Mikä on "meteorologia"? Mikä on tämän sanan oikea kirjoitusasu. Käsite ja tulkinta.

Meteorologia meteorologia on tiedettä ilmakehästä, sen rakenteesta, ominaisuuksista ja siinä tapahtuvista prosesseista. Viittaa geofysikaalisiin tieteisiin. Perustuu fysikaalisiin tutkimusmenetelmiin (meteorologiset mittaukset jne.). Meteorologiassa on useita osastoja ja yksityisiä tieteenaloja, jotka tutkivat erilaisia ​​atm-luokkia. prosesseja tai eri menetelmiä käyttäen. Näihin osiin kuuluvat aktinometria (tiede auringon, maan ja ilmakehän säteilystä tai säteilystä), synoptinen meteorologia (ilmakehässä tapahtuvien laajamittaisten prosessien tutkimus ja niiden analyysiin perustuva sääennuste), ilmakehän optiikka jne. useita soveltavia tieteenaloja (ilmailu, maatalousmeteorologia jne.), jotka joskus yhdistetään yleisnimellä soveltava meteorologia. Meteorologia tutkii ilmakehän koostumusta ja rakennetta; lämmönkierto ja lämpöjärjestelmä ilmakehässä ja maan pinnalla; kosteuden kierto ja veden faasimuutokset ilmakehässä ja alla olevalla pinnalla; ilmakehän liikkeet (ilmakehän ja sen osien yleinen kierto); ilmakehän sähkökenttä; ilmakehän optiset ja akustiset ilmiöt jne. Nykymuodossaan meteorologia on ollut olemassa alle 50 vuotta: vasta 1960-luvulla. Tietoa meteorologisista satelliiteista alkoi saapua säännöllisesti, ja sääasemien verkosta tuli todella globaali; Suunnilleen samaan aikaan kehitettiin pankkiautomaatin yksityiskohtaiset numeeriset mallit. prosessit.

Meteorologia- METEOROLOGY, Qi, w. Tiede maan ilmakehän fysikaalisesta tilasta ja siinä tapahtuvista prosesseista .... Ožegovin selittävä sanakirja

Meteorologia- tiede, joka tutkii maan ilmakehässä esiintyviä ilmiöitä, kuten: paine, lämpötila, kosteus ... Encyclopedic Dictionary F.A. Brockhaus ja I.A. Efron

Meteorologia- (kreikan sanasta meteoros - kohotettu, taivaallinen, meteora - ilmakehän ja taivaan ilmiöt ja ... Logia ... Great Soviet Encyclopedia

Meteorologia- METEOROLOGIA, meteorologia, pl. ei, w. Tiede säästä ja muista maan ilmakehässä tapahtuvista ilmiöistä ... Ushakovin selittävä sanakirja

Meteorologia- OK. 1. Tieteellinen tieteenala, joka tutkii maapallon ilmakehää ja siinä tapahtuvia prosesseja ... Efremovan selittävä sanakirja

Meteorologia- METEOROLOGIA (kreikkalaisesta meteorista - taivaan ilmiöt ja ... logiikka), tiede maan ilmakehästä ja alkuperästä ... Modern Encyclopedia

Meteorologia- METEOROLOGIA (kreikan meteorista - ilmakehän ilmiöt ja ... logiikka) - tiede maan ilmakehästä ja alkuperästä ... Big Encyclopedic Dictionary

Meteorologia tiede, joka tutkii säätä. M:n läheisyydessä ovat: ilmastotiede, sääennusteet (säänennusteet), maatalous...

Efremovan sanakirja

Meteorologia

hyvin.
Tieteellinen tieteenala, joka tutkii maapallon ilmakehää ja siinä tapahtuvia prosesseja.

Sanakirja Ushakov

Merivoimien sanakirja

Meteorologia

tiede, joka tutkii ilmakehän koostumusta ja rakennetta sekä siinä esiintyviä ilmiöitä (lämpötilat, ilman liike, akustiset ja sähköiset). Sotilaateorologia tutkii sääolosuhteiden vaikutusta joukkojen toimintaan (laivasto), aseiden ja sotilasvarusteiden käyttöön.

Ožegovin sanakirja

METEOROL O GIA, ja, hyvin. Tiede maan ilmakehän fysikaalisesta tilasta ja siinä tapahtuvista prosesseista. Synoptinen m. (ilmakehän prosessien tutkimus sääennusteen yhteydessä).

| adj. meteorologinen, voi voi.

tietosanakirja

Meteorologia

(kreikkalaisesta meteorasta - ilmakehän ilmiöt ja ... logiikka), tiede maan ilmakehästä ja siinä tapahtuvista prosesseista. Meteorologian päähaara on ilmakehän fysiikka. Meteorologia tutkii ilmakehän koostumusta ja rakennetta; lämmönkierto ja lämpöjärjestelmä ilmakehässä ja maan pinnalla; kosteuden kierto ja veden faasimuutokset ilmakehässä, ilmamassojen liikkuminen; sähköiset, optiset ja akustiset ilmiöt ilmakehässä. Meteorologia sisältää aktinometrian, dynaamisen ja synoptisen meteorologian, ilmakehän optiikan, ilmakehän sähkön, aerologian ja muut sovellettavat meteorologiset tieteenalat.

Brockhausin ja Efronin tietosanakirja

Meteorologia

Tiede, joka tutkii maan ilmakehässä esiintyviä ilmiöitä, kuten: painetta, lämpötilaa, ilman kosteutta, pilvisyyttä, sademäärää, sadetta, lunta jne. Toisin kuin lähin tiede - fysiikka, kokeellinen tiede - M. tieteen tarkkaavainen. Maan ilmakehässä esiintyvät ilmiöt ovat äärimmäisen monimutkaisia ​​ja toisistaan ​​riippuvaisia, ja yleistykset ovat mahdollisia vain, jos saatavilla on laajaa, mahdollisesti tarkkaa havainnoilla saatua materiaalia (ks. Ilmatieteen havainnot). Koska ilma on termisesti läpinäkyvää, eli se läpäisee huomattavan määrän lämpöä, lämpenee vain hieman auringon säteistä, merkittävä määrä auringon lämpöä saavuttaa maapallon maan ja vesien pinnan. Koska lisäksi sekä maalla että vedellä on paljon suurempi lämpökapasiteetti kuin ilmalla (samalla tilavuudella ensimmäinen on yli 1500 kertaa, toinen yli 3000 kertaa), on selvää, miten pinnan lämpötila vaikuttaa. maapallon maalla ja vesillä on alemman ilmakerroksen lämpötila, ja ilman alemmat kerrokset ovat eniten tutkittuja. Siksi maan ja veden ylempien kerrosten, erityisesti niiden lämpötilan, tutkimus sisältyy M-alueeseen. Materiaalin kertymisen ja sen tieteellisen kehityksen myötä M. alkoi jakautua osiin tai osastoihin. Suhteellisen äskettäin asti M. hallitsi ratkaisevasti keskiarvojen menetelmä (ks. Meteorologiset havainnot), tällä hetkellä sillä on erityinen merkitys klimatologialle (ks. Ilmastot), eli meteorologian osille, mutta täälläkin kiinnitetään yhä enemmän huomiota meteorologisten elementtien eroihin ja vaihteluihin kuvaamalla niitä paitsi lukuina , mutta myös selkeämmin graafisissa taulukoissa ja kartoissa. Mitä pienemmät vaihtelut, sitä vakioisemmaksi ilmasto ja sitä tärkeämmiksi keskiarvot tulevat. Jos vaihtelut ovat erittäin suuria ja toistuvia, keskiarvot kuvaavat ilmastoa paljon vähemmän kuin missä vaihtelut ovat pienempiä. Nykyaikainen meteorologia kiinnittää myös suurta huomiota eri meteorologisten elementtien äärimmäisyyksiin, ja niiden tutkiminen on tärkeää niin puhtaasti tieteelle kuin käytäntöön sovellettaessa esimerkiksi maataloudessa. Kaikki sääilmiöt riippuvat suoraan tai epäsuorasti auringon lämmön ja valon vaikutuksesta Maahan; Tämän vuoksi kaksi ajanjaksoa ovat erityisen tärkeitä: päivittäin, riippuen Maan pyörimisestä akselinsa ympäri, ja vuosittain, riippuen Maan kierroksesta Auringon ympäri. Mitä pienempi leveysaste, sitä suurempi on vuorokausijakson, erityisesti lämpötilan (mutta myös muiden ilmiöiden) suhteellinen arvo ja sitä pienempi on vuosijakson arvo. Päiväntasaajalla päivän pituus on sama ympäri vuoden, eli 12 tuntia 7 minuuttia, ja auringonsäteiden tulokulma keskipäivällä muuttuu vain rajojen sisällä 66 ° 32 ":sta 90 °:seen, joten klo. päiväntasaaja, koko vuoden puolenpäivän aikoihin, saadaan paljon lämpöä auringosta ja pitkän yön aikana paljon menetetään säteilyn vaikutuksesta, joten olosuhteet ovat suotuisat suurelle päivittäinen amplitudi maanpinnan ja alemman ilmakerroksen lämpötila, eli suuri ero alimman ja korkeimman vuorokausilämpötilan välillä. Päinvastoin, vuorokauden lämpötilan tulisi vaihdella hyvin vähän eri vuodenaikoina. Napoilla vuorokausiaika katoaa kokonaan, aurinko nousee kevätpäiväntasauspäivänä ja pysyy sitten horisontin yläpuolella syyspäiväntasauspäivään asti, ja yli 2 kuukauden ajan sen säteet putoavat jatkuvasti yli 20 °, ja noin puoleen vuoteen aurinkoa ei näy ollenkaan. Ilmeisesti näiden edellytysten pitäisi edistää erittäin suurta vuotuinen lämpötilan amplitudi napoilla , joka eroaa jyrkästi tropiikissa havaitusta pienestä amplitudista. Sääilmiöiden vuorokausi- ja vuosijaksot ovat kiistattomia jaksoja, mutta niiden vierestä meteorologit ovat etsineet ja etsivät muita jaksoja, osa vuosilukua lyhyempiä, osa pidempiä. Ensimmäisistä erityistä huomiota kiinnitettiin Auringon 26 päivän kiertokulkuun akselinsa ympäri, joka muiden meteorologien mukaan vastaa samaa ukkosmyrskyjen taajuuden ajanjaksoa. Pidemmistä ajanjaksoista erityisen paljon on tehty laskelmia sen selvittämiseksi, vaikuttaako enemmän vai vähemmän auringonpilkkuja maapallon ilmakehään. Niiden jakso on noin 11 vuotta, eli erityisen suuren ja erityisen pienen täplämäärän jaksot toistuvat tällaisen ajanjakson jälkeen. Viime vuosina on kirjoitettu paljon 35 vuoden ajanjaksosta, jonka aikana oletettavasti kylmät ja kosteat vuodet vuorottelevat lämpimien ja kuivien vuosien kanssa, mutta sellainen ajanjakso ei ole sama kuin Auringossa tunnetut ilmiöt. Tämän tyyppiset tutkimukset ovat tuottaneet tuloksia, jotka eivät ole läheskään yhtäpitäviä keskenään, ja siksi muiden kuin päivittäisten ja vuosittaisten ajanjaksojen vaikutusta ilmakehään voidaan pitää kyseenalaisena.

Viimeisen 30 vuoden aikana M. on yhä vähemmän tyytyväinen keskiarvoihin ja empiiriseen tutkimukseen yleensä ja yrittää yhä enemmän tunkeutua ilmiöiden olemukseen soveltamalla niihin fysiikan (erityisesti lämpöteorian) ja mekaniikan lakeja. Siten koko moderni teoria lämpötilan muutoksista nousevissa ja laskevissa ilmanliikkeissä perustuu termodynamiikan lakien soveltamiseen, ja kävi ilmi, että ilmiöiden äärimmäisestä monimutkaisuudesta huolimatta saadaan joissain tapauksissa tuloksia, jotka ovat hyvin samankaltaisia. teoreettisiin. Erityisen suuria tässä asiassa ovat Hannin ansiot (Hann, ks.). Koko nykyaikainen ilmanliikkeen teoria perustuu mekaniikan opetusten soveltamiseen, ja meteorologien piti itsenäisesti kehittää mekaniikan lakeja maapallon olosuhteisiin sovellettuina. Ferrel teki eniten tällä alueella (katso). Samalla tavalla on viime vuosina tehty paljon auringon, maan ja ilman säteilypäästöjä koskevissa kysymyksissä, erityisesti ensimmäisessä, ja jos tärkeimmän työn tekivät fyysikot ja astrofyysikot (mainitaan erityisesti Langle, katso), sitten nämä tiedemiehet tunsivat M.:n nykyaikaiset vaatimukset, jotka monet meteorologit ilmaisivat erittäin selvästi, ja viimeksi mainitut yrittivät lisäksi nopeasti hyödyntää saavutettuja tuloksia kehittäen samalla yksinkertaisia ​​​​havaintomenetelmiä, jotka olivat saatavilla ihmisille. suuri joukko ihmisiä, joten nyt aktinometria on tulossa yhä välttämättömämmäksi osaksi M. Edellä mainittiin, että meteorologia on toistaiseksi tutkinut pääasiassa ilman alempia kerroksia, koska täällä olevat ilmiöt ovat helpommin tutkittavissa ja lisäksi niillä on suuri merkitys käytännön elämässä. Mutta meteorologit ovat pitkään pyrkineet tutkimaan ilmakerroksia, jotka ovat kaukana maan pinnan massasta. Korkeilla, kaukaisilla vuorilla ilma koskettaa hyvin pientä osaa maan pinnasta, ja lisäksi se on yleensä niin nopeassa liikkeessä, että tavoite saavutetaan jossain määrin vuoristometeorologisten observatorioiden laitteella. Niitä on useissa Euroopan ja Amerikan maissa (Ranska on tässä asiassa muita maita edellä) ja epäilemättä ovat tehneet ja tekevät edelleen erinomaisia ​​palveluja M:lle. Pian ilmapallojen keksimisen jälkeen tiedemiehet asettivat tavoitteekseen käyttää niitä tutkia ilmakerroksia, jotka ovat hyvin kaukana maan pinnasta ja erittäin harvinaisia, ja jo 1800-luvun alussa Gay-Lussac teki lentoja tieteellisiin tarkoituksiin. Mutta pitkään ilmailun puutteet ja meteorologisten instrumenttien riittämätön herkkyys estivät tapauksen onnistumista, ja vasta vuodesta 1893 lähtien, lähes samanaikaisesti Ranskassa ja Saksassa, ilmapalloja laukaistiin suurelle korkeudelle (jopa 18 000 m) ilman ihmiset itse kirjoittavilla soittimilla. Myös Venäjällä tämä liiketoiminta on edennyt voimakkaasti, ja nyt Ranskassa, Saksassa ja Venäjällä tehdään samanaikaisia ​​lentoja, jotka ovat erittäin tärkeitä tässä liiketoiminnassa. Pitkään, matematiikan muuttuessa tieteeksi, kun oikeat havainnot ja yleistykset alkoivat, tieteen ja käytännön yhteys oli pitkään erittäin heikko tai sitä ei ollut ollenkaan. Viimeisten 35 vuoden aikana tämä on muuttunut merkittävästi ja synoptinen tai käytännön M. on saanut suurta kehitystä. Sen tarkoituksena ei ole pelkästään tutkia sääilmiöitä, vaan myös ennakoida tai ennustaa säätä (katso). Tapaus alkoi yksinkertaisemmista ilmiöistä eli ennusteista myrskyt, navigointia varten, jossa on jo edistytty merkittävästi. Tällä hetkellä M. pyrkii samaan maatalouden edun vuoksi, mutta tämä tehtävä on epäilemättä vaikeampi, sekä niiden ilmiöiden luonteen kannalta, joiden ennustaminen on erityisen toivottavaa, eli sademäärä (ks.) ja hajatiloilla on vaikea varoittaa niitä todennäköisestä sään alkamisesta. Maatalouden meteorologian tehtävät eivät kuitenkaan suinkaan rajoitu sään ennustamiseen maatalouden edun mukaisesti; Yksityiskohtainen ilmastotutkimus kaikista maatalouden kannalta tärkeistä meteorologisista elementeistä on etualalla. Maatalouden koneistuminen on vasta syntymässä, ja se on noussut erityisen tärkeäksi kahdessa suuressa maatalousvaltiossa, Venäjällä ja Yhdysvalloissa. Edellä todettiin näiden kahden tieteen menetelmien erot, niin lähellä toisiaan kuin fysiikka ja M. Havainnoinnin valta-asemalla M. lähestyy tähtitiedettä. Ero on kuitenkin erittäin suuri, ei vain tutkimuksen kohteen, vaan myös jossain muussa. Kaikki tähtitieteessä tarvittavat havainnot voidaan tehdä muutamassa kymmenessä tarkoituksenmukaisesti maapallolla sijaitsevissa pisteissä; nämä havainnot vaativat vain ihmisiä, joilla on hyvät tiedot ja jotka ovat täysin hallinneet tapauksen melko monimutkaisen tekniikan. Meteorologia on toinen juttu. Muutama tusina tarkoituksenmukaisimmin eri puolilla maapalloa sijaitsevaa observatoriota parhaiden havaintojen ja laitteiden kanssa ei silti riitä kovin monien sääilmiöiden tutkimiseen. Jälkimmäiset ovat niin monimutkaisia, niin avaruudessa ja ajassa vaihtelevia, että ne vaativat varmasti erittäin suuren määrän havaintopisteitä. Koska olisi mahdotonta tarjota kymmenille ja sadoille tuhansille asemille monimutkaisia ​​ja kalliita laitteita ja vielä vähemmän mahdollista löytää näin paljon tieteen ja tekniikan huipulla olevia tarkkailijoita, M.:n on tyytyä vähempään. täydellisiä havaintoja ja turvautua monenlaisten ihmisten, jotka eivät ole saaneet erityiskoulutusta, mutta jotka ovat kiinnostuneita ilmasto- ja sääilmiöistä, apuun ja kehittämään heille mahdollisimman yksinkertaisia ​​ja edullisimpia havainnointivälineitä ja -menetelmiä. Monissa tapauksissa jopa havainnot tehdään ilman instrumentteja. Siksi mikään tiede ei tarvitse niin lahjakkaita suosittuja kirjoja ja artikkeleita kuin M.

Tällä hetkellä ei ole olemassa täydellistä tieteen nykytilaa vastaavaa meteorologian kurssia; ainoat kaksi täydellistä kurssia ovat K ä mtz, "Lehrbuch d. M." (1833) ja Schmid, "Lehrbuch der M." (1860) ovat jo monelta osin vanhentuneet. Vähemmän täydellisistä käsikirjoista, jotka kattavat kaikki tieteen osat, viittaamme von Bebberiin, "Lehrbuch der M."; Lachinov, "M:n perusteet". Paljon lyhyempi ja suositumpi on tunnettu kurssi Mohn, "Grundz ü ge der M."; täällä päähuomio kiinnitetään sääilmiöihin, on venäjänkielinen käännös 1. saksankielisestä painoksesta: "M. eli säätiede." Täysin itsenäinen kirja säästä: Abercromby, "Sää" (on saksankielinen käännös); systemaattinen opas sääntutkimukseen: von Bebber, "Handbuch der aus ü benden Witterungskunde". Pomortsevin kirja "Synoptic M." on luonteeltaan edellä olevan keskellä. Dynaamisen M:n mukaan: Sprung, "Lehrbuch der M.". Ilmastotieteen osalta: Hann, "Handbuch der Klimatologie"; Voeikov, "Maapallon ilmasto". Maatalouden M.:n mukaan: Houdaille, "Meteorologie agricole"; metsä M:n mukaan: Hornberger, "Grundriss der M.". Melko suosittuja, hyvin lyhyitä kursseja "Houzeau et Lancaster Meteorologie"; Scott, "Elementary M.". Havaintojen ja aikakauslehtien kokoelmat - katso Meteorologiset julkaisut.

Ihmiskunta on alusta asti ollut jatkuvasti alttiina ilmakehän suotuisille tai epäsuotuisille vaikutuksille. Tähän mennessä korkeasta kehitystasosta huolimatta ihmisten parempi suojelu luonnonkatastrofit, luonnonkatastrofit, kuten kuivuus, tulvat ja tornadot, aiheuttavat tappioita ihmisten taloudelliselle toiminnalle. Kaikki tämä edellyttää meteorologisten elementtien ja sääennusteiden tutkimista. Tätä varten on oltava tietoa meteorologisten elementtien tutkimusmenetelmien käytöstä maameteorologisilla asemilla, ilmailuasemilla, lentokoneiden, avaruusrakettien avulla.

◙ Tärkeimmät asiat, jotka sinun tulee tietää tämän moduulin opiskelun jälkeen.

1. tuntee meteorologian ja klimatologian määritelmät sekä meteorologian pääalat;

2. tuntea havainto-ohjelma sääasemilla;

3. tuntee ja osaa käyttää meteorologisia laitteita;

4. tuntea ilmaologisten havaintojen menetelmät;

5. Tunne meteorologisen palvelun ja Maailman ilmatieteen järjestön rooli.

Ongelmaluento 1 moduulista 1

"METEOROLOGIAN AIHE JA TAVOITTEET. METEOLOGISET MENETELMÄT

JA KLIMATOLOGIA. METEOLOGISET HAVAINNOT»

METEOROLOGIAN JA KLIMATOLOGIAN MÄÄRITELMÄ.

METEOLOGIAN PÄÄOSAT

Maapalloa ympäröivää ilmavaippaa kutsutaan ilmakehäksi. Ilmakehässä tapahtuu jatkuvasti erilaisia ​​fysikaalisia, kemiallisia, biologisia prosesseja, jotka muuttavat ilmakehän alemman ja ylemmän kerroksen tilaa.

meteorologia kutsutaan ilmakehän tieteeksi - Maan ilmakuoreksi. Se kuuluu geofysikaalisiin tieteisiin, koska se tutkii fysiikan lakien perusteella tiettyjä maapallon fyysisten prosessien luokkia.

Klimatologia- Tämä on tiede ilmastosta, toisin sanoen tietylle alueelle ominaisten ilmakehän olosuhteiden kokonaisuudesta sen maantieteellisestä sijainnista riippuen.

Ilmasto on siksi yksi alueen fyysisistä ja maantieteellisistä ominaisuuksista. Se vaikuttaa ihmisten taloudelliseen toimintaan: maatalouden erikoistumiseen, teollisuuden maantieteelliseen sijaintiin, lento-, vesi- ja maaliikenteeseen. Joten ilmastotiede on itse asiassa maantieteellinen tiede.

Klimatologian päätehtävät ovat ilmaston muodostumismallien tutkiminen; ilmastonmuutokseen johtavien tekijöiden tutkimus; ilmaston vuorovaikutuksen tutkimus luonnontekijöiden, maatalouden ja ihmisen tuotantotoiminnan kanssa.

Klimatologia liittyy läheisesti meteorologiaan. Ilmaston lakien ymmärtäminen on mahdollista niiden yleisten lakien perusteella, joille ilmakehän prosessit ovat alaisia. Siksi ilmastotiede lähtee meteorologian käsitteistä ja laeista analysoidessaan erilaisten ilmastotyyppien syntymisen syitä ja niiden leviämistä ympäri maailmaa.

Yksi meteorologien päätehtävistä on selittää ilmakehässä tapahtuvien prosessien ydin. Siksi meteorologia voi kehittyä menestyksekkäästi vain yhdessä muiden tieteiden kanssa.

Ensinnäkin meteorologia liittyy maantieteeseen, hydrologiaan, valtameriin, fysiikkaan, matematiikkaan ja kemiaan. Hydromekaniikan ja termodynamiikan lakien pohjalta tutkitaan kysymystä ilmakehän liikkeistä, ilmakehän faasimuutoksista, ilmakehän lämpötilasta ja termisestä olomuodosta. Optisia, sähköisiä ja akustisia ilmiöitä tutkitaan fysiikan lakien pohjalta. Meteorologiassa käytetään laajasti matemaattisia mallinnusmenetelmiä.

Meteorologian pääosastot:

synoptinen meteorologia - säätiede ja sen ennustamismenetelmät.

Ilmakehän fysiikka - tiede, joka tutkii termodynaamisia prosesseja ilmakehässä, sen koostumusta ja rakennetta, pilvien muodostumisprosesseja, sumuja, sateita; tutkii ilmakehän säteilyä, optisia, sähköisiä ja akustisia ilmiöitä.

Dynaaminen meteorologia - perustuu teoreettisiin tutkimusmenetelmiin ja käyttää laajasti matemaattisen mallinnuksen laitteistoa ilmakehän turbulenssiprosessien, säteilyenergian siirtymisen ilmakehässä jne. tutkimuksessa.

On olemassa useita muita meteorologian aloja, jotka kehittyivät hieman myöhemmin:

agrometeorologia – tutkii sääolosuhteiden vaikutusta maataloustuotannon esineisiin ja prosesseihin;

biometeorologia - tutkii ilmakehän olosuhteiden vaikutusta ihmisiin ja muihin eläviin organismeihin;

ydinmeteorologia - tutkii ilmakehän luonnollista ja keinotekoista radioaktiivisuutta, radioaktiivisten epäpuhtauksien leviämistä siinä, ydin- ja lämpöydinräjähdysten vaikutusta ilmakehään;

radiometeorologia - tutkii sääolosuhteiden vaikutusta radioaaltojen etenemiseen ilmakehässä ja tutkii myös ilmakehän prosesseja tutkalla.

Meteorologian päätehtävä – ilmakehän ilmiöiden tutkimus keräämällä tietoa tilan ja ajan muutoksista. Meteorologian perimmäisenä tavoitteena on löytää mahdollisuuksia ja konkreettisia tapoja hallita ilmakehän ilmiöitä ja muuttaa niitä haluamaasi suuntaan.

Välitehtävät, jotka meteorologia ratkaisee, ovat seuraavat:

saada tarkkoja tietoja, jotka kuvaavat ilmakehän prosesseja ja ilmiöitä;

ilmakehän prosessien ja ilmiöiden selittäminen, toisin sanoen niiden kehitystä säätelevien lakien vahvistaminen;

löydettyjen säännönmukaisuuksien käyttö ilmakehän prosessien ennustamismenetelmien kehittämiseen;

löydettyjen säännönmukaisuuksien soveltaminen ilmakehän prosessien kehityksessä aktiiviseen taisteluun vaarallisia ja haitallisia sääilmiöitä vastaan, luonnonvoimien täydellisempään käyttöön ihmisen käytännön toiminnassa.

Havaintomenetelmää käytetään laajasti meteorologian ensimmäisen ongelman ratkaisemiseksi. Kaikkialla maapallolla on meteorologisia observatorioita, asemia ja pylväitä, joissa havaintoja ilmakehän tilasta sen paksuudelta. On myös lentokoneita, helikoptereita ja satelliittihavaintoja. Viime aikoina on käytetty yhä enemmän kokeellista menetelmää, joka koostuu siitä, että sekä luonnollisissa että laboratorio-olosuhteissa tietyt ilmakehän ilmiöt luodaan erityisesti tai luodaan keinotekoisesti uudelleen, mikä mahdollistaa niiden kehitysmallien tutkimisen. Kolmen viimeisen ongelman ratkaisemiseksi käytetään laajalti fysiikan, termodynamiikan, hydromekaniikan ja matemaattisten mallintamismenetelmien käyttöön perustuvaa teoreettista menetelmää. Neljännen ongelman ratkaisemiseksi harjoitetaan onnistuneesti sumujen ja pilvien keinotekoista sirontaa.

Meteorologiset havainnot jaetaan suoriin ja epäsuoriin.

Suorat instrumentit sisältävät meteorologisten ominaisuuksien suorat instrumentaaliset ja visuaaliset havainnot, esimerkiksi ilman lämpötilan, pilven määrän.

Epäsuorat havainnot sisältävät sellaiset havainnot, joiden perusteella saadaan tietoa muista, ei suoraan havaittavista ominaisuuksista. Esimerkiksi pilvien liikettä tarkkailemalla saadaan tietoa tuulesta korkeuksissa; revontulien havaintojen tulosten perusteella määritetään ilmakehän korkeiden kerrosten kaasukoostumus jne.

Merkittävä osa meteorologeista harjoittaa sääennusteita. He työskentelevät valtion ja armeijan organisaatioissa ja yksityisissä yrityksissä, jotka antavat ennusteita ilmailulle, maataloudelle, rakentamiselle ja laivastolle sekä lähettävät niitä radiossa ja televisiossa. Muut ammattilaiset valvovat saastetasoja, neuvovat, opettavat tai tekevät tutkimusta. Säähavainnoissa, sääennusteissa ja tieteellisessä tutkimuksessa elektroniikkalaitteiden merkitys kasvaa.

SÄÄTUTKIMUKSEN PERIAATTEET

Lämpötila, ilmanpaine, ilman tiheys ja kosteus, tuulen nopeus ja suunta ovat ilmakehän tilan pääindikaattoreita, ja lisäparametreina ovat tiedot kaasujen, kuten otsonin, hiilidioksidin jne., pitoisuudesta.

Fyysisen kehon sisäisen energian ominaisuus on lämpötila, joka nousee ympäristön sisäisen energian (esim. ilma, pilvet jne.) lisääntyessä, jos energiatase on positiivinen. Energiataseen pääkomponentit ovat lämmitys absorboimalla ultravioletti-, näkyvää ja infrapunasäteilyä; infrapunasäteilyn aiheuttama jäähdytys; lämmönvaihto maan pinnan kanssa; energian lisäys tai menetys veden tiivistyessä tai haihtuessa tai kun ilma puristuu tai laajenee. Lämpötilaa voidaan mitata Fahrenheit-asteina (F), Celsius-asteina (C) tai Kelvin-asteina (K). Alinta mahdollista lämpötilaa, 0 Kelvin-astetta, kutsutaan "absoluuttiseksi nollaksi". Eri lämpötila-asteikot liittyvät toisiinsa suhteilla:

F = 9/5 C + 32; C \u003d 5/9 (F - 32) ja K = C + 273,16,

jossa F, C ja K vastaavasti tarkoittavat lämpötilaa Fahrenheit-, Celsius- ja Kelvin-asteina. Fahrenheit- ja Celsius-asteikot osuvat kohdalleen -40 °:ssa, ts. -40° F = -40° C, mikä voidaan varmistaa käyttämällä yllä olevia kaavoja. Kaikissa muissa tapauksissa lämpötila-arvot Fahrenheit- ja Celsius-asteina vaihtelevat. Tieteellisessä tutkimuksessa käytetään yleisesti Celsius- ja Kelvin-asteikkoja.

Ilmanpaine kussakin pisteessä määräytyy päällä olevan ilmapatsaan massan mukaan. Se muuttuu, jos ilmapylvään korkeus tietyn pisteen yläpuolella muuttuu. Ilmanpaine merenpinnalla on n. 10,3 t/m2. Tämä tarkoittaa, että 1 neliömetrin vaakapohjaisen ilmapatsaan paino merenpinnan tasolla on 10,3 tonnia.

Ilman tiheys on ilman massan suhde sen varaamaan tilavuuteen. Ilman tiheys kasvaa, kun se puristuu, ja pienenee, kun se laajenee.

Tilayhtälö yhdistää lämpötilan, paineen ja ilman tiheyden. Ilma on suurelta osin kuin "ideaalikaasu", jolle tilayhtälön mukaan lämpötila (ilmaistuna Kelvinin asteikolla) kertaa tiheys jaettuna paineella on vakio.

Nykyaikaisen kansainvälisen pilviluokituksen perustan loi englantilainen amatöörimeteorologi Luke Howard vuonna 1803. Se käyttää latinalaisia ​​termejä kuvaamaan pilvien ulkonäköä: alto - korkea, cirrus - cirrus, cumulus - cumulus, nimbus - sade ja stratus - kerros. Näiden termien eri yhdistelmiä käytetään nimeämään kymmenen pääpilvimuotoa: cirrus - cirrus; cirrocumulus - cirrocumulus; cirrostratus - cirrostratus; altocumulus - Altocumulus; altostratus - korkeakerroksinen; nimbostratus - nimbostratus; stratocumulus - stratocumulus; kerros - kerroksellinen; cumulus - cumulus ja cumulonimbus - cumulonimbus. Altocumulus- ja altostratuspilvet ovat korkeampia kuin kumpu- ja kerrospilvet.

Alemman kerroksen pilvet (stratus, stratocumulus ja stratocumulus) koostuvat lähes yksinomaan vedestä, niiden pohjat sijaitsevat noin 2000 m:n korkeudella. Maan pintaa pitkin hiipiviä pilviä kutsutaan sumuksi.

Keskitason pilvien (altocumulus ja altostratus) pohjat ovat 2000 - 7000 metrin korkeudessa. Näiden pilvien lämpötilat ovat 0°C - -25°C ja ne ovat usein vesipisaroiden ja jääkiteiden seosta.

Ylemmän tason pilvien (cirrus, cirrocumulus ja cirrostratus) ääriviivat ovat yleensä sumeat, koska ne koostuvat jääkiteistä. Niiden tukikohdat sijaitsevat yli 7000 metrin korkeudessa ja lämpötila on alle -25 ° C.

Cumulus- ja cumulonimbus-pilvet luokitellaan pystysuoran kehityksen pilviksi, ja ne voivat ylittää yhden tason rajat. Tämä koskee erityisesti cumulonimbus-pilviä, joiden pohjat ovat vain muutaman sadan metrin päässä maanpinnasta ja joiden huiput voivat nousta 15–18 kilometrin korkeuteen. Pohjassa ne on tehty vesipisaroista ja ylhäältä jääkiteistä.

ILMASTO JA ILMASTOA MUODOSTUVAT TEKIJÄT

Maan akselin kaltevuus maan kiertoradan tasoon aiheuttaa muutoksia paitsi auringonsäteiden maanpinnalle tulokulmassa, myös auringonpaisteen päivittäisessä kestossa. Päiväntasauksen aikaan päivänvalon kesto koko maapallolla (napoja lukuun ottamatta) on 12 tuntia, 21.3.-23.9. välisenä aikana pohjoisella pallonpuoliskolla yli 12 tuntia ja 23.9.-21.3. alle 12 tuntia..w (napapiiri) 21. joulukuuta alkaen napayö jatkuu ympäri vuorokauden ja 21. kesäkuuta alkaen päivänvalo jatkuu 24 tuntia. Pohjoisnavalla napayö havaitaan 23. syyskuuta 21. maaliskuuta ja napapäivää 21. maaliskuuta 23. syyskuuta.

Siten kahden erillisen ilmakehän ilmiön syklin - vuotuisen, 365 1/4 päivää kestävän ja päivittäisen 24 tunnin - syynä on Maan pyöriminen Auringon ympäri ja maan akselin kallistus.

Ilmakehän ulkorajalle pohjoisella pallonpuoliskolla vuorokaudessa tuleva auringon säteilyn määrä ilmaistaan ​​watteina vaakapinnan neliömetriä kohti (eli maanpinnan suuntainen, ei aina kohtisuorassa auringonsäteisiin nähden) ja riippuu aurinkovakiosta. , auringonsäteiden kaltevuuskulma ja päivien kesto (taulukko 1).

Taulukko 1. Auringon säteilyn saapuminen ilmakehän ylärajalle

Taulukko 1. AURINGON SÄTEILYN TUOTOT ILMAN YLÄRAJALLA (W/m2 per päivä)
Leveysaste, °N	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90
21 kesäkuuta	375	414	443	461	470	467	463	479	501	510
21. joulukuuta	399	346	286	218	151	83	23	0	0	0
Keskimääräinen vuosiarvo	403	397	380	352	317	273	222	192	175	167

Taulukosta seuraa, että kesä- ja talvikausien välinen kontrasti on silmiinpistävä. 21. kesäkuuta pohjoisella pallonpuoliskolla auringonpaisteen arvo on suunnilleen sama. Joulukuun 21. päivänä matalien ja korkeiden leveysasteiden välillä on merkittäviä eroja, ja tämä on tärkein syy siihen, että näiden leveysasteiden ilmastollinen ero on paljon suurempi talvella kuin kesällä. Ilmakehän makrokierto, joka riippuu pääasiassa ilmakehän lämpenemisen eroista, kehittyy paremmin talvella.

Auringon säteilyvuon vuotuinen amplitudi päiväntasaajalla on melko pieni, mutta kasvaa voimakkaasti pohjoista kohti. Siksi, ceteris paribus, vuotuinen lämpötilan amplitudi määräytyy pääasiassa alueen leveysasteesta.

Maan pyöriminen akselinsa ympäri.

Insolation voimakkuus kaikkialla maailmassa minä tahansa vuodenpäivänä riippuu myös vuorokaudenajasta. Tämä johtuu tietysti siitä, että Maa pyörii 24 tunnissa akselinsa ympäri.

Albedo

- kohteen heijastaman auringon säteilyn osuus (yleensä ilmaistuna prosentteina tai yksikön murto-osina). Tuoreen lumen albedo voi olla 0,81, pilvien albedo tyypistä ja pystypaksuudesta riippuen 0,17-0,81. Albedo tummaa kuivaa hiekkaa - n. 0,18, vihreä metsä - 0,03 - 0,10. Suurten vesialueiden albedo riippuu Auringon korkeudesta horisontin yläpuolella: mitä korkeampi se on, sitä matalampi albedo.

Maan albedo yhdessä ilmakehän kanssa vaihtelee pilvipeitteen ja lumipeitteen pinta-alan mukaan. Kaikesta planeetallemme tulevasta auringon säteilystä noin. 0,34 heijastuu ulkoavaruuteen ja katoaa maa-ilmakehäjärjestelmään.

Ilmakehän absorptio.

Noin 19 % Maahan tulevasta auringon säteilystä absorboituu ilmakehään (keskiarvoisten arvioiden mukaan kaikille leveysasteille ja kaikkina vuodenaikoina). Ilmakehän ylemmissä kerroksissa ultraviolettisäteilyä absorboi pääasiassa happi ja otsoni, ja alemmissa kerroksissa puna- ja infrapunasäteily (aallonpituus yli 630 nm) absorboituu pääasiassa vesihöyryyn ja vähäisemmässä määrin hiilidioksidiin. .

imeytyminen maan pinnalle.

Noin 34 % ilmakehän ylärajalle saapuvasta suorasta auringon säteilystä heijastuu avaruuteen ja 47 % kulkee ilmakehän läpi ja absorboituu maan pinnalle.

Maan pinnan absorboima energiamäärän muutos leveysasteista riippuen on esitetty taulukossa. 2 ja ilmaistaan ​​keskimääräisenä vuotuisena energiamääränä (watteina), jonka vuorokaudessa absorboi 1 neliömetrin vaakasuora pinta. Auringon säteilyn keskimääräisen vuotuisen ilmakehän ylärajalle saapuvan vuorokauden ja pilvisyyden puuttuessa eri leveysasteilla maan pinnalle saavuttaneen säteilyn välinen ero osoittaa sen häviämistä erilaisten ilmakehän tekijöiden (paitsi pilvisyyden) vaikutuksesta. Nämä häviöt muodostavat yleensä noin kolmanneksen tulevasta auringon säteilystä.

Taulukko 2. Auringon säteilyn keskimääräinen vuotuinen sisäänvirtaus horisontaalisella pinnalla pohjoisella pallonpuoliskolla

Taulukko 2. AURINGON SÄTEILYN KESKIMÄÄRÄISET VUOSITUOTOT VAAKAALLISELLA PINTALLA POHJOISELLE PUOLAPUOLELLA (W/m2 per päivä)
Leveysaste, °N	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90
Säteilyn saapuminen ilmakehän ulkorajalle	403	397	380	352	317	273	222	192	175	167
Säteilyn saapuminen maan pinnalle kirkkaalla taivaalla	270	267	260	246	221	191	154	131	116	106
Säteilyn saapuminen maan pinnalle keskipilvisesti	194	203	214	208	170	131	97	76	70	71
Maan pinnan absorboima säteily	181	187	193	185	153	119	88	64	45	31

Ilmakehän säteilyhäviöistä johtuva ero ilmakehän ylärajalle saapuvan auringon säteilyn määrän ja sen maan pinnalle saapuvan määrän välillä keskipilvyyden aikana, riippuu merkittävästi maantieteellisestä leveysasteesta: päiväntasaajalla 52 %, 41 % 30° N. ja 57 % 60° N. Tämä on suora seuraus pilvisyyden kvantitatiivisesta muutoksesta leveysasteiden myötä. Pohjoisen pallonpuoliskon ilmakehän kierron erityispiirteistä johtuen pilvien määrä on minimaalista leveysasteella n. 30°. Pilvien vaikutus on niin suuri, että suurin energia saavuttaa maan pinnan ei päiväntasaajalla, vaan subtrooppisilla leveysasteilla.

Ero maan pinnalle tulevan säteilyn määrän ja absorboituneen säteilyn määrän välillä muodostuu vain albedosta, joka on erityisen suuri korkeilla leveysasteilla ja johtuu lumen ja jään korkeasta heijastavuudesta.

Kaikesta Maa-ilmakehäjärjestelmän käyttämästä aurinkoenergiasta alle kolmasosa imeytyy suoraan ilmakehään, ja suurin osa sen vastaanottamasta energiasta heijastuu maan pinnalta. Suurin osa aurinkoenergiasta tulee matalilla leveysasteilla sijaitseville alueille.

Maan säteily.

Huolimatta jatkuvasta aurinkoenergian virtauksesta ilmakehään ja maan pinnalle, maan ja ilmakehän keskilämpötila on melko vakio. Syynä tähän on se, että maapallo ja sen ilmakehä päästävät avaruuteen lähes saman määrän energiaa, enimmäkseen infrapunasäteilynä, koska maapallo ja sen ilmakehä ovat paljon kylmempiä kuin Aurinko ja vain pieni osa spektrin näkyvässä osassa. Säteilevä infrapunasäteily tallennetaan erikoislaitteilla varustetuilla meteorologisilla satelliiteilla. Monet televisiossa näkyvät satelliittisynoptiset kartat ovat infrapunakuvia ja heijastavat lämpösäteilyä maan pinnalta ja pilvistä.

Terminen tasapaino.

Maan pinnan, ilmakehän ja planeettojen välisen avaruuden välisen monimutkaisen energianvaihdon seurauksena kukin näistä komponenteista saa keskimäärin yhtä paljon energiaa kahdelta muulta kuin se menettää itsensä. Näin ollen maan pinnalla tai ilmakehässä ei ole havaittavissa energian lisääntymistä tai vähenemistä.

YLEINEN ILMAKEERITYS

Auringon ja Maan keskinäisen sijainnin erityispiirteistä johtuen samanpintaiset päiväntasaaja- ja napa-alueet saavat täysin eri määriä aurinkoenergiaa. Päiväntasaajan alueet saavat enemmän energiaa kuin napa-alueet, ja niiden vesialueet ja kasvillisuus imevät enemmän sisään tulevaa energiaa. Napa-alueilla lumi- ja jääpeitteen albedo on korkea. Vaikka lämpötilan lämpimämmät ekvatoriaaliset alueet säteilevät enemmän lämpöä kuin napa-alueet, lämpötasapaino on sellainen, että napa-alueet menettävät enemmän energiaa kuin saavat ja ekvatoriaaliset alueet saavat enemmän energiaa kuin ne menettävät. Koska päiväntasaajan alueilla ei ole lämpenemistä eikä napa-alueiden jäähtymistä, on selvää, että maapallon lämpötasapainon ylläpitämiseksi ylimääräistä lämpöä on siirrettävä tropiikista navoille. Tämä liike on ilmakehän kierron tärkein liikkeellepaneva voima. Tropiikassa ilma lämpenee, nousee ja laajenee ja virtaa napoja kohti n. 19 km. Napojen lähellä se jäähtyy, tihenee ja vajoaa maan pinnalle, josta se leviää kohti päiväntasaajaa.

Liikkeen pääpiirteet.

Päiväntasaajan lähellä nousevaa ja napoja kohti suuntautuvaa ilmaa ohjaa Coriolis-voima. Tarkastellaan tätä prosessia pohjoisen pallonpuoliskon esimerkissä (sama asia tapahtuu eteläisellä pallonpuoliskolla). Napaa kohti liikkuessaan ilma poikkeaa itään ja käy ilmi, että se tulee lännestä. Näin muodostuu länsituulet. Osa tästä ilmasta jäähtyy laajenemisen ja lämpösäteilyn vaikutuksesta, laskeutuu ja virtaa vastakkaiseen suuntaan päiväntasaajaa kohti, poikkeaa oikealle ja muodostaa koillispasaatin. Osa napaa kohti liikkuvasta ilmasta muodostaa länsiliikenteen lauhkeilla leveysasteilla. Napa-alueella laskeutuva ilma siirtyy kohti päiväntasaajaa ja poikkeaa länteen muodostaen itäsuuntaisen kuljetuksen napa-alueilla. Tämä on vain kaavakuva ilmakehän kierrosta, jonka vakiokomponentti on pasaatit.

Tuulihihnat.

Maan pyörimisen vaikutuksesta ilmakehän alemmille kerroksille muodostuu useita päätuulivyöhykkeitä ( katso kuva.).

päiväntasaajan rauhallinen vyöhyke,

joka sijaitsee lähellä päiväntasaajaa, sille on ominaista heikot tuulet, jotka liittyvät eteläisen pallonpuoliskon vakaiden kaakkoisten pasaatituulien ja pohjoisen pallonpuoliskon koillispasaatituulien lähentymisalueeseen (eli ilmavirtojen lähentymiseen), mikä loi epäsuotuisat olosuhteet liikkeelle purjelaivoista. Kun ilmavirrat lähentyvät alueella, ilman tulee joko nousta tai laskea. Koska maan tai valtameren pinta estää sen uppoamisen, ilmakehän alemmissa kerroksissa syntyy väistämättä voimakkaita nousevia ilmaliikkeitä, mitä edesauttaa myös ilman voimakas kuumeneminen alhaalta. Nouseva ilma jäähtyy ja sen kosteuspitoisuus laskee. Siksi tiheät pilvet ja tiheät sateet ovat tyypillisiä tälle alueelle.

Hevosten leveysaste

- alueet, joilla on erittäin heikko tuuli ja jotka sijaitsevat 30 ja 35° pohjoista leveyttä. ja y.sh. Tämä nimi juontaa juurensa todennäköisesti purjelaivaston aikakauteen, jolloin Atlantin ylittäneet alukset olivat usein tyyneitä tai myöhästyivät heikon, vaihtelevan tuulen vuoksi. Samaan aikaan vesi oli loppumassa, ja hevosia Länsi-Intiaan kuljettavien laivojen miehistöt joutuivat heittämään ne yli laidan.

Hevosleveysasteet sijaitsevat pasaatituulten ja vallitsevan lännen kuljetusten alueiden välissä (sijaitsevat lähempänä napoja) ja ovat pinnan ilmakerroksen tuulien hajoamisvyöhykkeitä (eli divergenttiä). Yleensä laskeutuvat ilmanliikkeet hallitsevat niissä. Ilmamassojen laskeutumista seuraa ilman lämpeneminen ja sen kosteuskapasiteetin kasvu, joten näille vyöhykkeille on ominaista alhainen pilvisyys ja vähäinen sademäärä.

Syklonien subpolaarinen vyöhyke

sijaitsee 50–55° pohjoista leveyttä. Sille on ominaista syklonien kulkemiseen liittyvät vaihtelevat myrskytuulet. Tämä on lauhkeilla leveysasteilla vallitsevien länsituulien ja napa-alueille tyypillisten itätuulien lähentymisvyöhyke. Kuten päiväntasaajan lähentymisvyöhykkeellä, täälläkin vallitsee nousevat ilmanliikkeet, tiheät pilvet ja sateet laajoilla alueilla.

MAA- JA MERI JAKELUVAIKUTUKSET

Auringonsäteily.

Auringon säteilyn saapumisen muutosten vaikutuksesta maa lämpenee ja jäähtyy paljon voimakkaammin ja nopeammin kuin valtameri. Tämä johtuu maaperän ja veden erilaisista ominaisuuksista. Vesi läpäisee säteilyä paremmin kuin maaperä, joten energia jakautuu suurempaan vesimäärään ja johtaa vähemmän lämpöön tilavuusyksikköä kohti. Turbulenttinen sekoittuminen jakaa lämpöä valtameren yläosassa noin 100 m syvyyteen.Vedellä on suurempi lämpökapasiteetti kuin maaperällä, joten veden lämpötila kohoaa vähemmän samalla lämpömäärällä, joka imeytyy samoihin vesi- ja maamassoihin. Lähes puolet veden pintaan tulevasta lämmöstä kuluu haihduttamiseen, ei lämmitykseen, ja maaperällä maaperä kuivuu. Siksi valtameren pinnan lämpötila päivän ja vuoden aikana vaihtelee paljon vähemmän kuin maan pinnan lämpötila. Koska ilmakehä lämpenee ja jäähtyy pääasiassa alla olevan pinnan lämpösäteilyn vaikutuksesta, havaitut erot näkyvät ilman lämpötiloissa maalla ja valtamerissä.

Ilman lämpötila.

Sen mukaan, muodostuuko ilmasto pääasiassa valtameren vai maan vaikutuksesta, sitä kutsutaan meri- tai mannerilmastoksi. Meri-ilmastolle on ominaista huomattavasti alhaisemmat vuotuiset keskilämpötila-alueet (lämpimät talvet ja viileämmät kesät) verrattuna mannerilmastoon.

Avomeren saarilla (esimerkiksi Havaijilla, Bermudalla, Ascensionilla) on hyvin määritelty merellinen ilmasto. Mannerten laitamille voi muodostua jonkinlaista ilmastoa vallitsevien tuulien luonteesta riippuen. Esimerkiksi läntisen liikenteen vallitsevan vyöhykkeen länsirannikoilla vallitsee meri-ilmasto ja itäisillä mannerilmasto. Tämä näkyy taulukossa. 3, joka vertaa lämpötiloja kolmella Yhdysvaltain sääasemalla, jotka sijaitsevat suunnilleen samalla leveysasteella läntisen liikenteen dominanssialueella.

Länsirannikolla, San Franciscossa, ilmasto on merellinen, ja talvet ovat lämpimiä, kesiä viileitä ja lämpötila vaihtelee alhaisina. Chicagossa, mantereen sisäosissa, ilmasto on jyrkästi mannermainen, kylmät talvet, lämpimät kesät ja merkittävä lämpötilavaihtelu. Bostonin itärannikon ilmasto ei poikkea kovinkaan paljon Chicagon ilmastosta, vaikka Atlantin valtamerellä onkin siihen hillittävä vaikutus joskus mereltä puhaltavien tuulien (merituulen) vuoksi.

Monsuunit.

Termi "monsuuni", joka on johdettu arabian sanasta "mausim" (season), tarkoittaa "kauden tuulta". Nimeä käytettiin ensimmäisen kerran Arabianmerellä kuuden kuukauden ajan koillisesta ja seuraavan kuuden kuukauden ajan lounaasta puhaltaville tuulelle. Monsuunit saavuttavat suurimman voimansa Etelä- ja Itä-Aasiassa sekä trooppisilla rannikoilla, kun ilmakehän yleisen kierron vaikutus on heikko eikä tukahduta niitä. Persianlahden rannikolle on ominaista heikommat monsuunit.

Monsuunit ovat tuulen laajamittainen kausiluonteinen analogi, vuorokausituuli, joka puhaltaa monilla rannikkoalueilla vuorotellen maalta merelle ja mereltä maalle. Kesäisen monsuunin aikana maa on valtamerta lämpimämpi ja sen yläpuolelle kohoava lämmin ilma leviää sivuille yläilmakehässä. Tämän seurauksena lähellä pintaa syntyy matala paine, mikä myötävaikuttaa kostean ilman virtaamiseen merestä. Talvimonsuunin aikana maa on kylmempää kuin valtameri, joten kylmä ilma vajoaa maan päälle ja virtaa kohti merta. Monsuuni-ilmaston alueilla voi myös kehittyä tuulia, mutta ne peittävät vain ilmakehän pintakerroksen ja näkyvät vain rannikkokaistalla.

Monsuuni-ilmastolle on ominaista voimakas vuodenaikojen vaihtelu alueilla, joilta ilmamassat tulevat - mannermainen talvella ja merellinen kesällä; merestä puhaltavien tuulien vallitsevuus kesällä ja maalta talvella; kesän suurin sademäärä, pilvisyys ja kosteus.

Bombayn lähialue Intian länsirannikolla (noin 20° pohjoista leveyttä) on klassinen esimerkki monsuuniilmastosta. Helmikuussa noin 90 % ajasta siellä puhaltaa koillisesta tuulet ja heinäkuussa noin. 92% ajasta - lounais-rumbat. Keskimääräinen sademäärä helmikuussa on 2,5 mm ja heinäkuussa - 693 mm. Keskimääräinen sadepäivien lukumäärä helmikuussa on 0,1 ja heinäkuussa - 21. Helmikuun keskimääräinen pilvisyys on 13 %, heinäkuussa - 88 %. Keskimääräinen suhteellinen kosteus on helmikuussa 71 % ja heinäkuussa 87 %.

HYVITYSVAIKUTUS

Suurimmat orografiset esteet (vuoret) vaikuttavat merkittävästi maan ilmastoon.

lämpöjärjestelmä.

Ilmakehän alemmissa kerroksissa lämpötila laskee noin 0,65 ° C ja nousee joka 100 m; alueilla, joilla on pitkät talvet, lämpötila on hieman hitaampi, etenkin alemmalla 300 metrin kerroksessa, ja alueilla, joilla on pitkät kesät, se on hieman nopeampi. Lähin suhde keskilämpötilan ja korkeuden välillä havaitaan vuoristossa. Siksi keskilämpötilojen isotermit, esimerkiksi sellaisilla alueilla kuin Colorado, toistavat yleisesti topografisten karttojen ääriviivat.

Pilvistä ja sadetta.

Kun ilma kohtaa vuorijonon tiellään, sen on pakko nousta. Samaan aikaan ilma jäähtyy, mikä johtaa sen kosteuskapasiteetin laskuun ja vesihöyryn tiivistymiseen (pilvien muodostuminen ja sade) vuorten tuulen puolella. Kun kosteus tiivistyy, ilma lämpenee ja vuorten suojapuolen puolelle saavuttaessa kuivaa ja lämmintä. Siten Rocky Mountainsissa Chinook-tuuli nousee.

Taulukko 4. Oseanian mantereiden ja saarten äärilämpötilat

Taulukko 4. MERIKONTTIEN JA SAARIEN ÄÄRIMMÄISET LÄMPÖTILAT
Alue	Maksimilämpötila, °С	Paikka	minimilämpötila, °С	Paikka
Pohjois-Amerikka	57	Death Valley, Kalifornia, Yhdysvallat	–66	Nortis, Grönlanti 1
Etelä-Amerikka	49	Rivadavia, Argentiina	–33	Sarmiento, Argentiina
Eurooppa	50	Sevilla, Espanja	–55	Ust-Shchugor, Venäjä
Aasia	54	Tirat Zevi, Israel	–68	Oymyakon, Venäjä
Afrikka	58	Al Azizia, Libya	–24	Ifrane, Marokko
Australia	53	Cloncurry, Australia	–22	Charlotte Pass, Australia
Antarktis	14	Esperanza, Etelämantereen niemimaa	–89	Vostokin asema, Etelämanner
Oseania	42	Tuguegarao, Filippiinit	–10	Haleakala, Havaiji, Yhdysvallat
1 Pohjois-Amerikan mantereella alin mitattu lämpötila oli -63° С (Snug, Yukon, Kanada)

Taulukko 5. Keskimääräisen vuotuisen sademäärän ääriarvot Oseanian mantereilla ja saarilla

Taulukko 5. VUOSIKESKIMÄÄRÄISTEN VUOSIKERTAISET ARVOT OSEANIEN MATERINEILLE JA SAARILLE
Alue	Maksimi, mm	Paikka	Minimi, mm	Paikka
Pohjois-Amerikka	6657	Henderson Lake, Brittiläinen Kolumbia, Kanada	30	Batages, Meksiko
Etelä-Amerikka	8989	Quibdo, Kolumbia		Arica, Chile
Eurooppa	4643	Crkvice, Jugoslavia	163	Astrakhan, Venäjä
Aasia	11430	Cherrapunji, Intia	46	Aden, Jemen
Afrikka	10277	Debunja, Kamerun		Wadi Halfa, Sudan
Australia	4554	Tully, Australia	104	Malka, Australia
Oseania	11684	Waialeale, Havaiji, Yhdysvallat	226	Puako, Havaiji, Yhdysvallat

SYNOPTISIA OBJEKTEJA

Ilmamassat.

Ilmamassa on valtava määrä ilmaa, jonka ominaisuudet (pääasiassa lämpötila ja kosteus) muodostuivat alla olevan pinnan vaikutuksesta tietyllä alueella ja muuttuvat vähitellen liikkuessaan muodostumislähteestä vaakasuunnassa.

Ilmamassat erottuvat ensisijaisesti muodostumisalueiden, esimerkiksi trooppisten ja napaisten, lämpöominaisuuksista. Ilmamassojen liikkuminen alueelta toiselle, säilyttäen monet alkuperäiset ominaisuudet, voidaan jäljittää synoptisilla kartoilla. Esimerkiksi Kanadan arktiselta alueelta tuleva kylmä ja kuiva ilma, joka liikkuu Yhdysvaltojen alueen yli, lämpenee hitaasti, mutta pysyy kuivana. Samoin Meksikonlahden ylle muodostuvat lämpimät, kosteat trooppiset ilmamassat pysyvät kosteina, mutta voivat lämmetä tai jäähtyä alla olevan pinnan ominaisuuksien mukaan. Tietenkin tällainen ilmamassojen muutos voimistuu, kun matkalla kohtaamat olosuhteet muuttuvat.

Kun ilmamassat, joilla on erilaiset ominaisuudet kuin etäisistä muodostumiskeskuksista, joutuvat kosketukseen, ne säilyttävät ominaisuutensa. Suurimman osan olemassaoloajastaan ​​niitä erottavat enemmän tai vähemmän selkeästi määritellyt siirtymävyöhykkeet, joissa lämpötila, kosteus ja tuulen nopeus muuttuvat dramaattisesti. Sitten ilmamassat sekoittuvat, hajaantuvat ja lopulta lakkaavat olemasta erillisinä kappaleina. Liikkuvien ilmamassojen välisiä siirtymävyöhykkeitä kutsutaan "rintamiksi".

Etuosat

kulkea bariinikentän onteloiden läpi, ts. matalapaineen ääriviivoja pitkin. Rintamaa ylitettäessä tuulen suunta yleensä muuttuu dramaattisesti. Napaisissa ilmamassoissa tuuli voi olla luoteista, kun taas trooppisissa ilmamassoissa se voi olla etelästä. Pahin sää on rintamilla ja kylmemmällä alueella rintaman lähellä, missä lämmin ilma liukuu tiheän kylmän ilman kiilaa ylös ja jäähtyy. Tämän seurauksena muodostuu pilviä ja sataa. Etupuolelle muodostuu joskus ekstratrooppisia sykloneja. Rinteitä muodostuu myös, kun kylmät pohjoiset ja lämpimät eteläiset ilmamassat syklonin keskiosassa (alhaisen ilmanpaineen alueet) kohtaavat.

Etuja on neljää tyyppiä. Kiinteä rintama muodostuu enemmän tai vähemmän vakaalle rajalle napaisten ja trooppisten ilmamassojen välille. Jos kylmä ilma vetäytyy pintakerroksessa ja lämmin ilma etenee, muodostuu lämmin rintama. Yleensä ennen lähestyvää lämmintä rintamaa taivas on pilvinen, sataa tai sataa lunta ja lämpötila nousee vähitellen. Kun rintama ohittaa, sade lakkaa ja lämpötila pysyy korkeana. Kun kylmä rintama ohittaa, kylmä ilma etenee ja lämmin ilma vetäytyy. Sateista, tuulista säätä havaitaan kapeassa vyöhykkeessä kylmällä rintamalla. Päinvastoin, lämmintä rintamaa edeltää laaja pilvinen vyöhyke ja sade. Tukkeutunut rintama yhdistää sekä lämpimän että kylmän rintaman piirteet ja se liittyy yleensä vanhaan sykloniin.

Syklonit ja antisyklonit.

Syklonit ovat laajamittaisia ​​ilmakehän häiriöitä matalapaineisella alueella. Pohjoisella pallonpuoliskolla tuulet puhaltavat vastapäivään korkeasta matalapaineeseen ja myötäpäivään eteläisellä pallonpuoliskolla. Lauhkeiden leveysasteiden sykloneissa, joita kutsutaan ekstratrooppisiksi, ilmaistaan ​​yleensä kylmä rintama, ja lämmin rintama, jos sellainen on, ei aina ole selvästi näkyvissä. Ekstratrooppiset syklonit muodostuvat usein vuorijonojen myötätuulessa, kuten Kalliovuorten itärinteillä ja Pohjois-Amerikan ja Aasian itärannikoilla. Lauhkeilla leveysasteilla suurin osa sateista liittyy sykloniin.

Antisykloni on korkean ilmanpaineen alue. Se liittyy yleensä hyvään säähän kirkkaalla tai lievästi pilvisellä taivaalla. Pohjoisella pallonpuoliskolla antisyklonin keskustasta puhaltavat tuulet poikkeavat myötäpäivään ja eteläisellä pallonpuoliskolla vastapäivään. Antisyklonit ovat yleensä suurempia kuin syklonit ja liikkuvat hitaammin.

Koska ilma leviää antisyklonissa keskustasta reuna-alueelle, korkeammat ilmakerrokset laskeutuvat kompensoiden sen ulosvirtausta. Syklonissa päinvastoin lähentyvien tuulien syrjäytynyt ilma nousee. Koska nousevat ilmanliikkeet johtavat pilvien muodostumiseen, pilvisyys ja sateet rajoittuvat enimmäkseen sykloneihin, kun taas antisykloneissa vallitsee selkeä tai hieman pilvinen sää.

Trooppiset syklonit (hurrikaanit, taifuunit)

Trooppiset syklonit (hurrikaanit, taifuunit) on yleinen nimi sykloneille, jotka muodostuvat valtamerten yläpuolelle tropiikissa (poikkeuksena Etelä-Atlantin ja Kaakkois-Tyynenmeren kylmät vedet) ja jotka eivät sisällä vastakkaisia ​​ilmamassoja. Trooppisia sykloneja esiintyy eri puolilla maailmaa, ja ne iskevät yleensä mantereiden itäisille ja päiväntasaajalle. Niitä löytyy Pohjois-Atlantin etelä- ja lounaisosista (mukaan lukien Karibianmeri ja Meksikonlahti), Pohjois-Tyynenmerellä (Meksikon rannikon länsipuolella, Filippiinien saarilla ja Kiinan merellä), Bengalinlahdella ja Arabianmerellä. , Intian valtameren eteläosassa Madagaskarin rannikon edustalla, Australian luoteisrannikolla ja eteläisellä Tyynellämerellä - Australian rannikolta 140 ° läntiseen leveyteen.

Kansainvälisen sopimuksen mukaan trooppiset syklonit luokitellaan tuulen voimakkuuden mukaan. Siellä on trooppisia painumia, joiden tuulen nopeus on jopa 63 km/h, trooppisia myrskyjä (tuulen nopeus 64-119 km/h) ja trooppisia hurrikaaneja tai taifuuneja (tuulen nopeus yli 120 km/h).

Joillakin maailman alueilla trooppisilla sykloneilla on paikalliset nimet: Pohjois-Atlantilla ja Meksikonlahdella - hurrikaanit (Haitissa - salaa); Tyynellä valtamerellä Meksikon länsirannikon edustalla - coronaso, läntisillä ja eteläisimmillä alueilla - taifuunit, Filippiineillä - baguyo tai baruyo; Australiassa - willy-willy.

Trooppinen sykloni on valtava ilmakehän pyörre, jonka halkaisija on 100-1600 km ja johon liittyy voimakkaita tuhoisia tuulia, rankkoja sateita ja korkeita aaltoja (tuulen aiheuttama merenpinnan nousu). Alkavat trooppiset syklonit siirtyvät yleensä länteen, poikkeavat hieman pohjoiseen liikkeen nopeuden ja koon kasvaessa. Napaa kohti liikkuessaan trooppinen sykloni voi "kääntyä ympäri", sulautua lauhkeiden leveysasteiden läntiseen siirtoon ja alkaa liikkua itään (tällaista liikesuunnan muutosta ei kuitenkaan aina tapahdu).

Vastapäivään pyörivät pohjoisen pallonpuoliskon syklonituulet ovat voimakkaimmillaan "myrskyn silmästä" alkaen halkaisijaltaan 30–45 km tai enemmän vyöhykkeellä. Tuulen nopeus lähellä maan pintaa voi olla 240 km/h. Trooppisen syklonin keskellä on yleensä halkaisijaltaan 8-30 km pilvetön alue, jota kutsutaan "myrskyn silmäksi", koska täällä taivas on usein selkeä (tai lievästi pilvinen) ja tuuli on yleensä hyvin heikko. Taifuunin reitin varrella olevan tuhoisten tuulien vyöhykkeen leveys on 40–800 km. Syklonit kehittyvät ja liikkuvat useiden tuhansien kilometrien etäisyyksillä esimerkiksi Karibianmeren tai trooppisen Atlantin muodostumislähteestä sisämaan alueille tai Pohjois-Atlantille.

Vaikka hurrikaanivoimaiset tuulet syklonin keskellä saavuttavat valtavia nopeuksia, itse hurrikaani voi liikkua hyvin hitaasti ja jopa pysähtyä joksikin aikaa, mikä koskee erityisesti trooppisia sykloneja, jotka liikkuvat yleensä enintään 24 km / nopeudella. h. Syklonin siirtyessä pois tropiikista sen nopeus yleensä kasvaa ja saavuttaa joissakin tapauksissa 80 km/h tai enemmän.

Hurrikaanituulet voivat aiheuttaa suuria vahinkoja. Vaikka ne ovat heikompia kuin tornadossa, ne pystyvät silti kaatamaan puita, kaatamaan taloja, katkaisemaan sähkölinjoja ja jopa suistumaan junia raiteilta. Suurin ihmishenkien menetys aiheutuu kuitenkin hurrikaaneihin liittyvistä tulvista. Myrskyn edetessä muodostuu usein valtavia aaltoja ja merenpinta voi nousta muutamassa minuutissa yli 2 m. Pienet laivat huuhtoutuvat maihin. Jättimäiset aallot tuhoavat taloja, teitä, siltoja ja muita rannalla sijaitsevia rakennuksia ja voivat huuhdella pois pitkätkin hiekkasaaret. Useimpiin hurrikaaneihin liittyy rankkasateita, jotka tulvivat peltoja ja vahingoittavat satoa, huuhtelevat teitä ja purkavat siltoja sekä tulvivat matalalla sijaitsevia paikkakuntia.

Parannetut ennusteet ja operatiiviset myrskyvaroitukset ovat johtaneet uhrien määrän merkittävään vähenemiseen. Kun trooppinen sykloni muodostuu, ennustelähetysten taajuus kasvaa. Tärkeimpänä tiedonlähteenä ovat raportit erityisesti syklonihavaintoja varten varustetuilta lentokoneilta. Tällaiset lentokoneet partioivat satojen kilometrien päässä rannikolta ja tunkeutuvat usein syklonin keskustaan ​​saadakseen tarkat tiedot sen sijainnista ja liikkeestä.

Hurrikaaneille alttiimmat rannikkoalueet on varustettu tutkalaitteistoilla niiden havaitsemiseksi. Tämän seurauksena myrsky voidaan tallentaa ja seurata jopa 400 kilometrin etäisyydeltä tutka-asemalta.

Tornado (tornado)

Tornado (tornado) on pyörivä suppilopilvi, joka ulottuu ukkospilven pohjalta maahan. Sen väri muuttuu harmaasta mustaksi. Noin 80 prosentilla Yhdysvaltojen tornadoista tuulen enimmäisnopeus on 65–120 km/h ja vain 1 prosentilla 320 km/h tai enemmän. Lähestyvä tornado pitää yleensä samanlaista ääntä kuin liikkuva tavarajuna. Suhteellisen pienestä koostaan ​​huolimatta tornadot ovat vaarallisimpia myrskytapahtumia.

Vuodesta 1961 vuoteen 1999 tornadot tappoivat keskimäärin 82 ihmistä vuodessa Yhdysvalloissa. Todennäköisyys, että tornado ohittaa tässä paikassa, on kuitenkin erittäin pieni, koska sen juoksun keskimääräinen pituus on melko lyhyt (noin 25 km) ja karho on pieni (alle 400 m leveä).

Tornado saa alkunsa jopa 1000 metrin korkeudesta pinnan yläpuolella. Jotkut heistä eivät koskaan saavuta maata, toiset voivat koskettaa sitä ja nousta uudelleen. Tornadot yhdistetään yleensä ukkospilviin, joista rakeita putoaa maahan ja niitä voi esiintyä kahden tai useamman hengen ryhmissä. Tässä tapauksessa muodostuu ensin voimakkaampi tornado ja sitten yksi tai useampi heikompi pyörte.

Tornadon muodostumiseen ilmamassoissa tarvitaan terävä kontrasti lämpötilassa, kosteudessa, tiheydessä ja ilmavirtojen parametreissa. Lännestä tai luoteesta viileä ja kuiva ilma siirtyy kohti pintakerroksen lämmintä ja kosteaa ilmaa. Tähän liittyy voimakkaita tuulia kapealla siirtymävyöhykkeellä, jossa tapahtuu monimutkaisia ​​energiamuutoksia, jotka voivat aiheuttaa pyörteiden muodostumista. Todennäköisesti tornado muodostuu vain tiukasti määritellyllä useiden melko yleisten tekijöiden yhdistelmällä, jotka vaihtelevat laajalla alueella.

Tornadoja havaitaan kaikkialla maapallolla, mutta suotuisimmat olosuhteet niiden muodostumiselle ovat Yhdysvaltojen keskialueilla. Tornadotaajuus nousee tyypillisesti helmikuussa kaikissa Meksikonlahden itäosissa ja on huipussaan maaliskuussa. Iowassa ja Kansasissa niiden suurin esiintymistiheys esiintyy touko-kesäkuussa. Heinäkuusta joulukuuhun tornadojen määrä vähenee koko maassa nopeasti. Keskimääräinen tornadojen määrä Yhdysvalloissa on noin. 800 vuodessa, joista puolet huhti-, touko- ja kesäkuussa. Tämä luku saavuttaa korkeimmat arvot Texasissa (120 vuodessa) ja alhaisimmat - koillis- ja länsiosavaltioissa (1 vuodessa).

Tornadojen aiheuttamat tuhot ovat kauheita. Niitä esiintyy sekä voimakkaan tuulen että rajoitetun alueen suurten paineen laskujen vuoksi. Tornado pystyy murskaamaan rakennuksen paloiksi ja levittämään sen ilmaan. Seinät voivat romahtaa. Paineen jyrkkä lasku saa raskaita esineitä, myös rakennusten sisällä, nousemaan ilmaan, ikään kuin jättiläispumpun imemiksi, ja joskus niitä kuljetetaan pitkiä matkoja.

On mahdotonta ennustaa tarkasti, missä tornado muodostuu. On kuitenkin mahdollista määritellä alue, joka on n. 50 tuhatta neliötä. km, jonka sisällä tornadojen esiintymistodennäköisyys on melko korkea.

Ukkosmyrskyjä

Ukkosmyrskyt tai ukkosmyrskyt ovat paikallisia ilmakehän häiriöitä, jotka liittyvät cumulonimbus-pilvien kehittymiseen. Tällaisiin myrskyihin liittyy aina ukkosta ja salamoita sekä yleensä voimakkaita tuulenpuuskia ja rankkoja sateita. Joskus sataa rakeita. Useimmat ukkosmyrskyt loppuvat nopeasti, ja pisimmätkin kestävät harvoin yli tunnin tai kaksi.

Ukkosmyrskyt johtuvat ilmakehän epävakaudesta ja liittyvät pääasiassa ilmakerrosten sekoittumiseen, mikä pyrkii saavuttamaan vakaamman tiheysjakauman. Voimakkaat nousevat ilmavirrat ovat ukonilman alkuvaiheen tunnusomainen piirre. Voimakkaat alaspäin suuntautuvat ilmanliikkeet runsaiden sateiden alueilla ovat ominaisia ​​sen loppuvaiheelle. Ukkospilvet saavuttavat usein 12–15 kilometrin korkeudet lauhkeilla leveysasteilla ja vielä korkeammalle tropiikissa. Niiden pystysuoraa kasvua rajoittaa alemman stratosfäärin vakaa tila.

Ukkosmyrskyjen ainutlaatuinen ominaisuus on niiden sähköaktiivisuus. Salama voi tapahtua kehittyvän kumpupilven sisällä, kahden pilven välissä tai pilven ja maan välillä. Itse asiassa salamapurkaus koostuu melkein aina useista saman kanavan läpi kulkevista purkauksista, ja ne kulkevat niin nopeasti, että ne havaitaan paljaalla silmällä yhtenä ja samana purkauksena.

Vielä ei ole täysin selvää, kuinka päinvastaisen merkin suuret varaukset erottuvat ilmakehässä. Useimmat tutkijat uskovat, että tämä prosessi liittyy nestemäisten ja jäätyneiden vesipisaroiden koon eroihin sekä pystysuuntaisiin ilmavirtoihin. Ukkospilven sähkövaraus saa aikaan varauksen maanpinnalla sen alapuolella ja vastakkaisen merkkisiä varauksia pilven pohjan ympärille. Pilven vastakkaisesti varautuneiden osien ja maan pinnan välillä syntyy valtava potentiaaliero. Kun se saavuttaa riittävän arvon, tapahtuu sähköpurkaus - salaman välähdys.

Salamapurkaukseen liittyvä ukkonen johtuu ilman välittömästä laajenemisesta purkauksen reitillä, joka tapahtuu, kun salama lämmittää sitä yhtäkkiä. Ukkonen kuullaan useammin jatkuvina iskuina, ei yhtenä iskuna, koska se tapahtuu koko salamanpurkauskanavaa pitkin, ja siksi ääni ylittää etäisyyden lähteestään havainnoijaan useissa vaiheissa.

suihkuilmavirrat

- mutkittelevat voimakkaiden tuulien "joet" lauhkeilla leveysasteilla 9-12 km:n korkeudessa (jotka rajoittuvat yleensä suihkukoneiden pitkän matkan lentoihin), puhaltaen toisinaan jopa 320 km/h nopeudella. Suihkuvirran suuntaan lentävä lentokone säästää paljon polttoainetta ja aikaa. Siksi suihkuvirtojen etenemisen ja voimakkuuden ennustaminen on välttämätöntä lennon suunnittelulle ja lennonvarmistukselle yleensä.

Synoptiset kartat (sääkartat)

Monien ilmakehän ilmiöiden karakterisoimiseksi ja tutkimiseksi sekä sään ennustamiseksi on välttämätöntä suorittaa samanaikaisesti erilaisia ​​havaintoja useissa kohdissa ja tallentaa saadut tiedot karttoihin. Meteorologiassa ns. synoptinen menetelmä.

Pinta synoptiset kartat.

Yhdysvaltojen alueella tehdään säähavaintoja tunnin välein (joissakin maissa - harvemmin). Pilvisyys on karakterisoitu (tiheys, korkeus ja tyyppi); otetaan barometrien lukemat, joihin tehdään korjauksia saatujen arvojen saattamiseksi merenpinnan tasolle; tuulen suunta ja nopeus ovat kiinteät; mitataan nestemäisen tai kiinteän sateen määrä sekä ilman ja maaperän lämpötila (havaintohetkellä maksimi ja minimi); ilman kosteus määritetään; Näkyvyysolosuhteet ja kaikki muut ilmakehän ilmiöt (esim. ukkosmyrsky, sumu, sumu jne.) kirjataan huolellisesti muistiin.

Jokainen tarkkailija sitten koodaa ja lähettää tiedot käyttämällä kansainvälistä meteorologista koodia. Koska Maailman ilmatieteen järjestö on standardoinut tämän menettelyn, tällaiset tiedot voidaan helposti tulkita kaikkialla maailmassa. Koodaus kestää n. 20 minuuttia, jonka jälkeen viestit välitetään tiedonkeruukeskuksiin ja tapahtuu kansainvälistä tiedonvaihtoa. Sitten havaintojen tulokset (numeroiden ja symbolien muodossa) piirretään ääriviivakartalle, jossa sääasemat on merkitty pisteillä. Näin ennustaja saa käsityksen sääolosuhteista laajalla maantieteellisellä alueella. Kokonaiskuva tulee entistä selvemmäksi yhdistämällä kohdat, joissa sama paine on tallennettu tasaisilla yhtenäisillä viivoilla - isobaarilla ja piirtämällä rajat eri ilmamassojen (ilmakehän rintamien) välille. Alueet, joilla on korkea tai matala paine, erotetaan myös toisistaan. Kartasta tulee vielä ilmeisempi, jos maalaat yli tai varjostelet alueet, joiden päälle satoi havainnointihetkellä.

Ilmakehän pintakerroksen synoptiset kartat ovat yksi tärkeimmistä sääennusteen työkaluista. Ennustaja vertailee sarjaa synoptisia kaavioita eri havaintoaikoina ja tutkii barijärjestelmien dynamiikkaa ja havaitsee lämpötilan ja kosteuden muutokset ilmamassoissa niiden liikkuessa erityyppisten alla olevien pintojen yli.

Synoptiset korkeuskartat.

Pilviä liikuttavat ilmavirrat, yleensä huomattavalla korkeudella maan pinnan yläpuolella. Siksi on tärkeää, että meteorologilla on luotettavaa tietoa useista ilmakehän tasoista. Sääpallojen, lentokoneiden ja satelliittien avulla saatujen tietojen perusteella laaditaan sääkartat viidelle korkeustasolle. Nämä kartat lähetetään synoptisiin keskuksiin.

SÄÄENNUSTE

Sääennuste perustuu ihmisen tietoon ja tietokoneominaisuuksiin. Ennustamisen perinteinen osa on ilmakehän rakenteen vaaka- ja pystysuunnassa osoittavien karttojen analysointi. Niiden perusteella ennustaja voi arvioida synoptisten esineiden kehitystä ja liikkumista. Tietokoneiden käyttö meteorologisessa verkossa helpottaa suuresti lämpötilan, paineen ja muiden meteorologisten elementtien ennustamista.

Sään ennustaminen vaatii tehokkaan tietokoneen lisäksi laajan säähavaintoverkoston ja luotettavan matemaattisen laitteiston. Suorat havainnot antavat matemaattisille malleille kalibrointiin tarvittavat tiedot.

Ihanteellinen ennuste on perusteltu kaikilta osin. Ennusteen virheiden syytä on vaikea määrittää. Meteorologit pitävät ennustetta oikeutettuna, jos sen virhe on pienempi kuin sään ennustaminen kahdella menetelmällä, jotka eivät vaadi erityisosaamista meteorologian alalla. Ensimmäinen niistä, nimeltään inertia, olettaa, että sään luonne ei muutu. Toinen menetelmä olettaa, että sääolosuhteet vastaavat tietyn päivämäärän kuukausittaista keskiarvoa.

Sen ajanjakson kesto, jonka aikana ennuste on perusteltu (eli antaa paremman tuloksen kuin jompikumpi mainituista lähestymistavoista), ei riipu pelkästään havaintojen laadusta, matemaattisesta laitteesta, tietokonetekniikasta, vaan myös ennustetun meteorologisen mittakaavan mittakaavasta. ilmiö. Yleisesti ottaen mitä suurempi säätapahtuma, sitä pidempään se voidaan ennustaa. Esimerkiksi syklonien kehitysaste ja liikerata voidaan usein ennustaa useita päiviä etukäteen, mutta tietyn kumpupilven käyttäytyminen voidaan ennustaa enintään seuraavan tunnin ajalle. Nämä rajoitukset näyttävät johtuvan ilmakehän ominaisuuksista, eikä niitä voida vielä voittaa huolellisemmilla havainnoilla tai tarkemmilla yhtälöillä.

Ilmakehän prosessit kehittyvät kaoottisesti. Tämä tarkoittaa, että tarvitaan erilaisia ​​lähestymistapoja erilaisten ilmiöiden ennustamiseen eri spatiotemporaalisissa mittakaavassa, erityisesti suurten keskileveyspiirin syklonien ja paikallisten voimakkaiden ukkosmyrskyjen käyttäytymisen ennustamiseen sekä pitkän aikavälin ennusteisiin. Esimerkiksi vuorokauden ilmanpaineennuste pintakerroksessa on lähes yhtä tarkka kuin sääpallojen avulla tehdyt mittaukset, joista se tarkastettiin. Ja päinvastoin, on vaikea antaa yksityiskohtaista kolmen tunnin ennustetta myrskyviivan liikkeestä - kylmän rintaman edessä ja yleensä sen rinnalla oleva voimakas sadenauha, jonka sisällä tornadot voivat syntyä. Meteorologit voivat vain alustavasti tunnistaa laajoja alueita, joilla myrskylinjoja voi esiintyä. Kun ne on kiinnitetty satelliittikuvaan tai tutkalla, niiden edistymistä voidaan ekstrapoloida vain yhdestä kahteen tuntia, ja siksi on tärkeää tuoda säätiedotus väestölle ajoissa. Epäsuotuisten lyhytaikaisten sääilmiöiden (myöhkäisy, rakeet, tornadot jne.) ennustamista kutsutaan kiireelliseksi ennusteeksi. Tietokonetekniikoita kehitetään näiden vaarallisten sääilmiöiden ennustamiseksi.

Toisaalta ongelmana on pitkän aikavälin ennusteet, ts. enemmän kuin muutama päivä etukäteen, jolloin koko maapallon säähavainnot ovat ehdottoman välttämättömiä, mutta tämäkään ei riitä. Koska ilmakehän myrskyisä luonne rajoittaa sään ennustamisen suurella alueella jopa noin kahteen viikkoon, pitempien ajanjaksojen ennusteiden tulee perustua tekijöihin, jotka vaikuttavat ilmakehään ennustettavasti ja jotka ovat itsestään tiedossa yli kaksi viikkoa etukäteen. Yksi tällainen tekijä on valtameren pinnan lämpötila, joka muuttuu hitaasti viikkojen ja kuukausien aikana, vaikuttaa synoptisiin prosesseihin ja sitä voidaan käyttää tunnistamaan alueita, joilla on epänormaalit lämpötilat ja sademäärät.

SÄÄN JA ILMASTON NYKYISEN TILANNAN ONGELMAT

Ilmansaaste.

Ilmaston lämpeneminen.

Maapallon ilmakehän hiilidioksidipitoisuus on kasvanut noin 15 % vuodesta 1850 ja sen ennustetaan kasvavan lähes saman verran vuoteen 2015 mennessä, mitä todennäköisimmin johtuen fossiilisten polttoaineiden: hiilen, öljyn ja kaasun polttamisesta. Oletetaan, että tämän prosessin seurauksena maapallon keskimääräinen vuotuinen lämpötila nousee noin 0,5 °C ja myöhemmin, 2000-luvulla, nousee vielä korkeammaksi. Ilmaston lämpenemisen seurauksia on vaikea ennustaa, mutta ne eivät todennäköisesti ole suotuisia.

Otsoni,

jonka molekyyli koostuu kolmesta happiatomista, löytyy pääasiassa ilmakehästä. 1970-luvun puolivälistä 1990-luvun puoliväliin tehdyt havainnot osoittivat, että otsonipitoisuus Etelämantereella muuttui merkittävästi: se pieneni keväällä (lokakuussa), jolloin ns. otsoni muodostui. "otsoniaukko" ja nousi sitten taas normaaliarvoon kesällä (tammikuussa). Katsauskaudella tällä alueella on selkeä suuntaus kohti kevään minimiotsonipitoisuuden laskua. Maailmanlaajuiset satelliittihavainnot osoittavat otsonipitoisuuden jonkin verran pienempää, mutta huomattavaa laskua kaikkialla, paitsi päiväntasaajaa. Tämän oletetaan tapahtuneen fluoriklooria sisältävien freonien (freonien) laajan käytön vuoksi jäähdytysyksiköissä ja muihin tarkoituksiin.

El Nino.

Kerran muutamassa vuodessa Tyynen valtameren päiväntasaajan itäosassa tapahtuu erittäin voimakasta lämpenemistä. Se alkaa yleensä joulukuussa ja kestää useita kuukausia. Joulun läheisyyden vuoksi tätä ilmiötä kutsuttiin "El Niño", joka espanjaksi tarkoittaa "vauva (Kristus)". Seuraavia ilmakehän ilmiöitä on kutsuttu eteläisiksi värähtelyiksi, koska ne havaittiin ensimmäisen kerran eteläisellä pallonpuoliskolla. Lämpimän vedenpinnan vuoksi konvektiivista ilman nousua havaitaan Tyynenmeren itäosassa, ei tavalliseen tapaan länsiosassa. Tämän seurauksena rankkasateiden alue on siirtymässä Tyynenmeren läntisiltä alueilta itäisille alueille.

Kuivuus Afrikassa.

Maininta Afrikan kuivuudesta juontaa juurensa Raamatun historiaan. Viime aikoina, 1960-luvun lopulla ja 1970-luvun alussa, kuivuus Sahelissa, Saharan eteläreunalla, tappoi 100 000 ihmistä. 1980-luvun kuivuus kärsi samanlaisen veron Itä-Afrikassa. Näiden alueiden epäsuotuisia ilmasto-olosuhteita pahensivat liikalaiduntaminen, metsien hävittäminen ja sotilaalliset toimet (kuten Somaliassa 1990-luvulla).

METEOLOGISET VÄLINEET

Meteorologiset laitteet on suunniteltu sekä välittömiin kiireellisiin mittauksiin (lämpömittari tai barometri lämpötilan tai paineen mittaamiseen) että samojen elementtien jatkuvaan tallentamiseen ajan mittaan, yleensä kaavion tai käyrän muodossa (termografi, barografi). Alla on kuvattu vain kiireellisiin mittauksiin tarkoitetut laitteet, mutta melkein kaikki ne ovat myös tallentimien muodossa. Itse asiassa nämä ovat samoja mittalaitteita, mutta kynällä, joka piirtää viivan liikkuvalle paperinauhalle.

Lämpömittarit.

Lämpömittarit nestemäisestä lasista.

Meteorologisissa lämpömittareissa käytetään useimmiten lasikupussa olevan nesteen kykyä laajentua ja supistua. Tyypillisesti lasinen kapillaariputki päättyy pallomaiseen laajenemiseen, joka toimii nesteen säiliönä. Tällaisen lämpömittarin herkkyys on kääntäen verrannollinen kapillaarin poikkipinta-alaan ja suoraan verrannollinen säiliön tilavuuteen ja tietyn nesteen ja lasin laajenemiskertoimien eroon. Siksi herkissä meteorologisissa lämpömittareissa on suuret säiliöt ja ohuet putket, ja niissä käytetyt nesteet laajenevat paljon nopeammin lämpötilan noustessa kuin lasi.

Lämpömittarin nesteen valinta riippuu pääasiassa mitattujen lämpötilojen alueesta. Elohopeaa käytetään yli -39°C, sen jäätymispisteen lämpötilojen mittaamiseen. Alemmissa lämpötiloissa käytetään nestemäisiä orgaanisia yhdisteitä, kuten etyylialkoholia.

Testatun standardin meteorologisen lasilämpömittarin tarkkuus on ± 0,05° C. Pääasiallinen syy elohopealämpömittarin virheeseen liittyy lasin elastisten ominaisuuksien asteittaisiin peruuttamattomiin muutoksiin. Ne johtavat lasin tilavuuden pienenemiseen ja vertailupisteen nousuun. Lisäksi virheitä voi tapahtua virheellisistä lukemista tai lämpömittarin sijoittamisesta paikkaan, jossa lämpötila ei vastaa todellista ilman lämpötilaa sääaseman läheisyydessä.

Alkoholi- ja elohopealämpömittarien virheet ovat samanlaisia. Lisävirheitä voi syntyä alkoholin ja putken lasiseinien välisistä koheesiovoimista, jolloin lämpötilan nopeasti laskeessa osa nesteestä jää seiniin. Lisäksi alkoholi valossa vähentää sen tilavuutta.

Minimi lämpömittari

on suunniteltu määrittämään tietyn päivän alin lämpötila. Näihin tarkoituksiin käytetään yleensä lasista alkoholilämpömittaria. Lasinen osoitin, jonka päissä on pullistumia, upotetaan alkoholiin. Lämpömittari toimii vaaka-asennossa. Kun lämpötila laskee, alkoholipylväs vetäytyy vetämällä tappia mukanaan, ja lämpötilan noustessa alkoholi virtaa sen ympärillä liikuttamatta sitä ja siksi tappi kiinnittää minimilämpötilan. Palauta lämpömittari toimintakuntoon kallistamalla säiliötä ylöspäin niin, että tappi joutuu jälleen kosketuksiin alkoholin kanssa.

Maksimi lämpömittari

käytetään määrittämään korkein lämpötila tietylle päivälle. Yleensä tämä on lasillinen elohopealämpömittari, samanlainen kuin lääketieteellinen. Säiliön lähellä olevassa lasiputkessa on kuristus. Elohopea puristuu ulos tämän supistuksen kautta lämpötilan noustessa, ja kun sitä lasketaan, supistelu estää sen virtauksen säiliöön. Tällainen lämpömittari on jälleen valmis käytettäväksi erityisessä pyörivässä asennuksessa.

Bimetallilämpömittari

koostuu kahdesta ohuesta metallinauhasta, kuten kuparista ja raudasta, jotka laajenevat eriasteisesti kuumennettaessa. Niiden tasaiset pinnat sopivat tiukasti toisiaan vasten. Tällainen bimetallinauha on kierretty spiraaliksi, jonka toinen pää on jäykästi kiinnitetty. Kun kelaa kuumennetaan tai jäähdytetään, kaksi metallia laajenevat tai supistuvat eri tavalla, ja kela joko vapautuu tai kiertyy tiukemmin. Spiraalin vapaaseen päähän kiinnitetyn osoittimen mukaan näiden muutosten suuruus arvioidaan. Esimerkkejä bimetallilämpömittareista ovat huonelämpömittarit, joissa on pyöreä mittakello.

Sähköiset lämpömittarit.

Tällaisiin lämpömittareihin kuuluu laite, jossa on puolijohdelämpöelementti - termistori tai termistori. Termoparille on ominaista suuri negatiivinen vastuskerroin (eli sen vastus pienenee nopeasti lämpötilan noustessa). Termistorin etuja ovat korkea herkkyys ja nopea reagointi lämpötilan muutoksiin. Termistorin kalibrointi muuttuu ajan myötä. Termistoreita käytetään meteorologisissa satelliiteissa, ilmapalloissa ja useimmissa digitaalisissa huonelämpimetreissä.

Barometrit.

elohopeabarometri

on lasiputki n. 90 cm, täytetty elohopealla, sinetöity toisesta päästä ja kallistettu elohopeakuppiin. Painovoiman vaikutuksesta osa elohopeasta valuu putkesta kuppiin ja kupin pintaan kohdistuvan ilmanpaineen vuoksi elohopea nousee putken läpi. Kun tasapaino saavutetaan näiden kahden vastakkaisen voiman välille, putkessa olevan elohopean korkeus säiliössä olevan nesteen pinnan yläpuolella vastaa ilmakehän painetta. Jos ilmanpaine nousee, elohopean taso putkessa nousee. Barometrin elohopeapatsaan keskikorkeus merenpinnan tasolla on n. 760 mm.

Aneroid barometri

koostuu suljetusta laatikosta, josta ilma poistetaan osittain. Yksi sen pinnoista on elastinen kalvo. Jos ilmanpaine nousee, kalvo taipuu sisäänpäin, jos se laskee, se taipuu ulospäin. Siihen liitetty osoitin vangitsee nämä muutokset. Aneroidibarometrit ovat kompakteja ja suhteellisen edullisia, ja niitä käytetään sekä sisätiloissa että tavallisissa meteorologisissa radiosondeissa. Katso myös BAROMETRI.

Laitteet kosteuden mittaamiseen.

Psykrometri

koostuu kahdesta vierekkäisestä lämpömittarista: kuiva, joka mittaa ilman lämpötilaa ja kostutettu, jonka säiliö on kääritty tislatulla vedellä kostutettuun kankaaseen (kambriseen). Ilma virtaa molempien lämpömittarien ympärillä. Kankaasta haihtuvan veden vuoksi märän sipulin lämpötila on yleensä alhaisempi kuin kuivan sipulin. Mitä pienempi suhteellinen kosteus on, sitä suurempi ero lämpömittarin lukemissa. Näiden lukemien perusteella suhteellinen kosteus määritetään erityisten taulukoiden avulla.

Hiusten kosteusmittari

mittaa suhteellista kosteutta ihmisen hiusten pituuden muutosten perusteella. Luonnollisten rasvojen poistamiseksi hiukset liotetaan ensin etyylialkoholissa ja pestään sitten tislatulla vedellä. Näin valmistettujen hiusten pituudella on lähes logaritminen riippuvuus suhteellisesta kosteudesta välillä 20 - 100 %. Aika, jonka hiukset tarvitsevat reagoimaan kosteuden muutokseen, riippuu ilman lämpötilasta (mitä alempi lämpötila, sitä pidempi se on). Hiusten kosteusmittarissa hiusten pituuden kasvaessa tai pienentyessä erityinen mekanismi siirtää osoitinta asteikolla. Tällaisia ​​kosteusmittareita käytetään yleensä huoneiden suhteellisen kosteuden mittaamiseen.

Elektrolyyttiset kosteusmittarit.

Näiden kosteusmittareiden herkkä elementti on hiili- tai litiumkloridilla päällystetty lasi- tai muovilevy, jonka vastus vaihtelee suhteellisen kosteuden mukaan. Tällaisia ​​elementtejä käytetään yleisesti meteorologisissa ilmapalloinstrumenttisarjoissa. Kun anturi kulkee pilven läpi, laite kostutetaan ja sen lukemat vääristyvät melko pitkään (kunnes anturi on pilven ulkopuolella ja herkkä elementti kuivuu).

Laitteet tuulen nopeuden mittaamiseen.

Kupin tuulimittarit.

Tuulen nopeus mitataan yleensä kuppituulemittarilla. Tämä laite koostuu kolmesta tai useammasta kartiomaisesta kupista, jotka on kiinnitetty pystysuoraan metallitankojen päihin, jotka ulottuvat säteittäisesti symmetrisesti pystyakselista. Tuuli vaikuttaa suurimmalla voimalla kuppien koveriin pintoihin ja saa akselin kääntymään. Joissakin kuppien tuulimittarityypeissä kuppien vapaa pyöriminen on estetty jousijärjestelmällä, jonka muodonmuutoksen suuruus määrää tuulen nopeuden.

Vapaasti pyörivissä kuppituulemittareissa suunnilleen tuulen nopeuteen verrannollista pyörimisnopeutta mitataan sähkömittarilla, joka ilmoittaa, kun tuulimittarin ympärillä on virtannut tietty määrä ilmaa. Sähköinen signaali sisältää valomerkin ja sääaseman tallennuslaitteen. Usein kupillinen tuulimittari on kytketty mekaanisesti magnetoon ja syntyvän sähkövirran jännite tai taajuus on suhteessa tuulen nopeuteen.

Tuulimittari

myllyn kääntöpöytä koostuu kolmi-neliteräisestä muoviruuvista, joka on asennettu magneettiakselille. Ruuvi tuuliviiren avulla, jonka sisään on sijoitettu magneto, suunnataan jatkuvasti tuulta vasten. Tieto tuulen suunnasta lähetetään telemetriakanavien kautta havaintoasemalle. Magneton tuottama sähkövirta vaihtelee suoraan verrannollisesti tuulen nopeuteen.

Beaufortin asteikko.

Tuulen nopeus arvioidaan visuaalisesti sen vaikutuksesta tarkkailijaa ympäröiviin esineisiin. Vuonna 1805 Britannian laivaston merimies Francis Beaufort kehitti 12 pisteen asteikon luonnehtimaan tuulen voimakkuutta merellä. Vuonna 1926 siihen lisättiin arviot tuulen nopeudesta maalla. Vuonna 1955 asteikkoa laajennettiin 17:ään eri voimakkuuksien erottamiseksi hurrikaanituulten välillä. Beaufortin asteikon nykyaikainen versio (taulukko 6) mahdollistaa tuulen nopeuden arvioinnin ilman instrumentteja.

Taulukko 6. Beaufort-asteikko tuulen voimakkuuden määrittämiseksi

Taulukko 6. BEAUFORT-ASKA TUULEN VOIMAAN MÄÄRITTÄMISEEN
Pisteet	Visuaaliset merkit maassa	Tuulen nopeus, km/h	Termit, jotka määrittelevät tuulen voimakkuuden
0	Rauhallisesti; savu nousee pystysuunnassa	Alle 1,6	rauhoittaa
1	Tuulen suunnan huomaa savun poikkeamasta, mutta ei tuuliviirestä	1,6–4,8	Hiljainen
2	Tuuli tuntee kasvojen ihon; lehdet kahisevat; tavallisten tuuliviirien kääntäminen	6,4–11,2	Helppo
3	Lehdet ja pienet oksat ovat jatkuvassa liikkeessä; heiluttaen kevyitä lippuja	12,8–19,2	Heikko
4	Tuuli nostaa pölyä ja papereita; ohuet oksat heiluvat	20,8–28,8	Kohtalainen
5	Lehtipuut huojuvat; aaltoilu näkyy maassa	30,4–38,4	Tuore
6	Paksut oksat huojuvat; tuulen vihellys kuuluu sähköjohtoihin; vaikea pitää sateenvarjoa	40,0–49,6	Vahva
7	Puiden rungot huojuvat; vaikea mennä tuulta vastaan	51,2–60,8	Vahva
8	puun oksat katkeavat; lähes mahdotonta mennä vastatuuleen	62,4–73,6	Erittäin vahva
9	Pienet vauriot; tuuli repii katoilta savuhupuja ja tiilejä	75,2–86,4	Myrsky
10	Harvemmin kuivalla maalla. Puut kaadetaan juurineen. Merkittäviä vahinkoja rakennuksille	88,0–100,8	Kova myrsky
11	Se on erittäin harvinainen kuivalla maalla. Siihen liittyy tuhoa laajalla alueella	102,4–115,2	Raju myrsky
12	Voimakas tuho (US Weather Bureau lisäsi pisteet 13-17 vuonna 1955, ja niitä käytetään Yhdysvaltain ja Yhdistyneen kuningaskunnan asteikoissa)	116,8–131,2	Hurrikaani
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

Sademäärän mittauslaitteet.

Sade koostuu vesihiukkasista, sekä nestemäisessä että kiinteässä muodossa, jotka tulevat ilmakehästä maan pinnalle. Tavallisissa ei-rekisteröitävissä sademittareissa vastaanottosuppilo työnnetään mittasylinteriin. Suppilon yläosan pinta-alan ja mittasylinterin poikkileikkauksen suhde on 10:1, ts. 25 mm sademäärä vastaa 250 mm:n merkkiä sylinterissä.

Tallentavat sademittarit - pluviografit - punnitsevat automaattisesti kerätyn veden tai laskevat kuinka monta kertaa pieni mittausastia täyttyy sadevedellä ja tyhjennetään automaattisesti.

Jos on odotettavissa sadetta lumen muodossa, suppilo ja mittakuppi poistetaan ja lumi kerätään sadesäiliöön. Kun lumen mukana tulee kohtalainen tai voimakas tuuli, alukseen tulevan lumen määrä ei vastaa todellista sademäärää. Lumipeitteen korkeus määritetään mittaamalla lumikerroksen paksuus kyseiselle alueelle tyypillisellä alueella ja otetaan vähintään kolmen mittauksen keskiarvo. Vesiekvivalentin määrittämiseksi alueilla, joilla lumimyrskykuljetuksen vaikutus on minimaalinen, upotetaan sylinteri lumimassaan ja leikataan lumipylväs, joka sulatetaan tai punnitaan. Sademittarilla mitatun sateen määrä riippuu sen sijainnista. Ilman turbulenssi, joka johtuu joko itse instrumentista tai sen ympärillä olevista esteistä, johtaa mittakuppiin tulevan sateen määrän aliarvioimiseen. Siksi sademittari asennetaan tasaiselle alustalle mahdollisimman kauas puista ja muista esteistä. Suojaverkkoa käytetään vähentämään laitteen itsensä aiheuttamien pyörteiden vaikutusta.

AEROLOGISIA HUOMAUTUKSIA

Laitteet pilvien korkeuden mittaamiseen.

Yksinkertaisin tapa määrittää pilven korkeus on mitata aika, joka kuluu, kun maan pinnalta vapautunut pieni ilmapallo saavuttaa pilven pohjan. Sen korkeus on yhtä suuri kuin ilmapallon lentoajan keskimääräisen nousunopeuden tulo.

Toinen tapa on tarkkailla pilven pohjalle muodostunutta valopilkkua projektorisäteellä, joka on suunnattu pystysuoraan ylöspäin. Etäisyydestä n. 300 m valonheittimestä mitataan tämän kohdan suunnan ja valonheittimen välinen kulma. Pilvien korkeus lasketaan kolmiomittauksella, samalla tavalla kuin etäisyydet mitataan topografisissa mittauksissa. Ehdotettu järjestelmä voi toimia automaattisesti päivällä ja yöllä. Valokennoa käytetään valopisteen tarkkailuun pilvien tyvissä.

Pilvien korkeutta mitataan myös radioaalloilla - tutkan lähettämillä 0,86 cm pituisilla pulsseilla Pilven korkeus määräytyy sen mukaan, kuinka kauan radiopulssi saavuttaa pilven ja palaa takaisin. Koska pilvet ovat osittain läpinäkyviä radioaalloille, tätä menetelmää käytetään kerrosten korkeuden määrittämiseen monikerroksisissa pilvissä.

Meteorologiset ilmapallot.

Yksinkertaisin ilmapallotyyppi - ns. Ilmapallo on pieni kumipallo, joka on täytetty vedyllä tai heliumilla. Tarkkailemalla optisesti pallon atsimuutin ja korkeuden muutoksia ja olettaen, että sen nousunopeus on vakio, on mahdollista laskea tuulen nopeus ja suunta maanpinnan korkeuden funktiona. Yöhavaintoja varten palloon on kiinnitetty pieni paristokäyttöinen taskulamppu.

Meteorologinen radiosondi on kumipallo, jossa on radiolähetin, termistorilämpömittari, aneroidibarometri ja elektrolyyttinen kosteusmittari. Radiosondi nousee nopeudella n. 300 m/min n. korkeuteen asti. 30 km. Kun nouset, mittaustiedot lähetetään jatkuvasti laukaisuasemalle. Maapallolla oleva suunnattu vastaanottoantenni seuraa radiosondin atsimuuttia ja korkeutta, josta tuulen nopeus ja suunta lasketaan eri korkeuksilla samalla tavalla kuin lentäjäilmapallon havainnoissa. Radiosondeja ja ilmapalloja laukaistaan ​​sadoista paikoista ympäri maailmaa kahdesti päivässä, keskipäivällä ja keskiyöllä GMT.

Satelliitit.

Päiväsaikaan pilvipeitekuvauksessa valaistus saadaan auringonvalosta, kun taas kaikkien kehojen lähettämä infrapunasäteily mahdollistaa kuvaamisen sekä päivällä että yöllä erityisellä infrapunakameralla. Käyttämällä valokuvia eri infrapunasäteilyn alueilla voit jopa laskea ilmakehän yksittäisten kerrosten lämpötilat. Satelliittihavaintojen suunniteltu resoluutio on korkea, mutta niiden pystyresoluutio on paljon pienempi kuin radiosondien tarjoama.

Jotkut satelliitit, kuten amerikkalainen TIROS, laukaistaan ​​pyöreälle naparadalle noin korkeudessa. 1000 km. Koska Maa pyörii akselinsa ympäri, tällaisesta satelliitista jokainen maanpinnan piste on yleensä näkyvissä kahdesti päivässä.

Vielä tärkeämpiä ovat ns. geostationaariset satelliitit, jotka kiertävät päiväntasaajaa n. korkeudessa. 36 tuhatta km. Tällaisen satelliitin täydellinen vallankumous kestää 24 tuntia. Koska tämä aika on yhtä suuri kuin vuorokauden pituus, satelliitti pysyy päiväntasaajan saman pisteen yläpuolella ja tarjoaa jatkuvan näkymän maan pinnalle. Siten geostationaarinen satelliitti voi kuvata toistuvasti samaa aluetta ja tallentaa sään muutoksia. Lisäksi tuulen nopeudet voidaan laskea pilvien liikkeestä.

Säätutkat.

Tutkan lähettämä signaali heijastuu sateen, lumen tai lämpötilan inversion vaikutuksesta ja tämä heijastunut signaali saapuu vastaanottavaan laitteeseen. Pilvet eivät yleensä näy tutkanäytöllä, koska ne muodostavat pisarat ovat liian pieniä heijastamaan tehokkaasti radiosignaalia.

1990-luvun puoliväliin mennessä Yhdysvaltain kansallinen sääpalvelu varustettiin uudelleen Doppler-tutkilla ( Katso myös DOPPLER-ILMIÖ ; TUTKA). Tämän tyyppisissä asennuksissa heijastavien hiukkasten lähestymisnopeuden mittaamiseksi tutkaan tai siitä poispäin käytetään ns. Doppler-siirto. Siksi näitä tutkia voidaan käyttää tuulen nopeuden mittaamiseen. Ne ovat erityisen hyödyllisiä tornadojen havaitsemisessa, koska tornadon toisella puolella tuuli syöksyy nopeasti kohti tutkaa ja toisella puolella se siirtyy nopeasti pois siitä. Nykyaikaiset tutkat pystyvät havaitsemaan meteorologisia kohteita jopa 225 kilometrin etäisyydeltä.



Tämä on tiede ilmakehästä, joka tutkii sen koostumusta, ominaisuuksia ja siinä tapahtuvia fysikaalisia ja kemiallisia prosesseja. Meteorologiaa kutsutaan lyhyesti ja ytimekkäästi ilmakehän fysiikaksi. Meteorologia on osa yleisempää tiedettä - geofysiikkaa, joka tutkii ilmakehässä, maan pinnalla ja maaperän paksuudessa tapahtuvia ilmiöitä ja prosesseja (kuva 1).

Kuva 1. Tieteen lohkokaavio - geofysiikka.

Meteorologian päätehtävät:

• kaikkien ilmakehässä esiintyvien fysikaalisten ja kemiallisten prosessien ja ilmiöiden tutkiminen;
• näiden prosessien ja ilmiöiden esiintymismallien tutkiminen;
• ilmakehän prosessien ja ilmiöiden alkamisen ja kehityksen ennustaminen;
• havainnointijärjestelmän järjestäminen ilmakehän ilmiöitä ja prosesseja varten;
• menetelmien kehittäminen ilmakehässä tapahtuvien prosessien hallintaan;
• säätiedon tulosten hyödyntäminen kansantalouden sektoreilla: ensisijaisesti ilmailussa, meri-, rautatie- ja tieliikenteessä, erilaisten kriittisten rakenteiden (voimalinjat, rakennukset, altaat, kaasuputket ja voimalaitokset) suunnittelussa ja rakentamisessa.

Maataloustuotanto on suoraan ja suoraan riippuvainen säätiedoista.

Ekologian ja ympäristönsuojelun ongelmien ratkaiseminen liittyy myös ilmakehän ja vesistöjen saastumisprosessien meteorologisiin havaintoihin.

Luetellut meteorologian päätehtävät perustuvat seuraavien erityisten, yksittäisten tehtävien tai osatehtävien ratkaisuun:

• tutkimus ilmakehän pääominaisuuksista: koostumus, pystysuora kerrostuminen, vaakasuora heterogeenisyys, ilmanpaine jne.;
• auringon, maan ja ilmakehän säteilyn tutkimus: aurinkoenergian virrat ilmakehässä, auringon säteilyn spektri, aurinkoenergian saapuminen ja kulutus;
• maaperän ja vesistöjen lämpöjärjestelmä: maaperän lämmitys ja jäähdytys, maaperän pinnan lämpötilan päivittäinen ja vuosivaihtelu, maaperän lämpötilan muutos syvyyden mukaan, vesistöjen lämpötilajärjestelmä;
• ilmakehän lämpöjärjestelmä: ilman lämmitys ja jäähdytys, päivittäiset ja vuotuiset lämpötilan vaihtelut, kasvillisuuden vaikutus, ilmakehän pintakerroksen lämpötilan maantieteellinen jakautuminen, lämpötilan muutokset korkeuden mukaan, adiabaattiset prosessit ilmakehässä;
• vesihöyry ilmakehässä: haihtuminen, kosteus, vesihöyryn tiivistyminen, erityyppisten ja erilaisten pilvien muodostuminen;
• ilmakehän sateen muodostuminen: sateen tyyppi ja niiden ominaisuudet, sateen jakautuminen maan pinnalle;
• ilmavirrat ilmakehässä: tuulen nopeuden ja suunnan muutos, esteiden vaikutus tuuleen, tuulen nopeuden ja suunnan muutos korkeudessa;
• optiset ilmiöt ja sähköprosessit ilmakehässä: valon sironta ja absorptio, näkyvyysalue, valon taittuminen ja heijastuminen ilmakehässä, ilmakehän sähkökenttä ja sähkönjohtavuus, salaman sähkö;
• ääniilmiöt ilmakehässä: äänen nopeus, äänen taittuminen ja heijastus, äänen vaimennus ilmakehässä.

Koska meteorologia ratkaisee hyvin monenlaisia ​​ongelmia, se on jaettu useisiin yksittäisiä ohjeita.

synoptinen meteorologia- meteorologian suunta, joka tutkii sääolosuhteiden määräävien ilmakehän prosessien kehitysmalleja ja sen ennustamismenetelmiä kehitetään.

sää kutsutaan ilmakehän tilaksi ja siinä tietyllä hetkellä havaittujen ilmiöiden kokonaisuudeksi.

Klimatologia- meteorologian suunta, joka tutkii ilmaston muodostumisen olosuhteita ja malleja, leviämistä maapallolla ja ilmastonmuutosta ajan mittaan.

ilmasto Tiettyä paikkakuntaa kutsutaan tälle paikkakunnalle pitkällä aikavälillä ja auringon säteilystä, sen alla olevan pinnan luonteesta (pinta, jolle auringonsäteily suuntautuu) ja ilmakehän kierrosta johtuen tälle paikkakunnalle ominaiseksi säätilanteeksi.

Pohjapinnan heterogeenisyys määrää erilaisen ilmaston. Pohjapinnan heterogeenisyyteen liittyvien ilmasto-ominaisuuksien tutkimus on mikroklimatologia.

Aktinometria- meteorologian suunta, joka tutkii auringon, maan ja ilmakehän säteilyä ilmakehän olosuhteissa.

Ilmakehän fysiikka- meteorologian suunta, joka tutkii pinnalla eli ilmakehän alemmissa kerroksissa, vapaassa ilmakehässä (aerologia) ja yläilmakehässä tapahtuvien prosessien ja ilmiöiden fysikaalisia lakeja.

Aktinometriaa kutsutaan joskus ilmakehän fysiikaksi. Ilmakehän fysiikka on jaettu alaosiin ilmakehän optiikka, ilmakehän sähkö ja ilmakehän akustiikka.

Dynaaminen meteorologia- meteorologian ala, joka tutkii ilmakehän (liikkeen) dynamiikkaa ja siihen liittyviä energiamuutoksia hydromekaniikan ja termodynamiikan lakien pohjalta.

Yksi tärkeimmistä tehtävistä tällä alueella on ilmakehän prosessien matemaattisten mallien kehittäminen sääennusteiden laatimiseen, ympäristöekologian ja ilmasto-ilmiöiden muutosten tutkiminen.

Soveltava meteorologia- meteorologian suunta, joka tutkii eri meteorologisten prosessien vaikutusta kansantalouden eri sektoreiden toimintaan.

On maatalousmeteorologiaa (agrometeorologia), lääketieteellistä meteorologiaa (biometeorologia), lentometeorologiaa jne.