Vremea este un set de valori ale elementelor meteorologice și fenomenelor atmosferice observate la un anumit moment în timp într-un anumit punct din spațiu. Conceptul „ Vremea ” se referă la starea actuală a atmosferei, spre deosebire de conceptul „ Climă ”, care se referă la starea medie a atmosferei pe o perioadă lungă de timp. Dacă nu există clarificări, atunci termenul „Vreme” înseamnă vremea de pe Pământ. Fenomenele meteorologice apar în troposferă (partea inferioară a atmosferei ) și în stratosferă - stratul atmosferic, situat la o altitudine de aproximativ 11 până la 50 de kilometri. Vremea poate fi descrisă prin presiunea , temperatura și umiditatea aerului , puterea și direcția vântului , înnorarea , precipitațiile atmosferice , intervalul de vizibilitate , fenomenele atmosferice (ceață, furtuni de zăpadă, furtună) și alte elemente meteorologice.
Vremea se confruntă cu schimbări continue, care pot fi foarte vizibile nu doar de la o zi la alta, ci chiar și pentru câteva minute. Schimbările de vreme sunt periodice și neperiodice. Schimbările periodice sunt acele modificări care sunt periodice în natură, deoarece sunt asociate cu rotația Pământului în jurul axei sale (modificări zilnice) sau în jurul Soarelui (modificări anuale). Cele mai vizibile sunt schimbările zilnice direct la suprafața pământului, datorită faptului că sunt determinate de modificările temperaturii suprafeței pământului, iar alte elemente meteorologice sunt asociate cu temperatura aerului. Schimbările anuale sunt exprimate în schimbarea anotimpurilor. Modificările non-periodice, în special semnificative în latitudinile extratropicale, se datorează transferului de mase de aer . Nepotrivirile fazei modificărilor periodice cu natura celor neperiodice duc la cele mai dramatice schimbări ale vremii. Masele de aer, atunci când se deplasează dintr-o regiune a Pământului în alta, aduc cu ele propriile caracteristici meteorologice, diferite de cele existente anterior în zonă. Aceste caracteristici sunt determinate de unde provine masa de aer și de ce proprietăți are în legătură cu aceasta. Odată cu înălțimea, intensitatea schimbărilor meteorologice neperiodice scade în general. Pentru aviație, este important să se țină cont de creșterile bruște ale vântului și ale turbulențelor , care sunt asociate cu fluxurile cu jet [1] .
Fenomenele meteorologice comune pe Pământ sunt vântul , norii , precipitațiile ( ploaie , zăpadă , grindină etc.), ceața , furtunile , furtunile de praf și furtunile de zăpadă . Evenimentele mai rare includ dezastrele naturale, cum ar fi tornadele și uraganele . Aproape toate fenomenele meteorologice au loc în troposferă (partea inferioară a atmosferei).
Diferențele în proprietățile fizice ale maselor de aer apar din cauza modificărilor unghiului de incidență a razelor solare, în funcție de latitudinea și îndepărtarea regiunii de oceane. Diferența mare de temperatură dintre aerul arctic și cel tropical este o cauză probabilă a fluxurilor cu jet de mare altitudine . Formațiunile barice de la latitudini medii, cum ar fi ciclonii extratropicali , se formează de obicei ca urmare a dezvoltării undelor planetare într-o zonă de curent cu jet de mare altitudine. Aceste formațiuni, care au un impact major asupra schimbărilor meteorologice, vin în serie ca urmare a instabilității fluxurilor cu jet (așa-numitul ciclu index ). Deoarece axa de rotație a Pământului este înclinată față de planul orbitei sale, unghiul de incidență al razelor solare depinde de perioada anului. În medie, temperatura de pe suprafața Pământului variază în timpul anului cu ±40 °C. Modificările parametrilor orbitei, unghiul de înclinare a axei și viteza unghiulară de rotație a Pământului afectează cantitatea și distribuția energiei solare pe planetă, fiind principala cauză a schimbărilor climatice pe termen lung.
Diferența de temperatură de pe suprafața pământului, la rândul său, provoacă o diferență în câmpul presiunii atmosferice. O suprafață fierbinte încălzește aerul de deasupra ei, extinzându-l, scăzând presiunea și densitatea aerului. Gradientul de presiune orizontal , acționând împreună cu forța centrifugă și forța Coriolis asociată cu rotația Pământului, creează un vânt direcționat în atmosfera liberă de-a lungul liniilor de presiune egală - izobare. Atmosfera este un sistem complex, astfel încât micile modificări într-o parte a acestuia pot avea un impact mare asupra sistemului în ansamblu.
Norii sunt formați din picături de apă foarte mici sau cristale de gheață, care sunt atât de mici încât se scufundă doar încet sub gravitație. Când cresc în dimensiune și devin mai grele, cad mai repede și din nor cade ploaie sau zăpadă. În orice nor, vaporii de apă sunt într-o stare saturată, adică norul conține cea mai mare cantitate de vapori posibilă la o anumită temperatură. Dacă nu ar fi așa, picăturile care alcătuiesc norul s-ar evapora și norul s-ar topi. Precipitațiile cad din nori, care sunt un amestec de picături de apă și cristale de gheață. Datorită proprietății gheții de a atrage apa, cristalele cresc treptat și se transformă în fulgi de zăpadă. Acest lucru explică nu numai zăpada, ci și ploaia. În troposferă, temperatura aerului scade odată cu înălțimea, iar la o altitudine de câțiva kilometri este întotdeauna geroasă. Prin urmare, aproape în fiecare vară ploaia începe sub formă de zăpadă și numai atunci când cad în straturile calde inferioare, fulgii de zăpadă se topesc și se transformă în picături de ploaie [2] .
Aerul este în continuă mișcare, mai ales datorită activității ciclonilor și anticiclonilor.
O masă de aer care se deplasează din regiuni mai calde în regiuni mai reci provoacă o încălzire neașteptată odată cu sosirea ei. În același timp, din contactul cu o suprafață mai rece a pământului, masa de aer în mișcare de jos este răcită și straturile de aer adiacente pământului se pot dovedi a fi chiar mai reci decât straturile superioare. Răcirea masei de aer cald venită de jos determină condensarea vaporilor de apă în straturile cele mai joase ale aerului, având ca rezultat formarea de nori și precipitații. Acești nori sunt jos, deseori căzând la pământ și provocând ceață. În straturile inferioare ale masei de aer cald, este destul de cald și nu există cristale de gheață. Prin urmare, nu pot da ploi abundente, doar ocazional cade o ploaie fină, burniță. Norii de masă de aer cald acoperă întregul cer cu o acoperire uniformă (atunci se numesc stratus) sau un strat ușor ondulat (atunci se numesc stratocumulus).
Masa de aer rece se deplasează din regiunile reci în regiunile mai calde și aduce răcire. Deplasându-se pe o suprafață mai caldă a pământului, este încălzit continuu de jos. Când este încălzit, nu numai că nu are loc condensul, dar norii și ceața deja existente ar trebui să se evapore, cu toate acestea, cerul nu devine fără nori, norii se formează din motive complet diferite. Când sunt încălzite, toate corpurile se încălzesc și densitatea lor scade, astfel încât, atunci când stratul cel mai de jos de aer se încălzește și se extinde, acesta devine mai ușor și, parcă, plutește sub formă de bule sau jeturi separate, iar aerul rece mai greu coboară în interior. locul ei. Aerul, ca orice gaz, se încălzește când este comprimat și se răcește când se dilată. Presiunea atmosferică scade odată cu înălțimea, astfel că aerul, în creștere, se extinde și se răcește cu 1 grad la fiecare 100 m de urcare și, ca urmare, la o anumită înălțime, în el începe condensul și formarea norilor. Jeturile de aer coborâtoare sunt încălzite prin compresie și nu numai că nimic nu se condensează în ele, dar chiar și rămășițele de nori care cad în ele se evaporă. Prin urmare, norii de mase de aer rece sunt cluburi care se adună în înălțime, cu goluri între ele. Astfel de nori se numesc cumulus sau cumulonimbus. Nu coboară niciodată la pământ și nu se transformă în ceață și, de regulă, nu acoperă întreg cerul vizibil. În astfel de nori, fluxurile de aer ascendente poartă cu ei picăturile de apă în acele straturi în care cristalele de gheață sunt mereu prezente, în timp ce norul își pierde forma caracteristică de „conopidă” și norul se transformă într-un nor cumulonimbus. Din acest moment, din nor cad precipitații, deși grele, dar de scurtă durată din cauza dimensiunii reduse a norilor. Prin urmare, vremea maselor de aer rece este foarte instabilă. [2]
Frontul atmosfericLimita de contact dintre diferitele mase de aer se numește front atmosferic. Pe hărțile sinoptice, această graniță este o linie pe care meteorologii o numesc „linia frontului”. Granița dintre masa de aer cald și rece este o suprafață aproape orizontală, coborând imperceptibil spre linia frontului. Aerul rece este sub această suprafață, iar aerul cald este deasupra. Deoarece masele de aer sunt în continuă mișcare, granița dintre ele se schimbă constant. O caracteristică interesantă: linia frontală trece în mod necesar prin centrul zonei de presiune scăzută, iar partea frontală nu trece niciodată prin centrele zonelor de înaltă presiune.
Un front cald apare atunci când o masă de aer cald se deplasează înainte și o masă de aer rece se retrage. Aerul cald, ca mai ușor, se strecoară peste aerul rece. Datorită faptului că creșterea aerului duce la răcirea acestuia, norii se formează deasupra suprafeței frontului. Aerul cald urcă destul de încet, astfel încât înnorabilitatea frontului cald este un văl uniform de nori cirrostratus și altostratus, care are o lățime de câteva sute de metri și uneori mii de kilometri lungime. Cu cât norii sunt mai departe de linia frontului, cu atât sunt mai înalți și mai subțiri.
Un front rece se îndreaptă către un aer mai cald. În același timp, aerul rece se târăște sub aerul cald. Partea inferioară a frontului rece, din cauza frecării cu suprafața pământului, rămâne în urmă față de partea superioară, astfel încât suprafața frontului iese în față. [2]
Dezvoltarea și mișcarea ciclonilor și anticiclonilor conduce la transferul maselor de aer pe distanțe considerabile și la modificările meteorologice neperiodice corespunzătoare asociate cu o schimbare a direcției și vitezei vântului, cu creșterea sau scăderea înnorabilității și precipitațiilor. La cicloni și anticicloni, aerul se mișcă în direcția scăderii presiunii atmosferice , deviând sub acțiunea diferitelor forțe: centrifuge , Coriolis , frecare etc. Ca urmare, la cicloane, vântul este îndreptat spre centrul său cu rotație în sens invers acelor de ceasornic în Emisfera nordică și în sensul acelor de ceasornic în sud , în anticicloni, dimpotrivă, din centru cu rotație opusă.
Un ciclon este un vârtej atmosferic cu un diametru uriaș (de la sute la 2-3 mii de kilometri) cu presiune atmosferică redusă în centru. Există cicloni extratropicali și tropicali .
Ciclonii tropicali ( taifunurile ) au proprietăți speciale și apar mult mai rar. Ele se formează la latitudini tropicale (de la 5° la 30° din fiecare emisferă) și sunt mai mici (sute, rareori mai mult de o mie de kilometri), dar gradienți barici mai mari și viteze ale vântului ajungând la uragane . Astfel de cicloane sunt caracterizate de „ ochiul furtunii ” - o regiune centrală de 20-30 km în diametru, cu vreme relativ senină și calmă. În jur sunt puternice acumulări continue de nori cumulonimbus cu ploi abundente. Ciclonii tropicali se pot transforma în cicloni extratropicali în timpul dezvoltării lor.
Ciclonii extratropicali se formează în principal pe fronturi atmosferice, cel mai adesea localizate în regiuni subpolare, și contribuie la cele mai semnificative schimbări de vreme. Ciclonii sunt caracterizați de vreme înnorată și ploioasă, iar majoritatea precipitațiilor din zona temperată sunt asociate cu acestea. Centrul unui ciclon extratropical are cele mai intense precipitații și cei mai denși nori.
Un anticiclon este o zonă cu presiune atmosferică ridicată. De obicei vremea anticiclonului este senin sau parțial înnorat. [3] [4] [5]
Vârtejele la scară mică ( tornade , cheaguri de sânge, tornade ) sunt, de asemenea, importante pentru vreme.
„ Meteorologia (din greacă metéōros - înălțat, ceresc, meteōra - fenomene atmosferice și cerești și... logică), știința atmosferei și a proceselor care au loc în ea." [6]
Organizația Meteorologică Mondială coordonează activitățile serviciilor meteorologice din diferite țări. [6]
Există două tipuri de informații meteorologice:
Succesul prognozelor meteorologice elaborate depinde în mare măsură de calitatea informațiilor meteorologice primare.
Principalii consumatori de informații meteorologice sunt aviația și marina ( transportul pe apă ). Agricultura este , de asemenea, foarte dependentă de condițiile meteorologice și de climă . Productivitatea este influențată în mare măsură de umiditatea solului și a aerului, precipitații, lumină și căldură. La sfârșitul secolului al XIX-lea s-a format o ramură independentă a meteorologiei, agrometeorologia . Informațiile climatice sunt utilizate pe scară largă în proiectarea și operarea diferitelor structuri - clădiri, aerodromuri, căi ferate, linii electrice etc.
Rusia are o rețea extinsă de stații meteorologice (de diferite categorii cu diferite programe de observare), posturi meteorologice și hidrologice. Un rol semnificativ îl au observațiile efectuate de radarele meteorologice (imagini spațiale ale straturilor de nori și intensitatea precipitațiilor și a furtunilor pe o rază de până la 250 km de la locația radarului) și sateliții meteorologici artificiali de pe Pământ (imaginile televizate ale norilor din diverse game de lungimi de undă, profile verticale ale temperaturii și umidității aerului în atmosferă). Observațiile în aer sunt efectuate la o rețea de stații speciale în aer, folosind radiosonde , uneori cu ajutorul rachetelor meteorologice și geofizice. Observații asupra mărilor și oceanelor de la nave special echipate.
Rețeaua meteorologică de la sol din URSS și-a atins dezvoltarea maximă la mijlocul anilor 1980. Criza economică începută la sfârșitul anilor 1980 a determinat o reducere semnificativă a rețelei meteorologice. Din 1987 până în 1989, numărul de stații meteorologice din URSS a scăzut cu 15%; la începutul anului 1995, scăderea numărului de stații meteorologice din Federația Rusă a fost de 22%. În viitor, este posibilă și reducerea stațiilor meteo datorită dezvoltării altor metode de obținere a informațiilor meteo (sateliți și radar).
O hartă sinoptică ( greacă συνοπτικός , „vizibilă în același timp”) este o hartă geografică pe care rezultatele observațiilor multor stații meteorologice sunt marcate cu semne convenționale. O astfel de hartă oferă o reprezentare vizuală a stării vremii în acest moment. În compilarea secvențială a hărților, direcțiile de mișcare a maselor de aer, dezvoltarea cicloanelor și mișcarea fronturilor sunt clarificate . Analiza hărților sinoptice vă permite să preziceți schimbările vremii. Este posibilă urmărirea schimbărilor în starea atmosferei, în special, mișcarea și evoluția perturbațiilor atmosferice , mișcarea, transformarea și interacțiunea maselor de aer etc. topografie. De la sfârșitul secolului al XX-lea, informațiile satelitare privind starea oceanelor și a părților pământului unde nu există stații meteorologice au fost, de asemenea, utilizate pe scară largă. Fotografiarea sistemelor de nori de la sateliți face posibilă detectarea originii ciclonilor tropicali peste oceane.
Vremea există nu numai pe Pământ, ci și pe alte corpuri cerești ( planete și sateliții lor ) care au atmosferă. Studiul vremii de pe alte planete a devenit util în înțelegerea principiilor schimbării vremii pe Pământ. Un obiect de cercetare binecunoscut din sistemul solar, Marea Pată Roșie a lui Jupiter , este o furtună anticiclonică care există de cel puțin 300 de ani. Cu toate acestea, vremea nu se limitează la corpurile planetare. Coroana Soarelui se pierde constant în spațiu, creând o atmosferă foarte subțire în întreg sistemul solar. Mișcarea particulelor emise de Soare se numește vânt solar .
O prognoză meteo este o presupunere solidă din punct de vedere științific și tehnic despre starea viitoare a atmosferei într-un anumit loc. Oamenii au încercat să prezică vremea de milenii, dar prognozele oficiale au apărut abia în secolul al XIX-lea. Pentru a face o prognoză meteo, se colectează date cantitative despre starea actuală a atmosferei și, cu ajutorul unei înțelegeri științifice a proceselor atmosferice, se proiectează modul în care se va schimba starea atmosferei.
Anterior, prognozele se bazau în principal pe schimbările presiunii atmosferice , condițiile meteorologice actuale și starea cerului, dar acum modelele de prognoză sunt folosite pentru a determina vremea viitoare. Participarea umană este necesară pentru a selecta cel mai potrivit model de prognoză, pe care se va baza prognoza în viitor. Aceasta include posibilitatea de a alege un șablon de model, ținând cont de relația dintre evenimentele de la distanță, cunoașterea principiilor de funcționare și a caracteristicilor modelului selectat. Natura complexă a atmosferei, nevoia de calculatoare puternice pentru a rezolva ecuațiile care descriu atmosfera, prezența erorilor în măsurarea condițiilor inițiale și o înțelegere incompletă a proceselor atmosferice înseamnă că acuratețea prognozei este redusă. Cu cât diferența dintre ora actuală și cea prognozată (intervalul de prognoză) este mai mare, cu atât este mai puțin precisă. Utilizarea mai multor modele și aducerea acestora la un singur rezultat ajută la reducerea erorii și la obținerea celui mai probabil rezultat.
Mulți oameni folosesc prognozele meteo. Avertismentele de furtună sunt prognoze importante, deoarece sunt folosite pentru a proteja viața și proprietatea. Prognozele de temperatură și precipitații sunt importante pentru agricultură și, prin urmare, chiar și pentru comercianții de pe bursele. Mai mult, există chiar și așa-numitele. derivate meteorologice . Rețelele de încălzire au nevoie și de prognoze de temperatură pentru a evalua energia termică necesară în zilele următoare. În fiecare zi oamenii folosesc prognoza meteo pentru a decide ce să poarte în ziua respectivă. Prognozele de ploaie, ninsoare și vânturi puternice sunt folosite pentru a planifica munca și activitățile în aer liber.
În prezent, există un proiect grid ClimatePrediction.net , al cărui scop este găsirea celui mai adecvat model de schimbări climatice și construirea unei prognoze pentru următorii 50 de ani pe baza acestuia.
Vremea joacă un rol important și uneori chiar decisiv în istoria omenirii. Pe lângă schimbările climatice care au provocat migrarea treptată a popoarelor (de exemplu, deșertificarea Orientului Mijlociu și formarea de poduri terestre între continente în timpul erelor glaciare), fenomenele meteorologice extreme au provocat mișcări mai mici ale popoarelor și au fost direct implicate în evenimentele istorice. Un astfel de caz este salvarea Japoniei de către vânturile kamikaze din invazia flotei mongole a lui Kublai Khan în 1281. Pretențiile franceze asupra Florida s-au încheiat în 1565, când un uragan a distrus flota franceză, lăsând Spania liberă să cucerească Fort Carolina. Mai recent, uraganul Katrina a forțat peste un milion de oameni să se mute de pe coasta centrală a Golfului în Statele Unite, creând cea mai mare comunitate de expatriați din istoria Statelor Unite.
Pe lângă un efect atât de radical asupra oamenilor, vremea poate afecta o persoană în moduri mai simple, manifestându-se sub formă de dependență meteorologică . Oamenii nu tolerează extreme de temperatură, umiditate, presiune și vânt. Vremea afectează și starea de spirit și somnul. .
Dorința de a influența fenomenele meteorologice poate fi urmărită de-a lungul istoriei omenirii: de la cele mai vechi rituri rituale săvârșite în încercarea de a cere ploaie, până la operațiuni militare speciale moderne, cum ar fi Operațiunea Popeye a armatei americane în timpul războiului din Vietnam (1965). -1973), când s-au făcut încercări de a preveni aprovizionarea gherilelor sud-vietnameze cu arme și hrană prin prelungirea perioadei musonului vietnamez . Cele mai reușite încercări de influențare a vremii includ însămânțarea norilor , manipularea activă a ceților și norilor stratus pentru a le disipa, folosite de marile aeroporturi, tehnici de creștere a zăpezii peste munți și reducerea grindinei [9] .
Un exemplu recent al impactului asupra proceselor hidrometeorologice sunt măsurile luate de China pentru Jocurile Olimpice de vară din 2008 . Au fost lansate 1104 rachete, cu ajutorul cărora sunt însămânțați reactivi speciali în nori. Desfășurate peste Beijing, au fost destinate să evite ploaia în timpul ceremoniei de deschidere a Jocurilor din 8 august. Hu Guo, șeful Biroului Meteorologic al orașului Beijing, a confirmat succesul operațiunii. [zece]
Deși eficacitatea unor astfel de metode de influențare a vremii nu a fost încă dovedită în mod concludent, există dovezi convingătoare că agricultura și industria influențează vremea [9] :
Efectele schimbărilor neintenționate ale modelelor meteorologice pot reprezenta o amenințare serioasă pentru multe componente ale civilizației noastre, inclusiv ecosistemele , resursele naturale , dezvoltarea economică și sănătatea umană [13] .
Micrometeorologia , care are în vedere fenomenele meteorologice de scară mică și ultra-mică, atât în timp, cât și în spațiu, se ocupă de fenomenele atmosferice mai mici de un kilometru, adică de cele care nu mai sunt luate în considerare de meteorologia de scară medie ( ing. Meteorologia mezoscală ). Aceste două ramuri ale meteorologiei sunt uneori combinate împreună și includ studiul obiectelor ale căror scari sunt mai mici decât cele considerate de meteorologia la scară sinoptică și nu pot fi reflectate pe o hartă sinoptică . Aceasta poate include nori mici și de obicei rătăcitori și obiecte similare [14] .
Studiul caracteristicilor meteorologice de pe alte planete contribuie la o înțelegere mai profundă a proceselor care au loc pe Pământ [15] . Pe alte planete, modelele meteorologice urmează multe dintre aceleași modele fizice ca și vremea Pământului, dar ele apar la scari diferite și în atmosfere care sunt diferite din punct de vedere chimic de cele ale Pământului. Misiunea Cassini-Huygens pe Titan a descoperit pe Lună nori formați din metan sau etan care produc ploaie compusă din metan lichid și alți compuși organici [16] . Atmosfera Pământului este formată din șase zone de circulație în latitudine, câte trei în fiecare emisferă [17] Spre deosebire de Pământ, Jupiter este înconjurat de multe astfel de zone [18] . Titan are un singur flux în apropierea paralelei 50 a latitudinii nordice [19] și unul lângă ecuator [20] .
Înregistrările meteo sunt indicatori meteorologici extremi care au fost înregistrați oficial pe suprafața Pământului. Cea mai scăzută temperatură înregistrată vreodată a fost pe 21 iulie 1983 la Stația Vostok , Antarctica -89,2 °C. Cel mai mare înregistrat la 13 septembrie 1922 în Alazizayi, Libia . Apoi termometrul a crescut la +58 ° C; cu toate acestea, sensul este contestat.
Dicționare și enciclopedii |
|
---|---|
În cataloagele bibliografice |
|
Pământ | ||
---|---|---|
Istoria Pământului | ||
Proprietățile fizice ale Pământului | ||
Scoici ale Pământului | ||
Geografie și geologie | ||
Mediu inconjurator | ||
Vezi si | ||
|