Одна з перших речей, які ви, мабуть, робите щоранку, це дивитися у вікно, щоб побачити, яка погода. Подивившись на вулицю та послухавши прогноз погоди на день, ви зможете вирішити, який одяг ви будете носити і, можливо, навіть, що ви будете робити протягом дня. Це говорить про важливість погоди в нашому повсякденному житті. На цьому уроці ми глибше зрозуміємо наступне:
Люди часто плутають погоду з кліматом, але це не одне й те саме, хоча вони мають спільні компоненти.
| Погода | Клімат |
| Він представляє щоденні зміни в атмосфері або стан атмосфери будь-якого місця протягом короткого періоду часу щодо одного або кількох її елементів. | Він являє собою комбінацію кількох погодних умов у певному місці, усереднених за кілька років. Наприклад, клімат Гренландії холодний пустельний, а клімат Центральної Азії помірно континентальний. |
| У двох місцях, навіть на невеликій відстані одне від одного, може бути різна погода в один і той же час. | Клімат регіону вважається більш-менш постійним. |
| У деяких місцях погода змінюється щодня або щогодини. | Клімат не змінюється так швидко, як погода, тому що він є сукупністю зареєстрованих погодних умов за кілька років. |
І погода, і клімат мають спільні елементи, включаючи швидкість і напрямок вітру, тип дощу та кількість, рівні вологості, атмосферний тиск, хмарний покрив, типи хмар і температуру повітря. Через необдумане втручання людини змінюється і погода, і клімат.
У будь-який день погода визначає, що ви одягаєте. Наприклад, ви дивитеся на вулицю і бачите, що день яскравий і сонячний, тому ви одягаєте щось легке; або якщо йде дощ, ви візьмете парасольку, перш ніж вийти на вулицю. Щоденні звіти про погоду також відіграють вирішальну роль в інформуванні нас про несприятливі погодні умови, якщо такі є.
Погода може бути сонячною, дощовою, хмарною, вітряною, сніговою або ясною. Це частина природного явища, яке підтримує рівновагу в атмосфері.
Погода змінюється залежно від висоти, широти та регіону, а також різниці тиску. Коли атмосферні умови є екстремальними або досить інтенсивними, щоб спричинити втрату майна або життя, така погода називається суворою. Суворі погодні умови, такі як торнадо, урагани та хуртовини, можуть порушити життя багатьох людей через спричинені ними руйнування.
Існує шість основних елементів або компонентів погоди
Разом ці елементи формують погоду місця в будь-який момент часу. Вчених, які вивчають погоду, називають «метеорологами» — вони прогнозують погоду на основі знань про атмосферні процеси та мінливі елементи.
Давайте розглянемо ці шість елементів більш детально.
Температура вимірює, наскільки гаряча чи холодна атмосфера щодня. Температура залежить від кута нахилу сонця; тому він може змінюватися неодноразово протягом дня. Температуру вимірюють за допомогою термометра і повідомляють двома способами: за Цельсієм і за Фаренгейтом. Найхолодніша погода зазвичай буває біля полюсів, тоді як найтепліша погода зазвичай буває біля екватора.
Атмосферний тиск - це вага повітря в атмосфері. Підйом теплого повітря і опускання холодного призводять до зміни атмосферного тиску. Атмосферний тиск спостерігається здебільшого в районах поблизу водойм. Оскільки прибережні регіони та острови знаходяться поблизу водойм, вони часто зазнають сильних штормів.
Атмосферний тиск виражається в одиниці вимірювання, яка називається атмосфера, і вимірюється в мілібарах або дюймах ртутного стовпа. Середній атмосферний тиск на рівні моря становить приблизно одну атмосферу (близько 1013 мілібарів або 29,9 дюймів).
Атмосферний тиск змінюється з висотою. Він вищий на менших висотах і нижчий на більших.
Вітер - це повітря в русі. Він утворюється внаслідок нерівномірного нагрівання земної поверхні сонцем. Оскільки земна поверхня складається з різноманітних утворень суші та води, вона поглинає сонячне випромінювання нерівномірно. Для визначення вітру необхідні два фактори: швидкість і напрямок.
| Напрямок вітру описується за допомогою напрямку вітру. Наприклад, південний вітер буде дути з півдня на північ. Напрямок вітру вимірюється кількома способами за допомогою флюгерів, прапорів і вітряних дужок. |
| Швидкість вітру вимірюється в милях на годину або кілометрах на годину. Анемометр - це інструмент, який використовується для вимірювання швидкості вітру. |
Оскільки сонце нагріває поверхню Землі, атмосфера також нагрівається. Деякі частини Землі отримують прямі сонячні промені цілий рік і завжди теплі. Інші місця отримують непрямі промені, тому клімат холодніший. Тепле повітря, яке важить менше холодного, піднімається вгору. Потім холодне повітря входить і замінює тепле повітря, що піднімається. Цей рух повітря змушує дувати вітер.
Вологість означає кількість водяної пари в повітрі. Водяна пара становить лише невелику частку маси атмосфери. Однак ця невелика кількість водяної пари має важливий вплив на погоду та клімат. Коли сонячна енергія нагріває поверхню Землі, вода в океанах і водоймах випаровується. Водяна пара — це газ в атмосфері, який сприяє утворенню хмар, дощу та снігу.
Кількість води в повітрі описується відносною вологістю. Тепле повітря утримує більше водяної пари, ніж холодне. Якщо кількість водяної пари в повітрі залишається незмінною, але температура знижується, відносна вологість підвищиться. Це тому, що більш холодне повітря не може утримувати стільки водяної пари. Якщо температура стає досить низькою, повітря досягає такої міри, що утримує найбільшу кількість водяної пари, яку може вмістити. Відносна вологість для цієї температури буде 100 відсотків. Це також відоме як температура точки роси. Надлишок води випадає у вигляді опадів.
У прохолодніші ночі, коли температура опускається до точки роси, частина водяної пари знову перетворюється на рідку воду (це називається конденсацією) і осідає у вигляді «роси» на траві та скляних вікнах.
Хмара — це група з мільйонів крихітних крапельок води або кристаликів льоду. Хмари утворюються, коли повітря піднімається та охолоджується. Коли повітря охолоджується нижче точки роси, утворюються краплі води або кристали льоду. Краплі води утворюються, коли вода конденсується при температурі вище 0°C. Кристали льоду утворюються, коли вода конденсується при температурі нижче 0ºC. Не всі хмари викликають опади. хмари зазвичай сигналізують про м'яку погоду.
Рідкі та тверді частинки води, які випадають із хмар і досягають землі, називаються опадами. Це дуже поширене явище в атмосфері Землі. Опади завжди виходять із хмар, але не всі хмари утворюють опади. Це пояснюється тим, що краплі води та кристали льоду, які містяться в більшості хмар, надто малі, а тому недостатньо важкі, щоб впасти на поверхню Землі. Крапля дощу, достатньо велика, щоб мати вагу, необхідну, щоб впасти на Землю, у мільйони разів більша за окремі краплі води, які знаходяться в більшості хмар.
Існує чотири основних види опадів – дощ, сніг, мокрий сніг і град. Дощ і сніг – найпоширеніші види опадів. Рідше буває мокрий сніг і град.
| Дощ | Рідкі краплі води розміром 0,5 або більше, які падають із хмар на небі, називаються дощем. Дощ часто приймає одну з двох основних форм – зливу та мряку.
Маленькі частинки хмари стикаються і з’єднуються, створюючи більші краплі. У міру того, як цей процес триває, краплі стають все більшими і більшими до такої міри, що вони стають надто важкими, щоб висіти в повітрі. В результаті сила тяжіння тягне їх на землю. Так падають краплі дощу. Перебуваючи високо в повітрі, краплі дощу починають падати у вигляді кристалів льоду або снігу, але тануть, коли йдуть вниз по землі через тепле повітря. |
| мокрий сніг | Дощ утворюється, коли дощ проходить через шар дуже холодного повітря. Якщо повітря досить холодне, дощ замерзає в повітрі і стає льодом. Дощ також відомий як крижані кульки, оскільки він складається з маленьких напівпрозорих кульок льоду. |
| Град | Град — це великі грудки льоду неправильної форми, які падають під час сильної грози. Це тверді опади. У купчасто-дощових хмарах утворюється град. На відміну від мокрого снігу, який може утворюватися за будь-якої погоди під час грози, град буває переважно взимку або в холодну погоду. Градини в основному складаються з водяного льоду і мають діаметр від 0,2 дюйма (5 міліметрів) до 6 дюймів (15 сантиметрів). Вони завдають великої шкоди посівам. |
| сніг | Сніг утворюється, коли температура настільки низька, що водяна пара перетворюється безпосередньо на тверду речовину. Це відбувається майже кожного разу, коли йде дощ. Однак сніг часто тане ще до того, як досягне поверхні землі. Зазвичай його можна побачити разом із високими, тонкими та слабкими перистими хмарами. Сніг може падати у вигляді поодиноких кристалів льоду. У багатьох випадках кристали з’єднуються, утворюючи більші сніжинки. Сніжинки бувають при температурах нижче нуля. |
Повітряні маси
Повітряна маса — це дуже великий об’єм повітря з відносно постійною температурою та вмістом вологи. Повітряні маси зазвичай охоплюють території від сотень тисяч до мільйонів квадратних миль.
Повітряні маси утворюються, коли маса повітря зупиняється над областю, яка має постійні характеристики поверхні. Вони називаються джерельними регіонами, які є просто географічними областями з рівнинним рівномірним складом поверхні з легкими приземними вітрами, де зароджується повітряна маса. Наприклад, пустелі, рівнини та океани зазвичай охоплюють дуже широкі території з відносно невеликими топографічними варіаціями – це вихідні регіони. Ці області забезпечують стабільну атмосферу, в якій відсутні сильні вітри. У таких районах можуть накопичуватися великі маси повітря, не розбиваючись горами, перетинами землі/води чи іншими поверхневими елементами.
Чим довше повітряна маса залишається над джерелом, тим більша ймовірність, що вона набуде властивостей поверхні, що знаходиться нижче.
Існує 4 загальні повітряні маси, класифіковані відповідно до регіону джерела:
| Полярні широти П | розташований на полюсі 60 градусів північної та південної широти |
| Тропічні широти Т | розташовані в межах приблизно 25 градусів від екватора |
| Континентальний c | розташовані на великих масивах суші – сухі |
| Морська м | розташовані над океанами – вологі |
Потім ми можемо створити комбінації вищезазначеного для опису різних типів повітряних мас.
Холодні повітряні маси. Більшість холодної зимової погоди в Сполучених Штатах походить від трьох полярних повітряних мас:
Теплі повітряні маси – чотири теплі повітряні маси впливають на погоду в Сполучених Штатах.
На картах метеорологи використовують дволітерні символи для позначення різних повітряних мас. Перша літера вказує на водність повітряної маси. Друга буква позначає його температуру.
Повітряні маси можуть контролювати погоду протягом відносно тривалого періоду часу: від кількох днів до місяців. Більшість погодних умов спостерігається на периферії цих повітряних мас на кордонах, які називаються фронтами.
Фронт
Межа, на якій зустрічаються дві повітряні маси з різною температурою і вологістю, називається фронтом. Коли повітряні маси зустрічаються, менш щільна повітряна маса піднімається над щільнішою. Тепле повітря має меншу щільність, ніж холодне. Тому тепла повітряна маса, як правило, підніматиметься над холодною.
Існує чотири основних типи фасадів:
| Холодні фронти | Холодний фронт утворюється, коли холодна повітряна маса рухається під теплою. Холодне повітря штовхає теплу повітряну масу вгору. На зміну теплій прийшла холодна повітряна маса. Холодні фронти можуть швидко рухатися і приносити сильні опади. Після проходження холодного фронту погода зазвичай прохолодніша. Це пояснюється тим, що за холодним фронтом рухається холодна суха повітряна маса. |
| Теплі фронти | Теплий фронт утворюється, коли тепла повітряна маса рухається над холодною повітряною масою, яка залишає територію. Тепле повітря замінює холодне повітря, коли холодне повітря віддаляється. Теплі фронти можуть принести невеликий дощ. За ними настає ясна тепла погода. |
| Закриті фронти | Закритий фронт утворюється, коли тепла повітряна маса затримується між двома холодними повітряними масами. Холодні повітряні маси рухаються разом і відтісняють тепле повітря. Засніжені фронти приносять прохолодні температури та велику кількість дощу та снігу. |
| Фасади канцтоварів | Стаціонарний фронт утворюється, коли холодна і тепла повітряна маса рухаються назустріч одна одній. Жодна повітряна маса не має достатньо енергії, щоб зіштовхнути іншу зі шляху. Тому дві повітряні маси залишаються в одному місці. Стаціонарні фронти зумовлюють багатоденну хмарну вологу погоду. |
Повітря створює тиск. Однак атмосферний тиск не скрізь однаковий. Області з різним тиском можуть спричинити зміни погоди. Ці області можуть мати нижчий або вищий атмосферний тиск, ніж їх оточення.
| Циклон | Антициклон |
| Циклон - це система вітрів, яка обертається навколо центру низького атмосферного тиску. Циклони широко відомі як мінімуми. Зазвичай вони є індикаторами дощу, хмар та інших форм поганої погоди. Вітри в циклоні дмуть проти годинникової стрілки в Північній півкулі і за годинниковою стрілкою в Південній півкулі. | Антициклон — це система вітрів, що обертається навколо центру високого атмосферного тиску. Антициклони зазвичай називають максимумами. Як правило, вони провісники ясної погоди. Вітри в антициклоні дмуть за годинниковою стрілкою в Північній півкулі і проти годинникової стрілки в Південній півкулі. |
Вертикальні рухи повітря пов'язані як з циклонами, так і з антициклонами. У циклонах повітря, що знаходиться поблизу землі, витісняється всередину до центру циклону, де тиск найнижчий. Потім він починає підніматися вгору, розширюючись і охолоджуючись в процесі. Це охолодження підвищує вологість повітря, що піднімається, що призводить до хмарності та високої вологості в циклоні. В антициклонах ситуація зворотна. Повітря в центрі антициклону витісняється від високого тиску, який там виникає. Це повітря замінюється в центрі низхідним потоком повітря з більших висот. Коли це повітря рухається вниз, воно стискається і нагрівається. Це потепління зменшує вологість повітря, що опускається, що призводить до невеликої кількості хмар і низької вологості в антициклоні.
Гроза — це сильна гроза з сильним вітром, проливним дощем, блискавкою та громом. Він утворюється купчасто-дощовою хмарою, яка зазвичай спричиняє поривчастий вітер, сильний дощ і іноді град. Основними умовами, необхідними для утворення грози, є вологість, нестійке повітря та підйом. Атмосфера є нестійкою, коли тіло холодного повітря знаходиться над тілом теплого повітря. Тепле повітря піднімається вгору і охолоджується, змішуючись із холодним. Коли тепле повітря досягає точки роси, водяна пара конденсується й утворює купчасті хмари. Якщо тепле повітря продовжує підніматися, хмари можуть стати темними купчасто-дощовими хмарами. Грози можуть відбуватися цілий рік і в будь-який час доби. Але найбільш ймовірно, що вони трапляються у весняно-літні місяці та вдень і ввечері.
Блискавка - це яскравий спалах електрики, який виникає під час грози. Усі грози викликають блискавки та є дуже небезпечними. Коли хмара стає більшою, її частини починають розвивати електричні заряди. Верхні частини хмари, як правило, стають позитивно зарядженими. Нижні частини, як правило, стають негативно зарядженими. Коли заряди стають достатньо великими, електрика перетікає з однієї області в іншу. Електрика також може протікати між хмарами та землею. Ці електричні струми є блискавками. Якщо ви чуєте грім, то вам загрожує блискавка.
Блискавка, швидше за все, влучає у високі об’єкти, включаючи дерева, гори та людей – у все, що стоїть над землею.
Менше 1% гроз викликають торнадо. Торнадо — це сильні стовпи вітру, які дуже швидко обертаються, торкаючись землі. Стовп повітря, який швидко обертається перед тим, як торкнутися землі, називається воронкоподібною хмарою. Вони простягаються від нижньої частини грози до землі і можуть мати швидкість вітру до 300 миль на годину. Торнадо менші за урагани і утворюються над сушею, а не над морем. Вони отримують енергію від великих гроз. Торнадо, які утворюються над водою, називаються водяними смерчами. Повітря в центрі торнадо має низький тиск. Коли область низького тиску торкається землі, матеріал із землі може бути втягнуто в торнадо.
Циклони, що утворюються над теплими тропічними океанами, називаються тропічними циклонами . Вони також відомі як тропічні шторми або тропічні депресії.
Тропічний циклон, інтенсивність якого різко посилюється, називається ураганом , коли він виникає в Атлантичному океані або прилеглих морях. У західній частині Тихого океану та прилеглих морях ураган відомий як тайфун . Щоб бути класифікованим як ураган, тропічний циклон повинен створювати швидкість вітру понад 74 милі на годину. Більшість ураганів утворюються між 5° пн.ш. і 20° пн.ш. або між 5°пд.ш. і 20°пд.ш. Вони утворюються над теплими тропічними океанами в цих широтах. У вищих широтах вода надто холодна для утворення ураганів.
Обертання Землі викликає цікаве явище на об'єктах, що вільно рухаються на Землі. Об’єкти в Північній півкулі відхиляються вправо, а об’єкти в Південній півкулі – вліво. Таким чином , ефект Коріоліса намагається змусити вітри зміщуватися вправо або вліво. Ураган починається як група гроз, що подорожують над тропічними водами океану. Вітри, що рухаються в двох різних напрямках, зустрічаються і викликають обертання шторму. Через ефект Коріоліса урагани обертаються проти годинникової стрілки в Північній півкулі і за годинниковою стрілкою в Південній півкулі.
Урагани живляться сонячною енергією. Енергія сонця змушує океанську воду випаровуватися. Коли водяна пара піднімається в повітря, вона охолоджується і конденсується.
У центрі урагану знаходиться око. Око - це ядро теплого, відносно спокійного повітря з низьким тиском і слабким вітром. В оці є висхідні і низхідні потоки. Висхідний потік - це потік повітря, що піднімається. Низхідний потік — це потік повітря, що тоне.
Навколо ока знаходиться група купчасто-дощових хмар, які називаються очною стінкою. Ці хмари викликають проливні дощі та сильні вітри. Швидкість вітру може досягати 300 км/год. Очна стінка є найсильнішою частиною урагану. Поза очною стінкою знаходяться спіралеподібні смуги хмар, які називаються смугами дощу . Ці смуги також викликають сильний дощ і сильний вітер. Вони огинають центр урагану.
Ураган продовжуватиме зростати, доки він перебуватиме над теплою водою океану. Коли ураган рухається над холоднішими водами або сушею, шторм втрачає енергію. Ось чому урагани нечасті в центрі континентів. Бурі швидко втрачають свою енергію, коли рухаються над землею. Урагани приносять сильні вітри, проливні дощі, повені та штормові хвилі з океану, які можуть спричинити жахливі руйнування.
Прогноз погоди на наступні кілька днів називається прогнозом погоди. Метеорологи складають прогнози погоди, використовуючи інформацію про атмосферні умови. Вони використовують широкий спектр різних приладів для вимірювання погодних умов.
Існують різні види карт погоди:
