Научное исследование включает два уровня знаний: эмпирический (опыт) и теоретический. При наблюдениях и тем более при экспериментах используются определенные теоретические представления, так что разграничение эмпирических и теоретических знаний не имеет четких границ.
Эмпирические знания включают следующие этапы: получение информации, ее обработка и простейшие обобщения. Теоретические знания. Обобщение эмпирических фактов вплоть до формирования законов и теорий осуществляется на теоретическом уровне и включает следующие действия:
абстрагирование, необходимое для того, чтобы во множестве конкретных наблюдений обнаружить нечто общее, типичное;
анализ, состоящий в исследовании результата абстрагирования, часто изолированно от других явлений;
синтез, который объединяет в целостную систему множество частных абстракций.
Абстрагирование, анализ и синтез пользуются правилами абстрактной логики, теорией подобия и аналогии, а также различными общенаучными и конкретно-научными принципами. Наибольшее значение для землеведения имеют два принципа: идиографический, основанный на выявлении особенностей и отличий, иномотетический, основанный на установлении всеобщего и общего в частных явлениях. Эти принципы не исключают, а дополняют друг друга, обеспечивая многосторонность исследования. Наряду с ними при изучении географических явлений и процессов следует учитывать и другие подходы, которые вместе с фактами составляют сравнительно-описательный метод.
В жизни циклона и антициклона выделяют несколько стадий развития: 1. Начальная стадия (стадия волны) , 2. Стадия молодого циклона, 3. Стадия максимального развития, 4. Стадия заполнения циклона. Для начальной стадии развития циклона, длящейся примерно сутки, характерен процесс от первых признаков возникновения – от деформации фронтальной поверхности (стадия волны) , до появления первой замкнутой изобары на приземной карте погоды. Разность давления между центром и периферией составляет не более 5-10 гПа. На высотах вихри в начальной стадии не прослеживаются. Возникновение волны на фронте сопровождается деформацией термобарического поля тропосферы. Тёплый воздух получает тенденцию движения в сторону холодного и впереди волны в результате восходящего скольжения тёплого воздуха формируются мощные слоистые облака Ns-As-Cs.
В молодом циклоне проходят два фронта: теплый в юго-восточной части и холодный в северо-западной. Оба фронта смыкаются в центра циклона, а между ними располагается область, занятая теплой воздушной массой (теплым воздухом) , – так называемый теплый сектор циклона. Остальная часть циклона заполнена холодной воздушной массой (холодным воздухом) .
В этой стадии развития, продолжительность которой также обычно не более суток, циклоны имеют уже не менее 2-х замкнутых изобар. Термобарическое поле деформируется, циклон углубляется, превращается в мощный атмосферный вихрь со значительными скоростями ветра. Циклоническая циркуляция распространяется в верхние слои атмосферы.
В молодом циклоне можно выделить три зоны резко отличающиеся по условиям погоды. Зона I – передняя и центральная части холодного сектора циклона перед тёплым фронтом. В этой зоне характер погоды определяется свойствами тёплого фронта. Чем ближе к центру циклона и к линии фронта, тем мощнее система облаков и тем вероятнее выпадение обложных осадков.
Зона II – тыловая часть холодного сектора циклона за холодным фронтом. Здесь погода определяется свойствами холодной воздушной массы. При достаточной влажности и значительной неустойчивости в этой зоне выпадают ливневые осадки.
Зона III – тёплый сектор между теплым и холодным фронтом. Зимой в теплом секторе молодого циклона отмечаются сплошные облака St, Sc, а иногда наблюдаются адвективные туманы и морось. Летом в теплом секторе циклона в зависимости от от влажности воздушной массы может наблюдаться малооблачная погода, так и облачная погода, а иногда даже грозы. Днем отмечаются преимущественно кучевые облака.
Третья стадия характеризуется наименьшим давлением в центре циклона. Продолжительность стадии не более 12-24 ч. В последней стадии циклон заполняется. У поверхности Земли в центре циклона давление повышается. Горизонтальные градиенты давления и скорости ветра постепенно уменьшаются. Данная стадия наиболее продолжительна – 4 суток и более.
В стадии развитого циклона (стадия максимального развития) облачная полоса на спутниковых снимках представляет собой обширный облачный вихрь с мощной облачной системой. Смыкание облачных спиралей холодного и тёплого фронтов приводит к образованию единой спирали фронта окклюзии. Процесс смыкания начинается в центре циклона и постепенно сдвигается к периферии циклона.
Вторая половина жизни циклона характеризуется уменьшением его поступательной скорости, значительным преобразованием термобарического поля тропосферы – циклон становится высоким, термически симметричным (холодным) барическим образованием.
В случае окклюдированного циклона погода различается в зависимости от характеристик воздушных масс по обе стороны от фронта окклюзии. На фронте окклюзии имеет место сочетание облачных систем холодного и тёплого фронтов – образуется общая полоса осадков из слоистых облаков восходящего скольжения (As-Ns) и конвективных кучево-дождевых облаков , которые будут выпадать как перед линией фронта, так и позади него.
Эмпирические знания включают следующие этапы: получение информации, ее обработка и простейшие обобщения.
Теоретические знания. Обобщение эмпирических фактов вплоть до формирования законов и теорий осуществляется на теоретическом уровне и включает следующие действия:
абстрагирование, необходимое для того, чтобы во множестве конкретных наблюдений обнаружить нечто общее, типичное;
анализ, состоящий в исследовании результата абстрагирования, часто изолированно от других явлений;
синтез, который объединяет в целостную систему множество частных абстракций.
Абстрагирование, анализ и синтез пользуются правилами абстрактной логики, теорией подобия и аналогии, а также различными общенаучными и конкретно-научными принципами. Наибольшее значение для землеведения имеют два принципа: идиографический, основанный на выявлении особенностей и отличий, иномотетический, основанный на установлении всеобщего и общего в частных явлениях. Эти принципы не исключают, а дополняют друг друга, обеспечивая многосторонность исследования. Наряду с ними при изучении географических явлений и процессов следует учитывать и другие подходы, которые вместе с фактами составляют сравнительно-описательный метод.