgetés (forrólevegős léghajók, meteorológiai sárkányok) után, 1892-ben Gustave Hermite (1863–1914) és Georges Besançon (1866–1934) egy ballonnal sikeresen juttattak meteorológiai műszereket a magasba. Ezzel lehetővé vált, hogy a meteorológiai elemek eloszlását már ne csak horizontálisan, hanem vertikálisan is megismerjék.

A 20. századtól a méréstechnika rohamos fejlődése tapasztalható. A közvetlen mérések mellett megjelentek a

számított, hogy 1960. április 1-jén pályára állt az első sikeres meteorológiai műhold, a TIROS-1 (1.4 ábra). A műholdas észlelés új távlatokat nyitott a légköri megfigyelések terén.

1.4. ábra: Az amerikai TIROS-1 műhold által készített első kép (forrás: www.noaa.gov). A műholdak meteorológiai célú alkalmazása új távlatokat nyitott. A TIROS-1 műhold volt az első sikeres pályára állított meteorológiai műhold.

78 napon keresztül szolgáltatott adatokat.

Manapság, a különböző föld- és űrbázisú megfigyelő rendszerek automatizált mérései jelentik a korszerű meteorológiai megfigyelések alapját.