Jedna od prvih stvari koje vjerojatno činite svako jutro je da pogledate kroz prozor da vidite kakvo je vrijeme. Pogled van i slušanje dnevne vremenske prognoze pomaže vam da odlučite koju ćete odjeću nositi, a možda čak i što ćete raditi tijekom dana. To govori o važnosti vremena u našem svakodnevnom životu. U ovoj lekciji ćemo dublje razumjeti sljedeće:
Ljudi često brkaju vrijeme s klimom, ali oni nisu isti, iako dijele zajedničke komponente.
| Vrijeme | Klima |
| Predstavlja dnevne promjene atmosfere ili stanja atmosfere bilo kojeg mjesta u kratkom vremenskom razdoblju s obzirom na jedan ili više njegovih elemenata. | Predstavlja kombinaciju višestrukih vremenskih obrazaca određenog mjesta u prosjeku tijekom nekoliko godina. Na primjer, Grenland ima hladnu pustinjsku klimu, a klima srednje Azije je umjereno kontinentalna. |
| Dva mjesta čak i na maloj udaljenosti mogu imati različite vrste vremena u isto vrijeme. | Klima regije smatra se manje ili više trajnom. |
| Na nekim mjestima vrijeme se mijenja svakodnevno ili svaki sat. | Klima se ne mijenja tako brzo kao vrijeme jer je to kompilacija višegodišnjih zabilježenih vremenskih uvjeta. |
I vrijeme i klima dijele zajedničke elemente uključujući brzinu i smjer vjetra, vrstu kiše i količine, razinu vlage, tlak zraka, naoblaku i vrste oblaka te temperaturu zraka. Zbog nepromišljenih ljudskih intervencija mijenjaju se i vrijeme i klima.
U bilo kojem danu vrijeme diktira što ćete nositi. Na primjer, pogledate van i vidite da je vedar i sunčan dan, pa nosite nešto lagano; ili ako pada kiša uzet ćete kišobran prije nego što izađete van. Dnevna vremenska izvješća također igraju ključnu ulogu u informiranju nas o nadolazećim teškim vremenskim uvjetima, ako ih ima.
Vrijeme može biti sunčano, kišno, oblačno, vjetrovito, snježno ili vedro. To je dio prirodnog fenomena koji održava ravnotežu u atmosferi.
Vrijeme varira ovisno o nadmorskim visinama, širinama i regiji i razlikama u tlaku. Kada su atmosferski uvjeti ekstremni ili dovoljno intenzivni da prouzrokuju gubitak imovine ili gubitak života, takvo vrijeme se naziva teškim vremenom. Ozbiljno vrijeme, poput tornada, uragana i mećava, može poremetiti živote mnogih ljudi zbog razaranja koje uzrokuju.
Postoji šest glavnih elemenata ili komponenti vremena
Zajedno, ovi elementi tvore vrijeme na nekom mjestu u bilo kojem trenutku. Znanstvenici koji proučavaju vrijeme zovu se 'meteorolozi' - oni prognoziraju vrijeme na temelju poznavanja atmosferskih procesa i promjenjivih elemenata.
Pogledajmo ovih šest elemenata detaljnije.
Temperatura mjeri koliko je atmosfera vruća ili hladna na dnevnoj bazi. Temperatura ovisi o kutu sunca; stoga se može mijenjati više puta tijekom dana. Temperatura se mjeri termometrom i izvještava na dva načina: Celzijus i Fahrenheit. Najhladnije vrijeme obično se događa u blizini polova, dok se najtoplije vrijeme obično događa u blizini ekvatora.
Atmosferski tlak je težina zraka u atmosferi. Uzdizanje toplog zraka i spuštanje hladnog zraka rezultira promjenama atmosferskog tlaka. Atmosferski tlak javlja se uglavnom u regijama u blizini vodenih tijela. Budući da su obalna područja i otoci blizu vodenih tijela, često doživljavaju jake oluje.
Atmosferski tlak izražava se u mjernoj jedinici koja se zove atmosfera i mjeri se u milibarima ili inčima žive. Prosječni atmosferski tlak na razini mora je oko jedne atmosfere (oko 1013 milibara ili 29,9 inča).
Atmosferski tlakovi se mijenjaju s visinom. Na nižim visinama je veći, a na većim je niži.
Vjetar je zrak u pokretu. Nastaje neravnomjernim zagrijavanjem zemljine površine suncem. Budući da je Zemljina površina građena od raznih kopnenih i vodenih formacija, neravnomjerno upija sunčevo zračenje. Za određivanje vjetra potrebna su dva čimbenika: brzina i smjer.
| Smjer vjetra opisuje se korištenjem smjera iz kojeg je vjetar dolazio. Primjerice, puhao bi južni vjetar od juga prema sjeveru. Smjer vjetra se mjeri na više načina pomoću vremenskih lopatica, zastava i vjetrobrana. |
| Brzina vjetra se mjeri u miljama na sat ili kilometrima na sat. Anemometar je alat koji se koristi za mjerenje brzine vjetra. |
Kako sunce zagrijava površinu Zemlje, zagrijava se i atmosfera. Neki dijelovi Zemlje primaju izravne sunčeve zrake tijekom cijele godine i uvijek su topli. Ostala mjesta primaju neizravne zrake pa je klima hladnija. Diže se topli zrak koji je manji od hladnog zraka. Tada hladan zrak ulazi i zamjenjuje topli zrak koji se diže. Ovo kretanje zraka je ono što tjera vjetar.
Vlažnost se odnosi na količinu vodene pare u zraku. Vodena para čini samo mali dio mase atmosfere. Međutim, ova mala količina vodene pare ima važan utjecaj na vrijeme i klimu. Kada sunčeva energija zagrije površinu Zemlje, voda u oceanima i vodenim tijelima isparava. Vodena para je plin u atmosferi koji pomaže stvaranju oblaka, kiše i snijega.
Količina vode u zraku opisuje se pomoću relativne vlažnosti. Topliji zrak zadržava više vodene pare od hladnog zraka. Ako količina vodene pare u zraku ostane ista, ali temperatura padne, relativna vlažnost će se povećati. To je zato što hladniji zrak ne može zadržati toliko vodene pare. Ako temperatura postane dovoljno hladna, zrak dolazi do točke da zadržava najviše vodene pare koju može zadržati. Relativna vlažnost zraka za ovu temperaturu bila bi 100 posto. To je također poznato kao temperatura točke rosišta. Višak vode pada kao oborina.
U hladnijim noćima, kada se temperatura spusti do točke rosišta, dio vodene pare se vraća u tekuću vodu (to se zove kondenzacija) i taloži se kao "rosa" na travi i staklenim prozorima.
Oblak je skupina od milijuna sitnih kapljica vode ili kristala leda. Oblaci nastaju kako se zrak diže i hladi. Kada se zrak ohladi ispod točke rosišta, nastaju kapljice vode ili kristali leda. Kapljice vode nastaju kada se voda kondenzira iznad 0°C. Kristali leda nastaju kada se voda kondenzira ispod 0ºC. Ne daju svi oblaci oborine. oblaci obično signaliziraju blago vrijeme.
Tekuće i čvrste čestice vode koje padaju iz oblaka i stignu do tla poznate su kao oborine. To je vrlo česta pojava u Zemljinoj atmosferi. Oborine uvijek dolaze iz oblaka, ali ne formiraju svi oblaci oborine. To je zato što su kapljice vode i kristali leda koji se nalaze u većini oblaka premali, pa stoga nisu dovoljno teški da padnu na površinu Zemlje. Kap kiše dovoljno velika da ima težinu potrebnu da padne na Zemlju milijune je puta veća od pojedinačnih kapljica vode koje se nalaze unutar većine oblaka.
Postoje četiri glavne vrste padalina – kiša, snijeg, susnježica i tuča. Kiša i snijeg najčešće su vrste oborina. Susnježica i tuča su rjeđe.
| Kiša | Kapljice tekuće vode koje su veće od 0,5 i padaju s oblaka na nebu nazivaju se kišom. Kiša često ima jedan od dva glavna oblika - pljuskove i kišu.
Male čestice oblaka udaraju i vežu se stvarajući veće kapi. Kako se ovaj proces nastavlja, kapi postaju sve veće i veće do te mjere da postaju preteške da bi se suspendirale u zraku. Kao rezultat toga, gravitacija ih vuče dolje na zemlju. Ovako padaju kišne kapi. Kad su visoko u zraku, kapi kiše počinju padati u obliku ledenih kristala ili snijega, ali se tope kada se spuštaju niz zemlju kroz topliji zrak. |
| Susnježica | Susnježica nastaje kada kiša padne kroz sloj vrlo hladnog zraka. Ako je zrak dovoljno hladan, kiša se smrzava u zraku i postaje padajući led. Susnježica je također poznata kao ledene kuglice, jer se sastoji od malih i poluprozirnih kuglica leda. |
| Pozdrav | Tuča su velike i nepravilne grudice leda koje padaju od velikih grmljavina. To su čvrste oborine. Tuča se stvara u kumulonimbusima. Za razliku od susnježice koja se može formirati u bilo kojem vremenu kada ima grmljavina, tuča se pretežno javlja zimi ili hladnom vremenu. Tuča se uglavnom sastoji od vodenog leda i ima promjer između 0,2 inča (5 milimetara) i 6 inča (15 centimetara). Vrlo su štetne za usjeve. |
| Snijeg | Snijeg nastaje kada su temperature toliko niske da se vodena para izravno pretvara u krutinu. Javlja se gotovo svaki put kad padne kiša. Međutim, snijeg se često topi prije nego što stigne do površine zemlje. Obično se vidi zajedno s visokim, tankim i slabim cirusnim oblacima. Snijeg može pasti u obliku pojedinačnih kristala leda. U mnogim slučajevima, kristali se spajaju u veće snježne pahulje. Pahulje se javljaju na temperaturama ispod nule. |
Zračne mase
Zračna masa je vrlo velik volumen zraka koji ima relativno stalnu temperaturu i sadržaj vlage. Zračne mase obično pokrivaju područja u rasponu od stotina tisuća do milijuna četvornih milja.
Zračne mase nastaju kada se zračno tijelo zaustavi na području koje ima konzistentne karakteristike površine. To se nazivaju izvorišne regije koje su jednostavno geografska područja ravnog jednoličnog sastava površine s laganim površinskim vjetrovima odakle potječe zračna masa. Na primjer, pustinje, ravnice i oceani obično pokrivaju vrlo široka područja s relativno malo topografskih varijacija – to su izvorne regije. Ova područja pružaju stabilnu atmosferu u kojoj nema jakih vjetrova. U takvim područjima mogu se akumulirati velike mase zraka, a da ih ne razdvoje planine, raskrižja kopno/voda ili druge površine.
Što se zračna masa dulje zadržava iznad područja izvora, veća je vjerojatnost da će steći svojstva površine ispod.
Postoje 4 opće zračne mase klasificirane prema izvornoj regiji:
| Polarne širine P | nalazi se u smjeru pola od 60 stupnjeva sjeverno i južno |
| Tropske širine T | nalazi unutar oko 25 stupnjeva od ekvatora |
| Kontinentalni c | smještena na velikim kopnenim masama – suha |
| Marine m | smještena nad oceanima – vlažna |
Zatim možemo napraviti kombinacije gore navedenog kako bismo opisali različite vrste zračnih masa.
Hladne zračne mase – Većina hladnog zimskog vremena u Sjedinjenim Državama dolazi od tri polarne zračne mase:
Tople zračne mase – Četiri tople zračne mase utječu na vrijeme u Sjedinjenim Državama.
Na kartama meteorolozi koriste dvoslovne simbole za predstavljanje različitih zračnih masa. Prvo slovo označava sadržaj vode u zračnoj masi. Drugo slovo označava njegovu temperaturu.
Zračne mase mogu kontrolirati vrijeme relativno dugo: od nekoliko dana do mjeseci. Većina vremena javlja se duž periferije ovih zračnih masa na granicama koje se nazivaju frontama.
Ispred
Granica na kojoj se susreću dvije zračne mase različite temperature i sadržaja vlage naziva se fronta. Kada se zračne mase susreću, manje gusta zračna masa se diže iznad gušće zračne mase. Topli zrak je manje gustoće od hladnog zraka. Stoga će se topla zračna masa općenito uzdići iznad hladne zračne mase.
Postoje četiri glavne vrste fronta:
| Hladni frontovi | Hladna fronta nastaje kada se hladna zračna masa kreće ispod tople zračne mase. Hladni zrak gura toplu zračnu masu prema gore. Hladna zračna masa zamijenila je toplu zračnu masu. Hladne fronte mogu se brzo kretati i donijeti obilne oborine. Kada prođe hladna fronta, vrijeme je obično svježije. To je zato što hladna, suha zračna masa ulazi iza hladne fronte. |
| Topli frontovi | Topla fronta nastaje kada se topla zračna masa kreće preko hladne zračne mase koja napušta područje. Topli zrak zamjenjuje hladni dok se hladni zrak udaljava. Topla fronta može donijeti slabu kišu. Prati ih vedro, toplo vrijeme. |
| Okludirane fronte | Okludirana fronta nastaje kada se topla zračna masa zarobi između dvije hladne zračne mase. Hladne zračne mase pomiču se zajedno i guraju topli zrak s puta. Okludirane fronte donose niske temperature i velike količine kiše i snijega. |
| Prednje strane stacionara | Stacionarna fronta nastaje kada se hladna zračna masa i topla zračna masa kreću jedna prema drugoj. Nijedna zračna masa nema dovoljno energije da drugu gurne s puta. Stoga dvije zračne mase ostaju na istom mjestu. Stacionarne fronte uzrokuju mnogo dana oblačnog, vlažnog vremena. |
Zrak stvara tlak. Međutim, tlak zraka nije uvijek svugdje isti. Područja s različitim pritiscima mogu uzrokovati promjene vremena. Ova područja mogu imati niži ili viši tlak zraka od okoline.
| Ciklon | Anticiklona |
| Ciklon je sustav vjetrova koji se okreće oko središta niskog atmosferskog tlaka. Cikloni su opće poznati kao niske razine. Oni su općenito pokazatelji kiše, oblaka i drugih oblika lošeg vremena. Vjetrovi u ciklonu pušu u smjeru suprotnom od kazaljke na satu na sjevernoj hemisferi i u smjeru kazaljke na satu na južnoj hemisferi. | Anticiklona je sustav vjetrova koji se okreće oko središta visokog atmosferskog tlaka. Anticiklone su obično poznate kao visoke. Općenito, oni su prediktori lijepog vremena. Vjetrovi u anticikloni pušu u smjeru kazaljke na satu na sjevernoj hemisferi i suprotno od kazaljke na satu na južnoj hemisferi. |
Vertikalna kretanja zraka povezana su i s ciklonama i s anticiklonama. U ciklonama, zrak blizu tla tjera se prema unutra prema središtu ciklona, gdje je tlak najniži. Zatim se počinje dizati prema gore, pritom se širi i hladi. Ovo hlađenje povećava vlažnost zraka koji se diže, što rezultira naoblačenjem i visokom vlagom u cikloni. U anticikloni je situacija obrnuta. Zrak u središtu anticiklone potisnut je od visokog tlaka koji se tamo događa. Taj se zrak u središtu zamjenjuje silaznim propuhom zraka s većih visina. Kako se ovaj zrak kreće prema dolje, on se komprimira i zagrijava. Ovo zagrijavanje smanjuje vlažnost zraka koji se spušta, što rezultira malom naoblakom i niskom vlagom u anticikloni.
Oluja s grmljavinom je intenzivna oluja s jakim vjetrom, jakom kišom, munjama i grmljavinom. Proizvodi ga kumulonimbus oblak, koji obično stvara jak vjetar, jaku kišu i ponekad tuču. Osnovni uvjeti potrebni za nastanak grmljavine su - vlaga, nestabilan zrak i uzgona. Atmosfera je nestabilna kada se tijelo hladnog zraka nađe iznad tijela toplog zraka. Topli zrak se diže i hladi dok se miješa s hladnim zrakom. Kada topli zrak dosegne točku rosišta, vodena para se kondenzira i tvori kumulusne oblake. Ako topli zrak nastavi rasti, oblaci mogu postati tamni kumulonimbusi. Grmljavina se može pojaviti tijekom cijele godine iu svim satima. Ali najvjerojatnije će se dogoditi u proljetnim i ljetnim mjesecima te tijekom poslijepodnevnih i večernjih sati.
Munja je blistav bljesak električne energije proizveden grmljavinom. Sve grmljavine proizvode munje i vrlo su opasne. Kako oblak raste, njegovi dijelovi počinju razvijati električne naboje. Gornji dijelovi oblaka imaju tendenciju da postanu pozitivno nabijeni. Donji dijelovi imaju tendenciju da postanu negativno nabijeni. Kada naboji postanu dovoljno veliki, električna energija teče iz jednog područja u drugo. Struja također može teći između oblaka i tla. Ove električne struje su munje. Ako čujete zvuk grmljavine, onda ste u opasnosti od munje.
Najvjerojatnije je da će grom pogoditi visoke objekte, uključujući drveće, planine i ljude – sve što se diže od tla.
Manje od 1% grmljavina proizvodi tornada. Tornada su siloviti stupovi vjetra koji se vrte vrlo brzo kada dodiruju tlo. Stub zraka koji se brzo vrti prije nego što dotakne tlo naziva se oblak lijevka. Protežu se od dna grmljavine do tla i mogu imati vjetrove do 300 milja na sat. Tornada su manja od uragana i formiraju se iznad kopna, a ne mora. Energiju dobivaju iz velikih grmljavina. Tornada koji nastaju nad vodom nazivaju se vodeni izljevi. Zrak u središtu tornada ima nizak tlak. Kada područje niskog tlaka dodirne tlo, materijal iz zemlje može biti usisan u tornado.
Cikloni koji nastaju iznad toplih tropskih oceana nazivaju se tropskim ciklonima . Također su poznate kao tropske oluje ili tropske depresije.
Tropska ciklona čiji se intenzitet drastično povećava poznata je kao uragan kada se dogodi u Atlantskom oceanu ili susjednim morima. U zapadnom Tihom oceanu i susjednim morima, uragan je poznat kao tajfun . Da bi se klasificirala kao uragan, tropska ciklona mora proizvoditi vjetrove preko 74 milje na sat. Većina uragana nastaje između 5°N i 20°S geografske širine ili između 5°S i 20°S geografske širine. Nastaju iznad toplih, tropskih oceana koji se nalaze na ovim geografskim širinama. Na višim geografskim širinama voda je previše hladna da bi nastali uragani.
Rotacija Zemlje uzrokuje zanimljiv fenomen na objektima koji se slobodno kreću na Zemlji. Objekti na sjevernoj hemisferi su skrenuti udesno, dok su objekti na južnoj hemisferi ulijevo. Coriolisov efekt tako pokušava natjerati vjetrove da se pomaknu udesno ili ulijevo. Uragan počinje kao grupa oluja s grmljavinom koja putuje iznad tropskih oceanskih voda. Susreću se vjetrovi koji putuju u dva različita smjera i uzrokuju okretanje oluje. Zbog Coriolisovog učinka, uragani se rotiraju u smjeru suprotnom od kazaljke na satu na sjevernoj hemisferi i u smjeru kazaljke na satu na južnoj hemisferi.
Uragani se pokreću solarnom energijom. Sunčeva energija uzrokuje isparavanje oceanske vode. Kako se vodena para diže u zrak, hladi se i kondenzira.
U središtu uragana je oko. Oko je jezgra toplog, relativno mirnog zraka s niskim tlakom i slabim vjetrovima. U oku postoje uzlazni i dolazni struji. Uzlazni mlaz je struja zraka koji se diže. Silazni mlaz je struja zraka koji tone.
Oko oka je skupina kumulonimbusnih oblaka koji se nazivaju očna stijenka. Ovi oblaci stvaraju jake kiše i jak vjetar. Vjetrovi mogu biti i do 300 km/h. Očni zid je najjači dio uragana. Izvan očnog zida nalaze se spiralne trake oblaka koje se nazivaju kišne trake . Ovi bendovi također proizvode jaku kišu i jak vjetar. Kruže oko središta uragana.
Uragan će nastaviti rasti sve dok je iznad tople oceanske vode. Kada se uragan kreće iznad hladnijih voda ili kopna, oluja gubi energiju. Zbog toga uragani nisu uobičajeni usred kontinenata. Oluje brzo gube energiju kada se kreću iznad kopna. Uragani donose jake vjetrove, jaku kišu, poplave i olujni udar iz oceana koji može uzrokovati strašna razaranja.
Predviđanje vremenskih uvjeta u sljedećih nekoliko dana poznato je kao vremenska prognoza. Meteorolozi izrađuju vremensku prognozu koristeći informacije o atmosferskim uvjetima. Za mjerenje vremenskih uvjeta koriste širok izbor različitih instrumenata.
Postoje različite vrste vremenskih karata:
