Метеорология за всеки

Въведение в метеорологията

За да се занимава някой с астрометеорология е необходимо заедно с познаването на астрологичната материя, да е наясно и с някои основни моменти в метеорологията. Въпреки че планетите, тяхното положение и аспекти могат да предложат сравнително добра картина на това което е и това, което ще се случва с развитието на времето, е необходимо да може и да се прецени каква е въздушната маса, която идва, какво ще се случва с нея и какви ефекти изобщо можем да очакваме. Познаването на основите на метеорологията ще ни даде доста по-ясна картина и ще направи възможно достигането на точни изводи.
С няколко публикации на тази тема ще се опитам по възможно най-достъпния начин да опиша някои елементи, които са с голямо значение за направата на прогноза за времето.

Температура В метеорологията се извършва измерване на температурата на земната повърхност, въздуха и водата и то на различни дълбочини или височина. За нас най-важната е температурата на въздуха, която е обусловена от затоплеността на подложната повърхност.
Температурата на подложната повърхност има своя дневен ход. Подложната повърхност започва да се затопля в същия момент, когато изгрее Слънцето и истинския си слънчев максимум  достига около 14 часа, когато е с най-голяма стойност. След това температурата на земната повърхност малко по-малко пада и своята минимална стойност достига преди разсъмване.
Температурата на въздуха има малко по-различен дневен ход. Необходимо е известно време топлината от подложната повърхност да се пренесе на околния въздух, затова и въздухът е най-топъл около 16 ч., а най-студен непосредствено след изгревът на Слънцето. Такъв температурен ход е характерен за летния период, докато през зимата се измества времето на максимум и минумум (логично въз основа на продължителността на деня).

Пример за конвекция
Затопленият въздух като по-лек се издига нагоре (конвекция), а на неговото място идва студения въздух от околната среда. Най-лесно можем да си представим модела на протичане на този процес по следния начин. Представете си една тясна тръба, в която въздухът се движи възходящо. Докато се изкачва, той постепенно предава топлина на стените на тази тръба (околния въздух) и когато неговата температура на определена височина се уеднакви с тази на температурата на стените, издигането на въздуха спира (върха на тръбата). След това въздухът се спуска надолу по стените на тръбата само че сега от външната страна. По този начин процесът на циркулация е завършен.
Няма да влизам в детайли относно адиабатното охлаждане и затопляне на въздуха, но е нужно да се знае, че когато въздухът се спуска малко се затопля след триене (адиабатно затопляне) или охлажда при издигане (адиабатно охлаждане).

Поради каква причина това е от значение ? Знаем, че земната повърхност не е еднородна и почвата е с различен състав и проводимост и следователно темпаратурата на въздуха има различни стойности. Например пясъка – той много бързо се загрява, но също така и много бързо се охлажда. Затова и в пустините имаме температури, които през деня достигат и до 50°C, а през нощта се спускат до  около 0°C. От друга страна, на водата е необходимо много повече време за да се затопли (част от топлината се изразходва при изпаренията), но също така и е необходимо повече време за да се охлади.

Също така черноземните почви и варовикови терени по-бързо се загряват от по-светлите терени (т.нар. албедо, където част от слънчевата светлина се отразява от подложната повърхност)
Затова и при едни и същи условия на времето, ще имаме различни температурни стойности и то на места, които са отдалечени на няколко метра едно от друго.

Движение на въздуха Разликата в температурата е условие за движението на въздуха, за появата на вятър. В този случай това е т.нар. термичен вятър. Въздушните течения следват следния принцип – въздухът, който се намира над по-малко загрята повърхност се придвижва към места, където повърхността е по-затоплена, като по този начин в буквален смисъл запълва празнината, която се е появила  в резултат на това, че определено количество въздух е отишла нагоре.

Същевременно обаче се случва още едно нещо – промяна в налягането. Въздухът, който е по-затоплен, става по-рядък и лек и заради това извършва по-малко налягане на земната повърхност. Там където въздухът е по-студен, той е по-тежък и гъст и извършва по-голямо налягане. Следователно, въздухът не е нищо друго освен опит на атмосферата да уеднакви тези разлики в налягането, които са се появили в резултат на неравномерното затопляне на повърхността. Затова ще пиша в детайли по-късно.

Всичко, което е казано за дневния ход на температурата, сега трябва да се приложи за годишния ход и по този начин ще видим в коя част на годината температурите ще са по-високи, а в коя по-ниски. Също така можем да направим извод как ще се развива въздушните течения в тези периоди. Ако разглеждаме глобално и по идеален модел, през лятото бихме имали затопляне на сушата от морето и въздушните течения ще се придвижват от морето към сушата. През зимата ситуацията ще е противоположната – въздушни течения от сушата към морето. Обаче в метеорологията нямат място идеалните модели, защото атмосферата е в непрекъснато движение, въздушни маси с различна температура и влажност постоянно се сблъскват и смесват (фронтове), изграждайки затворени системи на циркулация (циклони и антициклони). Също така се взема под внимание че нашата планета и атмосферата като нейна част, подлежат на известни физични закони, които допринасят за отклонения от идеалния модел (сила на отклонение и обща циркулация на атмосферата) и затова имаме климатични пояси и всеки функционира като отделна част.

Въздушно налягане Както и самата дума показва, въздушното налягане е силата, чрез която въздушният стълб действа на земната повърхност. Видяхме, че разликата в налягането се явява следствие от разликата  на затопленост на подложната повърхност. Също трябва да се има предвид, че налягането с височината пада и то по-бързо в приземните слоеве на атмосферата (защото там въздуха е най-гъст), а по-късно все по-бавно. Като най-важно, което трябва да разберем, е че вятъра съответно  движение на въздуха е следствие от разликата в налягането между две места.
В тази връзка разграничаваме две различни системи:
– циклон или депресия (поле на ниско налягане)
– антициклон (поле на високо налягане)

Може да се постави въпроса по какъв начин се стига до тези разлики ? Защо в Сахара постоянно е слънчево и сухо, а в областта на екватора почти винаги е променливо и дъждовно ? Поради каква причина над Сахара има високо налягане, а е споменато че високото налягане е налице там където въздухът е по-студен ?

За да отговорим на тези въпроси, трябва да се запознаем малко с общата циркулация на атмосферата. Тя се състои от две зони, една тропична и една в умерените ширини. Тропическата (пасатна) циркулация има направление североизток в северната хемисфера и югоизток в южната. Пасатите на двете хемисфери се срещат на приблизително 3-5° северна или южна географска ширина (в зависимост от времето на годината и привидното движение на Слънцето по Екватора) като по този начин формират тропичен климатичен пояс, където имаме почти всекидневни следобедни дъждове и голяма нестабилност.

Обща циркулация на атмосферата

Оттам и въздухът в силни възходящи движения (конвекция) отива към субтропичния пояс, където се спуска към земята (адвекция) и буквално се връща назад към тропиците. В областите, където този въздух се спуска,  наблюдаваме вечни пустини. Спускането на въздуха прави невъзможно развитието на облаци и валежи.

В умерените ширини въздушните течения се движат в посока запад до приземната повърхност, а източно на височина (в южната хемисфера е  противоположно), което е следствие от разликата в налягането между полярните и тропичните области. В полярните е студено, въздухът е по-гъст и налягането е високо. В тропичните е наобратно. Заради въртенето на Земята има сила на отклонението и въздушното течение не върви директно от полюсите към екватора, а се „извива“ и е  почти в хоризонтална насока. В умерените ширини имаме и най-изразена смяна на баричните системи и заради това тази циркулационна система е най-важна.
Като имаме това предвид, можем да направим извода, че по нашите краища както и в по-голямата част на Европа, циркулацията на атмосферата е определена по този начин и въздушните маси се придвижва от запад към изток, затова и заоблачаването и промяната на времето в най-голям брой от случаите идват от запад или северозапад. Както споменах и по-рано, заради честата смяна на баричните системи се появяват чести аномалии в тази циркулация.
Съществуват още и субполярен и полярен пояс, както и монсунска циркулация, което не е предмет на разглеждане и от значение по отношение на нашата тема.

Как възникват баричните системи ? Представете си една права линия. От дясната й страна е студения въздух, а от другата топлия. Такова състояние е невъзможно да се поддържа, защото въздухът се намира в постоянно движение. В един момент студения въздух ще наруши тази права линия и ще извърши „намеса“ в зоната на топлия въздух, изтиквайки го нагоре. Колкото  студения въздух е „по-настъпателен“, толкова повече и линията на разграничение се накланя, докато не стане заоблена. Защото топлия въздух се издига, той постепенно се охлажда и обогатява с влажност като по този начин формира облачност и валежи. Разделителната линия на две въздушни маси представлява т.нар. линия на фронта.
Различаваме следните видове:
– студен фронт (студения въздух изтласква топлия нагоре)
– топъл фронт (топлия въздух като по-лек не може да изтласка студения и затова се издига над него като формира слоеста облачност)
-студен фронт от втори тип (в областите на малки циклони особено през лятото)
– студена оклюзия (студен въздух достига по-малко студен, а между тях има топъл)
– топла оклюзия (топлия въздух се движи над студения, който достига по-малко студен)

Образуване на циклон
Циклонът е затоворена барична система, в която въздушната маса се „върти“ в посока обратна на посоката на часовниковата стрелка. Той е индикация за много силни възходящи течения. Въздухът в огромни количества се издига на голяма височина, откъдето се спуска по периферията на циклона (както в примера за тръбата). С издигането на този въздух в по-горните слоеве на атмосферата,  се издига и влага (още повече ако циклонът се формира над водна повърхност). Следствие на това се развива облачност. Колкото по-ниско е налягането в центъра на циклона, толкова той е по-силен.

Антициклонът, както и самата дума показва е противоположен на циклона. При него въздушните течения се движат по посока на часовниковата стрелка, а въздухът в неговия център се спуска към земята. Затова и антициклоните носят периоди на много стабилно и сухо време, най-често без вятър и облачност. През зимният период, антициклоните съдействат за образуване на мъгла и мрачно време, което се запазва такова за по-дълъг период от време.

Автор: Боян Шойич
Превод: star in the night sky
Реклами
Published in: on май 15, 2013 at 15:44  Вашият коментар  

The URI to TrackBack this entry is: https://starinthenightsky.wordpress.com/2013/05/15/%d0%bc%d0%b5%d1%82%d0%b5%d0%be%d1%80%d0%be%d0%bb%d0%be%d0%b3%d0%b8%d1%8f-%d0%b7%d0%b0-%d0%b2%d1%81%d0%b5%d0%ba%d0%b8/trackback/

RSS feed for comments on this post.

Вашият коментар

Попълнете полетата по-долу или кликнете върху икона, за да влезете:

WordPress.com лого

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Промяна )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out /  Промяна )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Промяна )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Промяна )

Connecting to %s