Meteorologiset olosuhteet: käsite, olosuhteiden määritelmä, vuodenaikojen ja päivittäiset vaihtelut, suurimmat ja alin sallitut lämpötilat

2024 Kirjoittaja: Henry Conors | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-02-12 06:46

Meteorologiset olosuhteet tarkoittavat ilmakehän tilaa, jolle on yleensä ominaista ilman lämpötila, paine, kosteus, nopeus ja pilvien esiintyminen tai puuttuminen. Katsotaanpa tarkemmin säähän ja ilmastoon liittyviä kysymyksiä.

Yleiset käsitteet ja termit

Kun puhutaan sääolosuhteista, he käyttävät usein sellaisia termejä kuin sää tai ilmasto. Säällä tarkoitetaan ilmakehän tämänhetkistä tilaa, eli on selkeää tai pilvistä, kylmää tai kuumaa, ilma on kosteaa tai kuivaa, puh altaa kova tuuli tai jollain alueella on tyyni. Ilmastosta puhuttaessa tarkoitetaan ilmakehän ilmiöiden ominaisuutta pidemmällä aikavälillä, esimerkiksi kesä- tai syysilmastoa.

Toinen ero "sään" ja "ilmaston" välillä on alueellinen tekijä. Sää voi vaihdella paikasta toiseen, esimerkiksi tietyssä kaupungissa saattaa sataa vettä, ja klo 20km päässä kaupungista voi olla selkeä sää. Ilmasto on laajempi ominaisuus paitsi ajallisesti myös avaruudessa. Joten on olemassa käsityksiä trooppisesta, mannermaisesta tai polaarisesta ilmastosta.

Miksi maapallon eri alueilla on erilainen ilmasto?

Vastaus tähän kysymykseen on planeettamme pallomainen muoto. Tämä muoto saa auringonsäteet putoamaan eri kulmissa sen pinnalle. Mitä lähempänä säteiden tulokulma on 90^o, sitä enemmän pinta ja ilma lämpenevät. Tämä tilanne on tyypillinen trooppisille ja subtrooppisille vyöhykkeille. Päinvastoin, mitä kauemmaksi säteiden tulokulma poikkeaa oikeasta kulmasta, sitä vähemmän aurinkoenergiaa maaperä ja ilma saavat ja ilmasto on kylmempää. Hämmästyttävä esimerkki kylmästä ilmastosta on ilmakehän tila Etelämantereella.

Planeetan napa- ja päiväntasaajan lämpötilaerot puolestaan johtavat tuulien ilmaantuvuuteen ja luovat myös edellytykset sadepilvien muodostumiselle. Erilaiset sääolosuhteet maan leveysasteilla johtavat syklonien (alhaisen ilmanpaineen alueet) ja antisyklonien (vyöhykkeet, joissa ilmanpaine on korkea) ilmaantumiseen ja häviämiseen.

Syy vuodenaikojen olemassaoloon

Jokainen lapsi tietää pienestä pitäen, että on 4 vuodenaikaa: talvi, syksy, kevät ja kesä. Kaikki nämä vuodenajat, joista jokaiselle ovat ominaisia tietyt ilmasto- ja sääolosuhteet, esiintyvät kuitenkin vain planeettamme keskimmäisillä leveysasteilla. Planeettamme kaistalla, joka sijaitsee eteläisen pallonpuoliskon 40. leveydestä 40. leveyspiiriin, vallitsee trooppinen ja subtrooppinen ilmasto, jolle on ominaista vain 2 kertaa tai vuodenaikaa vuodessa: märkä ja kuiva.

Otimme syyn erilaisiin sääolosuhteisiin eri leveysasteilla. Mutta miksi kausi vaihtuu? Vastaus tähän kysymykseen on maan pyörimisakselin kallistuksessa suhteessa maan kiertoradan tasoon. Planeettamme pyörii auringon ympäri lähes täydellisessä ympyrässä, ja jos maapallon akselia ei olisi kallistettu 23,5^o, ilmasto ei muuttuisi millään leveysasteella vuoden aikana. Planeetan k alteva pyörimisakseli tarjoaa vaihtelut planeetan pinnalle tulevan aurinkoenergian määrässä jokaisessa pisteessä vuoden aikana. Nämä energiamuutokset aiheuttavat ilman lämpötilan vaihteluita, jotka ovat tyypillisesti ±40°C. Suurin sallittu lämpötila on +58°C (El Azizia, Libya) ja -89,2°C (Antarktis).

Huomaa, että planeettamme pyörimisakselin k altevuus ei ole ollut vakio koko sen olemassaolon ajan. Tiedetään aidosti, että dinosaurusten olemassaolon aikana maan päällä se oli ehdottomasti erilainen. Tähän k altevuuteen voivat vaikuttaa sekä ulkoiset tekijät, jotka liittyvät erilaisiin kosmisiin kappaleisiin, että sisäiset tekijät, jotka johtuvat planeettamme pinnan massan jakautumisen muutoksista.

Suotuisat ja epäsuotuisat sääolosuhteet

Usein voitkuulet sanat: "tällä alueella on hyvä sää" tai "tällä alueella on odotettavissa huonoa säätä". Mikä on näiden lauseiden merkitys? Vastataksesi kysymykseen, tässä ovat tärkeimmät parametrit, jotka määrittävät ilmakehän tilan (tarkemmin sanottuna meidän on sanottava troposfääri, koska kaikki sääilmiöt esiintyvät maapallon ilmakehän alaosassa):

lämpötila;
paine;
tuulen nopeus;
ilman kosteus;
pilvien läsnäolo tai puuttuminen.

Yllä olevien viiden parametrin indikaattorit antavat meille mahdollisuuden puhua sekä suotuisista että epäsuotuisista sääolosuhteista (NMU). Esimerkiksi korkea lämpötila ja paine, liian kirkas aurinko ja alhainen ilmankosteus tai päinvastoin alhaiset lämpötilat, sade, korkea tuulen nopeus, matala paine - kaikki nämä ovat NMU. Suotuisille sääolosuhteille on yleensä ominaista yllä olevien ilmastoparametrien keskiarvot.

Kaikkien ilmakehän prosessien päälähde

Tietenkin kaikkien ilmakehän (eikä vain) prosessien moottori on auringon säteily. Hän saa monet kemikaalit täydentämään kiertokulkuaan luonnossa. Ilmaston ja sään suhteen voidaan sanoa seuraavaa: Maahan putoavat auringonsäteet eivät suoraan lämmitä ilmakehää, ensinnäkin litosfäärin lämpötila nousee, sitten hydrosfäärin lämpötila. Jäähtyessään litosfääri ja hydrosfääri lähettävät infrapuna-sähkömagneettisia a altoja, joita yksinkertaistetusti kutsutaan "lämmöksi". Tarkalleennämä aallot lämmittävät planeetan ilmakehän.

Tärkeä kohta elinympäristön sääolosuhteiden muodostumisessa on litosfäärin ja hydrosfäärin erilainen lämpenemis- ja jäähtymisnopeus. Siten litosfääri lämpenee ja jäähtyy nopeasti, mutta hydrosfäärissä nämä prosessit ovat paljon hitaampia. Syy tähän erilaiseen käyttäytymiseen auringon säteilyn suhteen on niiden erilainen lämpökapasiteetti sekä säteilyteho.

Muut säähän vaikuttavat energialähteet

Aurinkoenergialla on pääosa kaikissa troposfäärissä tapahtuvissa prosesseissa. On kuitenkin olemassa muita energialähteitä, jotka voivat vaikuttaa sääolosuhteiden tilaan tietyllä alueella ja myös varmistaa näiden olosuhteiden vakauden:

geoterminen energia ja vulkaaniset prosessit;
hengitysprosessi ja biologisten organismien jätetuotteet, joilla on tärkeä rooli ilmakehän vakaan kemiallisen koostumuksen ylläpitämisessä.

Ilmakehän prosessit ja niiden ajalliset ja spatiaaliset mittakaavat

Kuten todettiin, kaikki ilmakehän prosessit liittyvät Maahan tulevan aurinkoenergian määrän vaihteluihin. Näistä vaihteluista johtuen ilma lämpenee ja jäähtyy yötä päivää. Tämä on päivittäinen sään muutos. Lumen muodostumis- ja sulamisprosessit ovat jo vuosittaisia.

Ilman lämmittäminen tietyllä alueella johtaa sen laajenemiseen, mikä tarkoittaa paineen laskua. Paineen muutos johtaa tuulien muodostumiseen, joilla on taipumustasoittaa eron. Ne ovat luonteeltaan erilaisia ja voivat hätätilanteissa johtaa hurrikaanien ja tornadojen muodostumiseen. Jälkimmäisessä tapauksessa puhutaan erittäin vaikeista sääolosuhteista. Hurrikaanit puolestaan ovat tietyn alueen lyhytaikainen ilmiö, eli niille on ominaista alueelliset ja pitkän aikavälin ajalliset parametrit.

Meteorologinen ennuste

On vaikea kuvitella nykymaailmaa ilman tietoa planeetan minkään alueen sääennusteista. Siten lentokonelennot, maatalous ja kaupallinen toiminta ovat joka vuosi yhä enemmän riippuvaisia säätiedoista. Esimerkiksi lentoaikataulut muuttuvat voimakkaasti epäsuotuisten sääolosuhteiden aikana.

Meteorologinen ennuste on tulosta monien tietojen käsittelystä tehokkaimmilla tietokoneilla, jotka käsittelevät syötetyt tiedot jonkin monimutkaisen empiirisen mallin puitteissa käyttäen tunnettuja fysiikan lakeja. Tietyn alueen sääolosuhteita koskevat tiedot kerätään maan päällä strategisesti sijaitsevien sääasemien, satelliittien ja miehittämättömien ilma-alusten avulla.

Tutkimus ilmakehän prosesseista muilla planeetoilla

Meteorologia on monialainen tiede. Tämän tieteen käytännön tulos on meteorologinen ennustaminen. Itse tehtävän monimutkaisuus liittyy satojen ja tuhansien ennusteen tulokseen vaikuttavien tekijöiden välttämättömään huomioimiseen. Parhaan puolestaYmmärtääkseen näiden tekijöiden vaikutuksen maapallomme säähän, tutkijat ympäri maailmaa osallistuvat ilmakehän prosessien tarkkailuun ja tutkimukseen muilla aurinkokunnan planeetoilla. Esimerkiksi Jupiterin suuri punainen piste, joka on voimakas antisykloni, joka on ollut olemassa yli 300 vuotta.