Időjárás

Az időjárást úgy határozhatjuk meg, mint a légkör egy rövid idejű, helyi állapota, és nem szabad összekeverni az éghajlattal. A meteorológusok az éghajlatot úgy definiálják, mint az időjárási helyzetek hosszú idejű összessége. Ahhoz, hogy egy bizonyos területen meghatározzuk az éghajlatot, információkat gyűjtünk az időjárásról meghatározott időn keresztül, általában néhány évtizedig. Hogyan tudjuk meghatározni az időjárást?

Helyi megfigyelések

Időjárásunk megfigyelése különböző paraméterek mérését foglalja magába:

• Légnyomást barométerrel
• Hőmérsékletet hőmérővel
• Nedvességet higrográffal, vagy pszichrométerrel
• Szélirányt és sebességet anemométerrel
• Csapadékot (eső, hó) csapadékmérő edénnyel
• Sugárzást pl. napfénytartammérővel vagy pirheliométerrel

A lenti képek néhány ilyen használatban levő műszert mutatnak. Kattints rájuk, a nagyításhoz!

2. A időjárás megfigyelés eszközei:
(1) légnedvességíró Š quicksilver-barometers.co.uk (2) hajszálas légnedvességmérő Š optic berger GmbH (3) szélsebességmérő + szélkerék Š fascinatingelectronics.com (4) csapadékmérő, Mettingen időjárási állomás (5) napfénytartammérő, Hoher Sonnblick, Austria Š Stefan Eisenbach.

Ezeket az adatokat sok meteorológiai állomáson mérik, vagy automatikusan, vagy megfigyelők segítségével. Az információkat összegyűjtik, és különböző területek időjárási térképeinek előállítására használják fel őket. Felhasználják őket számítógépes modellekben, hogy időjárás előrejelzést készítsenek számunkra.

Helyi időjárási események: Frontok

Frontális rendszerek akkor alakulnak ki, amikor két különböző hőmérsékletű légtömeg találkozik. Mivel a meleg levegő könnyebb, mint a hideg, a hideg réteg fölé emelkedik. A frontokat a gyorsabban mozgó légtömeg alapján nevezzük el. Ha a meleg levegő gyorsan mozog a hideg levegő felé, a határfelületet a két légtömeg között melegfrontnak nevezzük. Az időjárás gyorsan változik, ha hidegfront halad át, lassabban, ha melegfront.

Hidegfront akkor fordul elő, amikor a gyors mozgású hideg levegő utoléri a meleg levegőt. Mivel a hideg levegő sűrűbb, mint a meleg, a meleg levegőt feltolja a nagyobb magasságokba, míg alul hideg réteget alakul ki. A meleg levegő felemelkedés közben lehűl, és ha elég vízgőzt tartalmaz, ez a nedvesség kicsapódik felhő formájában, ami esőt okozhat. Néha nagy függőleges kiterjedésű felhők alakulnak ki mint például a cumulonimbus (zivatarfelhő), ami gyakran eredményez zivatart, intenzív csapadékkal. Melegfront akkor alakul ki, amikor a meleg levegő a légkör alsó részében lévő hideg levegőre siklik fel. Mivel ehhez a folyamathoz idő kell, az időjárásban bekövetkező változások nem olyan drámaiak, hanem sok óra, vagy akár nap szükséges hozzá. Okklúziós front akkor fordul elő, amikor a hidegfront utoléri a melegfrontot. 

Légkörben a légmozgások azért fordulnak elő, mert a Földön az egyes területek között légnyomáskülönbség van. Hogyan jönnek létre ezek a nyomáskülönbségek?

Általános cirkuláció

A légnyomás a földfelszín egyes helyein különböző, ami részben annak köszönhető, hogy eltérő mennyiségű hőt kapnak a Napból. Amikor a Nap felmelegíti a földfelszínt, a fölötte lévő levegő felmelegszik, kitágul, könnyebbé válik és felemelkedik. A felette levő levegő feljebb nyomódik, és azután vízszintesen szétáramlik. A vízszintes légmozgás miatt kevesebb levegő van a talaj fölött, ahol a felmelegedés lejátszódott, és ez ahhoz vezet, hogy alacsony légnyomású terület alakul ki. Ahogyan a levegő emelkedik, úgy hűl. Miközben hűl, a levegő sűrűbbé válik, és lesüllyed. Ez a süllyedés azt jelenti, hogy több levegő van a talaj fölött ezen a területen, és magas nyomású terület alakul ki. A levegő a magas nyomású terület felől az alacsonyabb nyomású felé mozog, hogy kiegyenlítse a nyomáskülönbségeket, szelet hozva igy létre, s ennek eredményeképp légköri cirkulációt.

Ugyan ez történik kisebb skálán is, a tengeri szél kialakulásakor nappal, és a szárazföldi szél kialakulásakor éjszaka. Ezt mutatja a lenti animáció. A nap folyamán a szárazföld gyorsabban melegszik fel, mint a tenger, és felmelegíti a fölötte lévő levegőt. Éjszaka a tenger lassabban hűl le, mit a szárazföld, így a levegő melegebb a tenger, mint a szárazföld fölött. Mindkét esetben a meleg levegő felemelkedik, és alacsony nyomású terület (L) alakul ki alatta. A magas nyomású terület (H) felől a levegő az alacsony nyomású terület felé mozog, hogy kiegyenlítse a nyomáskülönbségeket. Nagy magasságokban, a levegő az ellentétes irányba szállítódik.

6. Tengeri szél – parti szél animáció (150 K).
A példában a helyi idő szerint a szárazföld felszíne 29,4°C-os, a tengeré 18,3°C. Az L alacsony nyomást, a H magas nyomást jelent.
átvéve: Exploring Earth.
http://earthsci.terc.edu/navigation/home.cfm

A Föld körül számos olyan sáv van, ahol az alacsony vagy a magas nyomás dominál. Az Egyenlítőn a Napból érkező energia felmelegíti a talajt, ami azt okozza, hogy a levegő felemelkedik, és egy alacsony nyomású területet hoz létre. Ahogyan a levegő emelkedik, lehűl, és a benne levő vízgőz kihull. Ezért olyan csapadékosak a trópusi területek. A levegő az ~30^oÉ és ~30^oD körüli területeken süllyed le, magas nyomású zónákat alakítva ki. Mivel a levegőből már majdnem minden víz kihullott, a lesüllyedő levegő nagyon száraz és ezért találhatóak nagy sivatagok ezeken a szélességeken. A 60^oÉ és 60^oD szélességi körök körüli területeken a hideg, sűrű, sarkok felől mozgó levegő találkozik az Egyenlítő felől érkező meleg levegővel. A meleg levegő kevésbé sűrű, ezért az felemelkedik, alacsony nyomású területet alakít ki. Ez a levegő aztán lehűl, a sarkok környékén lesüllyed és magas nyomású területet alakít ki.

Ahogyan a sarkok felé haladsz, a Föld forgása (a Coriolis erő) főként nyugatias szeleket okoz. Termális és földrajzi tényezők (szárazföld, hegyek és óceánok jelenléte) is befolyásolják az időjárást ezeken a szélességeken. Ez teszi ezeken a szélességeken az időjárás meghatározását sokkal nehezebbé teszi, ellentétben a trópusokkal.

El Nińo

Ahogy láthatjuk, az időjárás különböző rendszerek által kormányzott, melyek a dinamikus légkör különböző helyein működnek. Egyes jelenségek mint például a Hadley cella, amelyek mindig megtalálhatóak, de vannak rövid idejű fluktuációk a légköri cirkulációban, amelyek olyan jelenségekhez vezetnek mint az El Nińo és az Észak Atlanti Oszcilláció. Habár ezek rövid életűek, mégis nagy hatásuk van időjárásunkra.

El Nińo egy nagy felszíni tengervíz hőmérsékleti anomáliát jelent Dél-Amerikától nyugatra, a Csendes-óceán Egyenlítőhöz közeli területein. A jelenséget először perui halászok figyelték meg, mivel ez befolyásolja a halak fajtáját és mennyiségét a vízben. A tudósok nemrégiben bebizonyították, hogy az El Nińo számos kontinensen befolyásolja az időjárást. Az El Nińo heves esőzéseket okoz Dél-Amerika délkeleti részén, az átlagnál kevesebb csapadékot Észak-Brazíliában. Szintén ez a jelenség a felelős Ausztráliában és Indonéziában az aszályokért és az enyhe telekért Észak-Amerikában.

Az oldalról:

szerző: Dr. Elmar Uherek - MPI for chemistry, Mainz
utolsó módosítás: 2004-06-11