Meteorološki uvjeti označavaju stanje atmosfere, koje obično karakterizira temperatura zraka, tlak, vlažnost, brzina i prisutnost ili odsutnost oblaka. Pogledajmo pobliže probleme vezane uz vrijeme i klimu.
Opći pojmovi i pojmovi
Kada govore o meteorološkim uvjetima, često koriste pojmove kao što su vrijeme ili klima. Pod vremenom se podrazumijeva trenutno stanje atmosfere, odnosno vedro je ili oblačno, hladno ili vruće, zrak je vlažan ili suh, puše jak vjetar, ili u pojedinom području vlada tišina. Kada govore o klimi, misle na karakteristiku atmosferskih pojava u dužem vremenskom razdoblju, na primjer, ljetnu ili jesensku klimu.
Još jedna razlika između pojmova "vrijeme" i "klime" je teritorijalni faktor. Vrijeme se može razlikovati od mjesta do mjesta, na primjer, u određenom gradu može padati kiša, a u 20km od grada može biti vedro vrijeme. Klima je proširena karakteristika ne samo u vremenu nego iu prostoru. Dakle, postoje koncepti tropske, kontinentalne ili polarne klime.
Zašto različita područja Zemlje imaju različite klime?
Odgovor na ovo pitanje je sferni oblik našeg planeta. Ovaj oblik uzrokuje da sunčeve zrake padaju pod različitim kutovima na njegovu površinu. Što je kut upada zraka bliži 90o, to se površina i zrak više zagrijavaju. Ova situacija je tipična za tropske i suptropske zone. Naprotiv, što upadni kut zraka više odstupa od pravog kuta, tlo i zrak primaju manje sunčeve energije, a klima je hladnija. Upečatljiv primjer hladne klime je stanje atmosfere na Antarktiku.
Zauzvrat, razlika u temperaturama polarnih i ekvatorijalnih zona planeta dovodi do pojave vjetrova, a također stvara preduvjete za stvaranje kišnih oblaka. Različiti meteorološki uvjeti na zemljopisnim širinama dovode do pojave i nestanka ciklona (područja niskog atmosferskog tlaka) i anticiklona (zone s visokim tlakom zraka).
Razlog postojanja godišnjih doba
Svako dijete od malih nogu zna da postoje 4 godišnja doba: zima, jesen, proljeće i ljeto. Međutim, sva ta godišnja doba, od kojih svako karakteriziraju određeni klimatski i meteorološki uvjeti, javljaju se samo u srednjim geografskim širinama našeg planeta. Traka našeg planeta, koja se nalazi od 40. paralele južne do 40. paralele sjeverne hemisfere, ima tropsku i suptropsku klimu, koju karakteriziraju samo 2 puta ili godišnja doba: vlažno i suho.
Shvatili smo razlog za različite meteorološke uvjete na različitim geografskim širinama. Ali zašto se sezona mijenja? Odgovor na ovo pitanje leži u nagibu Zemljine osi rotacije u odnosu na ravninu zemljine orbite. Naš planet se okreće oko Sunca u gotovo savršenom krugu, a da nema nagiba Zemljine osi za 23,5o, tada se klima ne bi mijenjala na svakoj geografskoj širini tijekom godine. Kosa os rotacije planeta osigurava fluktuacije u količini sunčeve energije koja dolazi na površinu planeta u svakoj točki tijekom godine. Ove energetske promjene rezultiraju fluktuacijama temperature zraka koje su tipično ±40°C. Maksimalne i minimalne dopuštene temperature su +58°C (El Azizia, Libija) odnosno -89,2°C (Antarktika).
Imajte na umu da nagib osi rotacije našeg planeta nije bio konstantan tijekom cijelog vremena njegovog postojanja. Autentično je poznato da je za vrijeme postojanja dinosaura na Zemlji definitivno bilo drugačije. Na ovaj nagib mogu utjecati i vanjski čimbenici povezani s različitim kozmičkim tijelima, i unutarnji čimbenici zbog promjena u raspodjeli mase na površini našeg planeta.
Povoljni i nepovoljni meteorološki uvjeti
Često možetečuti riječi: "ima lijepog vremena" ili "loše vrijeme se očekuje u ovoj regiji". Koje je značenje ovih fraza? Da bismo odgovorili na pitanje, evo glavnih parametara koji određuju stanje atmosfere (točnije, trebamo reći troposferu, budući da se sve vremenske pojave događaju u donjem dijelu Zemljine atmosfere):
- temperatura;
- pritisak;
- brzina vjetra;
- vlažnost zraka;
- prisutnost ili odsutnost oblaka.
Indikatori gornjih pet parametara omogućuju nam da govorimo i o povoljnim i o nepovoljnim meteorološkim uvjetima (NMU). Na primjer, visoka temperatura i tlak, prejako sunce i niska vlažnost zraka ili, obrnuto, niske temperature, kiša, velika brzina vjetra, nizak tlak - sve su to NMU. Povoljni vremenski uvjeti obično se karakteriziraju prosječnim vrijednostima za gore navedene klimatske parametre.
Glavni izvor svih atmosferskih procesa
Naravno, pokretač svih atmosferskih (i ne samo) procesa je sunčevo zračenje. Ona je ta koja čini da mnoge kemikalije završe svoj ciklus u prirodi. U odnosu na klimu i vrijeme možemo reći sljedeće: sunčeve zrake koje padaju na Zemlju ne zagrijavaju izravno atmosferu, prije svega se povećava temperatura litosfere, zatim hidrosfere. Hladeći se, litosfera i hidrosfera emitiraju infracrvene elektromagnetske valove, koji se jednostavnim riječima nazivaju "toplina". Točnoovi valovi zagrijavaju atmosferu planeta.
Važna točka u formiranju meteoroloških uvjeta staništa je različita brzina zagrijavanja i hlađenja litosfere i hidrosfere. Dakle, litosfera se brzo zagrijava i hladi, ali za hidrosferu su ti procesi mnogo sporiji. Razlog ovakvom drugačijem ponašanju u odnosu na sunčevo zračenje je njihov različit toplinski kapacitet, kao i snaga zračenja.
Drugi izvori energije koji utječu na vrijeme
Sunčeva energija daje glavni doprinos svim procesima koji se odvijaju u troposferi. Međutim, postoje i drugi izvori energije koji mogu utjecati na stanje vremenskih uvjeta u određenom području, a također osigurati stabilnost ovih uvjeta:
- geotermalna energija i vulkanski procesi;
- proces disanja i otpadni produkti bioloških organizama koji igraju važnu ulogu u održavanju stabilnog kemijskog sastava atmosfere.
Atmosferski procesi i njihove vremenske i prostorne skale
Kao što je navedeno, svi procesi u atmosferi povezani su s fluktuacijama količine sunčeve energije koja ulazi u Zemlju. Zbog tih kolebanja zrak se zagrijava i hladi danju i noću. Ovo je dnevna promjena vremena. Procesi stvaranja i topljenja snijega su već godišnji.
Zagrijavanje zraka u određenom području dovodi do njegovog širenja, što znači pad tlaka. Promjena tlaka dovodi do stvaranja vjetrova koji težeizjednačiti razliku. Oni su različite prirode i u izvanrednim situacijama mogu dovesti do stvaranja uragana i tornada. U potonjem slučaju govori se o vrlo teškim meteorološkim uvjetima. Zauzvrat, uragani su kratkoročni fenomen određenog područja, odnosno karakteriziraju ih prostorni i dugoročni vremenski parametri.
Meteorološka prognoza
Teško je zamisliti moderni svijet bez informacija o vremenskoj prognozi u bilo kojoj regiji planete. Dakle, letovi zrakoplova, poljoprivredne i komercijalne aktivnosti svake godine sve više ovise o meteorološkim podacima. Na primjer, rasporedi letova se drastično mijenjaju tijekom nepovoljnih vremenskih uvjeta.
Meteorološka prognoza rezultat je obrade velikog broja podataka pomoću najmoćnijih računala koja obrađuju ulazne informacije u okviru nekog složenog empirijskog modela koristeći poznate zakone fizike. Podaci o meteorološkim uvjetima određene regije prikupljaju se pomoću strateški lociranih meteoroloških postaja na zemlji, pomoću satelita i bespilotnih letjelica.
Proučavanje atmosferskih procesa na drugim planetima
Meteorologija je interdisciplinarna znanost. Praktični rezultat ove znanosti je meteorološka prognoza. Složenost samog zadatka povezana je s potrebnim razmatranjem stotina i tisuća čimbenika koji utječu na rezultat prognoze. Za najboljerazumijevajući utjecaj ovih čimbenika na vrijeme naše Zemlje, znanstvenici diljem svijeta bave se promatranjem i proučavanjem atmosferskih procesa na drugim planetima Sunčevog sustava. Na primjer, Velika crvena pjega na Jupiteru, koja je moćna anticiklona koja postoji više od 300 godina.
