في ظل ظروف الأرصاد الجوية ، نعني حالة الغلاف الجوي ، والتي تتميز عادة بدرجة حرارة الهواء وضغطه ورطوبته وسرعته ، بالإضافة إلى وجود أو عدم وجود الغيوم. دعونا نفكر بمزيد من التفصيل في القضايا المتعلقة بالطقس والمناخ.
المفاهيم والمصطلحات العامة
عند الحديث عن أحوال الطقس ، غالبًا ما يتم استخدام مصطلحات مثل الطقس أو المناخ. الطقس يعني الحالة الحالية للغلاف الجوي ، أي صافية أو غائمة ، باردة أو ساخنة ، الهواء رطب أو جاف ، تهب رياح قوية ، أو هناك هدوء في هذه المنطقة بالذات. عندما يتحدثون عن المناخ ، فإنهم يعنون خاصية مميزة لظواهر الغلاف الجوي على مدى فترة زمنية أطول ، على سبيل المثال ، مناخ الصيف أو الخريف.
العامل الآخر بين مفهومي "الطقس" و "المناخ" هو العامل الإقليمي. يمكن أن يختلف الطقس من تضاريس إلى تضاريس ، على سبيل المثال ، في بعض المدن يمكن أن تصب أمطارًا غزيرة ، ويمكن أن يكون الطقس الصافي 20 كم من المدينة. إن المناخ خاصية أكثر اتساعا ليس فقط في الوقت ، ولكن أيضا في الفضاء. لذا ، هناك مفاهيم مناخية استوائية أو قارية أو قطبية.
لماذا يوجد مناخ مختلف في مناطق مختلفة من الأرض؟
الجواب على هذا السؤال هو الشكل الكروي لكوكبنا. يؤدي هذا الشكل إلى حقيقة أن أشعة الشمس تسقط بزوايا مختلفة على سطحها. كلما اقتربت زاوية حدوث الأشعة إلى 90 درجة ، كلما زادت درجة حرارة السطح والهواء. هذا الوضع نموذجي للمناطق الاستوائية وشبه الاستوائية. على العكس من ذلك ، كلما انحرفت زاوية حدوث الأشعة عن الزاوية اليمنى ، قلّت الطاقة الشمسية التي تستقبلها التربة والهواء ، وبرودة المناخ. من الأمثلة البارزة على المناخ البارد حالة الغلاف الجوي في القارة القطبية الجنوبية.
في المقابل ، يؤدي الاختلاف في درجات حرارة المناطق القطبية والاستوائية للكوكب إلى ظهور الرياح ، ويخلق أيضًا المتطلبات الأساسية لتكوين غيوم المطر. تؤدي ظروف الأرصاد الجوية المختلفة في خطوط عرض الأرض إلى ظهور واختفاء الأعاصير (مناطق الضغط الجوي المنخفض) ومضادات الأعاصير (المناطق ذات ضغط الهواء العالي).
سبب وجود الفصول
يعرف كل طفل من سن مبكرة أن هناك 4 مواسم: الشتاء والخريف والربيع والصيف. ومع ذلك ، فإن كل هذه المواسم ، التي يتميز كل منها بظروف مناخية ومناخية معينة ، تحدث فقط في خطوط العرض الوسطى لكوكبنا. يتميز شريط كوكبنا ، الذي يقع من خط العرض 40 جنوبًا إلى خط العرض 40 شمالًا ، بمناخ استوائي وشبه استوائي ، والذي يتميز بمرتين أو موسمين فقط من السنة: رطب وجاف.
اكتشفنا سبب ظروف الأرصاد الجوية المختلفة في خطوط العرض المختلفة. ولكن لماذا يوجد تغير في المواسم؟ يكمن الجواب على هذا السؤال في ميل محور دوران الأرض بالنسبة لمستوى مدار الأرض. يدور كوكبنا حول الشمس في دائرة مثالية تقريبًا ، وإذا لم يكن هناك ميل لمحور الأرض عند 23.5 درجة مئوية ، فلن يتغير المناخ في كل خط عرض خلال العام. يوفر المحور المائل لدوران الكوكب تقلبات في كمية الطاقة الشمسية التي تدخل سطح الكوكب في كل نقطة خلال العام. تؤدي تغيرات الطاقة هذه إلى تقلبات في درجة حرارة الهواء ، والتي تكون عادة ± 40 درجة مئوية. درجات الحرارة القصوى والدنيا المسموح بها هي +58 درجة مئوية (العزيزية ، ليبيا) و -89.2 درجة مئوية (القارة القطبية الجنوبية) ، على التوالي.
لاحظ أن ميل محور دوران كوكبنا لم يكن ثابتًا طوال فترة وجوده. من المعروف بشكل موثوق أنه خلال فترة وجود الديناصورات على الأرض ، كان بالتأكيد مختلفًا. يمكن أن يتأثر هذا الميل بالعوامل الخارجية المرتبطة بالأجسام الكونية المختلفة ، بالإضافة إلى العوامل الداخلية الناجمة عن التغيرات في توزيع الكتلة على سطح كوكبنا.
الظروف الجوية المواتية وغير المواتية
غالبًا ما يمكنك سماع الكلمات: "طقس جيد" أو "طقس سيئ في هذه المنطقة متوقع". ما معنى هذه العبارات؟ للإجابة على السؤال ، نقدم أدناه المعلمات الرئيسية التي تحدد حالة الغلاف الجوي (على وجه الدقة ، نحتاج إلى قول طبقة التروبوسفير ، حيث تحدث جميع الظواهر الجوية في الجزء السفلي من الغلاف الجوي للأرض):
- درجة الحرارة
- الضغط
- سرعة الرياح
- رطوبة الهواء
- وجود أو عدم وجود السحب.
تسمح لنا مؤشرات هذه المعلمات الخمس بالتحدث عن كل من الظروف المناخية المواتية والضارة (NMU). على سبيل المثال ، ارتفاع درجة الحرارة والضغط ، والشمس الساطعة للغاية والرطوبة المنخفضة ، أو على العكس ، درجات الحرارة المنخفضة ، والمطر ، وسرعة الرياح العالية ، والضغط المنخفض - كل هذه NMUs. عادة ما تتميز ظروف الطقس المواتية بمتوسط القيم للمعلمات المناخية المذكورة أعلاه.
المصدر الرئيسي لجميع العمليات الجوية
بالطبع ، المحرك لجميع العمليات الجوية (وليس فقط) هو الإشعاع الشمسي. هي التي تسبب العديد من المواد الكيميائية لدورة في الطبيعة. فيما يتعلق بالمناخ والطقس ، يمكن قول ما يلي: إن أشعة الشمس المتساقطة على الأرض لا تسخن الغلاف الجوي مباشرة ، أولاً وقبل كل شيء ، تزداد درجة حرارة الغلاف الصخري ، ثم الغلاف المائي. عند التبريد ، يصدر الغلاف الصخري والغلاف المائي موجات كهرومغناطيسية بالأشعة تحت الحمراء ، والتي تسمى ببساطة "الحرارة". هذه الموجات هي التي تدفئ الغلاف الجوي للكوكب.
من النقاط المهمة في تشكيل الظروف البيئية للأرصاد الجوية معدلات التدفئة والتبريد المختلفة للغلاف الصخري والغلاف المائي. لذا ، يسخن الغلاف الصخري بسرعة ويبرد ، بالنسبة للغلاف المائي ، تكون هذه العمليات أبطأ كثيرًا. سبب هذا السلوك المختلف فيما يتعلق بالإشعاع الشمسي هو قدرتها الحرارية المختلفة ، وكذلك الابتعاثية.
مصادر الطاقة الأخرى التي تؤثر على الطقس
تساهم الطاقة الشمسية في جميع العمليات التي تحدث في التروبوسفير. ومع ذلك ، هناك مصادر أخرى للطاقة يمكن أن تؤثر على حالة الطقس في منطقة معينة ، وكذلك ضمان استقرار هذه الظروف:
- الطاقة الحرارية الأرضية والعمليات البركانية ؛
- عملية التنفس ومخلفات المنتجات البيولوجية التي تلعب دورًا مهمًا في الحفاظ على تركيبة كيميائية مستقرة للغلاف الجوي.
العمليات الجوية ومقاييسها الزمنية والمكانية
كما لوحظ ، فإن أي عمليات في الغلاف الجوي مرتبطة بالتقلبات في كمية الطاقة الشمسية التي تدخل إلى الأرض. بفضل هذه التقلبات ، يحدث تسخين وتبريد الهواء ليلا ونهارا. هذا هو التغيير اليومي في الطقس. إن عمليات تكوين وذوبان الثلوج ذات طبيعة سنوية بالفعل.
يؤدي تسخين الهواء في منطقة معينة إلى توسعه ، مما يعني انخفاض الضغط. يؤدي التغيير في الضغط إلى تكوين رياح ، والتي تميل إلى تسوية الفرق. إنها ذات طبيعة مختلفة وفي حالات الطوارئ يمكن أن تؤدي إلى تكوين الأعاصير والأعاصير. في الحالة الأخيرة ، يتحدثون عن ظروف أرصاد جوية صعبة للغاية. والأعاصير بدورها ظاهرة قصيرة المدى في منطقة معينة ، أي أنها تتميز بمعايير زمنية مكانية وطويلة المدى.
توقعات الطقس
من الصعب تخيل العالم الحديث بدون معلومات تنبؤ بالطقس في أي منطقة من العالم. وبالتالي ، فإن رحلات الطائرات والأنشطة الزراعية والتجارية كل عام تعتمد بشكل متزايد على بيانات الأرصاد الجوية. على سبيل المثال ، يتغير جدول الرحلات بشكل كبير خلال الظروف الجوية السيئة.
تنبؤ الأرصاد الجوية هو نتيجة معالجة العديد من البيانات باستخدام أجهزة كمبيوتر قوية تقوم بمعالجة معلومات الإدخال في إطار نموذج تجريبي معقد باستخدام قوانين الفيزياء المعروفة. يتم جمع البيانات المتعلقة بظروف الأرصاد الجوية لمنطقة معينة باستخدام محطات الأرصاد الجوية التي تقع في موقع استراتيجي على الأرض ، باستخدام الأقمار الصناعية والمركبات الجوية بدون طيار.
