Warunki meteorologiczne: pojęcie, definicja warunków, wahania sezonowe i dobowe, maksymalne i minimalne dopuszczalne temperatury

2024 Autor: Henry Conors | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-02-12 11:40

Warunki meteorologiczne oznaczają stan atmosfery, który zwykle charakteryzuje się temperaturą powietrza, ciśnieniem, wilgotnością, prędkością oraz obecnością lub brakiem chmur. Przyjrzyjmy się bliżej zagadnieniom związanym z pogodą i klimatem.

Ogólne pojęcia i terminy

Mówiąc o warunkach meteorologicznych, często używają terminów takich jak pogoda lub klimat. Przez pogodę rozumie się aktualny stan atmosfery, tzn. czy jest pogodnie lub pochmurno, zimno lub gorąco, powietrze jest wilgotne lub suche, wieje silny wiatr lub na danym terenie panuje spokój. Mówiąc o klimacie, mają na myśli charakterystykę zjawisk atmosferycznych w dłuższym okresie czasu, na przykład klimat letni lub jesienny.

Kolejną różnicą między pojęciami „pogody” i „klimatu” jest czynnik terytorialny. Pogoda może się różnić w zależności od miejsca, na przykład w pewnym mieście może padać deszcz, a o 20km od miasta może być bezchmurna pogoda. Klimat jest cechą bardziej rozciągniętą nie tylko w czasie, ale iw przestrzeni. Tak więc istnieją koncepcje klimatu tropikalnego, kontynentalnego lub polarnego.

Dlaczego różne obszary Ziemi mają różne klimaty?

Odpowiedzią na to pytanie jest kulisty kształt naszej planety. Ten kształt powoduje, że promienie słoneczne padają na jego powierzchnię pod różnymi kątami. Im bliższy kąt padania promieni do 90^o, tym bardziej nagrzewa się powierzchnia i powietrze. Taka sytuacja jest typowa dla stref tropikalnych i subtropikalnych. Wręcz przeciwnie, im bardziej kąt padania promieni odbiega od kąta prostego, tym mniej energii słonecznej otrzymuje gleba i powietrze, a klimat jest zimniejszy. Uderzającym przykładem zimnego klimatu jest stan atmosfery na Antarktydzie.

Z kolei różnica temperatur w strefach polarnych i równikowych planety prowadzi do pojawienia się wiatrów, a także stwarza przesłanki do powstania chmur deszczowych. Różne warunki meteorologiczne w szerokościach geograficznych Ziemi prowadzą do pojawiania się i zanikania cyklonów (obszary o niskim ciśnieniu atmosferycznym) i antycyklonów (strefy o wysokim ciśnieniu powietrza).

Powód istnienia pór roku

Każde dziecko od najmłodszych lat wie, że istnieją 4 pory roku: zima, jesień, wiosna i lato. Jednak wszystkie te pory roku, z których każdy charakteryzuje się pewnymi warunkami klimatycznymi i meteorologicznymi, występują tylko w środkowych szerokościach geograficznych naszej planety. W pasie naszej planety, który znajduje się od 40. równoleżnika południowego do 40. równoleżnika półkuli północnej, panuje klimat tropikalny i subtropikalny, który charakteryzuje się tylko 2 porami lub porami roku: mokrym i suchym.

Odkryliśmy przyczynę różnych warunków meteorologicznych na różnych szerokościach geograficznych. Ale dlaczego sezon się zmienia? Odpowiedź na to pytanie tkwi w nachyleniu osi obrotu Ziemi w stosunku do płaszczyzny orbity Ziemi. Nasza planeta krąży wokół Słońca po niemal idealnym okręgu i gdyby nie było nachylenia osi Ziemi o 23,5^o, to na każdej szerokości geograficznej klimat nie zmieniałby się w ciągu roku. Nachylona oś obrotu planety zapewnia wahania ilości energii słonecznej docierającej do powierzchni planety w każdym punkcie w ciągu roku. Te zmiany energii powodują wahania temperatury powietrza, które zwykle wynoszą ±40°C. Maksymalna i minimalna dopuszczalna temperatura wynosi odpowiednio +58 °C (El Azizia, Libia) i -89,2 °C (Antarktyka).

Zauważ, że nachylenie osi obrotu naszej planety nie było stałe przez cały czas jej istnienia. Autentycznie wiadomo, że w czasie istnienia dinozaurów na Ziemi było zdecydowanie inaczej. Na to nachylenie mogą mieć wpływ zarówno czynniki zewnętrzne związane z różnymi ciałami kosmicznymi, jak i czynniki wewnętrzne wynikające ze zmian w rozkładzie masy na powierzchni naszej planety.

Korzystne i niekorzystne warunki meteorologiczne

Często możeszusłyszeć słowa: „jest dobra pogoda” lub „w tym regionie spodziewana jest zła pogoda”. Jakie jest znaczenie tych fraz? Aby odpowiedzieć na pytanie, oto główne parametry, które określają stan atmosfery (a dokładniej mówiąc troposferę, ponieważ to w dolnej części ziemskiej atmosfery występują wszystkie zjawiska pogodowe):

• temperatura;
• ciśnienie;
• prędkość wiatru;
• wilgotność powietrza;
• obecność lub brak chmur.

Wskaźniki powyższych pięciu parametrów pozwalają nam mówić zarówno o korzystnych, jak i niesprzyjających warunkach meteorologicznych (NMU). Na przykład wysoka temperatura i ciśnienie, zbyt jasne słońce i niska wilgotność powietrza lub odwrotnie, niskie temperatury, deszcz, duża prędkość wiatru, niskie ciśnienie - wszystko to są NMU. Korzystne warunki pogodowe charakteryzują się zazwyczaj średnimi wartościami dla powyższych parametrów klimatycznych.

Główne źródło wszystkich procesów atmosferycznych

Oczywiście motorem wszystkich procesów atmosferycznych (i nie tylko) jest promieniowanie słoneczne. To ona sprawia, że wiele chemikaliów kończy swój cykl w naturze. W odniesieniu do klimatu i pogody możemy powiedzieć tak: promienie słońca padające na Ziemię nie ogrzewają bezpośrednio atmosfery, przede wszystkim wzrasta temperatura litosfery, potem hydrosfery. Schładzając się, litosfera i hydrosfera emitują podczerwone fale elektromagnetyczne, które w uproszczeniu nazywane są „ciepłem”. Dokładnie takte fale podgrzewają atmosferę planety.

Ważnym punktem w kształtowaniu warunków meteorologicznych siedliska jest różna szybkość ogrzewania i chłodzenia litosfery i hydrosfery. Tak więc litosfera szybko się nagrzewa i ochładza, ale w hydrosferze procesy te są znacznie wolniejsze. Powodem tego odmiennego zachowania w stosunku do promieniowania słonecznego jest ich różna pojemność cieplna, a także moc promieniowania.

Inne źródła energii mające wpływ na pogodę

Energia słoneczna ma największy udział we wszystkich procesach zachodzących w troposferze. Istnieją jednak inne źródła energii, które mogą wpływać na stan warunków pogodowych na danym obszarze, a także zapewniać stabilność tych warunków:

• energia geotermalna i procesy wulkaniczne;
• proces oddychania i produkty odpadowe organizmów biologicznych, które odgrywają ważną rolę w utrzymaniu stabilnego składu chemicznego atmosfery.

Procesy atmosferyczne i ich skale czasowe i przestrzenne

Jak już wspomniano, wszelkie procesy w atmosferze są związane z wahaniami ilości energii słonecznej, która dociera do Ziemi. Z powodu tych wahań powietrze nagrzewa się i ochładza w dzień iw nocy. To codzienna zmiana pogody. Procesy powstawania i topnienia śniegu są już roczne.

Podgrzanie powietrza w określonym obszarze prowadzi do jego rozszerzenia, co oznacza spadek ciśnienia. Zmiana ciśnienia prowadzi do powstawania wiatrów, które mają tendencję dowyrównać różnicę. Mają one inny charakter iw sytuacjach awaryjnych mogą prowadzić do powstania huraganów i tornad. W tym drugim przypadku mówi się o bardzo trudnych warunkach meteorologicznych. Z kolei huragany są krótkookresowym zjawiskiem określonego obszaru, to znaczy charakteryzują się parametrami przestrzennymi i długookresowymi parametrami czasowymi.

Prognoza meteorologiczna

Trudno wyobrazić sobie współczesny świat bez informacji o prognozie pogody w jakimkolwiek regionie planety. W związku z tym loty samolotów, działalność rolnicza i handlowa są z roku na rok coraz bardziej uzależnione od danych meteorologicznych. Na przykład rozkłady lotów zmieniają się drastycznie podczas niesprzyjających warunków pogodowych.

Prognoza meteorologiczna jest wynikiem przetwarzania wielu danych przy użyciu najpotężniejszych komputerów przetwarzających informacje wejściowe w ramach pewnego złożonego modelu empirycznego wykorzystującego znane prawa fizyki. Dane o warunkach meteorologicznych w danym regionie są gromadzone za pomocą strategicznie rozmieszczonych stacji meteorologicznych na ziemi, przy użyciu satelitów i bezzałogowych statków powietrznych.

Badanie procesów atmosferycznych na innych planetach

Meteorologia to nauka interdyscyplinarna. Praktycznym rezultatem tej nauki jest prognozowanie meteorologiczne. Złożoność samego zadania wiąże się z koniecznością uwzględnienia setek i tysięcy czynników, które wpływają na wynik prognozy. Dla najlepszychRozumiejąc wpływ tych czynników na pogodę naszej Ziemi, naukowcy na całym świecie zajmują się obserwacją i badaniem procesów atmosferycznych na innych planetach Układu Słonecznego. Na przykład Wielka Czerwona Plama na Jowiszu, potężny antycyklon, który istnieje od ponad 300 lat.