Thiên văn và khí tượng quan hệ với nhau như thế nào?

Thời cổ đại Trung Quốc, người ta thường dùng câu “trên thông thiên văn, dưới tường địa lý” để hình dung một người có kiến thức uyên bác. “Trên thông thiên văn” khi ấy bao gồm cả hiểu biết về thiên văn và khí tượng. Ngày nay, vẫn còn không ít người chịu ảnh hưởng của cách hiểu này nên chưa phân biệt rõ mối quan hệ giữa thiên văn học và khí tượng học. Vào thời cổ đại, các môn khoa học tự nhiên mới ở trạng thái manh nha, hai hoặc nhiều ngành khoa học hoà lẫn vào nhau là chuyện bình thường. Người xưa cho rằng thiên văn học và khí tượng học đều nghiên cứu “trời”, điều đó không có gì lạ. Nhưng ngày nay, thiên văn học và khí tượng học đều đã phát triển mạnh, hình thành hai ngành khoa học khác nhau.

Thiên văn học là khoa học nghiên cứu các thiên thể. Nhiệm vụ chủ yếu của nó là nghiên cứu sự vận động của thiên thể, tác dụng qua lại giữa chúng, trạng thái vật lí của các thiên thể và nguồn gốc của chúng. Khi xem Trái Đất là một hành tinh trong Hệ Mặt Trời để khảo sát, chúng ta cũng coi Trái Đất là một thiên thể, vì thế Trái Đất cũng là đối tượng nghiên cứu của thiên văn học.

Đối tượng nghiên cứu của khí tượng học là tầng khí quyển của Trái Đất. Nếu bạn đã đọc cuốn “Khoa học Trái Đất” trong bộ sách này thì sẽ hiểu rõ hơn sự khác nhau giữa đối tượng nghiên cứu của thiên văn học và khí tượng học.

Thiên văn và khí tượng là hai hiện tượng khác nhau, nhưng giữa chúng có quan hệ rất mật thiết. Sự biến đổi của thời tiết chủ yếu do vận động của tầng khí quyển Trái Đất gây nên, nhưng một số nhân tố thiên văn cũng ảnh hưởng nhất định đến biến đổi thời tiết. Trong đó, hoạt động của Mặt Trời có ảnh hưởng rất quan trọng đối với biến đổi thời tiết dài hạn của Trái Đất. Ví dụ, trong 70 năm từ năm 1645 - 1715 và trong 90 năm từ năm 1460 - 1550 đều là những thời kì hoạt động Mặt Trời yếu kéo dài, trùng hợp với hai thời kì giá lạnh của Trái Đất. Khi ấy, nhiệt độ bình quân của Trái Đất lần lượt giảm thấp 0,5 - 1°C. Ngược lại, trong thời kì Mặt Trời hoạt động mạnh giữa thế kỉ, nhiệt độ bình quân của Trái Đất cũng tăng lên tương ứng.

Ngoài Mặt Trời, một số thiên thể khác cũng có ảnh hưởng đến sự biến đổi thời tiết của Trái Đất. Có người cho rằng sức hút của Mặt Trăng và Mặt Trời không chỉ gây thuỷ triều của nước biển mà còn tạo hiện tượng thuỷ triều trong không khí, ảnh hưởng đến tuần hoàn khí quyển. Ban đêm, chúng ta nhìn thấy sao băng; hiện tượng này cũng có thể ảnh hưởng đến thời tiết. Ví dụ, muốn có mưa cần hai điều kiện: một là trong không khí phải có đủ hơi nước; hai là phải có các hạt bụi hoặc hạt mang điện làm nhân để hơi nước ngưng kết thành giọt. Sao băng sau khi bốc cháy trong khí quyển sẽ để lại nhiều bụi, làm hạt nhân cho hơi nước tích tụ thành giọt mưa.

Nếu làm rõ được những nhân tố thiên văn ảnh hưởng đến biến đổi thời tiết, con người có thể dùng kết quả nghiên cứu thiên văn để cải tiến dự báo thời tiết dài hạn. Nhân dân lao động cũng đã tích luỹ nhiều kinh nghiệm dự báo thời tiết; một số câu ngạn ngữ về thời tiết chính là dựa trên những nhân tố này. Ngược lại, quan trắc thiên văn cũng cần điều kiện thời tiết nhất định. Ví dụ, khi trời mưa hoặc nhiều mây, kính viễn vọng không thể sử dụng được. Vì vậy, dự báo thời tiết chính xác cũng rất có lợi cho quan trắc và nghiên cứu thiên văn.