Una delle prime cose che probabilmente fai ogni mattina è guardare fuori dalla finestra per vedere com'è il tempo. Guardare fuori e ascoltare le previsioni del tempo del giorno ti aiuta a decidere quali vestiti indosserai e forse anche cosa farai durante la giornata. Questo racconta l'importanza del tempo nella nostra vita quotidiana. In questa lezione, otterremo una comprensione più approfondita di quanto segue:
Le persone spesso confondono il tempo con il clima, ma non sono la stessa cosa, sebbene condividano componenti comuni.
| Tempo metereologico | Clima |
| Rappresenta i cambiamenti quotidiani nell'atmosfera o lo stato dell'atmosfera di qualsiasi luogo per un breve periodo di tempo rispetto a uno o più dei suoi elementi. | Rappresenta la combinazione di più modelli meteorologici di una località specifica calcolati in media su diversi anni. Ad esempio, la Groenlandia ha un clima desertico freddo e il clima dell'Asia centrale è continentale temperato. |
| Due luoghi anche a breve distanza l'uno dall'altro possono avere diversi tipi di tempo nello stesso momento. | Il clima di una regione è considerato più o meno permanente. |
| In alcune località, il tempo cambia giornalmente o ogni ora. | Il clima non cambia così rapidamente come il tempo perché è una raccolta di diversi anni di condizioni meteorologiche registrate. |
Sia il tempo che il clima condividono elementi comuni tra cui velocità e direzione del vento, tipo di pioggia e quantità, livelli di umidità, pressione dell'aria, copertura nuvolosa e tipi di nuvole e temperatura dell'aria. A causa di interventi umani sconsiderati, sia il tempo che il clima stanno cambiando.
In un dato giorno, il tempo determina ciò che indossi. Ad esempio, guardi fuori e vedi che è una giornata luminosa e soleggiata, quindi indossi qualcosa di leggero; o se piove prenderai un ombrello prima di uscire. Anche i bollettini meteorologici giornalieri svolgono un ruolo cruciale nell'informarci sulle eventuali condizioni meteorologiche avverse in arrivo.
Il tempo può essere soleggiato, piovoso, nuvoloso, ventoso, nevoso o sereno. Fa parte del fenomeno naturale che mantiene l'equilibrio nell'atmosfera.
Il tempo varia a seconda delle altitudini, delle latitudini e della regione e delle differenze di pressione. Quando le condizioni atmosferiche sono estreme o abbastanza intense da causare la perdita di proprietà o la perdita di vite umane, tale tempo è definito maltempo. Condizioni meteorologiche avverse, come tornado, uragani e bufere di neve, possono sconvolgere la vita di molte persone a causa della distruzione che provocano.
Ci sono sei elementi o componenti principali del tempo
Insieme, questi elementi formano il clima di un luogo in un dato momento. Gli scienziati che studiano il tempo sono chiamati "meteorologi" : prevedono il tempo in base alla conoscenza dei processi atmosferici e dei cambiamenti degli elementi.
Diamo un'occhiata a questi sei elementi in maggiore dettaglio.
La temperatura misura quanto è calda o fredda l'atmosfera su base giornaliera. La temperatura dipende dall'angolo del sole; quindi può cambiare ripetutamente in un giorno. La temperatura viene misurata con un termometro e viene riportata in due modi: Celsius e Fahrenheit. Il clima più freddo di solito si verifica vicino ai poli, mentre il clima più caldo di solito si verifica vicino all'Equatore.
La pressione atmosferica è il peso dell'aria nell'atmosfera. L'aumento dell'aria calda e la discesa dell'aria fredda provocano cambiamenti nella pressione atmosferica. La pressione atmosferica si verifica principalmente nelle regioni vicino a corpi idrici. Poiché le regioni costiere e le isole sono vicine ai corpi idrici, sono spesso soggette a forti tempeste.
La pressione atmosferica è espressa in un'unità di misura chiamata atmosfera e si misura in millibar o pollici di mercurio. La pressione atmosferica media al livello del mare è di circa un'atmosfera (circa 1013 millibar o 29,9 pollici).
La pressione atmosferica cambia con l'altitudine. È più alto a quote più basse ed è più basso a quote più elevate.
Il vento è aria in movimento. È prodotto dal riscaldamento irregolare della superficie terrestre da parte del sole. Poiché la superficie terrestre è composta da varie formazioni di terra e acqua, assorbe le radiazioni del sole in modo non uniforme. Due fattori sono necessari per specificare il vento: velocità e direzione.
| La direzione del vento è descritta utilizzando la direzione da cui proviene il vento. Ad esempio, un vento del sud soffierebbe da sud a nord. La direzione del vento viene misurata in diversi modi utilizzando banderuole, bandiere e maniche a vento. |
| La velocità del vento è misurata in miglia all'ora o chilometri all'ora. L'anemometro è lo strumento utilizzato per misurare la velocità del vento. |
Mentre il sole riscalda la superficie terrestre, anche l'atmosfera si riscalda. Alcune parti della Terra ricevono i raggi diretti del sole tutto l'anno e sono sempre calde. Altri luoghi ricevono raggi indiretti, quindi il clima è più freddo. L'aria calda che pesa meno dell'aria fredda sale. Quindi l'aria fresca entra e sostituisce l'aria calda che sale. Questo movimento d'aria è ciò che fa soffiare il vento.
L'umidità si riferisce alla quantità di vapore acqueo nell'aria. Il vapore acqueo costituisce solo una piccola frazione della massa dell'atmosfera. Tuttavia, questa piccola quantità di vapore acqueo ha un effetto importante sul tempo e sul clima. Quando l'energia del sole riscalda la superficie terrestre, l'acqua negli oceani e nei corpi idrici evapora. Il vapore acqueo è un gas nell'atmosfera che aiuta a creare nuvole, pioggia e neve.
La quantità di acqua nell'aria è descritta usando l'umidità relativa. L'aria più calda trattiene più vapore acqueo dell'aria fredda. Se la quantità di vapore acqueo nell'aria rimane la stessa, ma la temperatura scende, l'umidità relativa aumenterà. Questo perché l'aria più fredda non può trattenere tanto vapore acqueo. Se la temperatura diventa abbastanza fredda, l'aria arriva al punto in cui trattiene più vapore acqueo che può contenere. L'umidità relativa per questa temperatura sarebbe del 100%. Questa è anche nota come temperatura del punto di rugiada. L'acqua in eccesso cade sotto forma di precipitazione.
Nelle notti più fresche, quando la temperatura scende al punto di rugiada, una parte del vapore acqueo si trasforma nuovamente in acqua liquida (si parla di condensazione) e si deposita come "rugiada" sull'erba e sui vetri delle finestre.
Una nuvola è un gruppo di milioni di minuscole goccioline d'acqua o cristalli di ghiaccio. Le nuvole si formano quando l'aria sale e si raffredda. Quando l'aria si raffredda al di sotto del punto di rugiada, si formano goccioline d'acqua o cristalli di ghiaccio. Le goccioline d'acqua si formano quando l'acqua si condensa a temperature superiori a 0°C. I cristalli di ghiaccio si formano quando l'acqua si condensa al di sotto di 0ºC. Non tutte le nuvole producono precipitazioni. le nuvole di solito segnalano tempo mite.
Le particelle d'acqua liquide e solide che cadono dalle nuvole e raggiungono il suolo sono note come precipitazioni. È un fenomeno molto comune nell'atmosfera terrestre. Le precipitazioni provengono sempre dalle nuvole, ma non tutte le nuvole formano precipitazioni. Questo perché le goccioline d'acqua e i cristalli di ghiaccio che si trovano nella maggior parte delle nuvole sono troppo piccoli, e quindi non abbastanza pesanti da cadere sulla superficie della Terra. Una goccia di pioggia abbastanza grande da avere il peso necessario per cadere sulla Terra è milioni di volte più grande delle singole gocce d'acqua che si trovano all'interno della maggior parte delle nuvole.
Esistono quattro tipi principali di precipitazioni: pioggia, neve, nevischio e grandine. Pioggia e neve sono i tipi più comuni di precipitazioni. Nevischio e grandine sono meno comuni.
| Piovere | Le goccioline di acqua liquida che sono 0,5 o più grandi e cadono dalle nuvole nel cielo sono chiamate pioggia. La pioggia assume spesso una delle due forme principali: rovesci e pioviggine.
Piccole particelle di nuvole colpiscono e si uniscono creando gocce più grandi. Man mano che questo processo continua, le gocce diventano sempre più grandi fino a diventare troppo pesanti per essere sospese nell'aria. Di conseguenza, la gravità li trascina sulla terra. Ecco come cadono le gocce di pioggia. Quando sono in alto nell'aria, le gocce di pioggia iniziano a cadere come cristalli di ghiaccio o neve, ma si sciolgono quando procedono lungo la terra attraverso l'aria più calda. |
| Nevischio | Il nevischio si forma quando la pioggia cade attraverso uno strato di aria molto fredda. Se l'aria è abbastanza fredda, la pioggia gela nell'aria e diventa ghiaccio cadente. Il nevischio è anche noto come pellet di ghiaccio, poiché è composto da palline di ghiaccio piccole e semitrasparenti. |
| Salve | I chicchi di grandine sono grumi di ghiaccio grandi e irregolari che cadono da grandi temporali. È una precipitazione solida. La grandine si forma nei cumulonembi. A differenza del nevischio che può formarsi con qualsiasi tempo quando ci sono temporali, i chicchi di grandine si verificano prevalentemente in inverno o quando fa freddo. I chicchi di grandine sono per lo più costituiti da ghiaccio d'acqua e misurano tra 0,2 pollici (5 millimetri) e 6 pollici (15 centimetri) di diametro. Sono altamente dannosi per le colture. |
| Nevicare | La neve si forma quando le temperature sono così basse che il vapore acqueo si trasforma direttamente in un solido. Succede quasi ogni volta che piove. Tuttavia, la neve spesso si scioglie prima che raggiunga la superficie terrestre. Si vede normalmente insieme a cirri alti, sottili e deboli. La neve può cadere come singoli cristalli di ghiaccio. In molti casi, i cristalli si uniscono per formare fiocchi di neve più grandi. I fiocchi di neve si verificano a temperature sotto lo zero. |
Masse d'aria
Una massa d'aria è un volume d'aria molto grande che ha una temperatura e un contenuto di umidità relativamente costanti. Le masse d'aria in genere coprono aree che vanno da centinaia di migliaia a milioni di miglia quadrate.
Le masse d'aria si formano quando un corpo d'aria si ferma su un'area che ha caratteristiche superficiali coerenti. Queste sono chiamate regioni di origine che sono semplicemente aree geografiche con una composizione superficiale uniforme piatta con venti superficiali leggeri in cui ha origine una massa d'aria. Ad esempio, deserti, pianure e oceani in genere coprono aree molto vaste con relativamente poche variazioni topografiche: queste sono regioni di origine. Queste aree forniscono un'atmosfera stabile in cui i venti forti sono assenti. In tali aree, grandi masse d'aria possono accumularsi senza essere frantumate da montagne, intersezioni terra/acqua o altre caratteristiche della superficie.
Più a lungo la massa d'aria rimane sulla sua regione sorgente, più è probabile che acquisisca le proprietà della superficie sottostante.
Esistono 4 masse d'aria generali classificate in base alla regione di origine:
| Latitudini polari P | situato verso i poli di 60 gradi nord e sud |
| Latitudini tropicali T | situato a circa 25 gradi dall'equatore |
| continentale c | situato su grandi masse continentali - asciutto |
| Marino m | situato sopra gli oceani - umido |
Possiamo quindi creare combinazioni di quanto sopra per descrivere vari tipi di masse d'aria.
Masse d'aria fredda - La maggior parte del clima freddo invernale negli Stati Uniti proviene da tre masse d'aria polari:
Masse d'aria calda - Quattro masse d'aria calda influenzano il tempo negli Stati Uniti.
Sulle mappe, i meteorologi usano simboli di due lettere per rappresentare diverse masse d'aria. La prima lettera indica il contenuto d'acqua della massa d'aria. La seconda lettera indica la sua temperatura.
Le masse d'aria possono controllare il tempo per un periodo di tempo relativamente lungo: da un periodo di giorni a mesi. La maggior parte del tempo si verifica lungo la periferia di queste masse d'aria ai confini chiamati fronti.
Davanti
Il limite in cui si incontrano due masse d'aria di diversa temperatura e contenuto di umidità è chiamato fronte. Quando le masse d'aria si incontrano, la massa d'aria meno densa sale sopra la massa d'aria più densa. L'aria calda è meno densa dell'aria fredda. Pertanto, una massa d'aria calda generalmente salirà al di sopra di una massa d'aria fredda.
Ci sono quattro tipi principali di fronti:
| Fronti freddi | Un fronte freddo si forma quando una massa d'aria fredda si muove sotto una massa d'aria calda. L'aria fredda spinge verso l'alto la massa d'aria calda. La massa d'aria fredda ha sostituito la massa d'aria calda. I fronti freddi possono muoversi rapidamente e portare forti precipitazioni. Quando è passato un fronte freddo, il tempo è solitamente più fresco. Questo perché una massa d'aria fredda e secca si sposta dietro il fronte freddo. |
| Fronti caldi | Un fronte caldo si forma quando una massa d'aria calda si sposta su una massa d'aria fredda che sta lasciando un'area. L'aria calda sostituisce l'aria fredda mentre l'aria fredda si allontana. I fronti caldi possono portare piogge leggere. Sono seguiti da tempo sereno e caldo. |
| Fronti occlusi | Un fronte occluso si forma quando una massa d'aria calda è intrappolata tra due masse d'aria fredda. Le masse d'aria fredda si muovono insieme e allontanano l'aria calda. I fronti occlusi portano temperature fresche e grandi quantità di pioggia e neve. |
| Fronti di cartoleria | Un fronte stazionario si forma quando una massa d'aria fredda e una massa d'aria calda si muovono l'una verso l'altra. Nessuna delle due masse d'aria ha energia sufficiente per allontanare l'altra. Pertanto, le due masse d'aria rimangono nello stesso posto. I fronti stazionari causano molti giorni di tempo nuvoloso e umido. |
L'aria produce pressione. Tuttavia, la pressione atmosferica non è sempre la stessa ovunque. Aree con pressioni diverse possono causare cambiamenti del tempo. Queste aree possono avere una pressione dell'aria inferiore o superiore a quella circostante.
| Ciclone | Anticiclone |
| Un ciclone è un sistema di venti che ruota attorno a un centro di bassa pressione atmosferica. I cicloni sono comunemente noti come minimi. Sono generalmente indicatori di pioggia, nuvole e altre forme di maltempo. I venti in un ciclone soffiano in senso antiorario nell'emisfero settentrionale e in senso orario nell'emisfero meridionale. | Un anticiclone è un sistema di venti che ruota attorno a un centro di alta pressione atmosferica. Gli anticicloni sono comunemente noti come alti. In generale, sono predittori di bel tempo. I venti in un anticiclone soffiano in senso orario nell'emisfero settentrionale e in senso antiorario nell'emisfero meridionale. |
I movimenti d'aria verticali sono associati sia ai cicloni che agli anticicloni. Nei cicloni, l'aria vicino al suolo viene spinta verso l'interno verso il centro del ciclone, dove la pressione è più bassa. Quindi inizia a salire verso l'alto, espandendosi e raffreddandosi nel processo. Questo raffreddamento aumenta l'umidità dell'aria in aumento, che si traduce in nuvolosità e alta umidità nel ciclone. Negli anticicloni la situazione è invertita. L'aria al centro di un anticiclone viene spinta via dall'alta pressione che si verifica lì. Quell'aria viene sostituita al centro da una corrente d'aria verso il basso proveniente da altitudini più elevate. Quando quest'aria si muove verso il basso, viene compressa e riscaldata. Questo riscaldamento riduce l'umidità dell'aria discendente, che si traduce in poche nuvole e bassa umidità nell'anticiclone.
Un temporale è una tempesta intensa con forti venti, forti piogge, fulmini e tuoni. È prodotto da un cumulonembo, che di solito produce raffiche di vento, forti piogge e talvolta grandine. Le condizioni di base necessarie per la formazione di un temporale sono: umidità, aria instabile e portanza. L'atmosfera è instabile quando un corpo d'aria fredda si trova sopra un corpo d'aria calda. L'aria calda sale e si raffredda mescolandosi con l'aria fresca. Quando l'aria calda raggiunge il punto di rugiada, il vapore acqueo si condensa e forma dei cumuli. Se l'aria calda continua a salire, le nuvole possono diventare cumulonembi scuri. I temporali possono verificarsi tutto l'anno e a tutte le ore. Ma è più probabile che si verifichino nei mesi primaverili ed estivi e durante le ore pomeridiane e serali.
Il fulmine è un lampo luminoso di elettricità prodotto da un temporale. Tutti i temporali producono fulmini e sono molto pericolosi. Man mano che una nuvola si ingrandisce, parti di essa iniziano a sviluppare cariche elettriche. Le parti superiori della nuvola tendono a caricarsi positivamente. Le parti inferiori tendono a caricarsi negativamente. Quando le cariche diventano abbastanza grandi, l'elettricità scorre da un'area all'altra. L'elettricità può anche fluire tra le nuvole e il suolo. Queste correnti elettriche sono fulmini. Se senti il suono di un tuono, sei in pericolo a causa di un fulmine.
È molto probabile che i fulmini colpiscano oggetti alti, inclusi alberi, montagne e persone, qualsiasi cosa si alzi da terra.
Meno dell'1% dei temporali produce tornado. I tornado sono violente colonne di vento che ruotano molto velocemente al contatto con il suolo. La colonna d'aria che ruota rapidamente prima di toccare il suolo è chiamata nuvola a imbuto. Si estendono dal fondo dei temporali fino al suolo e possono avere venti fino a 300 miglia all'ora. I tornado sono più piccoli degli uragani e si formano sulla terra piuttosto che sul mare. Prendono la loro energia da grandi temporali. I tornado che si formano sull'acqua sono chiamati trombe marine. L'aria al centro di un tornado ha una bassa pressione. Quando l'area di bassa pressione tocca il suolo, il materiale del suolo può essere risucchiato nel tornado.
I cicloni che si formano sui caldi oceani tropicali sono chiamati cicloni tropicali . Sono anche conosciuti come tempeste tropicali o depressioni tropicali.
Un ciclone tropicale che aumenta drasticamente di intensità è noto come uragano quando si verifica nell'Oceano Atlantico o nei mari adiacenti. Nell'Oceano Pacifico occidentale e nei mari adiacenti, un uragano è noto come tifone . Per essere classificato come uragano, un ciclone tropicale deve produrre venti superiori a 74 miglia all'ora. La maggior parte degli uragani si forma tra 5°N e 20°N di latitudine o tra 5°S e 20°S di latitudine. Si formano sopra i caldi oceani tropicali che si trovano a queste latitudini. A latitudini più elevate, l'acqua è troppo fredda perché si formino uragani.
La rotazione della Terra provoca un fenomeno interessante sugli oggetti in movimento libero sulla Terra. Gli oggetti nell'emisfero settentrionale vengono deviati a destra, mentre gli oggetti nell'emisfero meridionale vengono deviati a sinistra. L' effetto Coriolis cerca quindi di forzare i venti a spostarsi verso destra o verso sinistra. Un uragano inizia come un gruppo di temporali che viaggiano sulle acque oceaniche tropicali. I venti che viaggiano in due direzioni diverse si incontrano e fanno girare la tempesta. A causa dell'effetto Coriolis, gli uragani ruotano in senso antiorario nell'emisfero settentrionale e in senso orario nell'emisfero meridionale.
Gli uragani sono alimentati dall'energia solare. L'energia del sole fa evaporare l'acqua dell'oceano. Quando il vapore acqueo sale nell'aria, si raffredda e si condensa.
Al centro dell'uragano c'è l' occhio. L'occhio è un nucleo di aria calda e relativamente calma con bassa pressione e venti leggeri. Ci sono correnti ascensionali e discendenti negli occhi. Una corrente ascensionale è una corrente d'aria che sale. Una corrente discendente è una corrente d'aria che scende.
Intorno all'occhio c'è un gruppo di cumulonembi chiamato eyewall. Queste nuvole producono forti piogge e forti venti. I venti possono raggiungere i 300 km/h. Il eyewall è la parte più forte dell'uragano. Al di fuori della barriera oculare ci sono le bande a spirale di nuvole chiamate bande di pioggia . Queste bande producono anche forti piogge e forti venti. Circondano il centro dell'uragano.
L'uragano continuerà a crescere finché si troverà sopra l'acqua calda dell'oceano. Quando l'uragano si sposta su acque più fredde o sulla terraferma, la tempesta perde energia. Questo è il motivo per cui gli uragani non sono comuni nel mezzo dei continenti. Le tempeste perdono rapidamente la loro energia quando si spostano sulla terraferma. Gli uragani portano forti venti, forti piogge, inondazioni e un'ondata di tempesta dall'oceano che può causare terribili devastazioni.
La previsione delle condizioni meteorologiche nei prossimi giorni è nota come previsione meteorologica. I meteorologi fanno previsioni meteorologiche utilizzando informazioni sulle condizioni atmosferiche. Usano un'ampia varietà di strumenti diversi per misurare le condizioni meteorologiche.
Esistono diversi tipi di mappe meteorologiche:
