בתנאים מטאורולוגיים, אנו מתכוונים למצב האטמוספרה, המתאפיין בדרך כלל בטמפרטורת האוויר, לחץ, לחותו, מהירותו, כמו גם נוכחות או היעדר עננות. הבה נבחן ביתר פירוט סוגיות הקשורות למזג האוויר והאקלים.
מושגים ומונחים כלליים
כשמדברים על תנאי מזג אוויר, משתמשים לעתים קרובות במונחים כמו מזג אוויר או אקלים. מזג אוויר פירושו המצב הנוכחי של האטמוספרה, כלומר צלול או מעונן, קר או חם, האוויר לח או יבש, רוח חזקה נושבת, או שיש רגיעה באזור מסוים זה. כאשר הם מדברים על אקלים הם מתכוונים למאפיין של תופעות אטמוספריות לאורך זמן ארוך יותר, למשל אקלים בקיץ או בסתיו.
הבדל נוסף בין מושגי "מזג האוויר" ל"אקלים "הוא הגורם הטריטוריאלי. מזג האוויר יכול להשתנות משטח לתחום, למשל, בערים מסוימות הוא יכול לשפוך גשם כבד, ומזג אוויר צלול יכול להיות 20 ק"מ מהעיר. האקלים הוא מאפיין מורחב יותר לא רק בזמן, אלא גם בחלל. אז יש מושגים של אקלים טרופי, יבשתי או קוטבי.
מדוע יש אקלים שונה באזורים שונים של כדור הארץ?
התשובה לשאלה זו היא הצורה הכדורית של כוכב הלכת שלנו. צורה זו מובילה לעובדה שקרני השמש נופלות בזוויות שונות על פני השטח שלה. ככל שזווית השכיחות של הקרניים קרובה יותר ל 90 o, כך מחמם את פני השטח והאוויר. מצב זה אופייני לאזורים טרופיים וסובטרופיים. נהפוך הוא, ככל שזווית ההיארעות של הקרניים חורגת מהזווית הנכונה, כך פחות אנרגיה סולארית מקבלת האדמה והאוויר, והאקלים קר יותר. דוגמה בולטת לאקלים קר היא מצב האווירה באנטארקטיקה.
בתורו, ההבדל בטמפרטורות באזורי הקוטב והמשווה של כדור הארץ מוביל להופעת רוחות, ויוצר גם את התנאים המוקדמים להיווצרות ענני גשם. תנאים מטאורולוגיים שונים בקווי הרוחב של כדור הארץ מביאים להופעתם ולהעלמתם של ציקלונים (אזורים בעלי לחץ אטמוספרי נמוך) ואנטיסיקלונים (אזורים עם לחץ אוויר גבוה).
הסיבה לקיומם של העונות
כל ילד מגיל צעיר יודע שיש ארבע עונות: חורף, סתיו, אביב וקיץ. עם זאת, כל העונות הללו, שכל אחת מהן מאופיינת בתנאים אקלימיים ומטאורולוגיים מסוימים, מתרחשות רק בקווי הרוחב האמצעיים של כדור הארץ שלנו. ברצועת כוכב הלכת שלנו, שנמצא מההקבלה ה -40 של הדרום למקביל ה -40 של חצי הכדור הצפוני, יש אקלים טרופי וסובטרופי, המאופיין רק בפעמיים או בעונות השנה: רטוב ויבש.
גילינו את הגורם לתנאים המטאורולוגיים השונים בקווי רוחב שונים. אבל מדוע יש חילופי עונות? התשובה לשאלה זו נעוצה בנטייה של ציר הסיבוב של כדור הארץ ביחס למישור מסלול כדור הארץ. כוכב הלכת שלנו מסתובב סביב השמש במעגל כמעט מושלם, ואם לא היה הטיה של ציר כדור הארץ בגובה 23.5 o, אז בכל קו רוחב האקלים לא היה משתנה במהלך השנה. ציר הסיבוב האלכסוני של כדור הארץ מספק תנודות בכמות האנרגיה הסולארית הנכנסת לפני השטח של כדור הארץ בכל נקודה במהלך השנה. שינויי אנרגיה אלה גורמים לתנודות בטמפרטורת האוויר, הנמצאות בדרך כלל בערך 40 מעלות צלזיוס. הטמפרטורות המקסימליות והמינימליות המותרות הן +58 ° C (אל עזיזיה, לוב) ו- -89.2 ° C (אנטארקטיקה), בהתאמה.
שימו לב כי נטיית ציר הסיבוב של כוכב הלכת שלנו לא הייתה קבועה לאורך כל קיומו. ידוע באופן מהימן שבתקופת קיומם של דינוזאורים על כדור הארץ הוא בהחלט היה שונה. הטיה זו יכולה להיות מושפעת משני גורמים חיצוניים הקשורים לגופים קוסמיים שונים, כמו גם מפנים פנימיים הנגרמים כתוצאה משינויים בהתפלגות המונים על פני כדור הארץ שלנו.
תנאי מזג אוויר נוחים וחסרי תועלת
לעתים קרובות אתה יכול לשמוע את המילים: "מזג אוויר טוב" או "צפוי מזג אוויר גרוע באזור זה". מה הפירוש של ביטויים אלה? כדי לענות על השאלה, אנו נותנים מתחת לפרמטרים העיקריים הקובעים את מצב האטמוספירה (אם לדייק, עלינו לומר את הטרופוספירה, מכיוון שזה נמצא בחלק התחתון של האטמוספרה של כדור הארץ שכל תופעות מזג האוויר מתרחשות):
- טמפרטורה
- לחץ
- מהירות רוח;
- לחות אוויר
- נוכחות או היעדר עננים.
האינדיקטורים של חמשת הפרמטרים הללו מאפשרים לנו לדבר על תנאי מזג אוויר חיוביים וקשים כאחד (NMU). לדוגמא, טמפרטורה ולחץ גבוהים, שמש בהירה מדי ולחות נמוכה או להפך, טמפרטורות נמוכות, גשם, מהירות רוח גבוהה, לחץ נמוך - כל אלה הם NMU. תנאי מזג אוויר נוחים מאופיינים בדרך כלל בערכים ממוצעים לפרמטרים האקלימיים שלעיל.
המקור העיקרי לכל התהליכים האטמוספריים
כמובן שהמנוע של כל התהליכים האטמוספריים (ולא רק) הוא קרינת השמש. היא זו שגורמת לכימיקלים רבים להסתובב בטבע. לגבי אקלים ומזג אוויר, ניתן לומר את הדברים הבאים: קרני השמש הנופלות על כדור הארץ אינן מחממות ישירות את האווירה, ראשית כל, הטמפרטורה של הליטוספרה, אחר כך ההידרוספרה, עולה. בעת הקירור, הליטוספירה וההידרוספרה פולטים גלים אלקטרומגנטיים אינפרא אדום, המכונים בפשטות "חום". הגלים האלה מחממים את האווירה של כדור הארץ.
נקודה חשובה ביצירת תנאים סביבתיים מטאורולוגיים היא שיעורי החימום והקירור השונים של הליטוספירה וההידרוספרה. אז הליטוספרה מתחממת במהירות ומתקררת, עבור ההידרוספרה תהליכים אלה הם הרבה יותר איטיים. הסיבה להתנהגות שונה זו ביחס לקרינת השמש היא יכולת החום השונה שלהם, כמו גם אמירות.
מקורות אנרגיה אחרים המשפיעים על מזג האוויר
אנרגיה סולארית תורמת את התרומה העיקרית לכל התהליכים המתרחשים בטרופוספרה. עם זאת, ישנם מקורות אנרגיה אחרים שיכולים להשפיע על מצב מזג האוויר באזור מסוים, וגם להבטיח את יציבותם של תנאים אלה:
- אנרגיה גיאותרמית ותהליכים געשיים;
- תהליך הנשימה ופסולת של אורגניזמים ביולוגיים הממלאים תפקיד חשוב בשמירה על הרכב כימי יציב של האטמוספרה.
תהליכים אטמוספריים ומאזניהם הזמניים והמרחביים
כאמור, כל תהליכים באטמוספירה קשורים לתנודות בכמות האנרגיה הסולארית שנכנסת לכדור הארץ. בזכות תנודות אלה, חימום וקירור האוויר מתרחשים ביום ובלילה. זהו השינוי היומי במזג האוויר. תהליכי ההיווצרות וההיתוך של שלג הם כבר שנתיים באופיים.
חימום האוויר באזור מסוים מוביל להתרחבותו, שפירושה ירידת לחץ. שינוי הלחץ מוביל להיווצרות רוחות הנוטות לאזן את ההבדל. הם בעלי אופי שונה ובמצבי חירום יכולים להוביל להיווצרות סופות הוריקן וטורנדו. במקרה האחרון, הם מדברים על תנאים מטאורולוגיים קשים מאוד. בתורו, הוריקנים הם תופעה לטווח קצר של יישוב מסוים, כלומר הם מאופיינים בפרמטרי זמן מרחביים וארוכי טווח.
תחזית מזג האוויר
קשה לדמיין את העולם המודרני ללא מידע על תחזית מזג אוויר באזור כלשהו של כדור הארץ. כך, טיסות מטוסים, פעילויות חקלאיות ומסחריות מדי שנה תלויות יותר ויותר בנתונים מטאורולוגיים. לדוגמה, לוח הזמנים של הטיסה משתנה באופן דרמטי בתנאי מזג אוויר קשים.
תחזית מטאורולוגית היא תוצאה של עיבוד רב של נתונים באמצעות מחשבים עוצמתיים המעבדים מידע קלט במסגרת מודל אמפירי מורכב כלשהו תוך שימוש בחוקי פיזיקה ידועים. נתונים על התנאים המטאורולוגיים של אזור מסוים נאספים באמצעות תחנות מזג אוויר שנמצאות אסטרטגית בשטח, באמצעות לוויינים וכלי טיס בלתי מאוישים.
