Вероятно, первое, что вы делаете каждое утро, — это смотрите в окно, чтобы узнать, какая погода. Глядя на улицу и слушая прогноз погоды на день, вы решаете, какую одежду надеть и, возможно, даже чем будете заниматься в течение дня. Это говорит о важности погоды в нашей повседневной жизни. В этом уроке мы получим более глубокое понимание следующего:
Люди часто путают погоду с климатом, но это не одно и то же, хотя и имеют общие компоненты.
| Погода | Климат |
| Он представляет собой ежедневные изменения в атмосфере или состояние атмосферы любого места за короткий период времени по отношению к одному или нескольким ее элементам. | Он представляет собой комбинацию нескольких погодных условий в определенном месте, усредненных за несколько лет. Например, в Гренландии холодный пустынный климат, а в Средней Азии — умеренно-континентальный. |
| В двух местах, даже на небольшом расстоянии друг от друга, может быть разная погода в одно и то же время. | Климат региона считается более или менее постоянным. |
| В некоторых локациях погода меняется ежедневно или ежечасно. | Климат не меняется так быстро, как погода, потому что это совокупность зарегистрированных погодных условий за несколько лет. |
И погода, и климат имеют общие элементы, включая скорость и направление ветра, тип дождя и его количество, уровень влажности, атмосферное давление, облачный покров и типы облаков, а также температуру воздуха. Из-за безрассудного вмешательства человека и погода, и климат меняются.
В любой день погода диктует, что вы носите. Например, вы смотрите на улицу и видите, что сегодня яркий и солнечный день, поэтому вы надеваете что-нибудь легкое; или если идет дождь, вы возьмете зонтик, прежде чем выйти на улицу. Ежедневные отчеты о погоде также играют решающую роль в информировании нас о приближающихся суровых погодных условиях, если таковые имеются.
Погода может быть солнечной, дождливой, облачной, ветреной, снежной или ясной. Это часть природного явления, которое поддерживает равновесие в атмосфере.
Погода меняется в зависимости от высоты, широты, региона и перепадов давления. Когда атмосферные условия являются экстремальными или достаточно интенсивными, чтобы вызвать потерю имущества или жизни, такая погода называется суровой погодой. Суровые погодные явления, такие как торнадо, ураганы и метели, могут нарушить жизнь многих людей из-за причиняемых ими разрушений.
Существует шесть основных элементов или компонентов погоды.
Вместе эти элементы формируют погоду места в любой момент времени. Ученых, изучающих погоду, называют «метеорологами» — они предсказывают погоду, основываясь на знаниях об атмосферных процессах и меняющихся элементах.
Давайте рассмотрим эти шесть элементов более подробно.
Температура измеряет, насколько горяча или холодна атмосфера в течение дня. Температура зависит от угла падения солнца; следовательно, он может неоднократно меняться в течение дня. Температура измеряется термометром и сообщается двумя способами: по Цельсию и по Фаренгейту. Самая холодная погода обычно бывает у полюсов, а самая теплая – у экватора.
Атмосферное давление – это вес воздуха в атмосфере. Подъем теплого воздуха и опускание холодного воздуха приводит к изменению атмосферного давления. Атмосферное давление возникает в основном в районах вблизи водоемов. Поскольку прибрежные районы и острова находятся вблизи водоемов, в них часто бывают сильные штормы.
Атмосферное давление выражается в единице измерения, называемой атмосферой, и измеряется в миллибарах или дюймах ртутного столба. Среднее атмосферное давление на уровне моря составляет около одной атмосферы (около 1013 миллибар или 29,9 дюйма).
Атмосферное давление меняется с высотой. Он выше на более низких высотах и ниже на больших высотах.
Ветер — это воздух в движении. Он возникает при неравномерном нагреве земной поверхности солнцем. Поскольку земная поверхность состоит из различных наземных и водных образований, она неравномерно поглощает солнечные лучи. Для определения ветра необходимы два фактора: скорость и направление.
| Направление ветра описывается с помощью направления, откуда дул ветер. Например, южный ветер будет дуть с юга на север. Направление ветра измеряется несколькими способами с помощью флюгеров, флагов и ветроуказателей. |
| Скорость ветра измеряется в милях в час или километрах в час. Анемометр – это прибор, используемый для измерения скорости ветра. |
Когда солнце нагревает поверхность Земли, нагревается и атмосфера. Некоторые части Земли получают прямые солнечные лучи круглый год и всегда теплые. Другие места получают непрямые лучи, поэтому климат холоднее. Теплый воздух, который весит меньше, чем холодный воздух, поднимается вверх. Затем холодный воздух движется внутрь и заменяет поднимающийся теплый воздух. Это движение воздуха и заставляет дуть ветер.
Влажность относится к количеству водяного пара в воздухе. Водяной пар составляет лишь небольшую часть массы атмосферы. Однако это небольшое количество водяного пара оказывает важное влияние на погоду и климат. Когда солнечная энергия нагревает поверхность Земли, вода в океанах и водоемах испаряется. Водяной пар — это газ в атмосфере, который помогает создавать облака, дождь и снег.
Количество воды в воздухе описывается относительной влажностью. Более теплый воздух содержит больше водяного пара, чем холодный. Если количество водяного пара в воздухе останется прежним, а температура понизится, то относительная влажность увеличится. Это связано с тем, что более холодный воздух не может удерживать столько водяного пара. Если температура становится достаточно низкой, воздух доходит до точки, когда он удерживает максимально возможное количество водяного пара. Относительная влажность для этой температуры будет 100 процентов. Это также известно как температура точки росы. Избыток воды выпадает в виде осадков.
В более прохладные ночи, когда температура опускается до точки росы, часть водяного пара снова превращается в жидкую воду (это называется конденсацией) и оседает в виде «росы» на траве и стеклянных окнах.
Облако — это группа из миллионов мельчайших капелек воды или кристалликов льда. Облака образуются, когда воздух поднимается и охлаждается. Когда воздух охлаждается ниже точки росы, образуются капли воды или кристаллы льда. Капли воды образуются при конденсации воды при температуре выше 0°C. Кристаллы льда образуются, когда вода конденсируется при температуре ниже 0ºC. Не все облака производят осадки. облака обычно сигнализируют о мягкой погоде.
Жидкие и твердые частицы воды, выпадающие из облаков и достигающие земли, называются осадками. Это очень распространенное явление в атмосфере Земли. Осадки всегда выпадают из облаков, но не все облака образуют осадки. Это связано с тем, что капли воды и кристаллы льда, содержащиеся в большинстве облаков, слишком малы и, следовательно, недостаточно тяжелы, чтобы упасть на поверхность Земли. Капля дождя, достаточно большая, чтобы иметь вес, необходимый для падения на Землю, в миллионы раз больше, чем отдельные капли воды, находящиеся внутри большинства облаков.
Выпадают четыре основных вида осадков: дождь, снег, мокрый снег и град. Дождь и снег являются наиболее распространенными видами осадков. Мокрый дождь и град встречаются реже.
| Дождь | Капли жидкой воды размером 0,5 и более, падающие из облаков в небе, называются дождем. Дождь часто принимает одну из двух основных форм – ливни и изморось.
Мелкие облачные частицы ударяются и соединяются вместе, образуя более крупные капли. По мере того как этот процесс продолжается, капли становятся все больше и больше до такой степени, что становятся слишком тяжелыми, чтобы висеть в воздухе. В результате гравитация притягивает их к земле. Так падают капли дождя. Находясь высоко в воздухе, капли дождя начинают падать в виде кристаллов льда или снега, но тают, когда они падают на землю через более теплый воздух. |
| мокрый снег | Мокрый дождь образуется, когда дождь падает через слой очень холодного воздуха. Если воздух достаточно холодный, дождь замерзает в воздухе и превращается в падающий лед. Мокрый снег также известен как ледяная крупа, так как он состоит из маленьких и полупрозрачных ледяных шариков. |
| Град | Градины — это большие и неправильные глыбы льда, которые падают во время сильных гроз. Это твердые осадки. Град образуется в кучево-дождевых облаках. В отличие от мокрого снега, который может образовываться в любую погоду во время грозы, град преобладает зимой или в холодную погоду. Градины в основном состоят из водяного льда и имеют диаметр от 0,2 дюйма (5 миллиметров) до 6 дюймов (15 сантиметров). Они очень вредны для сельскохозяйственных культур. |
| Снег | Снег образуется, когда температура настолько низка, что водяной пар сразу превращается в твердое вещество. Это происходит почти каждый раз, когда идет дождь. Однако снег часто тает, не достигнув поверхности земли. Обычно наблюдается вместе с высокими, тонкими и слабыми перистыми облаками. Снег может выпадать в виде одиночных кристаллов льда. Во многих случаях кристаллы соединяются вместе, образуя более крупные снежинки. Снежинки появляются при отрицательных температурах. |
Воздушные массы
Воздушная масса – это очень большой объем воздуха, который имеет относительно постоянную температуру и влажность. Воздушные массы обычно покрывают площади от сотен тысяч до миллионов квадратных миль.
Воздушные массы образуются, когда масса воздуха останавливается над областью с постоянными характеристиками поверхности. Их называют исходными регионами, которые представляют собой просто географические области с плоским однородным составом поверхности со слабыми приземными ветрами, где возникают воздушные массы. Например, пустыни, равнины и океаны обычно покрывают очень большие площади с относительно небольшими топографическими вариациями — это регионы-источники. Эти районы обеспечивают стабильную атмосферу, в которой отсутствуют сильные ветры. В таких районах большие массы воздуха могут скапливаться, не разбиваясь горами, пересечениями земли и воды или другими поверхностными элементами.
Чем дольше воздушная масса находится над областью своего происхождения, тем больше вероятность того, что она приобретет свойства поверхности под ней.
В зависимости от региона происхождения выделяют 4 основные воздушные массы:
| Полярные широты П | расположен к полюсу от 60 градусов северной и южной широты |
| Тропические широты T | расположен примерно в 25 градусах от экватора |
| Континентальный с | расположен на больших массивах суши - сухой |
| Марин м | расположен над океанами - влажный |
Затем мы можем комбинировать вышеперечисленное для описания различных типов воздушных масс.
Холодные воздушные массы. Большая часть холодной зимней погоды в Соединенных Штатах приходится на три полярных воздушных массы:
Теплые воздушные массы. Четыре теплые воздушные массы влияют на погоду в Соединенных Штатах.
На картах метеорологи используют двухбуквенные символы для обозначения различных воздушных масс. Первая буква указывает на содержание воды в воздушной массе. Вторая буква указывает на его температуру.
Воздушные массы могут управлять погодой в течение относительно длительного периода времени: от периода дней до месяцев. Большая часть погоды происходит на периферии этих воздушных масс на границах, называемых фронтами.
Фронт
Граница, на которой встречаются две воздушные массы разной температуры и влажности, называется фронтом. При встрече воздушных масс менее плотная воздушная масса поднимается над более плотной воздушной массой. Теплый воздух менее плотный, чем холодный. Следовательно, теплая воздушная масса обычно поднимается над холодной воздушной массой.
Существует четыре основных вида фасадов:
| Холодные фронты | Холодный фронт образуется, когда холодная воздушная масса движется под теплой воздушной массой. Холодный воздух толкает теплую воздушную массу вверх. На смену теплой воздушной массе пришла холодная воздушная масса. Холодные фронты могут двигаться быстро и приносить обильные осадки. После прохождения холодного фронта погода обычно становится прохладнее. Это связано с тем, что за холодным фронтом движется холодная сухая воздушная масса. |
| Теплые фронты | Теплый фронт образуется, когда теплая воздушная масса надвигается на холодную воздушную массу, покидающую территорию. Теплый воздух заменяет холодный воздух, когда холодный воздух удаляется. Теплый фронт может принести небольшой дождь. За ними следует ясная теплая погода. |
| Окклюзионные фронты | Фронт окклюзии образуется, когда теплая воздушная масса попадает между двумя холодными воздушными массами. Холодные воздушные массы движутся вместе и вытесняют теплый воздух с пути. Фронты окклюзии приносят низкие температуры и большое количество дождя и снега. |
| Канцелярские фасады | Стационарный фронт образуется, когда холодная воздушная масса и теплая воздушная масса движутся навстречу друг другу. Ни одна из воздушных масс не обладает достаточной энергией, чтобы оттолкнуть другую. Поэтому две воздушные массы остаются на одном месте. Стационарные фронты вызывают многодневную пасмурную сырую погоду. |
Воздух производит давление. Однако атмосферное давление не всегда везде одинаково. Области с различным давлением могут вызвать изменения в погоде. Эти области могут иметь более низкое или более высокое давление воздуха, чем их окрестности.
| Циклон | Антициклон |
| Циклон — это система ветров, вращающихся вокруг центра низкого атмосферного давления. Циклоны широко известны как минимумы. Как правило, они являются индикаторами дождя, облаков и других форм плохой погоды. Ветры в циклоне дуют против часовой стрелки в северном полушарии и по часовой стрелке в южном полушарии. | Антициклон — это система ветров, вращающихся вокруг центра высокого атмосферного давления. Антициклоны обычно называют максимумами. Как правило, они являются предвестниками хорошей погоды. Ветры в антициклоне дуют по часовой стрелке в Северном полушарии и против часовой стрелки в Южном полушарии. |
Вертикальные движения воздуха связаны как с циклонами, так и с антициклонами. В циклонах воздух у земли нагнетается внутрь к центру циклона, где давление самое низкое. Затем он начинает подниматься вверх, расширяясь и охлаждаясь в процессе. Это охлаждение увеличивает влажность восходящего воздуха, что приводит к облачности и высокой влажности в циклоне. В антициклонах ситуация обратная. Воздух в центре антициклона вытесняется высоким давлением, которое там возникает. Этот воздух заменяется в центре нисходящим потоком воздуха с больших высот. Когда этот воздух движется вниз, он сжимается и нагревается. Это потепление уменьшает влажность нисходящего воздуха, что приводит к малой облачности и низкой влажности в антициклоне.
Гроза — это сильная гроза с сильным ветром, проливным дождем, молнией и громом. Он создается кучево-дождевым облаком, обычно вызывающим порывистый ветер, сильный дождь, а иногда и град. Основными условиями, необходимыми для образования грозы, являются влага, неустойчивый воздух и подъемная сила. Атмосфера неустойчива, когда тело холодного воздуха находится над телом теплого воздуха. Теплый воздух поднимается вверх и охлаждается, смешиваясь с холодным воздухом. Когда теплый воздух достигает точки росы, водяной пар конденсируется и образует кучевые облака. Если теплый воздух продолжает подниматься, облака могут стать темными кучево-дождевыми облаками. Грозы могут происходить круглый год и в любое время. Но чаще всего они случаются в весенние и летние месяцы, а также в дневные и вечерние часы.
Молния — это яркая вспышка электричества, возникающая во время грозы. Все грозы производят молнии и очень опасны. По мере того, как облако становится больше, его части начинают приобретать электрические заряды. Верхние части облака имеют тенденцию становиться положительно заряженными. Нижние части, как правило, становятся отрицательно заряженными. Когда заряды становятся достаточно большими, электричество течет из одной области в другую. Электричество может также течь между облаками и землей. Эти электрические токи — молнии. Если вы слышите звук грома, то вам грозит опасность от молнии.
Молния чаще всего поражает высокие объекты, в том числе деревья, горы и людей — все, что возвышается над землей.
Менее 1% гроз вызывают торнадо. Торнадо — это сильные столбы ветра, которые очень быстро вращаются при касании земли. Быстро вращающийся столб воздуха перед касанием земли называется воронкообразным облаком. Они простираются от нижней части гроз до земли и могут иметь скорость ветра до 300 миль в час. Торнадо меньше ураганов и формируются над сушей, а не над морем. Они получают энергию от сильных гроз. Торнадо, которые образуются над водой, называются водяными смерчами. Воздух в центре торнадо имеет низкое давление. Когда область низкого давления касается земли, торнадо может всосать материал из земли.
Циклоны, которые образуются над теплыми тропическими океанами, называются тропическими циклонами . Они также известны как тропические штормы или тропические депрессии.
Тропический циклон, интенсивность которого резко возрастает, называется ураганом , если он возникает в Атлантическом океане или прилегающих морях. В западной части Тихого океана и прилегающих морях ураган известен как тайфун . Чтобы классифицироваться как ураган, тропический циклон должен дуть со скоростью более 74 миль в час. Большинство ураганов формируются между 5° и 20° северной широты или между 5° и 20° южной широты. Они формируются над теплыми тропическими океанами этих широт. В более высоких широтах вода слишком холодная, чтобы образовывались ураганы.
Вращение Земли вызывает интересное явление на свободно движущихся объектах на Земле. Объекты в северном полушарии отклоняются вправо, а объекты в южном полушарии отклоняются влево. Таким образом, эффект Кориолиса пытается заставить ветер смещаться вправо или влево. Ураган начинается как группа гроз, путешествующих над водами тропического океана. Ветры, движущиеся в двух разных направлениях, встречаются и заставляют бурю вращаться. Из-за эффекта Кориолиса ураганы вращаются против часовой стрелки в северном полушарии и по часовой стрелке в южном полушарии.
Ураганы питаются от солнечной энергии. Энергия солнца заставляет океанскую воду испаряться. По мере того, как водяной пар поднимается в воздух, он охлаждается и конденсируется.
В центре урагана находится глаз. Глаз представляет собой ядро теплого, относительно спокойного воздуха с низким давлением и слабыми ветрами. В глазах есть восходящие и нисходящие потоки. Восходящий поток – это восходящий поток воздуха. Нисходящий поток – это поток опускающегося воздуха.
Вокруг глаза находится группа кучево-дождевых облаков, называемая стенкой глаза. Эти облака вызывают проливные дожди и сильный ветер. Скорость ветра может достигать 300 км/ч. Глазная стена - самая сильная часть урагана. За стеной глаза находятся спиралевидные полосы облаков, называемые полосами дождя . Эти полосы также вызывают сильный дождь и сильный ветер. Они окружают центр урагана.
Ураган будет продолжать расти, пока он находится над теплой океанской водой. Когда ураган движется над более холодными водами или над сушей, он теряет энергию. Вот почему ураганы не являются обычным явлением в центре континентов. Бури быстро теряют свою энергию, когда движутся по суше. Ураганы приносят с собой сильные ветры, проливные дожди, наводнения и штормовые волны с океана, которые могут вызвать ужасные разрушения.
Прогноз погодных условий на ближайшие несколько дней известен как прогноз погоды. Метеорологи составляют прогнозы погоды, используя информацию об атмосферных условиях. Они используют широкий спектр различных инструментов для измерения погодных условий.
Карты погоды бывают разных типов:
