UlazNajhladniji mjesec u Mumbaiju. Meteorologija i klimatologija. Instrumenti za mjerenje brzine vjetra
Sadržaj članka
METEOROLOGIJA I KLIMATOLOGIJA. Meteorologija je nauka o Zemljinoj atmosferi. Klimatologija je grana meteorologije koja proučava dinamiku promjena prosječnih karakteristika atmosfere u bilo kojem periodu - godišnjem dobu, nekoliko godina, nekoliko decenija ili u dužem periodu. Ostale grane meteorologije su dinamička meteorologija (proučavanje fizičkih mehanizama atmosferskih procesa), fizička meteorologija (razvoj radarskih i svemirskih metoda za proučavanje atmosferskih pojava) i sinoptička meteorologija (nauka o obrascima promjena vremena). Ovi dijelovi se preklapaju i nadopunjuju. KLIMA.
Značajan dio meteorologa je uključen u vremensku prognozu. Oni rade u državnim i vojnim organizacijama i privatnim kompanijama koje daju prognoze za avijaciju, Poljoprivreda, građevinarstva i mornarice, a emituju se i na radiju i televiziji. Drugi prate nivoe zagađenja, pružaju konsultacije, podučavaju ili istražuju. At meteorološka posmatranja, vremenska prognoza i naučno istraživanje Elektronska oprema postaje sve važnija.
PRINCIPI PROUČAVANJA VREMENA
temperatura, Atmosferski pritisak, gustina i vlažnost zraka, brzina i smjer vjetra glavni su pokazatelji stanja atmosfere, a dodatni parametri uključuju podatke o sadržaju plinova kao što su ozon, ugljični dioksid itd.
Karakteristika unutrašnje energije fizičkog tijela je temperatura, koja raste sa povećanjem unutrašnje energije okoline (na primjer, zraka, oblaka, itd.) ako je energetski bilans pozitivan. Glavne komponente energetskog bilansa su grijanje kroz apsorpciju ultraljubičastog, vidljivog i infracrvenog zračenja; hlađenje zbog infracrvenog zračenja; izmjena toplote sa površinom zemlje; sticanje ili gubitak energije tokom kondenzacije ili isparavanja vode, kao i tokom kompresije ili širenja vazduha. Temperatura se može mjeriti u stepenima Farenhajta (F), Celzijusa (C) ili Kelvina (K). Najniža moguća temperatura, 0° Kelvina, naziva se "apsolutna nula". Različite temperaturne skale povezane su jedna s drugom sljedećim odnosima:
F = 9/5 C + 32; C = 5/9 (Ž – 32) i K = C + 273,16,
gdje F, C i K označavaju temperaturu u stepenima Farenhajta, Celzijusa i Kelvina. Farenhajtova i Celzijusova skala se poklapaju u tački –40°, tj. –40° F = –40° C, što se može provjeriti korištenjem gornjih formula. U svim ostalim slučajevima, temperature u stepenima Farenhajta i Celzijusa će se razlikovati. U naučnim istraživanjima najčešće se koriste Celzijusove i Kelvinove skale.
Atmosferski pritisak u svakoj tački određen je masom vazdušnog stuba iznad. Mijenja se ako se promijeni visina vazdušnog stuba iznad date tačke. Pritisak zraka na nivou mora je cca. 10,3 t/m2. To znači da je težina stupa zraka s horizontalnom bazom od 1 kvadratni metar na razini mora 10,3 tone.
Gustoća zraka je omjer mase zraka i zapremine koju zauzima. Gustoća zraka se povećava kada se kompresuje i smanjuje kada se širi.
Temperatura, pritisak i gustina vazduha su međusobno povezani jednadžbom stanja. Vazduh je u velikoj meri sličan "idealnom gasu", za koji je, prema jednačini stanja, temperatura (izražena u Kelvinovoj skali) pomnožena sa gustinom i podeljena sa pritiskom konstanta.
Prema drugom Newtonovom zakonu kretanja (zakon kretanja), promjene brzine i smjera vjetra uzrokovane su silama koje djeluju u atmosferi. Ovo je sila gravitacije, koja drži sloj zraka blizu zemljine površine, gradijent pritiska (sila usmjerena iz područja visokog pritiska do niže regije) i Coriolisove sile. Coriolisova sila utječe na uragane i druge vremenske događaje velikih razmjera. Što je njihov obim manji, to je za njih ta moć manje značajna. Na primjer, smjer rotacije tornada (tornada) ne ovisi o njemu.
VODENA PARA I OBLACI
Vodena para se nalazi u vodi gasovitom stanju. Ako zrak ne može zadržati više vodene pare, postaje zasićen, a tada voda sa izložene površine prestaje da isparava. Sadržaj vodene pare u zasićenom zraku usko ovisi o temperaturi i s njenim povećanjem za 10°C može se povećati najviše dva puta.
Relativna vlažnost je omjer količine vodene pare koja se stvarno nalazi u zraku i količine vodene pare koja odgovara stanju zasićenja. Relativna vlažnost vazduha blizu zemljine površine je često visoka ujutru kada je hladno. Kako temperatura raste, relativna vlažnost obično opada, čak i ako se količina vodene pare u zraku malo mijenja. Pretpostavimo da je ujutro na temperaturi od 10 °C relativna vlažnost bila blizu 100%. Ako temperatura padne tokom dana, voda će se kondenzovati i formirati rosa. Ako temperatura poraste, na primjer na 20°C, rosa će ispariti, ali će relativna vlažnost biti samo cca. 50%.
Oblaci nastaju kada se vodena para u atmosferi kondenzira, formirajući ili kapljice vode ili kristale leda. Oblaci nastaju kada se vodena para diže i hladi iznad svoje tačke zasićenja. Kako se zrak diže, ulazi u slojeve sve nižeg pritiska. Nezasićeni zrak raste za oko 10° C za svaki kilometar.Ako zrak s relativnom vlažnošću od cca. 50% će porasti više od 1 km, počeće formiranje oblaka. Kondenzacija se prvo javlja u dnu oblaka, koji raste prema gore sve dok se zrak više ne diže i stoga se hladi. Ljeti se ovaj proces lako može uočiti na primjeru bujnih kumulusnih oblaka sa ravnom osnovom i vrhom koji se diže i spušta uz kretanje zraka. Oblaci se takođe formiraju u frontalnim zonama kada topli vazduh klizi prema gore, krećući se preko hladnog vazduha, a istovremeno se hladi do stanja zasićenja. Oblačnost se javlja i u područjima niskog pritiska sa rastućim strujama vazduha.
Magla je oblak koji se nalazi blizu površine zemlje. Često se spušta na zemlju u tihim, vedrim noćima, kada je vazduh vlažan i kada se površina zemlje hladi, zračeći toplotu u svemir. Magla se takođe može formirati kada topli, vlažni vazduh prolazi preko hladne površine zemlje ili vode. Ako je hladan vazduh iznad površine tople vode, pred vašim očima se pojavljuje magla isparavanja. Često se formira u kasna jesenja jutra iznad jezera, a tada se čini da voda ključa.
Kondenzacija je složen proces u kojem mikroskopske čestice nečistoća u zraku (čađa, prašina, morska sol) služe kao jezgra kondenzacije oko kojih se formiraju kapljice vode. Ista jezgra su neophodna za zamrzavanje vode u atmosferi, jer se u veoma čistom vazduhu, u njihovom odsustvu, kapljice vode ne smrzavaju do temperature od cca. –40° C. Jezgro za formiranje leda je mala čestica, po strukturi slična kristalu leda, oko koje se formira komad leda. Sasvim je prirodno da su čestice leda u zraku najbolja jezgra za stvaranje leda. Ulogu takvih jezgara igraju i najsitnije čestice gline, koje dobijaju poseban značaj na temperaturama ispod –10°–15° C. Tako se stvara čudna situacija: kapljice vode u atmosferi se gotovo nikada ne smrzavaju kada temperatura prođe kroz 0° C. Za njih Zamrzavanje zahtijeva znatno niže temperature, posebno ako u zraku ima malo jezgri leda. Jedan od načina za stimulaciju padavina je raspršivanje čestica srebrnog jodida - umjetnih kondenzacijskih jezgara - u oblake. Oni pomažu da se sitne kapljice vode smrznu u kristale leda koji su dovoljno teški da padnu kao snijeg.
Formiranje kiše ili snijega je prilično složen proces. Ako su kristali leda unutar oblaka preteški da bi ostali suspendovani u uzlaznoj struji, padaju kao snijeg. Ako su niži slojevi atmosfere dovoljno topli, pahulje se tope i padaju na zemlju kao kapi kiše. Čak i ljeti umjerenim geografskim širinama ah kiše obično nastaju u obliku leda. Čak iu tropima, kiša koja pada iz kumulonimbusnih oblaka počinje česticama leda. Uvjerljiv dokaz da led postoji u oblacima čak i ljeti je grad.
Kiša obično dolazi iz “toplih” oblaka, tj. od oblaka sa temperaturama iznad nule. Ovdje se male kapljice koje nose naboje suprotnog predznaka privlače i spajaju u veće kapljice. Mogu se povećati toliko da postanu preteške, više ih ne podržavaju uzlazne struje i kiša.
Osnovu moderne međunarodne klasifikacije oblaka postavio je 1803. engleski meteorolog amater Luke Howard. U njemu radi opisa izgled Za oblake se koriste latinski izrazi: alto - visoki, cirus - cirus, cumulus - kumulus, nimbus - kišni i slojeviti - slojeviti. Različite kombinacije ovih pojmova koriste se za imenovanje deset glavnih oblika oblaka: cirus - cirus; cirokumulus – cirokumulus; cirostratus – cirostratus; altocumulus – visokokumulus; altostratus – visoko slojevit; nimbostratus – nimbostratus; stratocumulus – stratocumulus; stratus – slojevit; kumulus - kumulus i kumulonimbus - kumulonimbus. Altokumulusni i altostratusni oblaci se nalaze više od kumulusnih i stratusnih oblaka.
Oblaci nižeg sloja (stratus, stratocumulus i nimbostratus) se sastoje gotovo isključivo od vode, njihove osnove se nalaze do visine od približno 2000 m. Oblaci koji se šire duž površine zemlje nazivaju se magla.
Osnove oblaka srednjeg nivoa (altokumulus i altostratus) nalaze se na visinama od 2000 do 7000 m. Ovi oblaci imaju temperature od 0°C do -25°C i često su mješavina kapljica vode i kristala leda.
Oblaci gornjeg nivoa (cirus, cirokumulus i cirostratus) obično imaju nejasne obrise jer se sastoje od kristala leda. Njihove baze nalaze se na nadmorskoj visini većoj od 7000 m, a temperatura je ispod –25°C.
Kumulusni i kumulonimbusni oblaci su oblaci vertikalnog razvoja i mogu se protezati izvan jednog sloja. Ovo se posebno odnosi na kumulonimbus oblake, čije su osnove udaljene svega nekoliko stotina metara od površine zemlje, a vrhovi mogu doseći visinu od 15-18 km. U donjem dijelu se sastoje od kapljica vode, au gornjem dijelu od kristala leda.
KLIMA I KLIMATSKI FAKTORI
Drevni grčki astronom Hiparh (2. vek pne) je uslovno podelio površinu Zemlje paralelama na geografske zone, koje se razlikuju po visini podnevnog položaja Sunca na najduži dan u godini. Ove zone su se zvale klime (od grčkog klima - nagib, što je izvorno značilo "kosina" sunčeve zrake"). Tako je identificirano pet klimatskih zona: jedna topla, dvije umjerene i dvije hladne, koje su činile osnovu geografske zonacije. globus.
Više od 2000 godina, termin „klima“ se koristio u tom smislu. Ali nakon 1450. godine, kada su portugalski mornari prešli ekvator i vratili se u svoju domovinu, pojavile su se nove činjenice koje su zahtijevale reviziju klasičnih pogleda. Među informacijama o svijetu do kojih su dolazile tokom putovanja otkrića bile su klimatske karakteristike odabranih zona, što je omogućilo proširenje samog pojma „klima“. Klimatske zone više nisu bile samo matematički izračunate površine zemljine površine na osnovu astronomskih podataka (tj. vruće i suvo tamo gdje Sunce izlazi visoko, i hladno i vlažno tamo gdje je nisko, pa stoga ne grije dobro). Otkriveno je da klimatske zone ne odgovaraju samo geografskim širinama, kao što se ranije mislilo, već imaju vrlo nepravilne obrise.
Sunčevo zračenje, opšta atmosferska cirkulacija, geografska distribucija kontinenti i okeani i najveći reljefni oblici su glavni faktori koji utiču na klimu kopna. Sunčevo zračenje je najvažniji faktor u formiranju klime i stoga će biti razmotreno detaljnije.
ZRAČENJE
U meteorologiji, izraz "zračenje" označava elektromagnetno zračenje, koje uključuje vidljivu svjetlost, ultraljubičasto i infracrveno zračenje, ali ne uključuje radioaktivnog zračenja. Svaki predmet, u zavisnosti od svoje temperature, emituje različite zrake: manje zagrejana tela su uglavnom infracrvena, vrela tela su crvena, toplija tela su bijela (tj. ove boje će preovladavati kada ih opažamo našim vidom). Čak i topliji objekti emituju plave zrake. Što je neki predmet topliji, to više svjetlosne energije emituje.
1900. godine njemački fizičar Max Planck razvio je teoriju koja objašnjava mehanizam zračenja zagrijanih tijela. Ova teorija, za koju je dobio Nobelovu nagradu 1918., postala je jedan od kamena temeljaca fizike i postavila temelje kvantna mehanika. Ali zagrijana tijela ne emituju svo svjetlosno zračenje. Postoje i drugi procesi koji uzrokuju luminescenciju, kao što je fluorescencija.
Iako je temperatura unutar Sunca milioni stepeni, boja sunčeve svjetlosti određena je temperaturom njegove površine (oko 6000°C). Električna žarulja sa žarnom niti emituje svjetlosne zrake, čiji se spektar značajno razlikuje od spektra sunčeve svjetlosti, budući da se temperatura niti u žarulji kreće od 2500 ° C do 3300 ° C.
Preovlađujući tip elektromagnetno zračenje oblaci, drveće ili ljudi je infracrveno zračenje, nevidljivo ljudskom oku. To je glavni način vertikalne razmjene energije između zemljine površine, oblaka i atmosfere.
Meteorološki sateliti opremljeni su posebnim instrumentima koji snimaju slike u infracrvenim zracima koje u svemir emituju oblaci i zemljina površina. Oblaci koji su hladniji od Zemljine površine emituju manje zračenja i stoga izgledaju tamniji u infracrvenom svjetlu od Zemlje. Velika prednost infracrvene fotografije je u tome što se može raditi 24 sata dnevno (na kraju krajeva, oblaci i Zemlja neprestano emituju infracrvene zrake).
Ugao insolacije.
Količina insolacije (dolazeće sunčevo zračenje) varira tokom vremena i od mjesta do mjesta u skladu sa promjenom ugla pod kojim sunčevi zraci udaraju o površinu Zemlje: što je Sunce više iznad glave, to je veće. Promjene ovog ugla su uglavnom određene rotacijom Zemlje oko Sunca i njenom rotacijom oko svoje ose.
Zemljina revolucija oko Sunca
ne bi bilo mnogo važno da je Zemljina osa okomita na ravan Zemljine orbite. U ovom slučaju, u bilo kojoj tački globusa u isto doba dana, Sunce bi se podiglo na istu visinu iznad horizonta i pojavile bi se samo male sezonske fluktuacije u insolaciji uzrokovane promjenama udaljenosti od Zemlje do Sunca. . Ali u stvari, Zemljina os odstupa od okomite na orbitalnu ravan za 23° 30º, i zbog toga se ugao upada sunčevih zraka mijenja u zavisnosti od položaja Zemlje u orbiti.
U praktične svrhe, zgodno je pretpostaviti da se Sunce kreće na sjever tokom godišnjeg ciklusa od 21. decembra do 21. juna i na jug od 21. juna do 21. decembra. U mjesnom podne 21. decembra duž cijele South Tropic(23° 30° S) Sunce "stoji" direktno iznad glave. U ovom trenutku, na južnoj hemisferi, sunčevi zraci padaju pod najvećim uglom. Ovaj trenutak na sjevernoj hemisferi se zove “ zimski solsticij" Tokom očiglednog pomeranja prema severu, Sunce prelazi nebeski ekvator 21. marta (prolećna ravnodnevica). Na ovaj dan obje hemisfere primaju istu količinu sunčevog zračenja. Najsjeverniji položaj, 23° 30° S. (Sjeverni Tropik), Sunce dostiže 21. jun. Ovaj trenutak, kada sunčevi zraci padaju pod najvećim uglom na sjevernoj hemisferi, naziva se ljetni solsticij. 23. septembra, u vrijeme jesenje ravnodnevice, Sunce ponovo prelazi nebeski ekvator.
Nagib Zemljine ose u odnosu na ravan Zemljine orbite određuje promjene ne samo u kutu upada sunčevih zraka na Zemljinu površinu, već iu dnevnom trajanju sunčeve svjetlosti. U ravnodnevici, trajanje dnevne svjetlosti na cijeloj Zemlji (osim polova) je 12 sati, u periodu od 21. marta do 23. septembra na sjevernoj hemisferi prelazi 12 sati, a od 23. septembra do 21. marta je kraće. od 12 sati Sjever 66° 30° s .sh. (Arktički krug) od 21. decembra polarna noć traje 24 sata, a od 21. juna dan traje 24 sata. Na Sjevernom polu polarna noć nastupa od 23. septembra do 21. marta, a polarni dan od 21. marta do 23. septembra.
Dakle, uzrok dva jasno definisana ciklusa atmosferskih pojava - godišnjeg, u trajanju od 365 1/4 dana, i dnevnog, 24-časovnog - je rotacija Zemlje oko Sunca i nagib Zemljine ose.
Količina sunčeve radijacije koja dnevno stiže na vanjsku granicu atmosfere na sjevernoj hemisferi izražena je u vatima po kvadratnom metru horizontalna površina (tj. paralelna sa zemljinom površinom, ne uvijek okomita na sunčeve zrake) i zavisi od solarne konstante, ugla nagiba sunčevih zraka i dužine dana (tabela 1).
| Tabela 1. DOLAZAK SUNČEVE ZRAČENJA NA GORNJU GRANICU ATMOSFERE (W/m2 dnevno) | ||||||||||
| Geografska širina, °N | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 |
| 21. juna | 375 | 414 | 443 | 461 | 470 | 467 | 463 | 479 | 501 | 510 |
| 21. decembar | 399 | 346 | 286 | 218 | 151 | 83 | 23 | 0 | 0 | 0 |
| Prosječna godišnja vrijednost | 403 | 397 | 380 | 352 | 317 | 273 | 222 | 192 | 175 | 167 |
Iz tabele proizilazi da je kontrast između ljeta i zimi neverovatno. 21. juna na sjevernoj hemisferi vrijednost insolacije je približno ista. Dana 21. decembra postoje značajne razlike između niskih i visokih geografskih širina i to je glavni razlog što je klimatska diferencijacija ovih geografskih širina zimi mnogo veća nego ljeti. Atmosferska makrocirkulacija, koja uglavnom zavisi od razlika u atmosferskom grijanju, bolje je razvijena zimi.
Godišnja amplituda toka sunčevog zračenja na ekvatoru je prilično mala, ali se naglo povećava prema sjeveru. Dakle, pod jednakim uslovima, godišnja temperaturna amplituda je određena uglavnom geografskom širinom područja.
Rotacija Zemlje oko svoje ose.
Intenzitet insolacije bilo gdje u svijetu bilo kojeg dana u godini zavisi i od doba dana. To se, naravno, objašnjava činjenicom da se Zemlja za 24 sata okrene oko svoje ose.
Albedo
– udio sunčevog zračenja kojeg reflektira predmet (obično izražen kao postotak ili dio jedinice). Albedo svježe palog snijega može doseći 0,81, a albedo oblaka, ovisno o vrsti i vertikalnoj debljini, kreće se od 0,17 do 0,81. Albedo tamnog suhog pijeska – cca. 0,18, zelena šuma - od 0,03 do 0,10. Albedo velikih vodenih površina zavisi od visine Sunca iznad horizonta: što je veći, to je niži albedo.
Zemljin albedo, zajedno sa atmosferom, mijenja se u zavisnosti od naoblake i površine snježnog pokrivača. Od svekolikog sunčevog zračenja do naše planete, cca. 0,34 se reflektuje u svemir i gubi u sistemu Zemlja-atmosfera.
Apsorpcija atmosferom.
Oko 19% sunčevog zračenja koje stigne do Zemlje apsorbira atmosfera (prema prosječnim procjenama za sve geografske širine i sva godišnja doba). U gornjim slojevima atmosfere ultraljubičasto zračenje apsorbiraju uglavnom kisik i ozon, a u donjim slojevima crveno i infracrveno zračenje (valne dužine veće od 630 nm) apsorbiraju uglavnom vodena para i u manjoj mjeri ugljični dioksid.
Apsorpcija na Zemljinoj površini.
Oko 34% direktnog sunčevog zračenja koje stiže na gornju granicu atmosfere reflektuje se u svemir, a 47% prolazi kroz atmosferu i apsorbuje se na zemljinoj površini.
Promena količine energije koju apsorbuje zemljina površina u zavisnosti od geografske širine prikazana je u tabeli. 2 i izražava se kao prosječna godišnja količina energije (u vatima) koju dnevno apsorbira horizontalna površina površine 1 m2. Razlika između prosječnog godišnjeg dolaska sunčevog zračenja na gornju granicu atmosfere dnevno i zračenja primljenog na zemljinu površinu u odsustvu oblaka na različitim geografskim širinama pokazuje njegove gubitke pod utjecajem različitih atmosferskih faktora (osim oblačnosti). Ovi gubici čine otprilike jednu trećinu dolaznog sunčevog zračenja svuda.
| Tabela 2. PROSJEČNI GODIŠNJI PRIJEM SUNČEVOG ZRAČENJA NA HORIZONTALNOJ POVRŠINI NA SJEVERNOJ HEMISFERI (W/m2 po danu) |
||||||||||
| Geografska širina, °N | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 |
| Dolazak radijacije na vanjsku granicu atmosfere | 403 | 397 | 380 | 352 | 317 | 273 | 222 | 192 | 175 | 167 |
| Dolazak radijacije na površinu zemlje tokom čisto nebo | 270 | 267 | 260 | 246 | 221 | 191 | 154 | 131 | 116 | 106 |
| Dolazak radijacije na površinu zemlje pod prosječnom oblačnošću | 194 | 203 | 214 | 208 | 170 | 131 | 97 | 76 | 70 | 71 |
| Zračenje koje apsorbuje zemljina površina | 181 | 187 | 193 | 185 | 153 | 119 | 88 | 64 | 45 | 31 |
Razlika između količine sunčeve radijacije koja dolazi na gornju granicu atmosfere i količine njenog dolaska na površinu zemlje za vrijeme prosječne oblačnosti, zbog gubitaka zračenja u atmosferi, značajno zavisi od geografska širina: 52% na ekvatoru, 41% na 30° S. i 57% na 60°N. Ovo je direktna posljedica kvantitativne promjene oblačnosti sa geografskom širinom. Zbog karakteristika atmosferske cirkulacije na sjevernoj hemisferi, količina oblaka je minimalna na geografskoj širini od cca. 30° Utjecaj oblačnosti je toliki da maksimalna energija dospijeva na površinu zemlje ne na ekvatoru, već u suptropskim geografskim širinama.
Razlika između količine radijacije koja stiže na površinu zemlje i količine apsorbovanog zračenja nastaje samo zbog albeda, koji je posebno velik na visokim geografskim širinama i nastaje zbog visoke refleksije snježnog i ledenog pokrivača.
Od sve solarne energije koju koristi sistem Zemlja-atmosfera, manje od jedne trećine direktno apsorbira atmosfera, a najveći dio energije koju prima reflektira se od Zemljine površine. Većina sunčeve energije dolazi u područja koja se nalaze na niskim geografskim širinama.
Zemljino zračenje.
Uprkos kontinuiranom protoku sunčeve energije u atmosferu i na površinu Zemlje, prosječna temperatura Zemlje i atmosfere je prilično konstantna. Razlog tome je što Zemlja i njena atmosfera emituju skoro istu količinu energije u svemir, uglavnom u obliku infracrvenog zračenja, budući da je Zemlja i njena atmosfera mnogo hladnija od Sunca, a samo mali deo nalazi se u vidljivom dijelu spektra. Emitovano infracrveno zračenje bilježe meteorološki sateliti opremljeni posebnom opremom. Mnoge satelitske vremenske karte koje se prikazuju na televiziji su infracrvene slike i prikazuju toplinu koju emituju zemljina površina i oblaci.
Toplotni bilans.
Kao rezultat složene razmjene energije između zemljine površine, atmosfere i međuplanetarnog prostora, svaka od ovih komponenti prima u prosjeku onoliko energije od druge dvije koliko sama gubi. Posljedično, ni Zemljina površina ni atmosfera ne doživljavaju povećanje ili smanjenje energije.
OPŠTI KRUŽENJE ATMOSFERE
Zbog posebnosti relativnog položaja Sunca i Zemlje, ekvatorijalna i polarna područja jednake površine primaju potpuno različite količine sunčeve energije. Ekvatorijalne regije primaju više energije nego polarne regije, a njihove vodene površine i vegetacija apsorbiraju više energije koja dolazi. U polarnim područjima postoji visok albedo snijega i leda. Iako topliji ekvatorijalni temperaturni regioni emituju više toplote od polarnih, toplotna ravnoteža je takva da polarni regioni gube više energije nego što dobijaju, a ekvatorijalni dobijaju više energije nego što gube. Budući da ne dolazi do zagrijavanja ekvatorijalnih područja niti do hlađenja polarnih područja, očigledno je da u cilju očuvanja toplotni bilans Zemljin višak toplote mora se preseliti iz tropskih krajeva na polove. Ovo kretanje je glavna pokretačka snaga atmosferske cirkulacije. Zrak se u tropima zagrijava, diže se i širi, te struji prema polovima na visini od cca. 19 km. U blizini polova hladi se, postaje gušći i tone na površinu zemlje, odakle se širi prema ekvatoru.
Glavne karakteristike cirkulacije.
Zrak koji se diže u blizini ekvatora i kreće prema polovima odbija Coriolisova sila. Razmotrimo ovaj proces koristeći sjevernu hemisferu kao primjer (isto se dešava i na južnoj hemisferi). Kada se kreće prema polu, zrak se skreće na istok, a ispada da dolazi sa zapada. Tako nastaju zapadni vjetrovi. Dio ovog zraka se hladi dok se širi i zrači toplinom, tone i teče natrag prema ekvatoru, skrećući udesno i formirajući sjeveroistočni pasat. Dio zraka koji se kreće prema polu formira zapadni transport u umjerenim geografskim širinama. Zrak koji se spušta u polarnom području kreće se prema ekvatoru i, odstupajući prema zapadu, formira istočni transport u polarnim područjima. Ovo je samo osnovni dijagram atmosferske cirkulacije, čija su stalna komponenta pasati.
Vjetar pojasevi.
Pod uticajem Zemljine rotacije u nižim slojevima atmosfere formira se nekoliko glavnih pojaseva vetra ( vidi sliku.).
ekvatorijalna mirna zona,
lociran u blizini ekvatora, karakterišu ga slabi vetrovi povezani sa zonom konvergencije (tj. konvergencije vazdušnih tokova) stabilnih jugoistočnih pasata južne hemisfere i severoistočnih pasata severne hemisfere, koji nisu stvarali povoljnim uslovima za kretanje jedrenjaka. Sa konvergentnim strujama vazduha u ovoj oblasti, vazduh se mora ili podizati ili spuštati. Budući da površina kopna ili okeana sprečava njegovo spuštanje, u nižim slojevima atmosfere neminovno dolazi do intenzivnog kretanja zraka prema gore, čemu doprinosi i snažno zagrijavanje zraka odozdo. Vazduh koji se diže se hladi i njegov kapacitet vlage se smanjuje. Stoga ovu zonu karakterišu gusta naoblaka i česte padavine.
Konjske širine
– područja sa vrlo slabim vjetrovima, smještena između 30 i 35° S. geografske širine. i S. Naziv vjerovatno datira iz doba plovidbe, kada su brodovi koji su prelazili Atlantik često bili smirivani ili odlagani na putu zbog slabih, promjenjivih vjetrova. U međuvremenu, zalihe vode su bile iscrpljene, a posade brodova koji su prevozili konje u Zapadnu Indiju bili su prisiljeni da ih bace u more.
Konjske geografske širine nalaze se između područja pasata i preovlađujućeg zapadnog transporta (smještenog bliže polovima) i predstavljaju zone divergencije (tj. divergencije) vjetrova u površinskom sloju zraka. Općenito, kretanje zraka prema dolje preovlađuje unutar njihovih granica. Spuštanje vazdušne mase je praćeno zagrijavanjem zraka i povećanjem njegovog vlažnog kapaciteta, pa se ove zone odlikuju slabom naoblakom i neznatnim količinama padavina.
Subpolarna ciklonska zona
nalazi između 50 i 55° S. geografske širine. Karakteriziraju ga olujni vjetrovi promjenljivih smjerova povezani s prolaskom ciklona. Ovo je zona konvergencije zapadnih vjetrova koji prevladavaju u umjerenim geografskim širinama i istočnih vjetrova karakterističnih za polarne regije. Kao iu zoni ekvatorijalne konvergencije, ovdje prevladavaju uzlazno kretanje zraka, gusti oblaci i padavine na velikim područjima.
UTICAJ DISTRIBUCIJE KOPNE I MORA
Sunčevo zračenje.
Pod utjecajem promjena sunčevog zračenja, kopno se zagrijava i hladi mnogo više i brže od okeana. Ovo je objašnjeno različita svojstva tla i vode. Voda je transparentnija za zračenje od tla, pa se energija raspoređuje u većoj zapremini vode i dovodi do manjeg zagrijavanja po jedinici zapremine. Turbulentno miješanje distribuira toplinu u gornjem sloju okeana do dubine od približno 100 m. Voda ima veći toplinski kapacitet od tla, stoga, s istom količinom topline koju apsorbiraju jednake mase vode i tla, temperatura vode raste manje. . Gotovo polovina topline koja dođe do površine vode troši se na isparavanje, a ne na zagrijavanje, a na kopnu se tlo isušuje. Stoga se temperatura površine okeana mijenja značajno manje dnevno i godišnje od temperature površine kopna. Budući da se atmosfera zagrijava i hladi prvenstveno zbog toplotnog zračenja s donje površine, te se razlike očituju u temperaturama zraka iznad kopna i oceana.
Temperatura vazduha.
U zavisnosti od toga da li se klima formira uglavnom pod uticajem okeana ili kopna, naziva se morskom ili kontinentalnom. Morsku klimu karakteriziraju znatno niže prosječne godišnje temperaturne amplitude (više od topla zima i hladnija ljeta) u odnosu na kontinentalna.
Ostrva na otvorenom okeanu (na primjer, Havajska, Bermudska, Ascension) imaju dobro definisan morska klima. Na periferiji kontinenata može se formirati klima jedne ili druge vrste ovisno o prirodi prevladavajućih vjetrova. Na primjer, u zoni prevladavanja zapadnog transporta, na zapadnim obalama dominira morska klima, a na istočnim obalama kontinentalna klima. Ovo je prikazano u tabeli. 3, koji upoređuje temperature na tri američke meteorološke stanice koje se nalaze na približno istoj geografskoj širini u zoni pretežnog zapadnog transporta.
Na zapadnoj obali, u San Francisku, klima je pomorska, s topla zima, prohladna ljeta i rasponi niskih temperatura. U Čikagu, u unutrašnjosti kontinenta, klima je oštro kontinentalna, sa hladna zima, toplo ljeto i značajan temperaturni raspon. Klima istočne obale u Bostonu se ipak ne razlikuje mnogo od Čikaga Atlantik djeluje omekšavajuće zahvaljujući vjetrovima koji ponekad duvaju s mora (morski povjetarac).
Monsuni.
Izraz "monsun", izveden od arapskog "mawsim" (sezona), znači "sezonski vjetar". Naziv je prvi put primijenjen za vjetrove u Arapskom moru, koji su puhali šest mjeseci sa sjeveroistoka, a sljedećih šest mjeseci sa jugozapada. Monsuni dostižu najveću snagu na jugu i Istočna Azija, kao i na tropskim obalama, kada je uticaj opšte atmosferske cirkulacije slab i ne potiskuje ih. Zaljevska obala doživljava slabije monsune.
Monsuni su sezonski ekvivalent velikih razmjera povjetarca, vjetra s dnevnim ciklusom koji puše naizmjenično od kopna do mora i od mora do kopna u mnogim obalnim područjima. Tokom letnjeg monsuna, kopno je toplije od okeana, a topli vazduh, koji se uzdiže iznad njega, širi se prema van u gornjim slojevima atmosfere. Kao rezultat, stvara se nizak pritisak u blizini površine, što potiče dotok vlažnog zraka iz oceana. Tokom zimskog monsuna, kopno je hladnije od okeana, tako da hladan vazduh tone preko kopna i teče prema okeanu. U područjima monsunske klime mogu se razviti i vjetrovi, ali oni pokrivaju samo površinski sloj atmosfere i pojavljuju se samo u obalnom pojasu.
Monsunsku klimu karakteriše izražena sezonska promena u oblastima iz kojih dolaze vazdušne mase – kontinentalna zimi i more ljeti; prevladavanje vjetrova koji ljeti duvaju s mora, a zimi sa kopna; ljetni maksimum padavina, oblačnost i vlaga.
Područje oko Bombaja na zapadnoj obali Indije (približno 20° N) je klasičan primjer područja s monsunskom klimom. U februaru oko 90% vremena duvaju vjetrovi sjeveroistočnog smjera, au julu cca. 92% vremena - jugozapadni pravci. Prosečna količina padavina u februaru iznosi 2,5 mm, au julu 693 mm. Prosečan broj dana sa padavinama u februaru je 0,1, au julu - 21. Prosečna oblačnost u februaru je 13%, u julu - 88%. Prosječna relativna vlažnost zraka iznosi 71% u februaru i 87% u julu.
UTICAJ RELJEFA
Najveće orografske prepreke (planine) imaju značajan uticaj na klimu kopna.
Termalni način rada.
U nižim slojevima atmosfere temperatura se smanjuje za oko 0,65 °C uz porast na svakih 100 m; u područjima s dugim zimama temperatura se javlja nešto sporije, posebno u donjem sloju od 300 metara, a u područjima s dugim ljetima nešto brže. Najbliža veza između prosječne temperature i nadmorske visine uočena je u planinama. Stoga, izoterme prosječne temperature za područja kao što je Colorado, na primjer, općenito prate konturne obrasce topografskih karata.
Oblačnost i padavine.
Kada vazduh na svom putu naiđe na planinski lanac, prisiljen je da se podigne. Istovremeno se zrak hladi, što dovodi do smanjenja njegovog kapaciteta vlage i kondenzacije vodene pare (formiranje oblaka i padavina) na vjetrovitoj strani planina. Kada se vlaga kondenzuje, vazduh se zagreva i, kada dođe do zavetrine planine, postaje suv i topao. Ovako nastaje vetar Chinook u Stenovitim planinama.
| Tabela 4. EKSTREMNE TEMPERATURE KONTINENTA I OTOKA OCEANIJE | ||||
| Region | maksimalna temperatura, °C |
Mjesto | Minimalna temperatura °C |
Mjesto |
| sjeverna amerika | 57 | Dolina smrti, Kalifornija, SAD | –66 | Northis, Grenland 1 |
| južna amerika | 49 | Rivadavia, Argentina | –33 | Sarmiento, Argentina |
| Evropa | 50 | Sevilja, Španija | –55 | Ust-Ščugor, Rusija |
| Azija | 54 | Tirat Zevi, Izrael | –68 | Oymyakon, Rusija |
| Afrika | 58 | Al Azizija, Libija | –24 | Ifrane, Maroko |
| Australija | 53 | Cloncurry, Australija | –22 | Charlotte Pass, Australija |
| Antarktika | 14 | Esperanza, Antarktičko poluostrvo | –89 | Stanica Vostok, Antarktik |
| Oceanija | 42 | Tuguegarao, Filipini | –10 | Haleakala, Havaji, Sjedinjene Američke Države |
| 1 U kontinentalnom dijelu Sjeverne Amerike, minimalna zabilježena temperatura je bila –63° C (Snag, Yukon, Kanada) |
||||
| Tabela 5. EKSTREMNE VRIJEDNOSTI PROSJEČNIH GODIŠNJIH PADAINA NA KONTINUIMA I OTOČIMA OCEANIJE | ||||
| Region | Maksimum, mm | Mjesto | Minimum, mm | Mjesto |
| sjeverna amerika | 6657 | Henderson Lake, Britanska Kolumbija, Kanada | 30 | Batages, Meksiko |
| južna amerika | 8989 | Quibdo, Kolumbija | Arica, Čile | |
| Evropa | 4643 | Crkvice, Jugoslavija | 163 | Astrakhan, Rusija |
| Azija | 11430 | Cherrapunji, Indija | 46 | Aden, Jemen |
| Afrika | 10277 | Debunja, Kamerun | Wadi Halfa, Sudan | |
| Australija | 4554 | Tully, Australija | 104 | Malka, Australija |
| Oceanija | 11684 | Waialeale, Havaji, Sjedinjene Američke Države | 226 | Puako, Havaji, Sjedinjene Američke Države |
SINOPTIČKI OBJEKTI
Vazdušne mase.
Vazdušna masa je ogroman volumen zraka čija su svojstva (uglavnom temperatura i vlažnost) nastala pod utjecajem donje površine u određenom području i postupno se mijenjaju kako se kreće od izvora formiranja u horizontalnom smjeru.
Zračne mase odlikuju se prvenstveno toplinskim karakteristikama područja formiranja, na primjer, tropskih i polarnih. Kretanje zračnih masa iz jednog područja u drugo koje zadržavaju mnoge izvorne karakteristike može se pratiti korištenjem sinoptičkih karata. Na primjer, hladan, suh zrak sa kanadskog Arktika kreće se iznad Sjedinjenih Država i polako se zagrijava, ali ostaje suh. Slično, tople, vlažne tropske zračne mase koje se formiraju iznad Meksičkog zaljeva ostaju vlažne, ali mogu zagrijati ili ohladiti ovisno o svojstvima donje površine. Naravno, takva transformacija zračnih masa se intenzivira kako se uvjeti na njihovu putu mijenjaju.
Kada vazdušne mase različitih svojstava iz udaljenih izvora formiranja dođu u kontakt, one zadržavaju svoje karakteristike. Veći dio svog postojanja razdvojeni su manje-više jasno definiranim prijelaznim zonama, gdje se temperatura, vlažnost i brzina vjetra naglo mijenjaju. Tada se zračne mase miješaju, raspršuju i, na kraju, prestaju postojati kao odvojena tijela. Prijelazne zone između pokretnih zračnih masa nazivaju se "frontovi".
Fronts
prolaze duž korita tlačnog polja, tj. duž kontura niskog pritiska. Kada se front pređe, smjer vjetra se obično dramatično mijenja. U polarnim zračnim masama vjetar može biti sjeverozapadni, dok u tropskim zračnim masama može biti južni. Najviše loše vrijeme uspostavljena duž frontova iu hladnijem regionu blizu fronta gde topli vazduh klizi uz klin gustog hladnog vazduha i hladi se. Kao rezultat, nastaju oblaci i padavine. Ponekad se duž fronta formiraju ekstratropski cikloni. Fronte se formiraju i kada dođu u kontakt hladne sjeverne i tople južne zračne mase koje se nalaze u središnjem dijelu ciklona (područje niskog atmosferskog tlaka).
Postoje četiri vrste frontova. Stacionarni front se formira na više ili manje stabilnoj granici između polarnih i tropskih zračnih masa. Ako se hladni vazduh povlači u površinski sloj, a topli vazduh napreduje, formira se topli front. Tipično, prije približavanja toplog fronta, nebo je naoblačeno, ima kiše ili snijega, a temperatura postepeno raste. Kako front prolazi, kiša prestaje i temperature ostaju visoke. Kada prođe hladna fronta, hladan vazduh ulazi, a topli se povlači. Kišovito, vjetrovito vrijeme javlja se u uskom pojasu duž hladnog fronta. protiv, topli front prethodi široko područje oblaka i kiše. Okludirani front kombinuje karakteristike toplog i hladnog fronta i obično se povezuje sa starim ciklonom.
Cikloni i anticikloni.
Cikloni su atmosferski poremećaji velikih razmjera u području niskog tlaka. Na sjevernoj hemisferi vjetrovi pušu iz područja visokog tlaka u područje niskog tlaka u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, a na južnoj hemisferi - u smjeru kazaljke na satu. U ciklonima umjerenih geografskih širina, koji se nazivaju ekstratropski, hladni front je obično izražen, a topli front, ako postoji, nije uvijek jasno vidljiv. Ekstratropski cikloni se često formiraju u zavjetrini planinskih lanaca, kao što je preko istočne padine Stjenovite planine i duž istočnih obala Sjeverne Amerike i Azije. U umjerenim geografskim širinama većina padavina je povezana s ciklonima.
Anticiklon je područje visok krvni pritisak zrak. Obično se povezuje sa dobrim vremenom sa vedrim ili delimično oblačnim nebom. Na sjevernoj hemisferi, vjetrovi koji pušu iz središta anticiklone se odbijaju u smjeru kazaljke na satu, a na južnoj hemisferi - u suprotnom smjeru. Anticikloni su obično veće veličine od ciklona i kreću se sporije.
Budući da se u anticiklonu zrak širi od centra prema periferiji, viši slojevi zraka se spuštaju, kompenzirajući njegovo otjecanje. U ciklonu se, naprotiv, diže zrak istisnut konvergentnim vjetrovima. Budući da su uzlazna kretanja zraka ono što dovode do stvaranja oblaka, naoblačenje i padavine su uglavnom ograničene na ciklone, dok u anticiklonama prevladava vedro ili djelomično oblačno vrijeme.
Tropski cikloni (uragani, tajfuni)
Tropski cikloni (uragani, tajfuni) su opći naziv za ciklone koji se formiraju nad oceanima u tropima (osim hladnih voda južnog Atlantika i jugoistočnog Pacifika) i ne sadrže kontrastne zračne mase. Tropski cikloni se javljaju u različitim dijelovima svijeta, obično pogađajući istočne i ekvatorijalne dijelove kontinenata. Nalaze se u južnom i jugozapadnom sjevernom Atlantiku (uključujući Karipsko more i Meksički zaljev), sjevernom Tihom okeanu (zapadno od meksičke obale, Filipinska ostrva i Kinesko more), Bengalskom zaljevu i Arapskom moru, u južnom dijelu Indijski okean uz obalu Madagaskara, uz sjeverozapadnu obalu Australije i u južnom Pacifiku - od obale Australije do 140° W.
Prema međunarodnom sporazumu, tropski cikloni su klasifikovani prema jačini njihovih vjetrova. Postoje tropske depresije sa brzinom vjetra do 63 km/h, tropske oluje (brzine vjetra od 64 do 119 km/h) i tropski uragani ili tajfuni (brzine vjetra veće od 120 km/h).
U nekim dijelovima svijeta tropski cikloni imaju lokalna imena: u sjevernom Atlantiku i Meksičkom zaljevu - uragani (na ostrvu Haiti - tajno); u Tihom okeanu kod zapadne obale Meksika - kordonazo, u zapadnim i najjužnijim regijama - tajfuni, na Filipinima - baguyo ili baruyo; u Australiji - volja-volja.
Tropski ciklon je ogroman atmosferski vrtlog sa prečnikom od 100 do 1600 km, praćen jakim razornim vetrovima, obilnim padavinama i velikim udarima (podizanje nivoa mora pod uticajem vetra). Početni tropski cikloni obično se kreću prema zapadu, blago odstupajući prema sjeveru, sa povećanjem brzine i povećanjem veličine. Nakon kretanja prema polu tropski ciklon mogu se "okrenuti", pridružiti se zapadnom transportu umjerenih geografskih širina i početi se kretati prema istoku (međutim, takva promjena smjera kretanja se ne događa uvijek).
Ciklonalni vjetrovi sjeverne hemisfere koji se okreću u smjeru suprotnom od kazaljke na satu imaju svoju maksimalnu snagu u pojasu promjera 30-45 km ili više, počevši od "oka oluje". Brzine vjetra u blizini površine zemlje mogu doseći 240 km/h. U središtu tropskog ciklona obično se nalazi područje bez oblaka prečnika od 8 do 30 km, koje se naziva „oko oluje“, jer je nebo ovdje često vedro (ili djelomično oblačno) i vjetar je obično veoma lagan. Zona destruktivnih vjetrova duž putanje tajfuna široka je 40-800 km. Razvijajući se i krećući se, cikloni pokrivaju udaljenosti od nekoliko hiljada kilometara, na primjer, od izvora formiranja u Karipskom moru ili u tropskom Atlantiku do kopnenih područja ili sjevernog Atlantika.
Iako vjetrovi orkanske snage u središtu ciklona dostižu ogromne brzine, sam uragan se može kretati vrlo sporo, pa čak i stati na neko vrijeme, što posebno vrijedi za tropske ciklone, koji se obično kreću brzinom ne većom od 24 km/ h. Kako se ciklon udaljava od tropa, njegova brzina se obično povećava i u nekim slučajevima doseže 80 km/h ili više.
Uraganski vjetrovi mogu uzrokovati veliku štetu. Iako su slabiji nego u tornadu, ipak su sposobni da obaraju drveće, prevrću kuće, pokidaju dalekovode, pa čak i vozove iz šina. Ali najveći gubitak života uzrokuju poplave povezane s uraganima. Kako oluja napreduje, često se stvaraju ogromni valovi, a nivo mora može porasti za više od 2 m za nekoliko minuta. Divovski talasi uništavaju kuće, puteve, mostove i druge građevine koje se nalaze na obali i mogu da odnesu čak i one davno postojeće peščana ostrva. Većinu uragana prate obilne kiše, koje poplave polja i kvare usjeve, ispiraju puteve i ruše mostove, te poplavljuju nižinska naselja.
Poboljšane prognoze, praćene brzim olujnim upozorenjima, dovele su do značajnog smanjenja broja žrtava. Kada se formira tropski ciklon, učestalost emitovanja prognoze se povećava. Najvažniji izvor informacija su izvještaji aviona posebno opremljenih za posmatranje ciklona. Takvi avioni patroliraju stotinama kilometara od obale, često prodiru u centar ciklona kako bi dobili tačne informacije o njegovom položaju i kretanju.
Područja obale koja su najosjetljivija na uragane opremljena su radarskim sistemima za njihovo otkrivanje. Kao rezultat, oluja se može otkriti i pratiti na udaljenosti do 400 km od radarske stanice.
tornado (tornado)
Tornado je rotirajući oblak u obliku lijevka koji se pruža prema tlu od svoje osnove. thundercloud. Boja mu se mijenja od sive do crne. Otprilike 80% tornada u Sjedinjenim Državama maksimalne brzine vjetrovi dostižu 65–120 km/h i samo 1% – 320 km/h i više. Tornado koji se približava obično proizvodi buku sličnu pokretnom teretnom vozu. Uprkos relativno maloj veličini, tornada su među najopasnijim olujnim pojavama.
Od 1961. do 1999. tornada su u prosjeku ubijala 82 osobe godišnje u Sjedinjenim Državama. Međutim, vjerovatnoća da će tornado proći kroz ovu lokaciju je izuzetno mala, budući da je prosječna dužina njegovog puta prilično kratka (oko 25 km), a područje pokrivanja malo (manje od 400 m širine).
Tornado nastaje na visinama do 1000 m iznad površine. Neki od njih nikada ne dosegnu tlo, drugi ga mogu dodirnuti i ponovo se podići. Tornada se obično povezuju s grmljavinskim oblacima koji bacaju grad na tlo, a mogu se pojaviti u grupama od dva ili više. U tom slučaju prvo se formira snažniji tornado, a zatim jedan ili više slabijih vrtloga.
Da bi se tornado formirao u vazdušnim masama, neophodan je oštar kontrast u parametrima temperature, vlažnosti, gustine i protoka vazduha. Hladan, suv vazduh sa zapada ili severozapada kreće se prema toplom, vlažnom vazduhu na površini. Ovo je praćeno jakim vjetrom u uskoj prijelaznoj zoni, gdje se dešavaju složene energetske transformacije koje mogu uzrokovati stvaranje vrtloga. Vjerojatno se tornado formira samo pod strogo definiranom kombinacijom nekoliko prilično običnih faktora koji variraju u širokom rasponu.
Tornada se primjećuju širom svijeta, ali su najpovoljniji uslovi za njihovo nastajanje centralne regije SAD. Učestalost tornada općenito se povećava u februaru u svim istočnim državama u blizini Meksičkog zaljeva i dostiže vrhunac u martu. U Ajovi i Kanzasu, njihova najveća učestalost javlja se u maju – junu. Od jula do decembra, broj tornada naglo opada širom zemlje. Prosječan broj tornada u Sjedinjenim Državama je oko. 800 godišnje, od čega se polovina dešava u aprilu, maju i junu. Ovaj pokazatelj dostiže najveće vrijednosti u Teksasu (120 godišnje), a najniže u sjeveroistočnim i zapadnim državama (1 godišnje).
Razaranje uzrokovano tornadom je strašno. Nastaju kako zbog vjetrova ogromne snage, tako i zbog velikih razlika u pritisku na ograničenom području. Tornado je sposoban da razbije zgradu na komade i rasprši je po zraku. Zidovi se mogu srušiti. Oštar pad tlaka dovodi do činjenice da se teški predmeti, čak i oni koji se nalaze unutar zgrada, dižu u zrak, kao da ih usisava divovska pumpa, a ponekad se prenose na znatne udaljenosti.
Nemoguće je tačno predvideti gde će se formirati tornado. Međutim, moguće je definirati površinu od cca. 50 hiljada kvadratnih metara km, unutar kojih je vjerovatnoća pojave tornada prilično velika.
Oluja sa grmljavinom
Grmljavina ili grmljavina su lokalni atmosferski poremećaji povezani sa razvojem kumulonimbusnih oblaka. Takve oluje su uvijek praćene grmljavinom i grmljavinom i obično jakim udarima vjetra i obilnim padavinama. Ponekad pada tuča. Većina oluja s grmljavinom brzo prestaje, a čak i one najduže rijetko traju više od jednog ili dva sata.
Grmljavine nastaju zbog nestabilnosti atmosfere i povezane su uglavnom s miješanjem slojeva zraka, koji teže postizanju stabilnije raspodjele gustine. Snažne su uzlazne struje zraka karakteristična karakteristika početna faza grmljavine. Snažna kretanja zraka prema dolje u područjima padavina karakteristika njegove završne faze. Grmljavinski oblaci često dosežu visinu od 12-15 km u umjerenim geografskim širinama, a čak i više u tropima. Njihov vertikalni rast ograničen je stabilnim stanjem donje stratosfere.
Jedinstveno svojstvo grmljavine je njihova električna aktivnost. Munja se može pojaviti unutar kumulusnog oblaka u razvoju, između dva oblaka ili između oblaka i tla. U stvarnosti, pražnjenje groma gotovo se uvijek sastoji od nekoliko pražnjenja koje prolaze kroz isti kanal, a prolaze tako brzo da se golim okom percipiraju kao isto pražnjenje.
Još nije sasvim jasno kako dolazi do razdvajanja velikih naboja suprotnog predznaka u atmosferi. Većina istraživača vjeruje da je ovaj proces povezan s razlikama u veličini kapljica tekućine i smrznute vode, kao i sa vertikalnim strujanjima zraka. Električni naboj grmljavinskog oblaka indukuje naelektrisanje na površini zemlje ispod njega i naelektrisanja suprotnog predznaka oko osnove oblaka. Ogromna razlika potencijala nastaje između suprotno nabijenih područja oblaka i zemljine površine. Kada dostigne dovoljnu vrijednost, dolazi do električnog pražnjenja - bljeska munje.
Grmljavina koja prati pražnjenje munje uzrokovana je trenutnim širenjem zraka duž putanje pražnjenja, što nastaje kada ga naglo zagrije munja. Grmljavina se češće čuje kao dugi udari, a ne kao jedan udar, budući da se javlja duž cijelog kanala munje, te stoga zvuk putuje udaljenost od svog izvora do posmatrača u nekoliko faza.
Mlazne struje vazduha
– krivudave „rijeke“ jakih vjetrova u umjerenim geografskim širinama na visinama od 9-12 km (na kojima su obično ograničeni letovi mlaznih aviona na velike udaljenosti), koji duvaju brzinom ponekad i do 320 km/h. Avion koji leti u pravcu mlaznog toka štedi mnogo goriva i vremena. Stoga je predviđanje širenja i jačine mlaznih tokova od suštinskog značaja za planiranje leta i zračnu navigaciju općenito.
Sinoptičke karte (vremenske karte)
Za karakterizaciju i proučavanje mnogih atmosferskih pojava, kao i za vremensku prognozu, potrebno je istovremeno vršiti različita osmatranja na više tačaka i zapisivati dobijene podatke na karte. U meteorologiji tzv sinoptička metoda.
Površinske sinoptičke karte.
Širom Sjedinjenih Država, vremenska zapažanja se vrše svakih sat vremena (u nekim zemljama rjeđe). Oblačnost je karakterizirana (gustina, visina i vrsta); uzimaju se očitanja barometra, u koja se unose korekcije kako bi se dobivene vrijednosti dovele do razine mora; snimaju se smjer i brzina vjetra; količina tečnosti ili čvrste padavine i temperatura vazduha i tla (u trenutku posmatranja, maksimalna i minimalna); određuje se vlažnost vazduha; uvjeti vidljivosti i svi ostali uvjeti se pažljivo snimaju atmosferske pojave(na primjer, grmljavina, magla, izmaglica, itd.).
Svaki posmatrač zatim kodira i prenosi informacije koristeći Međunarodni meteorološki kod. Budući da je ovaj postupak standardiziran od strane Svjetske meteorološke organizacije, takvi podaci se lako mogu dešifrirati u bilo kojem dijelu svijeta. Kodiranje traje cca. 20 minuta, nakon čega se poruke šalju centrima za prikupljanje informacija i dolazi do međunarodne razmjene podataka. Zatim se rezultati posmatranja (u obliku brojeva i simbola) ucrtavaju na konturnu kartu na kojoj su meteorološke stanice označene tačkama. Ovo daje prognostičaru predstavu o vremenskim uslovima unutar velikog geografskog regiona. Ukupna slika postaje još jasnija nakon povezivanja tačaka u kojima se bilježi isti pritisak glatkim punim linijama - izobarama i crtanjem granica između različitih zračnih masa (atmosferskih frontova). Identificiraju se i područja sa visokim ili niskim pritiskom. Karta će postati još izražajnija ako obojite ili zasjenite područja na kojima su padale padavine u vrijeme promatranja.
Sinoptičke karte površinskog sloja atmosfere jedan su od glavnih alata za prognozu vremena. Specijalista koji razvija prognozu upoređuje seriju sinoptičkih karata za različite periode posmatranja i proučava dinamiku sistema pritiska, primećujući promene temperature i vlažnosti u vazdušnim masama dok se kreću preko različitih tipova donje površine.
Sinoptičke karte nadmorske visine.
Oblaci se kreću uz zračne struje, obično na značajnim visinama iznad površine zemlje. Stoga je važno da meteorolog ima pouzdane podatke za mnoge nivoe atmosfere. Na osnovu podataka dobijenih iz meteoroloških balona, aviona i satelita, sastavljaju se vremenske karte za pet visinskih nivoa. Ove karte se prenose meteorološkim centrima.
VREMENSKA PROGNOZA
Vremenska prognoza je napravljena na osnovu ljudskog znanja i kompjuterskih sposobnosti. Tradicionalno sastavni dio stvaranje prognoze je analiza mapa koje prikazuju strukturu atmosfere horizontalno i vertikalno. Na osnovu njih, stručnjak za prognozu može procijeniti razvoj i kretanje sinoptičkih objekata. Upotreba računara u meteorološkoj mreži uvelike olakšava prognozu temperature, pritiska i drugih meteoroloških elemenata.
Za prognozu vremena, pored moćnog kompjutera, potrebna vam je široka mreža za posmatranje vremena i pouzdan matematički aparat. Direktna zapažanja daju matematičkim modelima podatke potrebne za njihovu kalibraciju.
Idealna prognoza treba da bude opravdana u svakom pogledu. Teško je utvrditi uzrok grešaka u prognozama. Meteorolozi smatraju da je prognoza tačna ako je njena greška manja od vremenske prognoze koristeći jednu od dvije metode koje ne zahtijevaju posebno poznavanje meteorologije. Prvi od njih, nazvan inercijski, pretpostavlja da se vremenski obrazac neće promijeniti. Druga metoda pretpostavlja da će vremenske karakteristike odgovarati mjesečnom prosjeku za dati datum.
Trajanje perioda tokom kojeg je prognoza opravdana (tj najbolji rezultat nego jedan od dva navedena pristupa) zavisi ne samo od kvaliteta posmatranja, matematičke aparature, kompjuterske tehnologije, već i od razmera predviđene meteorološke pojave. Uopšteno govoreći, što je veći vremenski događaj, to se duže može prognozirati. Na primjer, često se stepen razvoja i putanja ciklona može predvidjeti nekoliko dana unaprijed, ali ponašanje određenog kumulusnog oblaka može se predvidjeti ne više od sljedećeg sata. Čini se da su ova ograničenja posljedica karakteristika atmosfere i još uvijek se ne mogu prevladati pažljivijim promatranjima ili preciznijim jednačinama.
Atmosferski procesi se razvijaju haotično. To znači da su potrebni različiti pristupi za predviđanje različitih pojava na različitim prostorno-vremenskim skalama, posebno za predviđanje ponašanja velikih ciklona srednjih geografskih širina i lokalnih jakih grmljavina, kao i za dugoročne prognoze. Na primjer, dnevna prognoza vazdušnog pritiska u površinskom sloju je gotovo jednako tačna kao i mjerenja iz meteoroloških balona u odnosu na koje je verifikovana. Suprotno tome, teško je dati detaljnu trosatnu prognozu kretanja linije škvalina - trake intenzivnih padavina ispred hladnog fronta i općenito paralelno s njim, unutar kojeg mogu nastati tornada. Meteorolozi mogu samo provizorno identificirati velika područja mogućeg pojavljivanja pljuskova. Kada se jednom snime satelitskim snimcima ili radarom, njihov napredak može se ekstrapolirati samo za jedan do dva sata, zbog čega je važno blagovremeno saopštavanje vremenskih izvještaja javnosti. Predviđanje nepovoljnih kratkoročnih meteoroloških pojava (škvaline, grad, tornada, itd.) naziva se hitna prognoza. Kompjuterske metode se razvijaju za predviđanje ovih opasnih pojava vrijeme.
S druge strane, postoji problem dugoročnih prognoza, tj. više od nekoliko dana unapred, za šta su apsolutno neophodna vremenska osmatranja širom sveta, ali ni to nije dovoljno. Budući da turbulentna priroda atmosfere ograničava mogućnost predviđanja vremena na velikom području na otprilike dvije sedmice, prognoza za više dugo vrijeme moraju se zasnivati na faktorima koji utiču na atmosferu na predvidljiv način i sami će biti poznati više od dvije sedmice unaprijed. Jedan od takvih faktora je temperatura površine okeana, koja se polako mijenja tokom sedmica i mjeseci, utiče na sinoptičke procese i može se koristiti za identifikaciju područja abnormalnih temperatura i padavina.
PROBLEMI TRENUTNOG STANJA VREMENA I KLIMA
Zagađenje zraka.
Globalno zagrijavanje.
Ugljični dioksid u Zemljinoj atmosferi porastao je za oko 15% od 1850. godine i predviđa se da će se povećati za skoro toliko do 2015. godine, najvjerovatnije zbog sagorijevanja fosilnih goriva kao što su ugalj, nafta i plin. Pretpostavlja se da je kao rezultat ovog procesa prosjek godisnja temperatura na kugli zemaljskoj će porasti za približno 0,5°C, a kasnije, u 21. veku, postaće još veći. Posljedice globalnog zagrijavanja teško je predvidjeti, ali je malo vjerovatno da će biti povoljne.
ozon,
čija se molekula sastoji od tri atoma kiseonika, nalazi se uglavnom u atmosferi. Posmatranja obavljena od sredine 1970-ih do sredine 1990-ih pokazala su da se koncentracija ozona nad Antarktikom značajno promijenila: smanjila se u proljeće (oktobar), kada je nastao tzv. ozon. " ozonsku rupu“, a zatim ponovo porasla na normalnu vrijednost u ljeto (u januaru). Tokom posmatranog perioda, postoji jasan trend smanjenja proljetnog minimalnog sadržaja ozona u ovom regionu. Globalna satelitska osmatranja ukazuju na nešto manje, ali primjetno smanjenje koncentracija ozona koje se događa posvuda, s izuzetkom ekvatorijalne zone. Pretpostavlja se da se to dogodilo zbog široke upotrebe rashladnih sredstava koja sadrže fluorohlor (freona) u rashladnim jedinicama iu druge svrhe.
El Nino.
Jednom svakih nekoliko godina, u istočnom ekvatorijalnom Tihom okeanu dolazi do izuzetno snažnog zatopljenja. Obično počinje u decembru i traje nekoliko mjeseci. Zbog vremenske blizine Božića, ovaj fenomen je nazvan " El Niño", što na španskom znači "beba (Hrist)". Atmosferski fenomeni koji ga prate nazvani su južnim oscilacijama, jer su prvi put uočeni na južnoj hemisferi. Zbog tople vodene površine, konvektivni porast zraka uočava se u istočnom dijelu Tihog okeana, a ne u zapadnom, kao što je uobičajeno. Kao rezultat toga, područje jake kiše prelazi iz zapadnih regiona Tihog okeana u istočne.
Suše u Africi.
Reference na sušu u Africi sežu do biblijska istorija. U novije vrijeme, krajem 1960-ih i početkom 1970-ih, suša u Sahelu, na južnom rubu Sahare, dovela je do smrti 100 hiljada ljudi. Suša 1980-ih prouzročila je sličnu štetu u istočnoj Africi. Nepovoljno klimatskim uslovima ove regije su pogoršane prekomjernom ispašom, krčenjem šuma i vojnim akcijama (kao, na primjer, u Somaliji 1990-ih).
METEOROLOŠKI INSTRUMENTI
Meteorološki instrumenti su dizajnirani kako za neposredna neposredna mjerenja (termometar ili barometar za mjerenje temperature ili pritiska) tako i za kontinuirano snimanje istih elemenata tokom vremena, obično u obliku grafikona ili krive (termograf, barograf). U nastavku su opisani samo instrumenti za hitna mjerenja, ali gotovo svi postoje iu obliku registratora. U suštini, ovo su isti mjerni instrumenti, ali s olovkom koja crta liniju na pokretnoj papirnoj traci.
Termometri.
Termometri od tečnog stakla.
Meteorološki termometri najčešće koriste sposobnost tečnosti zatvorene u staklenoj sijalici da se širi i skuplja. Tipično, staklena kapilarna cijev završava sfernim nastavkom koji služi kao rezervoar za tekućinu. Osetljivost takvog termometra je obrnuto povezana sa površinom presjek kapilarno i pravolinijski - na zapreminu rezervoara i na razliku u koeficijentima ekspanzije date tečnosti i stakla. Stoga osjetljivi meteorološki termometri imaju velike rezervoare i tanke cijevi, a tekućine koje se koriste u njima šire se mnogo brže s povećanjem temperature od stakla.
Izbor tečnosti za termometar zavisi uglavnom od raspona temperatura koje se mere. Živa se koristi za mjerenje temperatura iznad –39°C – njene tačke smrzavanja. Za niže temperature koriste se tečnosti organska jedinjenja, na primjer etil alkohol.
Preciznost ispitanog standardnog meteorološkog staklenog termometra je ± 0,05°C. Glavni razlog greške živinog termometra je povezan sa postepenim nepovratnim promjenama elastičnih svojstava stakla. Oni dovode do smanjenja zapremine stakla i povećanja referentne tačke. Osim toga, greške mogu nastati kao rezultat pogrešnih očitavanja ili zbog postavljanja termometra u prostor gdje temperatura ne odgovara pravoj temperaturi zraka u blizini meteorološke stanice.
Greške alkoholnih i živinih termometara su slične. Dodatne greške mogu nastati zbog adhezivnih sila između alkohola i staklenih stijenki cijevi, tako da kada temperatura brzo padne, dio tekućine se zadržava na stijenkama. Osim toga, alkohol smanjuje svoj volumen na svjetlu.
Minimalni termometar
dizajniran za određivanje najniže temperature za određeni dan. U ove svrhe se obično koristi stakleni alkoholni termometar. Staklena igla sa zadebljanjima na krajevima je uronjena u alkohol. Termometar radi u horizontalnom položaju. Kada temperatura padne, stup alkohola se povlači povlačeći sa sobom iglu, a kada se podiže, alkohol teče oko njega ne pomerajući ga, te stoga igla beleži minimalnu temperaturu. Vratite termometar u radno stanje tako što ćete nagnuti rezervoar prema gore tako da igla ponovo dođe u kontakt sa alkoholom.
Maksimalni termometar
koristi se za određivanje visoke temperature za dati dan. Obično je to stakleni živin termometar, sličan medicinskom. U staklenoj cijevi u blizini rezervoara postoji suženje. Živa se istiskuje kroz ovu konstrikciju kada temperatura poraste, a kada se temperatura snizi, suženje sprečava njeno otjecanje u rezervoar. Takav termometar je opet pripremljen za rad na posebnoj rotirajućoj instalaciji.
Bimetalni termometar
sastoji se od dvije tanke metalne trake, kao što su bakar i željezo, koje se pri zagrijavanju šire u različitim stupnjevima. Njihove ravne površine čvrsto pristaju jedna uz drugu. Ova bimetalna traka je uvijena u spiralu, čiji je jedan kraj čvrsto fiksiran. Kako se zavojnica zagrijava ili hladi, dva metala se šire ili skupljaju različito, a zavojnica se ili odmotava ili savija čvršće. Veličina ovih promjena se procjenjuje pomoću pokazivača pričvršćenog na slobodni kraj spirale. Primjeri bimetalnih termometara su sobni termometri s okruglim brojčanikom.
Električni termometri.
Takvi termometri uključuju uređaj s poluvodičkim termoelementom - termistorom ili termistorom. Termopar se odlikuje velikim negativnim koeficijentom otpora (tj. njegov otpor brzo opada s povećanjem temperature). Prednosti termistora su visoka osjetljivost i brzina odgovora na promjene temperature. Kalibracija termistora se mijenja tokom vremena. Termistori se koriste na vremenskim satelitima, zvučnim balonima i većini digitalnih termometara u zatvorenom prostoru.
Barometri.
Živin barometar
- Ovo je staklena cijev cca. 90 cm, napunjen živom, zapečaćen na jednom kraju i ubačen u čašu sa živom. Pod uticajem gravitacije, deo žive se izliva iz cevi u šolju, a usled pritiska vazduha na površini čaše, živa se diže kroz cev. Kada se uspostavi ravnoteža između ove dvije suprotstavljene sile, visina žive u cijevi iznad površine tečnosti u rezervoaru odgovara atmosferskom pritisku. Ako se pritisak vazduha poveća, nivo žive u cevi raste. Prosječna visina živinog stupca u barometru na nivou mora je cca. 760 mm.
Aneroidni barometar
sastoji se od zatvorene kutije iz koje je zrak djelomično evakuisan. Jedna od njegovih površina je elastična membrana. Ako se atmosferski tlak poveća, membrana se savija prema unutra; ako se smanji, savija se prema van. Pokazivač vezan uz njega bilježi ove promjene. Aneroidni barometri su kompaktni i relativno jeftini i koriste se u zatvorenom prostoru i na standardnim vremenskim radiosondama.
Instrumenti za mjerenje vlažnosti.
Psihrometar
sastoji se od dva termometra smještena jedan do drugog: suhog termometra koji mjeri temperaturu zraka i mokrog termometra čiji je rezervoar umotan u krpu (kambrik) navlaženu destilovanom vodom. Vazduh struji oko oba termometra. Zbog isparavanja vode iz tkanine, mokri termometar obično očitava više niske temperature nego suva. Što je niža relativna vlažnost, veća je razlika u očitanjima termometra. Na osnovu ovih očitanja, relativna vlažnost se određuje pomoću posebnih tabela.
Higrometar za kosu
mjeri relativnu vlažnost na osnovu promjena u dužini ljudske kose. Da biste uklonili prirodna ulja, kosa se prvo natopi etil alkoholom, a zatim opere destilovanom vodom. Ovako pripremljena dužina kose ima skoro logaritamsku zavisnost od relativna vlažnost u rasponu od 20 do 100%. Vrijeme potrebno da kosa reaguje na promjene vlažnosti ovisi o temperaturi zraka (što je temperatura niža, to je duže). U higrometru za kosu, kako se dužina kose povećava ili smanjuje, poseban mehanizam pomiče pokazivač duž skale. Takvi higrometri se obično koriste za mjerenje relativne vlažnosti u prostorijama.
Elektrolitički higrometri.
Osjetni element ovih higrometara je staklena ili plastična ploča presvučena ugljikom ili litij hloridom, čija otpornost varira s relativnom vlagom. Takvi elementi se obično koriste u instrumentima za meteorološke balone. Kada sonda prođe kroz oblak, uređaj se navlaži, a očitavanja su mu izobličena prilično dugo (sve dok sonda ne bude izvan oblaka i osjetljivi element se ne osuši).
Instrumenti za mjerenje brzine vjetra.
Šoljasti anemometri.
Brzina vjetra se obično mjeri pomoću čašnog anemometra. Ovaj uređaj se sastoji od tri ili više čašica u obliku konusa vertikalno pričvršćenih na krajeve metalnih šipki koje se protežu radijalno simetrično od vertikalne ose. Vjetar s najvećom silom djeluje na konkavne površine čašica i uzrokuje rotaciju ose. Kod nekih tipova čašičnih anemometara, slobodno okretanje čašica je onemogućeno sistemom opruga, čija veličina deformacije određuje brzinu vjetra.
U slobodno rotirajućim čašastim anemometrima, brzina rotacije, otprilike proporcionalna brzini vjetra, mjeri se električnim mjeračem, koji signalizira kada određena količina zraka protiče pored anemometra. Električni signal uključuje svjetlosni signal i uređaj za snimanje na meteorološkoj stanici. Često je čašni anemometar mehanički spojen na magnet, a napon ili frekvencija generirane električne struje je povezana sa brzinom vjetra.
Anemometar
sa okretnom pločom za mlin se sastoji od plastičnog vijka s tri-četiri oštrice montiranog na magneto osi. Propeler je uz pomoć vremenske lopatice, unutar koje se nalazi magnet, stalno usmjeren protiv vjetra. Informacije o smjeru vjetra primaju se putem telemetrijskih kanala do osmatračke stanice. Struja, proizveden od magneta, varira u direktnoj proporciji sa brzinom vjetra.
Beaufortova skala.
Brzina vjetra se vizualno procjenjuje prema njegovom djelovanju na objekte koji okružuju posmatrača. Godine 1805., Francis Beaufort, mornar u britanskoj mornarici, razvio je skalu od 12 tačaka za karakterizaciju jačine vjetra na moru. Godine 1926. njemu su dodane procjene brzine vjetra na kopnu. Godine 1955. radi razlikovanja uraganskih vjetrova različite snage, skala je proširena na 17 bodova. Moderna verzija Beaufortove skale (tabela 6) omogućava procjenu brzine vjetra bez upotrebe instrumenata.
| Tabela 6. Beaufortova SKALA ZA ODREĐIVANJE SNAGE VJETRA | |||
| Poeni | Vizuelni znakovi na kopnu | Brzina vjetra, km/h | Uslovi za energiju vjetra |
| 0 | Mirno; dim se diže okomito | Manje od 1,6 | Miran |
| 1 | Smjer vjetra je uočljiv po skretanju dima, ali ne i po vjetrokazu. | 1,6–4,8 | Tiho |
| 2 | Vjetar se osjeća po koži lica; lišće šušti; redovno se okreću lopatice | 6,4–11,2 | Lako |
| 3 | Listovi i male grančice su u stalnom pokretu; vijore se lagane zastavice | 12,8–19,2 | Slabo |
| 4 | Vjetar diže prašinu i komade papira; njišu se tanke grane | 20,8–28,8 | Umjereno |
| 5 | Lisnato drveće se njiše; talasi se pojavljuju na kopnenim vodenim tijelima | 30,4–38,4 | Sveže |
| 6 | Debele grane se njišu; možete čuti kako vjetar zviždi u električnim žicama; teško držati kišobran | 40,0–49,6 | Jaka |
| 7 | Stabla se njišu; teško je ići protiv vjetra | 51,2–60,8 | Jaka |
| 8 | Grane drveća se lome; Gotovo je nemoguće ići protiv vjetra | 62,4–73,6 | Vrlo jak |
| 9 | Manja šteta; vjetar kida dimne nape i crijep sa krovova | 75,2–86,4 | Oluja |
| 10 | Rijetko se dešava na kopnu. Drveće je počupano. Značajna šteta na zgradama | 88,0–100,8 | Jaka oluja |
| 11 | To se dešava veoma retko na kopnu. U pratnji razaranja na velikom području | 102,4–115,2 | Fierce Storm |
| 12 | Teška destrukcija (Ocjene 13-17 dodao je američki meteorološki biro 1955. godine i koriste se u skalama SAD-a i Ujedinjenog Kraljevstva) |
116,8–131,2 | Uragan |
| 13 | 132,8–147,2 | ||
| 14 | 148,8–164,8 | ||
| 15 | 166,4–182,4 | ||
| 16 | 184,0–200,0 | ||
| 17 | 201,6–217,6 | ||
Instrumenti za mjerenje padavina.
Atmosferske padavine sastoje se od čestica vode, tekućih i čvrstih, koje dolaze iz atmosfere na površinu zemlje. Kod standardnih kišomjera koji ne bilježe, prijemni lijevak se ubacuje u mjerni cilindar. Omjer površine vrha lijevka i poprečnog presjeka graduiranog cilindra je 10:1, tj. 25 mm padavina će odgovarati oznaci od 250 mm u cilindru.
Kišomjeri za snimanje - pluviografi - automatski vagaju prikupljenu vodu ili broje koliko puta se mala mjerna posuda napuni kišnicom i automatski isprazni.
Ako se očekuju padavine u obliku snijega, lijevak i mjerna posuda se uklanjaju i snijeg se skuplja u kantu za padavine. Kada je snijeg praćen umjerenim do jakim vjetrom, količina snijega koja pada u kontejner ne odgovara stvarnoj količini padavina. Dubina snijega se određuje mjerenjem debljine snježnog sloja unutar tipične oblasti za datu oblast, uzimajući prosjek od najmanje tri mjerenja. Da bi se utvrdio vodni ekvivalent u područjima gdje je utjecaj snijega minimalan, cilindar se uranja u snijeg i izrezuje se stup snijega koji se topi ili vaga. Količina padavina izmjerena kišomjerom ovisi o njegovoj lokaciji. Turbulencija u strujanju zraka, uzrokovana samim uređajem ili okolnim preprekama, dovodi do potcjenjivanja količine padavina koje ulaze u mjernu čašu. Zbog toga se padalomjer postavlja na ravnu površinu što je dalje moguće od drveća i drugih prepreka. Za smanjenje utjecaja vrtloga koje stvara sam uređaj koristi se zaštitni zaslon.
ZRAKA ZAPAŽANJA
Instrumenti za mjerenje visine oblaka.
Najjednostavniji način da se odredi visina oblaka je mjerenje vremena koje je potrebno malom balonu puštenom sa površine zemlje da stigne do osnove oblaka. Njegova visina je jednaka proizvodu prosječna brzina porasti balon na topli vazduh za vrijeme trajanja leta.
Drugi metod je posmatranje svetlosne tačke formirane u podnožju oblaka sa reflektorom usmerenim vertikalno prema gore. Sa udaljenosti od cca. 300 m od reflektora mjeri se ugao između pravca prema ovoj tački i snopa reflektora. Visina oblaka se izračunava triangulacijom, slično kao što se mjere udaljenosti u topografskim premjerima. Predloženi sistem može raditi automatski danju i noću. Fotoćelija se koristi za posmatranje svetlosne tačke u podnožju oblaka.
Visina oblaka se takođe meri pomoću radio talasa - impulsa dužine 0,86 cm koje šalje radar.Visina oblaka se određuje vremenom koje je potrebno da radio impuls stigne do oblaka i vrati se nazad. Budući da su oblaci djelimično transparentni za radio talase, ova metoda se koristi za određivanje visine slojeva u višeslojnim oblacima.
Vremenski baloni.
Najjednostavniji tip meteorološkog balona je tzv. Balon je mali gumeni balon napunjen vodonikom ili helijumom. Optičkim promatranjem promjena azimuta i visine balona, i uz pretpostavku da je njegova brzina porasta konstantna, brzina i smjer vjetra se mogu izračunati kao funkcija visine iznad zemljine površine. Za noćna posmatranja, mala baterijska lampa je pričvršćena na loptu.
Meteorološka radiosonda je gumena lopta koja nosi radio predajnik, RTD termometar, aneroidni barometar i elektrolitički higrometar. Radiosonda se diže brzinom od cca. 300 m/min do visine od cca. 30 km. Dok se penje, mjerni podaci se kontinuirano prenose do lansirne stanice. Usmjerena prijemna antena na Zemlji prati azimut i nadmorsku visinu radiosonde, iz koje se izračunavaju brzina i smjer vjetra. razne visine isto kao i tokom posmatranja balonom. Radiosonde i pilot baloni se lansiraju sa stotina lokacija širom svijeta dva puta dnevno - u podne i ponoć po Griniču.
Sateliti.
Za dnevne fotografije naoblake, osvetljenje je obezbeđeno sunčevom svetlošću, dok infracrveno zračenje koje emituju sva tela omogućava danonoćno snimanje sa namenskom infracrvenom kamerom. Koristeći fotografije u različitim rasponima infracrvenog zračenja, moguće je čak izračunati temperaturu pojedinih slojeva atmosfere. Satelitska osmatranja imaju visoku horizontalnu rezoluciju, ali je njihova vertikalna rezolucija mnogo niža od one koju pružaju radiosonde.
Neki sateliti, kao što je američki TIROS, postavljeni su u kružnu polarnu orbitu na visini od cca. 1000 km. Budući da se Zemlja okreće oko svoje ose, sa takvog satelita svaka tačka na zemljinoj površini je obično vidljiva dva puta dnevno.
Više veća vrijednost imaju tzv geostacionarni sateliti koji kruže oko ekvatora na visini od cca. 36 hiljada km. Takvom satelitu je potrebno 24 sata da izvrši revoluciju. Pošto je ovo vrijeme jednako dužini dana, satelit ostaje iznad iste tačke na ekvatoru, a od njega stalni pogled na površinu zemlje. Na taj način geostacionarni satelit može više puta fotografirati isto područje, bilježeći promjene vremena. Osim toga, brzine vjetra se mogu izračunati iz kretanja oblaka.
Vremenski radari.
Signal koji šalje radar reflektuje se kišom, snijegom ili temperaturnom inverzijom, a taj reflektirani signal šalje se prijemnom uređaju. Oblaci se obično ne vide na radaru jer su kapljice koje ih formiraju premale da bi efikasno reflektovale radio signal.
Do sredine 1990-ih, Nacionalna meteorološka služba SAD-a je ponovo opremljena Doplerovim radarima. U instalacijama ovog tipa koristi se tzv. princip za mjerenje brzine kojom se reflektirajuće čestice približavaju ili udaljavaju od radara. Doplerov pomak. Stoga se ovi radari mogu koristiti za mjerenje brzine vjetra. Posebno su korisni za otkrivanje tornada, jer vjetar s jedne strane tornada brzo juri prema radaru, a s druge se brzo udaljava od njega. Moderni radari mogu otkriti vremenske objekte na udaljenosti do 225 km.
Grad se širi prema ostrvu Solsett, a službeno urbano područje (od 1950.) proteže se od juga prema sjeveru, od tvrđave do grada Thane. U sjevernom dijelu Bombaja nalaze se Trombajski nuklearni istraživački centar, Tehnološki institut (1961-1966, izgrađen uz pomoć SSSR-a), rafinerije nafte, hemijska postrojenja, postrojenja za izgradnju mašina i termoelektrane.
Grad je najavio izgradnju druge najviše zgrade na svijetu, Indijskog tornja. Ovaj objekat bi trebalo da bude završen do 2016.
masovni medij
U Mumbaiju se novine izdaju na engleskom (Times of India, Midday, Aftonun, Asia Age, Economic Times, Indian Express), bengalskom, tamilskom, marati, hindi. U gradu postoje televizijski kanali (više od 100 po različitim jezicima), radio stanice (8 stanica koje se emituju u FM opsegu i 3 u AM).
Klimatski uslovi
Grad se nalazi u subekvatorijalni pojas. Postoje dvije različite sezone: vlažno i suho. Kišna sezona traje od juna do novembra, a posebno intenzivne monsunske kiše se javljaju od juna do septembra, uzrokujući visoku vlažnost u gradu. Prosječna temperatura je oko 30 °C, temperaturna kolebanja od 11 °C do 38 °C, rekordno nagle promjene bile su 1962. godine: 7,4 °C i 43 °C. Godišnja količina padavina je 2200 mm. Posebno mnogo padavina je bilo 1954. godine - 3451,6 mm. Sušnu sezonu od decembra do maja karakteriše umjerena vlažnost. Zbog prevladavanja hladnoće sjeverni vjetar Januar i februar su najhladniji mjeseci, apsolutni minimum u gradu je bio +10 stepeni.
| Klima Mumbaja | |||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Indeks | Jan | feb | mar | apr | maja | jun | jul | avg | Sep | okt | Ali ja | dec | Godina |
| Apsolutni maksimum, °C | 40,0 | 39,1 | 41,3 | 41,0 | 41,0 | 39,0 | 34,0 | 34,0 | 36,0 | 38,9 | 38,3 | 37,8 | 41,3 |
| Stopa padavina, mm | 1 | 0,3 | 0,2 | 1 | 11 | 537 | 719 | 483 | 324 | 73 | 14 | 2 | 2165 |
| Prosječni minimum, °C | 18,4 | 19,4 | 22,1 | 24,7 | 27,1 | 27,0 | 26,1 | 25,6 | 25,2 | 24,3 | 22,0 | 19,6 | 23,5 |
| Prosječna temperatura, °C | 23,8 | 24,7 | 27,1 | 28,8 | 30,2 | 29,3 | 27,9 | 27,5 | 27,6 | 28,4 | 27,1 | 25,0 | 27,3 |
| Temperatura vode, °C | 26 | 25 | 26 | 27 | 29 | 29 | 29 | 28 | 28 | 29 | 28 | 26 | 28 |
| Apsolutni minimum, °C | 8,9 | 8,5 | 12,7 | 19,0 | 22,5 | 20,0 | 21,2 | 22,0 | 20,0 | 17,2 | 14,4 | 11,3 | 8,5 |
| Prosječni maksimum, °C | 31,1 | 31,4 | 32,8 | 33,2 | 33,6 | 32,3 | 30,3 | 30,0 | 30,8 | 33,4 | 33,6 | 32,3 | 32,1 |
meteoblue vremenske karte su zasnovane na 30-godišnjim vremenskim modelima dostupnim za svaku tačku na Zemlji. Oni pružaju korisne pokazatelje tipičnih klimatskih obrazaca i očekivanih vremenskim uvjetima(temperatura, padavine, sunčano vrijeme ili vjetar). Modeli vremenskih podataka imaju prostornu rezoluciju od oko 30 km u promjeru i možda neće reproducirati sve lokalne vremenske događaje kao što su grmljavine, lokalni vjetrovi ili tornada.
Možete proučavati klimu bilo koje lokacije, kao što su prašuma Amazona, zapadnoafričke savane, pustinja Sahara, sibirska tundra ili Himalaje.
30 godina historijskih podataka po satu za Bombaj možete kupiti uz history+. Moći ćete preuzeti CSV datoteke za vremenske parametre kao što su temperatura, vjetar, oblačnost i padavine u odnosu na bilo koju tačku na svijetu. Podaci za posljednje 2 sedmice za grad Bombaj dostupni su za besplatnu procjenu paketa.
Prosječna temperatura i padavine
"Maksimalna prosječna dnevna temperatura" (puna crvena linija) označava maksimalnu prosječnu temperaturu tokom pojedinačnih dana mjesec u Bombaju. Isto tako, "Minimalna prosječna dnevna temperatura" (puna plava linija) označava minimalnu prosječnu temperaturu. Vrući dani i hladne noći (isprekidane crvene i plave linije označavaju prosječnu temperaturu najtoplijeg dana i najhladnije noći svakog mjeseca u posljednjih 30 godina. Kada planirate svoj odmor, bit ćete svjesni prosječne temperature i spremni ste za najtoplije i najhladnije u hladnim danima. Podrazumevane postavke ne uključuju indikatore brzine vetra, ali ovu opciju možete omogućiti pomoću dugmeta na grafikonu.
Raspored padavina je koristan za sezonske varijacije, kao što je monsunska klima u Indiji ili vlažni period u Africi.
Oblačni, sunčani dani sa padavinama
Na grafikonu je prikazan broj sunčanih, promjenljivo oblačnih, maglovitih i dana s padavinama. Dani kada sloj oblaka ne prelazi 20% smatraju se sunčanim; 20-80% pokrivača smatra se djelomično oblačno, a više od 80% potpuno oblačno. Dok je vrijeme pretežno oblačno u Reykjaviku, glavnom gradu Islanda, Sossusvlei u pustinji Namib jedno je od najsunčanijih mjesta na svijetu.
Pažnja: U zemljama sa tropska klima, kao što su Malezija ili Indonezija, prognoza za broj dana padavina može biti precijenjena za faktor dva.
Maksimalne temperature
Dijagram maksimalne temperature za Bombaj prikazuje koliko dana u mesecu dostigne određene temperature. U Dubaiju, jednom od najtoplijih gradova na svijetu, temperatura gotovo nikada ne pada ispod 40°C u julu. Takođe možete videti grafikon hladnih zima u Moskvi, koji pokazuje da je to samo nekoliko dana u mesecu Maksimalna temperatura jedva dostiže -10°C.
Padavine
Dijagram količine padavina za Bombaj prikazuje koliko dana u mesecu dostigne određene vrednosti padavina. U područjima s tropskom ili monsunskom klimom, prognoze padavina mogu biti potcijenjene.
Brzina vjetra
Dijagram za Bombaj prikazuje dane po mesecima tokom kojih vetar dostiže određenu brzinu. Zanimljiv primjer je Tibetanska visoravan, gdje monsuni proizvode dugotrajne jake vjetrove od decembra do aprila i mirne vazdušne tokove od juna do oktobra.
Jedinice brzine vjetra se mogu mijenjati u odjeljku postavki (gornji desni kut).
Povećana brzina vjetra
Ruža vetrova za Bombaj prikazuje koliko sati u godini vetar duva iz pojedinih pravaca. Primjer - jugozapadni vjetar: Vjetar duva od jugozapada (SW) do sjeveroistoka (NE). Rt Horn, najjužnija tačka u južna amerika, karakteriše karakterističan snažan zapadni vjetar, koji značajno otežava prolaz s istoka na zapad, posebno za jedrenjake.
opće informacije
Od 2007. godine meteoblue u svojoj arhivi prikuplja modelne meteorološke podatke. Godine 2014. počeli smo da upoređujemo vremenske modele sa istorijskim podacima koji sežu do 1985. godine, stvarajući globalnu arhivu sa 30 godina vremenskih podataka po satu. Vremenske karte su prvi simulirani skupovi vremenskih podataka dostupni na Internetu. Naša historija vremenskih podataka uključuje podatke iz svih dijelova svijeta koji pokrivaju bilo koji vremenski period, bez obzira na dostupnost meteoroloških stanica.
Podaci su dobijeni iz našeg globalnog vremenskog modela NEMS u prečniku od približno 30 km. Posljedično, ne mogu reproducirati manje lokalne vremenske događaje kao što su vrućine, hladne eksplozije, grmljavine i tornada. Za lokacije i događaje koji zahtijevaju visoku razinu točnosti (kao što su alokacija energije, osiguranje, itd.), nudimo modele visoke rezolucije sa vremenskim podacima po satu.
Licenca
Ovi podaci se mogu koristiti pod licencom Kreativne zajednice "Attribution + Nekomercijalno (BY-NC)". Bilo koji oblik je nezakonit.
Geografija i klima
Mumbaj (Bombaj)- grad u zapadnoj Indiji, centar države Maharaštra. Ime Bombaj bilo je zvanično do 1995. godine. Mumbai, u prijevodu sa Maharati jezika, znači "majka." Površina grada je 603,4 km². To je najnaseljeniji grad u Indiji.
U gradu postoje tri jezera: Tulsi, Powai i Vihar; sam grad se nalazi na ušću rijeke Ulhas.
Topografija Mumbaija je raznolika: graniče se s mangrovim močvarama, razvedena obala je razvedena zaljevima i brojnim potocima. Tlo u blizini mora je pjeskovito, mjestimično glinovito i aluvijalno. Područje Mumbaija je seizmički osjetljivo opasnim područjima.
U Mumbai možete doći avionom do aerodroma Chhatrapati Shivaji, koji je udaljen 28 km od grada. Razvijena je željeznička mreža i autobuska linija.
Mumbai se nalazi u subekvatorijalnoj zoni. Ovdje postoje dvije klimatske sezone: suvo i vlažno. Sušna sezona traje od decembra do maja, vlažnost u ovo vrijeme je umjerena. Januar i februar su najhladniji mjeseci. Najniža zabilježena temperatura: +10 °C.
Kišna sezona traje od juna do novembra. Najjači monsuni se javljaju od juna do septembra. Prosječna temperatura u ovom trenutku je +30 °C. Najbolje vreme Najbolje vrijeme za posjetu Mumbaiju je od novembra do februara.