Meteorologiska förhållanden betyder tillståndet i atmosfären, som vanligtvis kännetecknas av lufttemperatur, tryck, luftfuktighet, hastighet och närvaro eller frånvaro av moln. Låt oss titta närmare på frågor som rör väder och klimat.
Allmänna begrepp och termer
När man talar om meteorologiska förhållanden använder de ofta termer som väder eller klimat. Vädret förstås som atmosfärens nuvarande tillstånd, det vill säga det är klart eller molnigt, kallt eller varmt, luften är fuktig eller torr, en stark vind blåser eller det är lugnt i ett visst område. När de talar om klimat menar de ett kännetecken för atmosfäriska fenomen över en längre tid, till exempel sommar- eller höstklimat.
En annan skillnad mellan begreppen "väder" och "klimat" är den territoriella faktorn. Vädret kan variera från plats till plats, till exempel i en viss stad kan det ösregna och vid 20km från staden kan vara klart väder. Klimat är en mer utvidgad egenskap, inte bara i tid utan också i rymden. Så det finns begrepp om ett tropiskt, kontinent alt eller polärt klimat.
Varför har olika delar av jorden olika klimat?
Svaret på denna fråga är den sfäriska formen på vår planet. Denna form gör att solens strålar faller i olika vinklar på dess yta. Ju närmare strålarnas infallsvinkel är 90o, desto mer värms ytan och luften upp. Denna situation är typisk för tropiska och subtropiska zoner. Tvärtom, ju längre strålarnas infallsvinkel avviker från rät vinkel, desto mindre solenergi får marken och luften och desto kallare klimat. Ett slående exempel på kallt klimat är atmosfärens tillstånd i Antarktis.
I sin tur leder skillnaden i temperaturer i planetens polära och ekvatoriala zoner till uppkomsten av vindar och skapar också förutsättningar för bildandet av regnmoln. Olika meteorologiska förhållanden på jordens breddgrader leder till uppkomsten och försvinnandet av cykloner (områden med lågt atmosfärstryck) och anticykloner (zoner med högt lufttryck).
Anledningen till årstidernas existens
Varje barn vet från tidig ålder att det finns fyra årstider: vinter, höst, vår och sommar. Men alla dessa årstider, som var och en kännetecknas av vissa klimatiska och meteorologiska förhållanden, förekommer endast på vår planets mellersta breddgrader. Vår planets remsa, som ligger från den 40:e bredden av södra till den 40:e bredden av de norra halvklotet, har ett tropiskt och subtropiskt klimat, som kännetecknas av endast 2 gånger eller årstider på året: vått och torrt.
Vi tog reda på orsaken till de olika meteorologiska förhållandena på olika breddgrader. Men varför ändras säsongen? Svaret på denna fråga ligger i lutningen av jordens rotationsaxel i förhållande till planet för jordens omloppsbana. Vår planet kretsar runt solen i en nästan perfekt cirkel, och om det inte fanns någon lutning på jordens axel med 23,5o, så skulle klimatet inte förändras under året på varje latitud. Planetens lutande rotationsaxel ger fluktuationer i mängden solenergi som kommer till planetens yta vid varje punkt under året. Dessa energiförändringar resulterar i fluktuationer i lufttemperaturen som vanligtvis är ±40°C. De högsta och lägsta tillåtna temperaturerna är +58°C (El Azizia, Libyen) respektive -89,2°C (Antarktis).
Observera att lutningen för vår planets rotationsaxel inte har varit konstant under hela dess existens. Det är autentiskt känt att under existensen av dinosaurier på jorden var det definitivt annorlunda. Denna lutning kan påverkas av både yttre faktorer associerade med olika kosmiska kroppar och inre faktorer på grund av förändringar i massafördelningen på vår planets yta.
Gynnsamma och ogynnsamma meteorologiska förhållanden
Ofta kan duhör orden: "det är bra väder" eller "dåligt väder förväntas i den här regionen." Vad är meningen med dessa fraser? För att svara på frågan, här är huvudparametrarna som bestämmer atmosfärens tillstånd (för att vara exakt måste vi säga troposfären, eftersom det är i den nedre delen av jordens atmosfär som alla väderfenomen uppstår):
- temperatur;
- pressure;
- vindhastighet;
- luftfuktighet;
- närvaro eller frånvaro av moln.
Indikatorerna för ovanstående fem parametrar tillåter oss att prata om både gynnsamma och ogynnsamma meteorologiska förhållanden (NMU). Till exempel hög temperatur och tryck, för stark sol och låg luftfuktighet eller omvänt låga temperaturer, regn, hög vindhastighet, lågtryck - allt detta är NMU. Gynnsamma väderförhållanden kännetecknas vanligtvis av medelvärden för ovanstående klimatparametrar.
Huvudkällan till alla atmosfäriska processer
Självklart är motorn i alla atmosfäriska (och inte bara) processer solstrålning. Det är hon som får många kemikalier att slutföra sitt kretslopp i naturen. I förhållande till klimat och väder kan vi säga följande: solens strålar som faller på jorden värmer inte direkt atmosfären, först och främst ökar temperaturen i litosfären, sedan hydrosfären. Litosfären och hydrosfären kyls ner och avger infraröda elektromagnetiska vågor, som förenklat kallas "värme". Exaktdessa vågor värmer upp planetens atmosfär.
En viktig punkt i bildandet av meteorologiska förhållanden i livsmiljön är den olika hastigheten för uppvärmning och avkylning av litosfären och hydrosfären. Alltså värms litosfären snabbt upp och kyls ner, men för hydrosfären är dessa processer mycket långsammare. Anledningen till detta olika beteende i förhållande till solstrålning är deras olika värmekapacitet, samt strålningseffekt.
Andra energikällor som påverkar vädret
Solenergi ger det huvudsakliga bidraget till alla processer som sker i troposfären. Det finns dock andra energikällor som kan påverka väderförhållandena i ett visst område och som också säkerställer stabiliteten i dessa förhållanden:
- geotermisk energi och vulkaniska processer;
- andningsprocess och avfallsprodukter från biologiska organismer som spelar en viktig roll för att upprätthålla en stabil kemisk sammansättning av atmosfären.
Atmosfäriska processer och deras temporala och rumsliga skalor
Som nämnts är alla processer i atmosfären förknippade med fluktuationer i mängden solenergi som kommer in i jorden. På grund av dessa fluktuationer värms luften upp och kyls ner dag och natt. Detta är en daglig förändring i vädret. Processerna för bildning och smältning av snö är redan årliga.
Uppvärmning av luften i ett visst område leder till dess expansion, vilket innebär ett tryckfall. En förändring i trycket leder till bildandet av vindar som tenderar attutjämna skillnaden. De är av olika karaktär och kan i nödsituationer leda till att orkaner och tornados bildas. I det senare fallet talar man om mycket svåra meteorologiska förhållanden. I sin tur är orkaner ett kortsiktigt fenomen i ett visst område, det vill säga de kännetecknas av rumsliga och långsiktiga tidsparametrar.
Meteorologisk prognos
Det är svårt att föreställa sig den moderna världen utan information om väderprognosen i någon region på planeten. Flygplansflyg, jordbruks- och kommersiella verksamheter är alltså alltmer beroende av meteorologiska data varje år. Till exempel ändras flygtidtabellerna drastiskt under ogynnsamma väderförhållanden.
Meteorologisk prognos är resultatet av att bearbeta mycket data med hjälp av de mest kraftfulla datorerna som bearbetar den ingående informationen inom ramen för någon komplex empirisk modell med hjälp av fysikens kända lagar. Data om de meteorologiska förhållandena i en viss region samlas in med hjälp av strategiskt placerade väderstationer på marken, med hjälp av satelliter och obemannade flygfarkoster.
Studier av atmosfäriska processer på andra planeter
Meteorologi är en tvärvetenskaplig vetenskap. Det praktiska resultatet av denna vetenskap är meteorologiska prognoser. Komplexiteten i själva uppgiften är förknippad med nödvändig hänsyn till hundratals och tusentals faktorer som påverkar resultatet av prognosen. För de bästaGenom att förstå inflytandet av dessa faktorer på vädret på vår jord, är forskare runt om i världen engagerade i observation och studier av atmosfäriska processer på andra planeter i solsystemet. Till exempel den stora röda fläcken på Jupiter, som är en kraftfull anticyklon som har funnits i över 300 år.
