Օդերեւութաբանական պայմաններ. հայեցակարգ, պայմանների սահմանում, սեզոնային և օրական տատանումներ, առավելագույն և նվազագույն թույլատրելի ջերմաստիճաններ

2024 Հեղինակ: Henry Conors | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-02-12 08:36

Օդերեւութաբանական պայմանները նշանակում են մթնոլորտի վիճակ, որը սովորաբար բնութագրվում է օդի ջերմաստիճանով, ճնշումով, խոնավությամբ, արագությամբ, ամպերի առկայությամբ կամ բացակայությամբ։ Եկեք մանրամասն դիտարկենք եղանակի և կլիմայի հետ կապված խնդիրները։

Ընդհանուր հասկացություններ և տերմիններ

Օդերեւութաբանական պայմանների մասին խոսելիս նրանք հաճախ օգտագործում են այնպիսի տերմիններ, ինչպիսիք են եղանակը կամ կլիման: Եղանակը հասկացվում է որպես մթնոլորտի ներկա վիճակ, այսինքն՝ պարզ է կամ ամպամած, ցուրտ կամ տաք, օդը խոնավ է կամ չոր, ուժեղ քամի է փչում կամ որոշակի տարածքում անդորր է։ Երբ նրանք խոսում են կլիմայի մասին, նրանք նկատի ունեն մթնոլորտային երևույթների ավելի երկար ժամանակահատվածի հատկանիշը, օրինակ՝ ամառային կամ աշնանային կլիման։

Եղանակ և «կլիմա» հասկացությունների ևս մեկ տարբերություն տարածքային գործոնն է։ Եղանակը տեղից տեղ կարող է տարբեր լինել, օրինակ՝ որոշակի քաղաքում կարող է հորդառատ անձրև լինել, իսկ 20-ինկմ քաղաքից կարող է պարզ եղանակ լինել։ Կլիման ավելի ընդարձակ բնութագիր է ոչ միայն ժամանակի, այլև տարածության մեջ։ Այսպիսով, կան արևադարձային, մայրցամաքային կամ բևեռային կլիմա:

Ինչու՞ են Երկրի տարբեր տարածքներում տարբեր կլիմայական պայմաններ:

Այս հարցի պատասխանը մեր մոլորակի գնդաձև ձևն է: Այս ձևը հանգեցնում է նրան, որ արևի ճառագայթները ընկնում են նրա մակերեսի վրա տարբեր անկյուններով: Որքան մոտ է ճառագայթների անկման անկյունը 90^o, այնքան ավելի են տաքանում մակերեսը և օդը: Այս իրավիճակը բնորոշ է արևադարձային և մերձարևադարձային գոտիներին։ Ընդհակառակը, որքան ճառագայթների անկման անկյունը շեղվում է ճիշտ անկյանց, այնքան քիչ արևային էներգիա են ստանում հողն ու օդը, և այնքան սառը է կլիման։ Սառը կլիմայի վառ օրինակ է Անտարկտիդայի մթնոլորտի վիճակը:

Իր հերթին, մոլորակի բևեռային և հասարակածային գոտիների ջերմաստիճանների տարբերությունը հանգեցնում է քամիների առաջացման, ինչպես նաև նախադրյալներ է ստեղծում անձրևային ամպերի ձևավորման համար։ Երկրի լայնություններում տարբեր օդերևութաբանական պայմանները հանգեցնում են ցիկլոնների (ցածր մթնոլորտային ճնշման տարածքներ) և անտիցիկլոնների (օդի բարձր ճնշում ունեցող գոտիների) առաջացմանն ու անհետացմանը։

Սեզոնների գոյության պատճառը

Յուրաքանչյուր երեխա վաղ տարիքից գիտի, որ գոյություն ունի 4 եղանակ՝ ձմեռ, աշուն, գարուն և ամառ: Այնուամենայնիվ, այս բոլոր եղանակները, որոնցից յուրաքանչյուրը բնութագրվում է որոշակի կլիմայական և օդերևութաբանական պայմաններով, տեղի են ունենում միայն մեր մոլորակի միջին լայնություններում:Մեր մոլորակի շերտը, որը գտնվում է հյուսիսային կիսագնդերի հարավային 40-րդ զուգահեռականից մինչև 40-րդ զուգահեռականը, ունի արևադարձային և մերձարևադարձային կլիմա, որը բնութագրվում է տարվա ընդամենը 2 անգամ կամ եղանակով՝ թաց և չոր։

Մենք պարզեցինք տարբեր լայնություններում տարբեր օդերևութաբանական պայմանների պատճառը: Բայց ինչո՞ւ է փոխվում սեզոնը: Այս հարցի պատասխանը երկրագնդի պտտման առանցքի թեքության մեջ է երկրի ուղեծրի հարթության նկատմամբ: Մեր մոլորակը պտտվում է Արեգակի շուրջը գրեթե կատարյալ շրջանով, և եթե Երկրի առանցքի թեքությունը չլիներ 23,5^o-ով, ապա յուրաքանչյուր լայնության վրա տարվա ընթացքում կլիման չէր փոխվի: Մոլորակի պտտման թեք առանցքը տարվա ընթացքում յուրաքանչյուր կետում ապահովում է մոլորակի մակերևույթ եկող արեգակնային էներգիայի քանակի տատանումներ։ Այս էներգիայի փոփոխությունները հանգեցնում են օդի ջերմաստիճանի տատանումների, որոնք սովորաբար ±40°C են: Առավելագույն և նվազագույն թույլատրելի ջերմաստիճանը համապատասխանաբար +58°C է (Էլ Ազիզիա, Լիբիա) և -89,2°C (Անտարկտիկա):

Նշենք, որ մեր մոլորակի պտտման առանցքի թեքությունը նրա գոյության ողջ ընթացքում հաստատուն չի եղել: Իսկապես հայտնի է, որ Երկրի վրա դինոզավրերի գոյության ժամանակ դա միանշանակ տարբեր է եղել։ Այս թեքության վրա կարող են ազդել ինչպես արտաքին գործոնները, որոնք կապված են տարբեր տիեզերական մարմինների հետ, այնպես էլ ներքին գործոնները, որոնք պայմանավորված են մեր մոլորակի մակերեսի վրա զանգվածի բաշխման փոփոխությամբ:

Օդերեւութաբանական բարենպաստ և անբարենպաստ պայմաններ

Հաճախ կարող եսլսեք «լավ եղանակ է» կամ «այս տարածաշրջանում վատ եղանակ է սպասվում» բառերը։ Ո՞րն է այս արտահայտությունների իմաստը: Հարցին պատասխանելու համար ստորև ներկայացված են մթնոլորտի վիճակը որոշող հիմնական պարամետրերը (ճիշտ՝ պետք է ասել տրոպոսֆերան, քանի որ Երկրի մթնոլորտի ստորին հատվածում են տեղի ունենում բոլոր եղանակային երևույթները).

• ջերմաստիճան;
• ճնշում;
• քամու արագություն;
• օդի խոնավություն;
• ամպերի առկայություն կամ բացակայություն.

Վերոնշյալ հինգ պարամետրերի ցուցանիշները թույլ են տալիս խոսել ինչպես բարենպաստ, այնպես էլ անբարենպաստ օդերևութաբանական պայմանների (NMU) մասին։ Օրինակ, բարձր ջերմաստիճան և ճնշում, չափազանց պայծառ արև և ցածր օդի խոնավություն կամ, ընդհակառակը, ցածր ջերմաստիճան, անձրև, քամու բարձր արագություն, ցածր ճնշում, այս ամենը NMU է: Բարենպաստ եղանակային պայմանները սովորաբար բնութագրվում են վերը նշված կլիմայական պարամետրերի միջին արժեքներով:

Մթնոլորտային բոլոր գործընթացների հիմնական աղբյուրը

Իհարկե, բոլոր մթնոլորտային (և ոչ միայն) գործընթացների շարժիչը արևի ճառագայթումն է։ Հենց նա է ստիպում, որ շատ քիմիական նյութեր ավարտեն իրենց ցիկլը բնության մեջ: Կլիմայի և եղանակի հետ կապված կարող ենք ասել հետևյալը. Երկրի վրա ընկնող արևի ճառագայթներն ուղղակիորեն չեն տաքացնում մթնոլորտը, առաջին հերթին բարձրանում է լիտոսֆերայի ջերմաստիճանը, ապա հիդրոսֆերան։ Սառչելով՝ լիթոսֆերան և հիդրոսֆերան արձակում են ինֆրակարմիր էլեկտրամագնիսական ալիքներ, որոնք պարզ բառերով կոչվում են «ջերմություն»։ Հենց ճիշտայս ալիքները տաքացնում են մոլորակի մթնոլորտը։

Բնակավայրի օդերևութաբանական պայմանների ձևավորման կարևոր կետը լիտոսֆերայի և հիդրոսֆերայի տաքացման և սառեցման տարբեր տեմպերն են: Այսպիսով, լիթոսֆերան արագ տաքանում և սառչում է, բայց հիդրոսֆերայի համար այս գործընթացները շատ ավելի դանդաղ են ընթանում: Արեգակնային ճառագայթման հետ կապված այս տարբեր վարքագծի պատճառը նրանց տարբեր ջերմային հզորությունն է, ինչպես նաև ճառագայթային հզորությունը:

Էներգիայի այլ աղբյուրներ, որոնք ազդում են եղանակի վրա

Արևային էներգիան հիմնական ներդրումն է ունենում տրոպոսֆերայում տեղի ունեցող բոլոր գործընթացներում: Այնուամենայնիվ, կան էներգիայի այլ աղբյուրներ, որոնք կարող են ազդել որոշակի տարածքում եղանակային պայմանների վիճակի վրա, ինչպես նաև ապահովել այս պայմանների կայունությունը.

• երկրաջերմային էներգիա և հրաբխային գործընթացներ;
• շնչառության գործընթացը և կենսաբանական օրգանիզմների թափոնները, որոնք կարևոր դեր են խաղում մթնոլորտի կայուն քիմիական կազմի պահպանման գործում:

Մթնոլորտային գործընթացները և դրանց ժամանակային և տարածական մասշտաբները

Ինչպես նշվեց, մթնոլորտում ցանկացած գործընթաց կապված է Երկիր ներթափանցող արևային էներգիայի քանակի տատանումների հետ: Այս տատանումների պատճառով օդը գիշեր-ցերեկ տաքանում ու սառչում է։ Սա եղանակի ամենօրյա փոփոխություն է։ Ձյան ձևավորման և հալման գործընթացներն արդեն ամենամյա են։

Օդը տաքացնելը որոշակի տարածքում հանգեցնում է դրա ընդլայնման, ինչը նշանակում է ճնշման անկում։ Ճնշման փոփոխությունը հանգեցնում է քամիների ձևավորմանը, որոնք հակված ենհավասարեցնել տարբերությունը. Դրանք տարբեր բնույթի են և արտակարգ իրավիճակներում կարող են հանգեցնել փոթորիկների և տորնադոների առաջացման: Վերջին դեպքում խոսվում է շատ ծանր օդերեւութաբանական պայմանների մասին։ Իր հերթին, փոթորիկները որոշակի տարածքի կարճաժամկետ երևույթ են, այսինքն՝ դրանք բնութագրվում են տարածական և երկարաժամկետ ժամանակային պարամետրերով։

Օդերեւութաբանական կանխատեսում

Դժվար է պատկերացնել ժամանակակից աշխարհն առանց մոլորակի որևէ տարածաշրջանի եղանակի կանխատեսման մասին տեղեկատվության։ Այսպիսով, ինքնաթիռների թռիչքները, գյուղատնտեսական և առևտրային գործունեությունը ամեն տարի ավելի ու ավելի են կախված օդերևութաբանական տվյալներից: Օրինակ՝ թռիչքների ժամանակացույցը կտրուկ փոխվում է եղանակային անբարենպաստ պայմանների ժամանակ։

Օդերեւութաբանական կանխատեսումը շատ տվյալների մշակման արդյունք է ամենահզոր համակարգիչների միջոցով, որոնք մշակում են մուտքային տեղեկատվությունը որոշ բարդ էմպիրիկ մոդելի շրջանակներում՝ օգտագործելով ֆիզիկայի հայտնի օրենքները: Որոշակի շրջանի օդերևութաբանական պայմանների վերաբերյալ տվյալները հավաքագրվում են գետնի վրա գտնվող ռազմավարական եղանակային կայանների միջոցով, արբանյակների և անօդաչու թռչող սարքերի միջոցով:

Մթնոլորտային գործընթացների ուսումնասիրություն այլ մոլորակների վրա

Օդերեւութաբանությունը միջդիսցիպլինար գիտություն է։ Այս գիտության գործնական արդյունքը օդերեւութաբանական կանխատեսումն է։ Առաջադրանքի բարդությունն ինքնին կապված է հարյուրավոր և հազարավոր գործոնների անհրաժեշտության հետ, որոնք ազդում են կանխատեսման արդյունքի վրա: Լավագույնի համարհասկանալով այս գործոնների ազդեցությունը մեր Երկրի եղանակի վրա՝ ամբողջ աշխարհի գիտնականները զբաղվում են Արեգակնային համակարգի այլ մոլորակների վրա մթնոլորտային գործընթացների դիտարկմամբ և ուսումնասիրությամբ: Օրինակ՝ Յուպիտերի մեծ կարմիր կետը, որը հզոր անտիցիկլոն է, որը գոյություն ունի ավելի քան 300 տարի։