Trong điều kiện khí tượng, chúng tôi muốn nói đến trạng thái của khí quyển, thường được đặc trưng bởi nhiệt độ của không khí, áp suất, độ ẩm, tốc độ, cũng như sự hiện diện hay không có mây. Chúng ta hãy xem xét chi tiết hơn các vấn đề liên quan đến thời tiết và khí hậu.
Khái niệm và thuật ngữ chung
Khi nói về điều kiện thời tiết, các thuật ngữ như thời tiết hoặc khí hậu thường được sử dụng. Dưới thời tiết hiểu được tình trạng hiện tại của khí quyển, nghĩa là trời trong hoặc nhiều mây, lạnh hoặc nóng, không khí ẩm hoặc khô, gió mạnh thổi hoặc có một khoảng trống ở khu vực đặc biệt này. Khi họ nói về khí hậu, họ có nghĩa là một đặc điểm của hiện tượng khí quyển trong một khoảng thời gian dài hơn, ví dụ, khí hậu mùa hè hoặc mùa thu.
Một điểm khác biệt giữa các khái niệm "thời tiết" và "khí hậu" là yếu tố lãnh thổ. Thời tiết có thể thay đổi từ địa hình đến địa hình, ví dụ, ở một số thành phố, trời có thể đổ mưa lớn và thời tiết rõ ràng có thể cách thành phố 20 km. Khí hậu là một đặc tính mở rộng hơn không chỉ trong thời gian, mà còn trong không gian. Vì vậy, có các khái niệm về khí hậu nhiệt đới, lục địa hoặc cực.
Tại sao có khí hậu khác nhau ở các khu vực khác nhau trên Trái đất?
Câu trả lời cho câu hỏi này là hình dạng hình cầu của hành tinh chúng ta. Hình thức này dẫn đến thực tế là các tia mặt trời rơi ở các góc khác nhau trên bề mặt của nó. Góc tới của tia tới 90 o càng gần, bề mặt và không khí càng nóng lên. Tình trạng này là điển hình cho các khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới. Ngược lại, góc tới của các tia càng lệch khỏi góc phải, năng lượng mặt trời và không khí nhận được càng ít và khí hậu càng lạnh. Một ví dụ nổi bật về khí hậu lạnh là tình trạng của bầu khí quyển ở Nam Cực.
Đổi lại, sự khác biệt về nhiệt độ của các vùng cực và xích đạo của hành tinh dẫn đến sự xuất hiện của gió và cũng tạo ra các điều kiện tiên quyết cho sự hình thành của các đám mây mưa. Các điều kiện khí tượng khác nhau ở các vĩ độ của trái đất dẫn đến sự xuất hiện và biến mất của lốc xoáy (khu vực có áp suất khí quyển thấp) và lốc xoáy (khu vực có áp suất không khí cao).
Lý do cho sự tồn tại của các mùa
Mọi đứa trẻ từ khi còn nhỏ đều biết rằng có 4 mùa: mùa đông, mùa thu, mùa xuân và mùa hè. Tuy nhiên, tất cả các mùa này, mỗi mùa được đặc trưng bởi các điều kiện khí hậu và khí tượng nhất định, chỉ diễn ra ở các vĩ độ trung bình của hành tinh chúng ta. Dải hành tinh của chúng ta, nằm từ vĩ tuyến 40 của phía nam đến vĩ tuyến 40 của bán cầu bắc, có khí hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới, đặc trưng chỉ có 2 lần hoặc các mùa trong năm: ẩm ướt và khô.
Chúng tôi đã tìm ra nguyên nhân của các điều kiện khí tượng khác nhau ở các vĩ độ khác nhau. Nhưng tại sao có sự thay đổi của các mùa? Câu trả lời cho câu hỏi này nằm ở độ nghiêng của trục quay của trái đất so với mặt phẳng của quỹ đạo Trái đất. Hành tinh của chúng ta xoay quanh mặt trời theo một vòng tròn gần như hoàn hảo và nếu có một độ nghiêng của trục Trái đất ở 23, 5 o, thì ở mọi vĩ độ, khí hậu sẽ không thay đổi trong năm. Trục xoay xiên của hành tinh cung cấp sự dao động về lượng năng lượng mặt trời đi vào bề mặt hành tinh tại mỗi điểm trong năm. Những thay đổi năng lượng này dẫn đến sự dao động của nhiệt độ không khí, thường là ± 40 ° C. Nhiệt độ tối đa và tối thiểu cho phép lần lượt là +58 ° C (Al-Aziziya, Libya) và -89.2 ° C (Nam Cực).
Lưu ý rằng độ nghiêng của trục quay của hành tinh chúng ta không phải là hằng số trong toàn bộ thời gian tồn tại của nó. Người ta biết rằng trong thời gian tồn tại của khủng long trên Trái đất, anh ta chắc chắn khác biệt. Độ nghiêng này có thể bị ảnh hưởng bởi cả hai yếu tố bên ngoài liên quan đến các cơ thể vũ trụ khác nhau, cũng như các yếu tố bên trong gây ra bởi những thay đổi trong phân bố khối lượng trên bề mặt hành tinh của chúng ta.
Điều kiện thời tiết thuận lợi và không thuận lợi
Thường thì bạn có thể nghe thấy những từ: Thời tiết tốt, hay thời tiết xấu ở khu vực này. Ý nghĩa của các cụm từ này là gì? Để trả lời câu hỏi, chúng tôi đưa ra bên dưới các thông số chính xác định trạng thái của khí quyển (nói chính xác, bạn cần nói tầng đối lưu, vì nó nằm ở phần dưới của bầu khí quyển Trái đất mà tất cả các hiện tượng thời tiết xảy ra):
- nhiệt độ
- áp lực
- tốc độ gió;
- độ ẩm không khí
- sự hiện diện hay vắng mặt của những đám mây.
Các chỉ số của năm thông số này cho phép chúng ta nói về cả điều kiện thời tiết thuận lợi và bất lợi (NMU). Ví dụ, nhiệt độ và áp suất cao, mặt trời quá sáng và độ ẩm thấp hoặc ngược lại, nhiệt độ thấp, mưa, tốc độ gió cao, áp suất thấp - tất cả đều là NMU. Điều kiện thời tiết thuận lợi thường được đặc trưng bởi các giá trị trung bình cho các thông số khí hậu ở trên.
Nguồn chính của tất cả các quá trình khí quyển
Tất nhiên, động cơ của tất cả các quá trình trong khí quyển (và không chỉ) là bức xạ mặt trời. Chính cô là người gây ra nhiều hóa chất chu kỳ trong tự nhiên. Liên quan đến khí hậu và thời tiết, có thể nói như sau: các tia mặt trời rơi xuống Trái đất không trực tiếp làm ấm bầu khí quyển, trước hết, nhiệt độ của thạch quyển, sau đó là thủy quyển, tăng lên. Khi làm mát, thạch quyển và thủy quyển phát ra sóng điện từ hồng ngoại, được gọi đơn giản là "nhiệt". Chính những con sóng này làm ấm bầu không khí của hành tinh.
Một điểm quan trọng trong việc hình thành các điều kiện môi trường khí tượng là tốc độ gia nhiệt và làm mát khác nhau của thạch quyển và thủy quyển. Vì vậy, thạch quyển nhanh chóng nóng lên và nguội đi, đối với thủy quyển, các quá trình này chậm hơn nhiều. Lý do cho hành vi khác nhau này liên quan đến bức xạ mặt trời là khả năng nhiệt khác nhau, cũng như sự phát xạ.
Các nguồn năng lượng khác ảnh hưởng đến thời tiết
Năng lượng mặt trời đóng góp chính cho tất cả các quá trình xảy ra trong tầng đối lưu. Tuy nhiên, có những nguồn năng lượng khác có thể ảnh hưởng đến trạng thái thời tiết ở một khu vực cụ thể và cũng đảm bảo sự ổn định của các điều kiện này:
- năng lượng địa nhiệt và các quá trình núi lửa;
- quá trình hô hấp và chất thải của các sinh vật đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì thành phần hóa học ổn định của khí quyển.
Các quá trình khí quyển và quy mô không gian và thời gian của chúng
Như đã lưu ý, bất kỳ quá trình nào trong khí quyển đều liên quan đến sự dao động lượng năng lượng mặt trời đi vào Trái đất. Nhờ những biến động này, sưởi ấm và làm mát không khí xảy ra cả ngày lẫn đêm. Đây là sự thay đổi hàng ngày trong thời tiết. Các quá trình hình thành và tan chảy của tuyết đã có hàng năm trong tự nhiên.
Làm nóng không khí trong một khu vực cụ thể dẫn đến sự giãn nở của nó, có nghĩa là giảm áp suất. Sự thay đổi áp suất dẫn đến sự hình thành của gió, có xu hướng thậm chí khác biệt. Chúng có bản chất khác nhau và trong các tình huống khẩn cấp có thể dẫn đến sự hình thành của bão và lốc xoáy. Trong trường hợp sau, họ nói về điều kiện khí tượng rất khó khăn. Đổi lại, bão là một hiện tượng ngắn hạn của một địa phương nhất định, nghĩa là, chúng được đặc trưng bởi các tham số không gian và thời gian dài.
Dự báo thời tiết
Thật khó để tưởng tượng thế giới hiện đại mà không có thông tin dự báo thời tiết ở bất kỳ khu vực nào trên hành tinh. Do đó, các chuyến bay máy bay, hoạt động nông nghiệp và thương mại hàng năm ngày càng phụ thuộc vào dữ liệu khí tượng. Ví dụ, lịch trình chuyến bay thay đổi đáng kể trong điều kiện thời tiết bất lợi.
Dự báo khí tượng là kết quả của việc xử lý vô số dữ liệu bằng cách sử dụng các máy tính mạnh xử lý thông tin đầu vào trong khuôn khổ của một số mô hình thực nghiệm phức tạp sử dụng các định luật vật lý nổi tiếng. Dữ liệu về các điều kiện khí tượng của một khu vực cụ thể được thu thập bằng cách sử dụng các trạm thời tiết nằm ở vị trí chiến lược trên mặt đất, sử dụng các vệ tinh và máy bay không người lái.
