Метеорологиялық жағдайлар деп әдетте ауа температурасымен, қысымымен, ылғалдылығымен, жылдамдығымен және бұлттардың болуы немесе болмауымен сипатталатын атмосфераның күйін айтады. Ауа-райы мен климатқа қатысты мәселелерді толығырақ қарастырайық.
Жалпы ұғымдар мен терминдер
Метеорологиялық жағдайлар туралы айтқанда, олар ауа райы немесе климат сияқты терминдерді жиі пайдаланады. Ауа-райы деп атмосфераның қазіргі жағдайы, яғни ашық немесе бұлтты, салқын немесе ыстық, ауа ылғалды немесе құрғақ, қатты жел соғады немесе белгілі бір аумақта тыныштық орнайды. Климат туралы айтқанда, олар ұзақ уақыт аралығындағы атмосфералық құбылыстардың сипаттамасын білдіреді, мысалы, жазғы немесе күзгі климат.
«Ауа райы» және «климат» ұғымдарының тағы бір айырмашылығы - аумақтық фактор. Ауа-райы әр жерде әртүрлі болуы мүмкін, мысалы, белгілі бір қалада жаңбыр жаууы мүмкін, ал 20-дакм қаладан ашық ауа райы болуы мүмкін. Климат уақыт бойынша ғана емес, кеңістікте де кеңірек сипаттама болып табылады. Сонымен, тропикалық, континенттік немесе полярлық климат деген ұғымдар бар.
Неліктен Жердің әртүрлі аймақтарының климаты әртүрлі?
Бұл сұрақтың жауабы – планетамыздың сфералық пішіні. Бұл пішін оның бетіне күн сәулелерінің әртүрлі бұрыштарда түсуіне әкеледі. Сәулелердің түсу бұрышы 90o-ге жақын болған сайын, бет пен ауа соғұрлым қызады. Бұл жағдай тропиктік және субтропиктік аймақтарға тән. Керісінше, сәулелердің түсу бұрышы тік бұрыштан ауытқыған сайын, топырақ пен ауа күн энергиясын аз алады, ал климат соғұрлым суық болады. Суық климаттың жарқын мысалы - Антарктидадағы атмосфераның күйі.
Өз кезегінде планетаның полярлық және экваторлық белдеулерінің температураларының айырмашылығы желдердің пайда болуына әкеледі, сонымен қатар жаңбыр бұлттарының пайда болуына алғышарттар жасайды. Жер ендіктеріндегі әртүрлі метеорологиялық жағдайлар циклондардың (атмосфералық қысымы төмен аймақтар) және антициклондардың (ауа қысымы жоғары аймақтар) пайда болуына және жойылуына әкеледі.
Жыл мезгілдері болуының себебі
Әр бала жастайынан 4 мезгіл бар екенін біледі: қыс, күз, көктем және жаз. Дегенмен, әрқайсысы белгілі бір климаттық және метеорологиялық жағдайлармен сипатталатын осы маусымдардың барлығы біздің планетамыздың орта ендіктерінде ғана кездеседі. Жер шарының оңтүстігінің 40-шы параллельінен солтүстік жарты шардың 40-шы параллельіне дейінгі аралықта орналасқан біздің планетамыздың белдеуінде тропиктік және субтропиктік климат бар, ол жылдың тек 2 мезгілі немесе маусымы: ылғалды және құрғақ.
Біз әртүрлі ендіктердегі әртүрлі метеорологиялық жағдайлардың себебін анықтадық. Бірақ маусым неге өзгереді? Бұл сұрақтың жауабы жердің айналу осінің жер орбитасының жазықтығына қатысты қисаюында жатыр. Біздің планета күнді дерлік тамаша шеңбер бойымен айналады және егер жер осінің 23,5o қисаюы болмаса, онда әр ендікте климат жыл бойы өзгермейтін еді. Ғаламшардың көлбеу айналу осі жыл бойы әрбір нүктеде планетаның бетіне түсетін күн энергиясы мөлшерінің ауытқуын қамтамасыз етеді. Бұл энергия өзгерістері әдетте ±40°C болатын ауа температурасының ауытқуына әкеледі. Рұқсат етілген ең жоғары және ең төменгі температуралар сәйкесінше +58°C (Эль-Азизия, Ливия) және -89,2°C (Антарктида) болып табылады.
Біздің планетамыздың айналу осінің еңісі оның өмір сүрген барлық уақытында тұрақты болмағанын ескеріңіз. Жер бетінде динозаврлар өмір сүрген кезде ол басқаша болғаны нақты белгілі. Бұл еңіске әртүрлі ғарыштық денелермен байланысты сыртқы факторлар да, планетамыздың бетіндегі массаның таралуының өзгеруіне байланысты ішкі факторлар да әсер етуі мүмкін.
Қолайлы және қолайсыз метеорологиялық жағдайлар
Көбінесе аласыз«бұл аймақта ауа-райы жақсы» немесе «жаман ауа-райы күтілуде» деген сөздерді тыңдаңыз. Бұл сөз тіркестерінің мағынасы қандай? Сұраққа жауап беру үшін атмосфераның жай-күйін анықтайтын негізгі параметрлерді келтірейік (дәлірек айтсақ, тропосфера деп айту керек, өйткені Жер атмосферасының төменгі бөлігінде ауа райының барлық құбылыстары орын алады):
- температура;
- қысым;
- жел жылдамдығы;
- ауаның ылғалдылығы;
- бұлттардың болуы немесе болмауы.
Жоғарыда аталған бес параметрдің көрсеткіштері қолайлы да, қолайсыз да метеорологиялық жағдайлар (НМУ) туралы айтуға мүмкіндік береді. Мысалы, жоғары температура мен қысым, тым ашық күн және төмен ауа ылғалдылығы немесе керісінше, төмен температура, жаңбыр, жоғары жел жылдамдығы, төмен қысым - мұның бәрі NMU. Қолайлы ауа райы жағдайлары әдетте жоғарыда келтірілген климаттық параметрлер үшін орташа мәндермен сипатталады.
Барлық атмосфералық процестердің негізгі көзі
Әрине, барлық атмосфералық (тек қана емес) процестердің қозғалтқышы - күн радиациясы. Ол көптеген химиялық заттарды табиғатта өз циклін аяқтайды. Климат пен ауа райына қатысты мынаны айтуға болады: Жерге түсетін күн сәулелері атмосфераны тікелей жылытпайды, ең алдымен литосфераның температурасы жоғарылайды, содан кейін гидросфера. Салқындаған кезде литосфера мен гидросфера инфрақызыл электромагниттік толқындарды шығарады, олар қарапайым тілмен айтқанда «жылу» деп аталады. Дәлбұл толқындар планетаның атмосферасын қыздырады.
Тіршілік ету ортасының метеорологиялық жағдайларын қалыптастырудың маңызды сәті литосфера мен гидросфераның әр түрлі жылыну және салқындау жылдамдығы болып табылады. Осылайша, литосфера тез қызады және суытады, бірақ гидросфера үшін бұл процестер әлдеқайда баяу жүреді. Күн радиациясына қатысты бұл әртүрлі әрекеттің себебі - олардың әртүрлі жылу сыйымдылығы, сондай-ақ сәуле шығару қуаты.
Ауа райына әсер ететін басқа энергия көздері
Күн энергиясы тропосферада болып жатқан барлық процестерге негізгі үлес қосады. Дегенмен, белгілі бір аумақтағы ауа райы жағдайына әсер ететін, сондай-ақ осы жағдайлардың тұрақтылығын қамтамасыз ететін басқа энергия көздері бар:
- геотермалдық энергия және жанартаулық процестер;
- атмосфераның тұрақты химиялық құрамын сақтауда маңызды рөл атқаратын биологиялық организмдердің тыныс алу процесі және қалдықтары.
Атмосфералық процестер және олардың уақыттық және кеңістіктік масштабтары
Атап өткендей, атмосферадағы кез келген процестер Жерге түсетін күн энергиясы мөлшерінің ауытқуымен байланысты. Осы тербелістерге байланысты ауа күндіз-түні жылынып, суытады. Бұл ауа-райының күнделікті өзгеруі. Қардың қалыптасу және еру процестері қазірдің өзінде жыл сайынғы.
Белгілі бір аймақтағы ауаны жылыту оның кеңеюіне әкеледі, бұл қысымның төмендеуін білдіреді. Қысымның өзгеруі желдің пайда болуына әкеледіайырманы теңестіру. Олар әртүрлі сипатта және төтенше жағдайларда дауылдар мен торнадолардың пайда болуына әкелуі мүмкін. Соңғы жағдайда өте күрделі метеорологиялық жағдайлар туралы айтылады. Өз кезегінде, дауылдар белгілі бір аумақтың қысқа мерзімді құбылысы болып табылады, яғни олар кеңістіктік және ұзақ мерзімді уақытша параметрлермен сипатталады.
Метеорологиялық болжам
Қазіргі әлемді планетаның кез келген аймағындағы ауа райы болжамы туралы ақпаратсыз елестету қиын. Осылайша, әуе кемелерінің ұшуы, ауылшаруашылық және коммерциялық қызмет жыл сайын метеорологиялық деректерге көбірек тәуелді. Мысалы, қолайсыз ауа райы жағдайында ұшу кестелері күрт өзгереді.
Метеорологиялық болжам – белгілі физика заңдарын пайдалана отырып, қандай да бір күрделі эмпирикалық модель шеңберінде енгізілген ақпаратты өңдейтін ең қуатты компьютерлер арқылы көптеген деректерді өңдеудің нәтижесі. Белгілі бір аймақтың метеорологиялық жағдайлары туралы деректер жердегі стратегиялық орналасқан метеостанцияларды, спутниктерді және ұшқышсыз ұшу аппараттарын пайдалану арқылы жиналады.
Басқа планеталардағы атмосфералық процестерді зерттеу
Метеорология – пәнаралық ғылым. Бұл ғылымның практикалық нәтижесі метеорологиялық болжау болып табылады. Тапсырманың күрделілігі болжам нәтижесіне әсер ететін жүздеген және мыңдаған факторларды қажетті есепке алумен байланысты. Ең жақсысы үшінОсы факторлардың біздің Жердің ауа райына әсерін түсіне отырып, бүкіл әлем ғалымдары күн жүйесінің басқа планеталарындағы атмосфералық процестерді бақылау және зерттеумен айналысады. Мысалы, Юпитердегі Ұлы қызыл дақ, ол 300 жылдан астам өмір сүрген күшті антициклон.
