Một trong những điều đầu tiên bạn có thể làm mỗi sáng là nhìn ra ngoài cửa sổ để xem thời tiết như thế nào. Nhìn ra bên ngoài và nghe dự báo thời tiết trong ngày giúp bạn quyết định mình sẽ mặc quần áo gì và thậm chí có thể là bạn sẽ làm gì trong cả ngày. Điều này nói lên tầm quan trọng của thời tiết trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Trong bài học này, chúng ta sẽ hiểu sâu hơn về những điều sau:
Mọi người thường nhầm lẫn thời tiết với khí hậu, nhưng chúng không giống nhau, mặc dù chúng có chung các thành phần.
| Thời tiết | Khí hậu |
| Nó đại diện cho những thay đổi hàng ngày trong bầu khí quyển hoặc trạng thái của bầu khí quyển của bất kỳ nơi nào trong một khoảng thời gian ngắn liên quan đến một hoặc nhiều yếu tố của nó. | Nó đại diện cho sự kết hợp của nhiều kiểu thời tiết của một địa điểm cụ thể được tính trung bình trong vài năm. Ví dụ, Greenland có khí hậu sa mạc lạnh và khí hậu Trung Á là ôn đới lục địa. |
| Hai nơi dù chỉ cách nhau một khoảng cách ngắn cũng có thể có những kiểu thời tiết khác nhau vào cùng một thời điểm. | Khí hậu của một vùng được coi là thường xuyên hơn hoặc ít hơn. |
| Ở một số địa điểm, thời tiết thay đổi hàng ngày hoặc hàng giờ. | Khí hậu không thay đổi nhanh chóng như thời tiết bởi vì nó là sự tổng hợp của các điều kiện thời tiết được ghi lại trong vài năm. |
Cả thời tiết và khí hậu đều có chung các yếu tố bao gồm tốc độ và hướng gió, loại mưa và lượng mưa, mức độ ẩm, áp suất không khí, độ che phủ của mây và các loại mây cũng như nhiệt độ không khí. Do sự can thiệp liều lĩnh của con người cả thời tiết và khí hậu đều thay đổi.
Vào bất kỳ ngày nào, thời tiết sẽ quyết định bạn mặc gì. Ví dụ, bạn nhìn ra bên ngoài và thấy đó là một ngày nắng chói chang, vì vậy bạn mặc một cái gì đó nhẹ nhàng; hoặc nếu trời mưa, bạn sẽ cầm ô trước khi bước ra ngoài. Các bản tin thời tiết hàng ngày cũng đóng một vai trò quan trọng trong việc thông báo cho chúng tôi về các điều kiện thời tiết khắc nghiệt sắp tới, nếu có.
Thời tiết có thể nắng, mưa, nhiều mây, gió, tuyết hoặc trời quang. Nó là một phần của hiện tượng tự nhiên duy trì trạng thái cân bằng trong khí quyển.
Thời tiết thay đổi tùy theo độ cao, vĩ độ, vùng và chênh lệch khí áp. Khi các điều kiện khí quyển khắc nghiệt hoặc cường độ đủ để gây ra thiệt hại về tài sản hoặc nhân mạng, thời tiết đó được gọi là thời tiết khắc nghiệt. Thời tiết khắc nghiệt, chẳng hạn như lốc xoáy, cuồng phong và bão tuyết, có thể làm gián đoạn cuộc sống của nhiều người vì sự tàn phá mà chúng gây ra.
Có sáu yếu tố hoặc thành phần chính của thời tiết
Cùng với nhau, các yếu tố này tạo thành thời tiết của một địa điểm tại bất kỳ thời điểm nào. Các nhà khoa học nghiên cứu thời tiết được gọi là 'nhà khí tượng học' - họ dự báo thời tiết dựa trên kiến thức về các quá trình khí quyển và các yếu tố thay đổi.
Hãy xem xét sáu yếu tố này chi tiết hơn.
Nhiệt độ đo mức độ nóng hoặc lạnh của bầu khí quyển hàng ngày. Nhiệt độ phụ thuộc vào góc của mặt trời; do đó nó có thể thay đổi nhiều lần trong một ngày. Nhiệt độ được đo bằng nhiệt kế và được báo cáo theo hai cách: độ C và độ F. Thời tiết lạnh nhất thường xảy ra gần các cực, trong khi thời tiết ấm nhất thường xảy ra gần Xích đạo.
Áp suất khí quyển là trọng lượng của không khí trong bầu khí quyển. Sự gia tăng của không khí ấm và sự đi xuống của không khí lạnh dẫn đến sự thay đổi áp suất khí quyển. Áp suất khí quyển chủ yếu xuất hiện ở các vùng gần các vùng nước. Vì các vùng ven biển và hải đảo gần các vùng nước, chúng thường xuyên phải hứng chịu những cơn bão lớn.
Áp suất khí quyển được biểu thị bằng một đơn vị đo gọi là khí quyển và được đo bằng milibar hoặc inch thủy ngân. Áp suất khí quyển trung bình ở mực nước biển là khoảng một bầu khí quyển (khoảng 1013 milibar hay 29,9 inch).
Áp suất khí quyển thay đổi theo độ cao. Nó cao hơn ở độ cao thấp hơn và thấp hơn ở độ cao hơn.
Gió là không khí chuyển động. Nó được tạo ra bởi sự đốt nóng không đều bề mặt trái đất bởi mặt trời. Vì bề mặt trái đất được tạo thành từ nhiều dạng đất và nước khác nhau, nên nó hấp thụ bức xạ mặt trời không đồng đều. Hai yếu tố cần thiết để xác định gió: tốc độ và hướng.
| Hướng gió được mô tả bằng cách sử dụng hướng gió đến. Ví dụ, một cơn gió đông nam sẽ thổi từ nam lên bắc. Hướng gió được đo theo một số cách bằng cách sử dụng cánh báo thời tiết, cờ và tất gió. |
| Tốc độ gió được đo bằng dặm trên giờ hoặc km trên giờ. Máy đo gió là công cụ dùng để đo tốc độ gió. |
Khi mặt trời làm ấm bề mặt Trái đất, bầu khí quyển cũng ấm lên. Một số vùng trên Trái đất nhận được các tia trực tiếp từ mặt trời quanh năm và luôn ấm áp. Các nơi khác nhận tia gián tiếp nên khí hậu lạnh hơn. Không khí ấm có trọng lượng nhỏ hơn không khí lạnh tăng lên. Sau đó không khí mát di chuyển vào và thay thế không khí ấm đang bay lên. Chuyển động của không khí là thứ tạo ra gió thổi.
Độ ẩm là lượng hơi nước trong không khí. Hơi nước chỉ chiếm một phần nhỏ khối lượng của khí quyển. Tuy nhiên, lượng hơi nước nhỏ này có ảnh hưởng quan trọng đến thời tiết và khí hậu. Khi năng lượng mặt trời làm bề mặt Trái đất nóng lên, nước trong các đại dương và các vùng nước bốc hơi. Hơi nước là một chất khí trong khí quyển giúp tạo ra mây, mưa và tuyết.
Lượng nước trong không khí được mô tả bằng cách sử dụng độ ẩm tương đối. Không khí ấm hơn giữ nhiều hơi nước hơn không khí mát. Nếu lượng hơi nước trong không khí được giữ nguyên, nhưng nhiệt độ giảm xuống, thì độ ẩm tương đối sẽ tăng lên. Điều này là do không khí lạnh hơn không thể giữ được nhiều hơi nước. Nếu nhiệt độ đủ lạnh, không khí sẽ giữ được nhiều hơi nước nhất mà nó có thể giữ được. Độ ẩm tương đối cho nhiệt độ này sẽ là 100 phần trăm. Đây còn được gọi là nhiệt độ điểm sương. Nước thừa rơi xuống dưới dạng kết tủa.
Vào những đêm mát mẻ hơn, khi nhiệt độ xuống đến điểm sương, một phần hơi nước chuyển thành nước lỏng (gọi là ngưng tụ) và đọng lại dưới dạng 'sương' trên cỏ và cửa sổ kính.
Đám mây là một nhóm gồm hàng triệu giọt nước nhỏ hoặc tinh thể băng. Mây hình thành khi không khí bốc lên và lạnh đi. Khi không khí lạnh xuống dưới điểm sương, các giọt nước hoặc tinh thể băng sẽ hình thành. Các giọt nước hình thành khi nước ngưng tụ trên 0 ° C. Tinh thể nước đá hình thành khi nước ngưng tụ dưới 0ºC. Không phải tất cả các đám mây đều tạo ra mưa. mây thường báo hiệu thời tiết ôn hòa.
Các hạt nước lỏng và rắn rơi từ các đám mây và chạm đến mặt đất được gọi là kết tủa. Đó là một hiện tượng rất phổ biến trong bầu khí quyển của Trái đất. Mưa luôn luôn đến từ các đám mây nhưng không phải tất cả các đám mây đều tạo thành mưa. Điều này là do các giọt nước và tinh thể băng được tìm thấy trong hầu hết các đám mây quá nhỏ, và do đó không đủ nặng để rơi xuống bề mặt Trái đất. Một hạt mưa đủ lớn để có trọng lượng cần thiết để rơi xuống Trái đất lớn hơn hàng triệu lần so với những giọt nước riêng lẻ được tìm thấy bên trong hầu hết các đám mây.
Có bốn loại mưa chính - mưa, tuyết, mưa đá và mưa đá. Mưa và tuyết là những loại mưa phổ biến nhất. Mưa đá và mưa đá ít phổ biến hơn.
| Cơn mưa | Những giọt nước lỏng có kích thước 0,5 hoặc lớn hơn rơi xuống từ các đám mây trên bầu trời được gọi là mưa. Mưa thường có một trong hai dạng chính - mưa rào và mưa phùn.
Các hạt đám mây nhỏ tấn công và liên kết với nhau tạo ra các giọt lớn hơn. Khi quá trình này tiếp tục, các giọt càng ngày càng lớn đến mức chúng trở nên quá nặng để lơ lửng trong không khí. Kết quả là, lực hấp dẫn kéo chúng xuống trái đất. Đây là cách hạt mưa rơi. Khi ở trên cao, các hạt mưa bắt đầu rơi xuống dưới dạng tinh thể băng hoặc tuyết nhưng tan chảy khi chúng đi xuống trái đất qua vùng không khí ấm hơn. |
| Sleet | Bong bóng hình thành khi mưa rơi qua một lớp không khí rất lạnh. Nếu không khí đủ lạnh, mưa sẽ đóng băng trong không khí và trở thành băng rơi. Sleet còn được gọi là viên băng, vì nó bao gồm các viên băng nhỏ và bán trong suốt. |
| Kêu | Mưa đá là những cục băng lớn và không đều, rơi ra từ những cơn giông lớn. Đó là kết tủa rắn. Mưa đá hình thành trong các đám mây vũ tích. Trái ngược với mưa đá có thể hình thành trong bất kỳ thời tiết nào khi có giông bão, mưa đá chủ yếu xuất hiện vào mùa đông hoặc thời tiết lạnh giá. Đá mưa chủ yếu được tạo thành từ băng nước và có đường kính từ 0,2 inch (5 mm) đến 6 inch (15 cm). Chúng có khả năng gây hại cao cho mùa màng. |
| Tuyết | Tuyết hình thành khi nhiệt độ quá thấp đến mức hơi nước chuyển trực tiếp thành chất rắn. Nó xảy ra hầu như bất cứ khi nào có mưa. Tuy nhiên, tuyết thường tan trước khi nó chạm đến bề mặt trái đất. Nó thường được nhìn thấy cùng với các đám mây ti cao, mỏng và yếu. Tuyết có thể rơi dưới dạng các tinh thể băng đơn lẻ. Trong nhiều trường hợp, các tinh thể liên kết với nhau để tạo thành những bông tuyết lớn hơn. Bông tuyết xảy ra ở nhiệt độ dưới đóng băng. |
Không khí
Khối khí là một khối lượng không khí rất lớn có nhiệt độ và độ ẩm tương đối ổn định. Các khối không khí thường bao phủ các khu vực có diện tích từ hàng trăm nghìn đến hàng triệu dặm vuông.
Các khối khí hình thành khi một khối không khí dừng lại trên một khu vực có các đặc điểm bề mặt nhất quán. Chúng được gọi là các vùng nguồn, đơn giản là các vùng địa lý có thành phần bề mặt đồng nhất bằng phẳng với gió bề mặt nhẹ nơi bắt nguồn của một khối không khí. Ví dụ, sa mạc, đồng bằng và đại dương thường bao phủ các khu vực rất rộng với tương đối ít biến thể địa hình - đây là các vùng nguồn. Những khu vực này cung cấp một bầu không khí ổn định, trong đó gió lớn không có. Ở những khu vực như vậy, các khối không khí lớn có thể tích tụ mà không bị phá vỡ bởi các ngọn núi, giao lộ giữa đất và nước, hoặc các đặc điểm bề mặt khác.
Khối lượng không khí ở trên vùng nguồn của nó càng lâu thì nó càng có nhiều khả năng đạt được các đặc tính của bề mặt bên dưới.
Có 4 khối khí chung được phân loại theo vùng nguồn:
| Các vĩ độ cực P | nằm ở cực 60 độ bắc và nam |
| Các vĩ độ nhiệt đới T | nằm trong khoảng 25 độ của đường xích đạo |
| Lục địa c | nằm trên vùng đất rộng lớn - khô |
| Biển m | nằm trên đại dương - ẩm |
Sau đó, chúng ta có thể kết hợp những điều trên để mô tả các loại khối khí khác nhau.
Các khối khí lạnh - Phần lớn thời tiết lạnh giá mùa đông ở Hoa Kỳ đến từ ba khối khí cực:
Các khối khí ấm - Bốn khối khí ấm ảnh hưởng đến thời tiết ở Hoa Kỳ.
Trên bản đồ, các nhà khí tượng học sử dụng các ký hiệu gồm hai chữ cái để biểu thị các khối khí khác nhau. Chữ cái đầu tiên cho biết hàm lượng nước của khối khí. Chữ cái thứ hai cho biết nhiệt độ của nó.
Các khối khí có thể kiểm soát thời tiết trong một khoảng thời gian tương đối dài: từ vài ngày đến vài tháng. Hầu hết thời tiết xảy ra dọc theo ngoại vi của các khối khí này tại các ranh giới được gọi là mặt trước.
Đổi diện
Ranh giới mà hai khối khí có nhiệt độ và độ ẩm khác nhau gặp nhau được gọi là mặt trước. Khi các khối khí gặp nhau, khối khí ít đặc hơn sẽ tăng lên trên khối khí dày đặc hơn. Không khí ấm ít đặc hơn không khí lạnh. Do đó, một khối không khí ấm thường sẽ vượt lên trên một khối không khí lạnh.
Có bốn loại mặt trước chính:
| Mặt trận lạnh | Mặt trước lạnh hình thành khi một khối không khí lạnh di chuyển dưới một khối không khí ấm. Khối khí lạnh đẩy khối khí ấm đi lên. Khối không khí lạnh thay thế khối không khí ấm. Mặt trận lạnh có thể di chuyển nhanh chóng và mang lại lượng mưa lớn. Khi một mặt trận lạnh giá qua đi, thời tiết thường mát mẻ hơn. Điều này là do một khối không khí lạnh, khô di chuyển vào phía sau mặt trước lạnh. |
| Mặt trận ấm áp | Mặt trước ấm hình thành khi một khối không khí ấm di chuyển trên khối không khí lạnh đang rời khỏi một khu vực. Không khí ấm thay thế không khí lạnh khi không khí lạnh di chuyển đi. Phía trước ấm áp có thể mang lại mưa nhẹ. Theo sau chúng là thời tiết trong trẻo, ấm áp. |
| Các mặt trận không bao gồm | Mặt trước bị tắc hình thành khi một khối không khí ấm bị kẹt giữa hai khối không khí lạnh. Các khối khí lạnh chuyển động cùng nhau và đẩy không khí ấm ra ngoài. Các mặt trận bị bao phủ mang lại nhiệt độ mát mẻ và lượng lớn mưa và tuyết. |
| Mặt trước của stationer | Mặt trước đứng yên hình thành khi một khối không khí lạnh và một khối không khí ấm chuyển động về phía nhau. Không khối khí nào có đủ năng lượng để đẩy khối kia ra khỏi đường đi. Do đó, hai khối khí vẫn ở cùng một chỗ. Mặt trận văn phòng phẩm gây ra nhiều ngày mây mù, thời tiết ẩm ướt. |
Không khí tạo ra áp suất. Tuy nhiên, không phải lúc nào áp suất không khí cũng giống nhau ở mọi nơi. Các khu vực có áp suất khác nhau có thể gây ra sự thay đổi của thời tiết. Những khu vực này có thể có áp suất không khí thấp hơn hoặc cao hơn môi trường xung quanh.
| Lốc xoáy | Anticyclone |
| Lốc xoáy là một hệ thống các luồng gió quay quanh tâm có áp suất khí quyển thấp. Lốc xoáy thường được gọi là mức thấp. Chúng thường là chỉ báo của mưa, mây và các dạng thời tiết xấu khác. Gió lốc thổi ngược chiều kim đồng hồ ở Bắc bán cầu và ngược chiều kim đồng hồ ở Nam bán cầu. | Antiyclone là một hệ thống gió quay xung quanh tâm có áp suất khí quyển cao. Anticyclones thường được gọi là chất cao. Nói chung, họ là những người dự đoán thời tiết tốt. Gió thổi ngược chiều kim đồng hồ ở Bắc bán cầu và ngược chiều kim đồng hồ ở Nam bán cầu. |
Chuyển động không khí theo phương thẳng đứng có liên quan đến cả xoáy thuận và nghịch lưu. Trong xoáy thuận, không khí gần mặt đất bị ép vào trong về phía trung tâm của xoáy thuận, nơi có áp suất thấp nhất. Sau đó, nó bắt đầu tăng lên, mở rộng và nguội đi trong quá trình này. Việc làm mát này làm tăng độ ẩm của không khí tăng lên, dẫn đến mây mù và độ ẩm cao trong lốc xoáy. Trong các thuốc chống đông máu, tình hình được đảo ngược. Không khí ở trung tâm của chất chống đông bị đẩy ra khỏi áp suất cao xảy ra ở đó. Không khí đó được thay thế ở trung tâm bằng một luồng không khí đi xuống từ độ cao lớn hơn. Khi không khí này di chuyển xuống dưới, nó được nén và làm ấm. Sự ấm lên này làm giảm độ ẩm của không khí giảm dần, dẫn đến một vài đám mây và độ ẩm thấp trong chất chống đông.
Giông tố là cơn bão có cường độ mạnh với gió mạnh, mưa lớn, sấm chớp và sấm sét. Nó được tạo ra bởi một đám mây vũ tích, thường tạo ra gió giật, mưa lớn và đôi khi có mưa đá. Các điều kiện cơ bản cần thiết để hình thành một cơn giông là - độ ẩm, không khí không ổn định và lực nâng. Bầu khí quyển không ổn định khi một phần không khí lạnh được tìm thấy bên trên một phần không khí ấm. Không khí ấm áp tăng lên và lạnh đi khi nó hòa với không khí mát mẻ. Khi không khí ấm đạt đến điểm sương, hơi nước sẽ ngưng tụ và tạo thành các đám mây tích. Nếu không khí ấm tiếp tục tăng lên, những đám mây có thể trở thành những đám mây vũ tích tối. Giông có thể xảy ra quanh năm và vào mọi giờ. Nhưng chúng có nhiều khả năng xảy ra vào các tháng mùa xuân và mùa hè và vào các giờ buổi chiều và buổi tối.
Sét là một tia điện sáng do giông bão tạo ra. Tất cả các cơn giông đều tạo ra sét và rất nguy hiểm. Khi một đám mây lớn hơn, các phần của nó bắt đầu phát triển các điện tích. Các phần trên của đám mây có xu hướng trở nên tích điện dương. Các phần bên dưới có xu hướng trở nên tích điện âm. Khi điện tích đủ lớn, dòng điện chạy từ khu vực này sang khu vực khác. Điện cũng có thể chảy giữa các đám mây và mặt đất. Các dòng điện này là tia sét. Nếu bạn nghe thấy tiếng sấm sét thì bạn đang gặp nguy hiểm do sét đánh.
Sét có nhiều khả năng đánh vào các vật thể cao, bao gồm cây cối, núi non và con người - bất cứ thứ gì dựng đứng từ mặt đất.
Dưới 1% các cơn dông tạo ra lốc xoáy. Lốc xoáy là những cột gió dữ dội quay rất nhanh khi chạm đất. Cột không khí quay nhanh trước khi chạm đất được gọi là đám mây hình phễu. Chúng kéo dài từ đáy của cơn giông đến mặt đất và có thể có sức gió lên đến 300 dặm một giờ. Lốc xoáy nhỏ hơn bão và hình thành trên đất liền chứ không phải trên biển. Họ nhận được năng lượng của họ từ những cơn giông bão lớn. Lốc xoáy hình thành trên mặt nước được gọi là xoáy nước. Vùng không khí ở tâm lốc xoáy có áp suất thấp. Khi vùng áp suất thấp chạm đất, vật chất từ mặt đất có thể bị lốc xoáy hút lên.
Lốc xoáy hình thành trên các đại dương nhiệt đới ấm áp được gọi là xoáy thuận nhiệt đới . Chúng còn được gọi là bão nhiệt đới hoặc áp thấp nhiệt đới.
Một xoáy thuận nhiệt đới có cường độ tăng mạnh được gọi là bão khi nó xuất hiện ở Đại Tây Dương hoặc các vùng biển lân cận. Ở phía tây Thái Bình Dương và các vùng biển lân cận, một cơn bão được gọi là bão cuồng phong . Để được phân loại là bão, một xoáy thuận nhiệt đới phải tạo ra sức gió trên 74 dặm một giờ. Hầu hết các cơn bão hình thành từ vĩ độ 5 ° N đến 20 ° N hoặc từ vĩ độ 5 ° S đến 20 ° S. Chúng hình thành trên các đại dương nhiệt đới, ấm áp được tìm thấy ở các vĩ độ này. Ở vĩ độ cao hơn, nước quá lạnh để hình thành các cơn bão.
Sự quay của Trái đất gây ra hiện tượng thú vị đối với các vật thể chuyển động tự do trên Trái đất. Các vật thể ở Bắc bán cầu bị lệch về bên phải, trong khi các vật thể ở Nam bán cầu bị lệch về bên trái. Do đó, hiệu ứng Coriolis cố gắng buộc gió chuyển hướng sang phải hoặc trái. Bão bắt đầu khi một nhóm giông bão di chuyển trên vùng biển nhiệt đới. Các luồng gió đi theo hai hướng khác nhau gặp nhau và khiến cơn bão quay cuồng. Do hiệu ứng Coriolis, các cơn bão quay ngược chiều kim đồng hồ ở Bắc bán cầu và ngược chiều kim đồng hồ ở Nam bán cầu.
Bão chạy bằng năng lượng mặt trời. Năng lượng của mặt trời làm cho nước đại dương bốc hơi. Khi hơi nước bốc lên trong không khí, nó sẽ lạnh đi và ngưng tụ lại.
Trung tâm của cơn bão là con mắt. Mắt là lõi của không khí ấm, tương đối yên tĩnh với áp suất thấp và gió nhẹ. Có những cập nhật và nâng cấp trong mắt. Một luồng gió là một luồng không khí đang bay lên. Một luồng không khí chìm xuống là một luồng không khí chìm.
Xung quanh mắt là một nhóm mây vũ tích được gọi là mắt kính. Những đám mây này tạo ra mưa lớn và gió mạnh. Sức gió có thể lên tới 300 km / h. Tấm kính là phần mạnh nhất của cơn bão. Bên ngoài kính mắt là những dải mây xoắn ốc gọi là dải mưa . Các dải này cũng tạo ra mưa lớn và gió mạnh. Họ vòng quanh trung tâm của cơn bão.
Bão sẽ tiếp tục phát triển miễn là nó vượt qua nước biển ấm. Khi cơn bão di chuyển trên vùng nước lạnh hơn hoặc trên đất liền, cơn bão sẽ mất năng lượng. Đây là lý do tại sao bão không phổ biến ở giữa các lục địa. Các cơn bão nhanh chóng mất năng lượng khi di chuyển qua đất liền. Bão mang theo gió lớn, mưa lớn, lũ lụt và triều cường từ đại dương có thể gây ra sự tàn phá khủng khiếp.
Dự đoán về tình hình thời tiết trong vài ngày tới được gọi là dự báo thời tiết. Các nhà khí tượng học đưa ra dự báo thời tiết bằng cách sử dụng thông tin về điều kiện khí quyển. Họ sử dụng nhiều loại dụng cụ khác nhau để đo điều kiện thời tiết.
Có nhiều loại bản đồ thời tiết khác nhau:
