Atmosférické vědy Atmosférické vědy jsou vědním oborem, který se zabývá studiem zemské atmosféry a jejích různých fyzikálních procesů. Meteorologie je součástí atmosférických věd a zaměřuje se na předpověď počasí. Klimatologie zkoumá dlouhodobé a krátkodobé změny atmosféry, které určují průměrné klima a jeho změny v čase (klimatická variabilita). Aeronomie se zabývá studiem horních vrstev atmosféry, kde dochází k disociaci a ionizaci. Atmosférické vědy se rozšířily také do oblasti planetární vědy a studia atmosfér planet a přirozených satelitů Sluneční soustavy. V atmosférických vědách se používají různé experimentální nástroje, jako jsou družice, raketové sondy, radiosondy, meteorologické balóny, radary a lasery. Termín aerologie (z řeckého ἀήρ, aēr, "vzduch" a -λογία, -logia) se někdy používá jako alternativní termín pro studium zemské atmosféry. V jiných definicích je aerologie omezena na volnou atmosféru, oblast nad planetární mezní vrstvou. Mezi průkopníky v tomto oboru patří Léon Teisserenc de Bort a Richard Assmann.
Klimatologie (z řeckého κλίμα, klima, „sklon“; a -λογία, -logia) neboli věda o klimatu je vědecké studium klimatu Země, obvykle definovaného jako průměrné povětrnostní podmínky za období nejméně 30 let. Klima se týká atmosférických podmínek během dlouhého až neurčitého období; počasí je stav atmosféry během relativně krátkého období. Hlavními tématy výzkumu jsou studium variability klimatu, mechanismy změn klimatu a moderní změny klimatu. Toto téma studia je považováno za součást atmosférických věd a pododdíl fyzické geografie, která je jednou z věd o Zemi. Klimatologie zahrnuje některé aspekty oceánografie a biogeochemie. Hlavními metodami používanými klimatology jsou analýza pozorování a modelování fyzikálních procesů, které určují klima. Krátkodobou předpověď počasí lze interpretovat z hlediska znalostí dlouhodobějších klimatických jevů, například klimatických cyklů, jako je El Niño–Southern Oscillation (ENSO), Madden–Julianova oscilace (MJO), Severoatlantická oscilace (NAO), Arktická oscilace (AO), Tichomořská dekádová oscilace (PDO) a Interdecadal Pacific Oscillation (IPO). Klimatické modely se používají pro různé účely, od studia dynamiky počasí a klimatického systému až po předpovědi budoucího klimatu.
Věda o životním prostředí je interdisciplinární akademický obor, který integruje fyziku, biologii a geografii (včetně ekologie, chemie, rostlinné vědy, zoologie, mineralogie, oceánografie, limnologie, půdní vědy, geologie a fyzické geografie a vědy o atmosféře) ke studiu životního prostředí a řešení environmentálních problémů. Věda o životním prostředí vznikla z oborů přírodní historie a medicíny během osvícenství. Dnes poskytuje integrovaný, kvantitativní a interdisciplinární přístup ke studiu environmentálních systémů. Environmentální studia zahrnují více společenských věd pro pochopení lidských vztahů, vnímání a politik vůči životnímu prostředí. Environmentální inženýrství se zaměřuje na návrh a technologie pro zlepšení kvality životního prostředí ve všech aspektech. Vědci zabývající se životním prostředím se snaží porozumět fyzikálním, chemickým, biologickým a geologickým procesům Země a využít tyto znalosti k pochopení toho, jak problémy, jako jsou alternativní energetické systémy, kontrola a zmírňování znečištění, správa přírodních zdrojů a účinky globálního oteplování a změny klimatu, ovlivňují a ovlivňují přírodní systémy a procesy Země. Environmentální problémy téměř vždy zahrnují interakci fyzikálních, chemických a biologických procesů. Vědci zabývající se životním prostředím přinášejí systémový přístup k analýze environmentálních problémů. Klíčovými prvky efektivního vědce v oblasti životního prostředí patří schopnost vztahovat prostorové a časové vztahy i kvantitativní analýzu. Věda o životním prostředí ožila jako podstatná, aktivní oblast vědeckého zkoumání v 60. a 70. letech minulého století, poháněná (a) potřebou multidisciplinárního přístupu k analýze komplexních environmentálních problémů, (b) příchodem podstatných environmentálních zákonů vyžadujících specifické environmentální protokoly šetření a (c) rostoucí veřejné povědomí o potřebě jednání při řešení environmentálních problémů. Mezi události, které tento vývoj podnítily, patřilo vydání přelomové environmentální knihy Rachel Carsonové Silent Spring spolu s hlavními environmentálními problémy, které se staly velmi veřejnými, jako například únik ropy v Santa Barbaře v roce 1969 a řeka Cuyahoga v Clevelandu ve státě Ohio, „chytající oheň“ (také v roce 1969), a pomohly zvýšit viditelnost environmentálních problémů a vytvořit tento nový obor studia.
Geobiologie Geobiologie je vědní obor, který zkoumá vzájemné působení mezi Zemí a biosférou. Je to relativně mladý obor a jeho hranice jsou plynulé. Existuje značný přesah s obory ekologie, evoluční biologie, mikrobiologie, paleontologie a zejména pedologie a biogeochemie. Geobiologie využívá principy a metody biologie, geologie a pedologie ke studiu dávné historie společného vývoje života a Země, stejně jako role života v moderním světě. Geobiologické studie se obvykle zaměřují na mikroorganismy a na roli, kterou hraje život při změně chemického a fyzikálního prostředí pedosféry, která se nachází na průsečíku litosféry, atmosféry, hydrosféry a/nebo kryosféry. Liší se od biogeochemie v tom, že se zaměřuje na procesy a organismy v prostoru a čase, spíše než na globální chemické cykly. Geobiologický výzkum syntetizuje geologický záznam s moderními biologickými studiemi. Zabývá se procesy – jak organismy ovlivňují Zemi a naopak – stejně jako historií – jak se Země a život společně měnily. Velká část výzkumu je založena na hledání základního porozumění, ale geobiologie může být také aplikována, jako v případě mikrobů, které čistí ropné skvrny. Geobiologie využívá molekulární biologii, environmentální mikrobiologii, organickou geochemii a geologický záznam k prozkoumání evolučního propojení života a Země. Snaží se pochopit, jak se Země změnila od vzniku života a jaká mohla být v průběhu času. Některé definice geobiologie dokonce posouvají hranice tohoto časového rámce – k pochopení původu života a k roli, kterou lidé hráli a budou hrát při utváření Země v antropocénu.
Věda o zemském systému (ESS) je aplikace systémové vědy na Zemi. Konkrétně se zabývá interakcemi a "zpětnými vazbami" prostřednictvím materiálových a energetických toků mezi cykly, procesy a "sférami" podsystémů Země - atmosférou, hydrosférou, kryosférou, geosférou, pedosférou, litosférou, biosférou a dokonce i magnetosférou - stejně jako dopadem lidské společnosti na tyto složky. V nejširším měřítku věda o zemském systému spojuje výzkumníky z přírodních i společenských věd z oborů jako ekologie, ekonomie, geografie, geologie, glaciologie, meteorologie, oceánografie, klimatologie, paleontologie, sociologie a kosmická věda. Stejně jako širší předmět systémové vědy, i věda o zemském systému předpokládá holistický pohled na dynamickou interakci mezi zemskými sférami a jejich mnoha složkovými subsystémy, toky a procesy, výslednou prostorovou organizaci a časový vývoj těchto systémů a jejich variabilitu, stabilitu a nestabilitu. Podmnožiny vědy o zemském systému zahrnují systémovou geologii a systémovou ekologii a mnoho aspektů vědy o zemském systému je zásadních pro předměty fyzické geografie a klimatické vědy.
Geofyzika
Geofyzika je vědní obor, který se zaobírá zkoumáním Země a jejího okolí z hlediská jejich vnitřních a vnějších vlastnosí. Patří do skupiny tzv. geověd, a je provázána s řadou dalších vědních odvětví, zejména s matematikou, informatiky, elektronikou, ale i geologií, geodézií a dalšími.
Předmnětem studia geofyzika jsou především:
Zjištování struktury a složení Země, a to od jejího povrhu až po její střed
Zjišování a popis různých veličin, které jsou na Zeni rozděleny nestejně, např. gravitačního a zemského magentickég opole, seismické aktivity, teploty zemského nitra, apod.
Popis a analýza procesů, které se v Zeni a v její blízkosti odehrávají, např. pohyby tektonických desek, vývoje zemské kůry, pohyby zemského magmatického prostředí, apod.
Metody studia geofyzika jsou jednak metody přímé, které se opíraji o přímé pozorování zkoumaných veličin, ať ve formě terénního, či laboratorního výzkumn. Mezi metody přímé patří:
Seismika - zkoumání Země pomocí vyvolaných či přirozených zemských otřesů
Gravimetrie - studium gravitačního opole Země
Magentická prospekovaní - studium magentckég opola Země a jeho změn
Geodézie - studium tvaru a rozměrů Země
K metodám nepřímých patří:
Elektroprůzkum - studium elektrických vlastnosí zemského prostředí
Radiometrie - studium radioaktivních vlastnosí zemského prostředí
Seismická reflekzní prospekovaní - studium vrstev v zemském nitru podle jejich vlastnosí odrážet či pohlývat seizmické vlny
Aplikace geofyzika je především v oblasti:
Těžba surovin - vyhledávání a zkoumání ložisek surovin
Geologický výzkum - studium geologické struktury podpovrší
Stavebnictví - posuzování vhodnosí geologického podloří pro stavební účely
Ochrana životního prostředí - monitoring a analýza vlivi lidské činnosti na zemské prostředí
Využiti geofyzika nachází v mnoha dalších oborech, např. v archeologii, ekologii, hydrogeologii, vojenství, apod.
Půdoznalství je věda, která studuje půdu jako přírodní zdroj na povrchu Země, včetně jejího vzniku, klasifikace a mapování; fyzikálních, chemických, biologických a úrodnostních vlastností půd; a těchto vlastností ve vztahu k využívání a péči o půdy. Někdy se termíny, které se vztahují k odvětvím půdoznalství, jako je pedologie (vznik, chemie, morfologie a klasifikace půdy) a edafologie (jak půdy interagují s živými organismy, zejména rostlinami), používají jako synonyma pro půdoznalství. Rozmanitost názvů spojených s touto disciplínou souvisí s různými zainteresovanými sdruženími. Ve skutečnosti se na dalším poznávání půd a rozvoji půdních věd podílejí inženýři, agronomové, chemici, geologové, fyzičtí geografové, ekologové, biologové, mikrobiologové, lesníci, hygienici, archeologové a specialisté na regionální plánování. Půdoznalci vyjadřují obavy o to, jak zachovat půdu a ornou půdu ve světě s rostoucí populací, možnou budoucí vodní krizí, zvyšující se spotřebou potravin na obyvatele a degradací půdy.
Kvartérní vědy
Co jsou kvartérní vědy?
Kvartérní vědy jsou vědním oborem, který se zabývá studiem kvartéru, což je geologické období zahrnující poslední 2,58 milionu let až po současnost. Kvartéru se také někdy říká doba ledová.
Proč se studují kvartérní vědy?
Cílem kvartérních věd je porozumět tomu, co se na Zemi dělo v průběhu posledních 2,58 milionu let. Díky tomu získáváme základní poznatky o vývoji zemského prostředí, ekosystémů, změnách klimatu atd.
Historie kvartérních věd
Kvartérní vědy se začaly studovat v 19. století francouzským vědcem Georgesem Cuvierem.
Jak se kvartérní vědy studují?
Většina kvartérních vědců studuje historii kvartéru, aby mohli předpovídat budoucí změny klimatu. Kvartérní vědy také hrají důležitou roli v archeologii, protože poskytují rámec pro přesnější studium člověka, který pomáhá archeologům interpretovat archeologické záznamy.
Členění kvartéru
Kvartér se dělí na dvě epochy:
Pleistocén (před 2,58 miliony let až před 11 700 lety)
Holocén (před 11 700 lety až současnost)
Půdoznalství (z řeckého πέδον, pedon, „půda“; a λόγος, logos, „nauka“) je obor v rámci půdní vědy, který se zaměřuje na pochopení a charakterizaci tvorby půdy, její vývoj a teoretické rámce pro modelování půdních těles, často v kontextu přírodního prostředí. Půdoznalství je často považováno za jeden ze dvou hlavních odvětví půdního výzkumu, druhým je edafologie, která je tradičně více zaměřena agronomicky a zaměřuje se na to, jak vlastnosti půdy ovlivňují rostlinná společenstva (přírodní nebo pěstovaná).
Při studiu základních jevů půd, např. tvorby půdy (tzv. pedogeneze), věnují pedologové zvláštní pozornost pozorování půdní morfologie a geografického rozmístění půd a umisťování půdních těles do širších časových a prostorových souvislostí. Tímto způsobem pedologové vyvíjejí systémy klasifikace půd, půdní mapy a teorie pro charakterizaci časových a prostorových vztahů mezi půdami. Existuje několik pozoruhodných subdisciplín pedologie; jmenovitě pedometrie a půdní geomorfologie. Pedometrie se zaměřuje na vývoj technik pro kvantitativní charakterizaci půd, zejména pro účely mapování vlastností půd, zatímco půdní geomorfologie studuje vzájemné vztahy mezi geomorfologickými procesy a tvorbou půdy.
Hlavní témata zkoumaná v půdoznalství:
Tvorba půdy (pedogeneze): Procesy, které vedou k tvorbě půdy z mateřského materiálu, jako je zvětrávání, tvorba humusu a tvorba půdního profilu.
Klasifikace půd: Systémy pro kategorizaci půd na základě jejich vlastností, jako je textura, struktura, chemie a mineralogie.
Půdní mapování: Vytváření map, které zobrazují distribuci různých půdních typů v krajině.
Půdní fyzika: Vlastnosti půdy, jako je textura, struktura, hustota a pórovitost, a jejich vliv na růst rostlin a vodní režim.
Půdní chemie: Chemické složení půdy, včetně obsahu živin, pH a organické hmoty, a jejich vliv na růst rostlin a zdraví ekosystému.
Půdní biologie: Role živých organismů v půdě, včetně bakterií, hub, žížal a rostlinných kořenů, a jejich vliv na půdní vlastnosti a funkce.
Půdní geografie: Prostorové rozložení půd na zemském povrchu a faktory, které toto rozložení ovlivňují, jako je klima, vegetace a geologie.
Půdní ochrana: Strategie pro ochranu půdy před degradací, jako je eroze, zasolení a znečištění.
Půdní využívání: Využívání půdy pro různé účely, jako je zemědělství, lesnictví a rozvoj měst, a jeho dopad na půdní vlastnosti a funkce.
Aplikace půdoznalství:
Půdoznalství má širokou škálu aplikací, včetně:
Zemědělství: Zlepšování půdních podmínek pro zvýšení výnosů plodin a udržitelnosti zemědělských systémů.
Lesnictví: Řízení půdních zdrojů pro podporu růstu lesů a udržitelné využívání lesních ekosystémů.
Ochrana životního prostředí: Ochrana půdy před degradací a znečištěním a zachování jejích ekologických funkcí.
Plánování využití půdy: Informování o rozhodnutích o využití půdy s cílem minimalizovat dopady na půdní zdroje a ekosystémové služby.
Výzkum klimatu: Půda hraje klíčovou roli v globálním cyklu uhlíku a pochopení půdních procesů je nezbytné pro předpovídání budoucích klimatických změn.
Statistická geografie
Statistická geografie je vědní obor, který se zabývá sběrem, analýzou a prezentací dat, která mají geografický nebo prostorový rozměr, jako jsou například data z sčítání lidu nebo demografická data. Využívá techniky z prostorové analýzy, ale také zahrnuje geografické činnosti, jako je definování a pojmenování geografických oblastí pro statistické účely.
Například pro účely statistické geografie používá Australský statistický úřad (ABS) Australskou standardní geografickou klasifikaci (ASGC), hierarchické regionalizaci, která rozděluje Austrálii na státy a teritoria, dále na statistické divize, statistické subdivize, statistické místní oblasti a nakonec na okresy pro sběr dat ze sčítání lidu.
Data a metody
Statistická geografie používá širokou škálu dat, včetně:
Data ze sčítání lidu
Demografická data
Ekonomická data
Environmentální data
Geografická data
Tyto údaje se shromažďují z různých zdrojů, jako jsou vládní agentury, průzkumy a soukromé organizace.
Statistická geografie používá k analýze dat řadu metod, včetně:
Prostorová analýza
Statistické modelování
Kartografie
Geografické informační systémy (GIS)
Aplikace
Statistická geografie má širokou škálu aplikací, včetně:
Plánování a rozvoj měst a regionů
Analýza demografických trendů
Studování ekonomických nerovností
Posuzování dopadů životního prostředí
Analýza volebních výsledků
Vzdělávání a výzkum
Statistická geografie se vyučuje na univerzitách a vysokých školách po celém světě. Existuje řada výzkumných center a institucí, které se zaměřují na statistickou geografii.
Organizace
Existuje řada organizací, které se zabývají statistickou geografií, včetně:
Mezinárodní geografická unie (IGU)
Asociace amerických geografů (AAG)
Regionální vědecká asociace (RSA)
Závěr
Statistická geografie je důležitý obor, který poskytuje cenné informace o světě kolem nás. Jeho data a metody lze využít k řešení celé řady problémů, od plánování měst až po analýzu volebních výsledků.