תנאים מטאורולוגיים פירושם מצב האטמוספירה, המאופיין בדרך כלל בטמפרטורת האוויר, לחץ, לחות, מהירות ונוכחות או היעדר עננים. בואו נסתכל מקרוב על נושאים הקשורים למזג אוויר ואקלים.
מושגים ומונחים כלליים
כשמדברים על תנאים מטאורולוגיים, הם משתמשים לעתים קרובות במונחים כמו מזג אוויר או אקלים. מזג האוויר מובן כמצב האטמוספירה הנוכחי, כלומר בהיר או מעונן, קר או חם, האוויר לח או יבש, רוח חזקה נושבת או שקט באזור מסוים. כאשר הם מדברים על אקלים, הם מתכוונים למאפיין של תופעות אטמוספריות לאורך זמן ארוך יותר, למשל, אקלים בקיץ או בסתיו.
הבדל נוסף בין המושגים של "מזג אוויר" ו"אקלים" הוא הגורם הטריטוריאלי. מזג האוויר יכול להשתנות ממקום למקום, לדוגמה, בעיר מסוימת עשוי לרדת גשם שוטף, ובשעה 20ק"מ מהעיר יכול להיות מזג אוויר בהיר. אקלים הוא מאפיין מורחב יותר לא רק בזמן אלא גם במרחב. אז, יש מושגים של אקלים טרופי, יבשתי או קוטבי.
מדוע באזורים שונים של כדור הארץ יש אקלים שונה?
התשובה לשאלה זו היא הצורה הכדורית של הפלנטה שלנו. צורה זו גורמת לקרני השמש ליפול בזוויות שונות על פני השטח שלה. ככל שזווית כניסת הקרניים קרובה יותר ל-90o, כך פני השטח והאוויר מתחממים יותר. מצב זה אופייני לאזורים טרופיים וסובטרופיים. להיפך, ככל שזווית נפילת הקרניים חורגת יותר מהזווית הנכונה, כך האדמה והאוויר מקבלים פחות אנרגיית שמש, והאקלים קר יותר. דוגמה בולטת לאקלים קר היא מצב האטמוספירה באנטארקטיקה.
בתורו, ההבדל בטמפרטורות של אזורי הקוטב והמשווני של כדור הארץ מוביל להופעת רוחות, וגם יוצר תנאים מוקדמים להיווצרות ענני גשם. תנאים מטאורולוגיים שונים בקווי הרוחב של כדור הארץ מביאים להופעה ולהיעלמות של ציקלונים (אזורים עם לחץ אטמוספרי נמוך) ואנטיציקלונים (אזורים עם לחץ אוויר גבוה).
הסיבה לקיומן של עונות השנה
כל ילד יודע כבר מגיל צעיר שיש 4 עונות: חורף, סתיו, אביב וקיץ. עם זאת, כל העונות הללו, שכל אחת מהן מאופיינת בתנאים אקלימיים ומטאורולוגיים מסוימים, מתרחשות רק בקווי הרוחב האמצעיים של הפלנטה שלנו.לרצועת כוכב הלכת שלנו, הממוקמת מהמקבילה ה-40 של חצי הכדור הצפוני ל-40 של חצי הכדור הצפוני, יש אקלים טרופי וסובטרופי, המתאפיין רק ב-2 פעמים או עונות בשנה: רטוב ויבש.
הבנו את הסיבה לתנאים המטאורולוגיים השונים בקווי רוחב שונים. אבל למה העונה משתנה? התשובה לשאלה זו טמונה בהטיה של ציר הסיבוב של כדור הארץ ביחס למישור מסלול כדור הארץ. כוכב הלכת שלנו סובב סביב השמש במעגל כמעט מושלם, ואם לא הייתה הטיה של ציר כדור הארץ ב-23.5o, אז בכל קו רוחב האקלים לא היה משתנה במהלך השנה. ציר הסיבוב המשופע של כוכב הלכת מספק תנודות בכמות האנרגיה הסולארית המגיעה לפני השטח של כוכב הלכת בכל נקודה במהלך השנה. שינויי אנרגיה אלו מביאים לתנודות בטמפרטורת האוויר שהן בדרך כלל ±40 מעלות צלזיוס. הטמפרטורות המקסימליות והמינימליות המותרות הן +58°C (אל עזיציה, לוב) ו-89.2°C (אנטארקטיקה) בהתאמה.
שימו לב שהנטייה של ציר הסיבוב של הפלנטה שלנו לא הייתה קבועה לאורך כל תקופת קיומו. זה ידוע באופן אותנטי שבמהלך קיומם של דינוזאורים על פני כדור הארץ, זה בהחלט היה שונה. שיפוע זה יכול להיות מושפע הן מגורמים חיצוניים הקשורים לגופים קוסמיים שונים, והן מגורמים פנימיים הנובעים משינויים בהתפלגות המסה על פני הפלנטה שלנו.
תנאים מטאורולוגיים נוחים ולא נוחים
לעתים קרובות אתה יכוללשמוע את המילים: "יש מזג אוויר טוב" או "מזג אוויר גרוע צפוי באזור זה". מה המשמעות של ביטויים אלו? כדי לענות על השאלה, להלן הפרמטרים העיקריים הקובעים את מצב האטמוספירה (למען הדיוק, צריך לומר את הטרופוספירה, שכן בחלק התחתון של האטמוספירה של כדור הארץ מתרחשות כל תופעות מזג האוויר):
- temperatur;
- pressure;
- מהירות רוח;
- לחות אוויר;
- נוכחות או היעדר עננים.
האינדיקטורים של חמשת הפרמטרים לעיל מאפשרים לנו לדבר על תנאים מטאורולוגיים נוחים וגם לא נוחים (NMU). לדוגמה, טמפרטורה ולחץ גבוהים, שמש בהירה מדי ולחות נמוכה באוויר או להיפך, טמפרטורות נמוכות, גשם, מהירות רוח גבוהה, לחץ נמוך - כל אלה הם NMU. תנאי מזג אוויר נוחים מאופיינים בדרך כלל בערכים ממוצעים של הפרמטרים האקלימיים לעיל.
המקור העיקרי לכל התהליכים האטמוספריים
כמובן, המנוע של כל התהליכים האטמוספריים (ולא רק) הוא קרינת השמש. היא זו שגורמת לכימיקלים רבים להשלים את המחזור שלהם בטבע. ביחס לאקלים ומזג האוויר, אנו יכולים לומר את הדברים הבאים: קרני השמש הנופלות על כדור הארץ אינן מחממות ישירות את האטמוספירה, קודם כל, הטמפרטורה של הליתוספירה עולה, ואז ההידרוספירה. מתקררות, הליתוספירה וההידרוספרה פולטות גלים אלקטרומגנטיים אינפרא אדום, אשר במילים פשוטות נקראים "חום". בְּדִיוּקגלים אלה מחממים את האטמוספירה של כדור הארץ.
נקודה חשובה בהיווצרות התנאים המטאורולוגיים של בית הגידול היא קצב החימום והקירור השונה של הליתוספירה וההידרוספרה. לפיכך, הליתוספירה מתחממת במהירות ומתקררת, אך עבור ההידרוספירה, התהליכים הללו איטיים הרבה יותר. הסיבה להתנהגות השונה הזו ביחס לקרינת השמש היא יכולת החום השונה שלהם, כמו גם הספק הקרינה.
מקורות אנרגיה אחרים המשפיעים על מזג האוויר
אנרגיה סולארית תורמת את התרומה העיקרית לכל התהליכים המתרחשים בטרופוספירה. עם זאת, ישנם מקורות אנרגיה אחרים שיכולים להשפיע על מצב תנאי מזג האוויר באזור מסוים, וגם להבטיח את היציבות של תנאים אלה:
- אנרגיה גיאותרמית ותהליכים געשיים;
- תהליך נשימה ומוצרי פסולת של אורגניזמים ביולוגיים הממלאים תפקיד חשוב בשמירה על הרכב כימי יציב של האטמוספירה.
תהליכים אטמוספריים והקשקשים הזמניים והמרחביים שלהם
כפי שצוין, כל תהליכים באטמוספירה קשורים לתנודות בכמות אנרגיית השמש הנכנסת לכדור הארץ. בשל תנודות אלו, האוויר מתחמם ומתקרר ביום ובלילה. זהו שינוי יומיומי במזג האוויר. תהליכי היווצרות והפשרת השלג הם כבר שנתיים.
חימום האוויר באזור מסוים מביא להתרחבותו, כלומר ירידה בלחץ. שינוי בלחץ מוביל להיווצרות רוחות הנוטות לכךלהשוות את ההפרש. הם בעלי אופי שונה ובמצבי חירום עלולים להוביל להיווצרות של סופות הוריקן וטורנדו. במקרה האחרון, מדברים על תנאים מטאורולוגיים קשים מאוד. בתורם, הוריקנים הם תופעה קצרת טווח של אזור מסוים, כלומר, הם מתאפיינים בפרמטרים מרחביים וארוכי טווח זמניים.
תחזית מטאורולוגית
קשה לדמיין את העולם המודרני ללא מידע על תחזית מזג האוויר בכל אזור בכדור הארץ. לפיכך, טיסות מטוסים, פעילויות חקלאיות ומסחריות תלויות יותר ויותר בנתונים מטאורולוגיים מדי שנה. לדוגמה, לוחות הזמנים של הטיסות משתנים באופן דרסטי בתנאי מזג אוויר קשים.
תחזית מטאורולוגית היא תוצאה של עיבוד נתונים רבים באמצעות המחשבים החזקים ביותר המעבדים את המידע הקלט במסגרת של מודל אמפירי מורכב כלשהו תוך שימוש בחוקי הפיזיקה הידועים. נתונים על התנאים המטאורולוגיים של אזור מסוים נאספים באמצעות תחנות מזג אוויר הממוקמות אסטרטגית על הקרקע, באמצעות לוויינים וכלי טיס בלתי מאוישים.
מחקר של תהליכים אטמוספריים בכוכבי לכת אחרים
מטאורולוגיה היא מדע בין-תחומי. התוצאה המעשית של מדע זה היא חיזוי מטאורולוגי. מורכבות המשימה עצמה קשורה בהתחשבות הנדרשת במאות ואלפי גורמים המשפיעים על תוצאת התחזית. לטובהמתוך הבנת השפעתם של גורמים אלה על מזג האוויר של כדור הארץ שלנו, מדענים ברחבי העולם עוסקים בתצפית ובמחקר של תהליכים אטמוספריים על כוכבי לכת אחרים של מערכת השמש. לדוגמה, הכתם האדום הגדול על צדק, שהוא אנטיציקלון רב עוצמה שקיים למעלה מ-300 שנה.
