4. Időjárási alapjelenségek

Mindannyian halottunk már időjárásjelentést. Ezekben többnyire a hőmérsékletről, csapadékról, napsütésről, felhőkről, szélről, frontokról és néha légnyomásról esik szó.

A hőmérséklet

A hőmérséklet a levegő hőmérsékletét jelenti. Szabályszerűen szélvédett helyen, árnyékban két méteres felszín feletti magasságban kell mérni. Noha az energia, ami a levegőt felmelegíti végső soron a Napból érkezik, a napsugárzás maga nem melegíti a levegőt, hanem a talajt. A talaj felmelegedése okozza azután a fölötte található levegő felmelegedését. A levegő felmelegedése függ:

- a napsütés időtartamától;
- a napsugarak beesési szögétől: minél merdekebben érkeznek a napsugarak, annál több jut a talaj egységni felületére, tehát annál erőteljesebb a talaj felmelegedése;
- a talaj színe, növényzeti borítottsága meghatározza, hogy a napsugárzás mekkora részét nyeli el és mekkora részét veri vissza: a hóval fedett táj a napsugarak nagyobb részét visszaveri, míg a sötét aszfalt szinte az összes napsugárzást elnyeli;

Ennek a folyamatnak köszönhető, hogy a nap során nem délben van a legmelegebb (amikor a legmeredekebben érkeznek a napsugarak), hanem délután három óra körül, mivel a talaj némi késleltetéssel felmelegíti a levegőt, a leghidegebb pedig hajnalban van. A hőmérséklet egy napon belüli változását nevezzük napi hőingásnak. Az átlaghőmérséglet egy nap, hónap vagy év átlagos hőmérsékletét mutatja meg. Az éves hőingás pedig a havi átlaghőmérsékletek változását.

A napsugárzás nem csak a talajt melegíti fel, hanem a vízeket is. A víznek azonban jóval nagyobb a fajhője ezért lassabban melegszik fel, de lassabban is hűl ki.

Napsütés

A napsütést a napsütéses órák számában szokták mérni, ennek éves szinten van csak értelme. A napsütéses órák száma leginkább attól függ, hogy mennyire erőteljes a felhőképződés egy adott helyen. Így lehet az időjárás derült vagy borult. A felszín közelében kialakuló felhőkből lesz a köd.

A szél

A szél a levegő vízszintes áramlása. Elsődlegesen az eltérő légnyomások kiegyenlítődése okozza, tehát alapvetően a magas légnyomású területek felől az alacsony légnyomásúak felé fúj. A légnyomáskülönbségek kialakulásában elsődlegesen a hőmérsékletkülönbségek játszanak szerepet. A szelek kialakulását jól szemlélteti a parti-tavi szél esete:

- nappal a talaj gyorsabban melegszik, ezért fölötte melegebb a levegő, csökken a légnyomás, a levegő a hidegebb, magasabb légnyomású víz fölötti területről a part felé áramlik;
- éjszaka a szárazföld gyorsan kihűl, fölötte megnövekszik a levegő légnyomása, a víz feletti levegő melegebb, alacsonyabb légnyomású, ezért a levegő a parttól fúj a víz felé.

Hajnalban és alkonyatkor gyakran érezhető, ahogy megfordul a szél a tópartokon. Az alábbi animáció a leírtakat szemlélteti.

 

A szél sebességét m/s-ban vagy km/órában adják meg, irányát minden esetben aszerint határozzák meg, hogy merről érkezik. A nyugati szél tehát nyugatról kelet felé fúj. A szél erősségére korábban használatos volt a Beaufort-skála is.

Beaufort-fokozat
A szél sebessége
A szél hatása
m / s
km / h
Megnevezés
Vízen
Szárazföldön
0
0
0
Szélcsend
A víz tükörsima. A füst egyenesen száll fel.
1
1
1–4
Gyenge szél
A vízen apró fodrok láthatók. A felszálló füst gyengén ingadozik, a szél alig érezhető.
2
2–3
5–11
3
4–5
12–21
Mérsékelt szél
Barázdált vízfelület, határozott hullámvonalakkal. A szél a fák leveleit, vékony hajtásait  mozgatja.
4
6–7
22–25
Hosszú, alacsony hullámok, fehér tarajjal. A szél a fák gallyait, kisebb ágait állandóan mozgatja.
5
8–10
26–36
Élénk szél
A hosszú hullámok tarajai fehéren habosak, a hullámok közepes méretűek. A szél a fák erősebb ágait is folyamatosan mozgatja.
6
11
37–42
12–13
43–47
Erős szél
A tarajakon összefüggő fehér hab jelenik meg. A hullámok nagyok. A kisebb fák törzsei erősen hajladoznak, vékonyabb gallyak letörnek.
7
14–16
48–58
8
17–20
59–72
Viharos szél
Hosszú hullámhegyek, sűrű, fodros hullámokkal. A habok a szélirányhoz igazodva csíkokba rendezodnek. A szél a fákról ágakat tör le, a nagyobb fák törzsei is erősen hajladoznak.
9
21–24
73–86
Vihar
Magas hullámhegyek, az egész vízfelület porzik, evezni széllel szemben már nem lehet. A vihar a gyengébb fákat kidönti, a vastagabb ágakat letöri.
Kisebb épületek megrongálódnak, a tetőcserepek lesodródnak.
10
25–28
87–101
Erős vihar
A vízfelület fehéren porzik, hosszú átbukó tarajokkal, magas hullámokkal. A vihar gyökerestül forgatja ki a fákat, az épületekben jelentős károk keletkeznek.
11
29–32
102–115
Orkán
Az egész vízfelület fehéren porzik. A szél letépi és elfújja a hullámtarajokat. A látótávolság gyakorlatilag megszűnik. A szél épületeket, tetőket rombol, súlyos pusztítást végez.
12
33–36
116–130
13
37
131
A szelek kialakulására hat a Coriolis-hatás is, ami a Föld forgásából adódik. Képzeljük el, hogy a levegő délről észak felé mozog, a Föld viszont közben elfordul, amit mi úgy érzékelünk, hogy a szelek hajlanak el. Az északi féltekén a szelek mindig jobbra, a délin balra fordulnak el. Ez az elfordulás akár körkörös mozgást is eredményezhet, így jönnek létre a cikolonok (ezekről még később).

 

 

 

 

Csapadék

Az előző leckében már volt szó arról, hogy milyen sok formában jelentkezhet a csapadék. Jellemzően a ott jön létre csapadék, ahol felszálló légáramlatok vannak, hiszen a felemelkedő levegő egyre jobban lehűl. Valamint ott, ahol valamilyen ok miatt hirtelen lehűl a levegő. A csapadék mennyiségét milliméterben mérik, ez azt mutatja meg, hogy a lehulló csapadék milyen vastagon fedne egy vízszintes felületet. A csapadék lehet eső, hó, havas eső, jégeső vagy a túlhűlt, a felületre érve azonnal jéggé változó ónos eső. Az eső hevessége, a vele járó szél alapján lehet a csapadék szitálás, eső, zápor vagy zivatar. A felhők vízcseppeinek és jégkristályainak súrlódása elektromos feszültséget kelt, amit villámlásokhoz vezethet. A villámok felhevítik a levegőt, amely hirtelen kitágul és összeütközik a környezo légtömegekkel s ez nagy robajjal jár - ez a mennydörgés.

Légtömegek és frontok

Talán nem meglepő, hogy a levegő különféle tulajdonságai nem azonosak az egész Földön. A fizikai szempontból egységes légtesteket légtömegnek nevezik. A légtömegeknek alapvetően négy típusa lehet: meleg és száraz, meleg és nedves, hideg és száraz, hideg és nedves. Nem szabad elfelejtenünk, hogy ezek a jelzők mindig csak a körötte levő légtömegekhez viszonyítva értelmezhetők. (Ami meleg légtömegnek számít a sarkkörön az hideg lehet a trópusokon.)
A különböző légtömegek találkozásánál jönnek létre a frontok. Attól függően, hogy melyik légtömeg az aktív - vagyis melyik tolja a másikat - alakulhat ki a meleg vagy a hideg front. Amikor a kétféle légtömeg egybeolvad, úgynevezett okklúziós front jön létre. Az is megtörténhet, hogy a kétféle légtömeg találkozásánál nincsen mozgás, ebben az esetben veszteglő frontról van szó.

 

A meleg és a hidegfrontok nagyon eltérően viselkednek. A hidegfront esetében a betörő hidegebb légtömeg megemeli a melegebb levegőt, ami felemelkedve lehűl és csapadék válik ki belőle. Jellemzően gyors a változás, ami heves zivatarokkal jár együtt. A hidegfront esetében az esőzés a hideg levegő betörését követi és csak egy szűkebb 70 km körüli sávban jelentkezik.

 

 

A melegfront esetében a meleg levegő rácsúszik a hideg levegőre, megemelkedik és ettől csapadékot képez. Ez a jelenség a hosszabb (akár napokig tartó) nyugodtabb esőzések okozója. Ebben az esetben az eső a frontvonal előtt jár, tehát a meleg megérkezése előtt jár, az esőzés pedig egy vastagabb akár 300 kilométeres sávban jelentkezik.

Ciklonok

A Coriolis hatás esetében már említettük, hogy ez akár a levegő körkörös mozgását is előidézheti. Ahol az alacsony légnyomású területre áramlik a hidegebb levegő ott ciklon alakulhat ki. A ciklonban idővel a levegő körkörösen kezd áramolni (az északi féltekén az óramutató járásával ellentétesen) A ciklonokban a középpontban felszálló levegőt találunk, aminek köszönhetően sok az eső, felhős az ég.

A trópusi ciklonok ott jönnek létre, ahol a víz felett tartósan 26 foknál magasabb a hőmérséklet. A kialakuló spirál egyre gyorsabban és gyorsabban mozog, míg végül több száz km/órás szelek is kialakulhatnak benne. A szárazföldet érve a ciklon már nem erősödik tovább, sőt idővel el is hal, de hatalmas szélerejével (hurrikán) nagy pusztításra képes. Mivel a ciklon közepében felszálló légáramlatok vannak, ott nincs nagy szél, ezt nevezik a hurrikán szemének. Három helyen alakulnak ki:

  • a Karib-tenger térségében - itt hurrikán a nevük,
  • Délkelet-Ázsia partjainál tájfunnak nevezik őket,
  • az Indiai-óceán térségében tombolnak az orkánok.

 
Még egy ábra itt.


Anticiklonok

A magas légnyomású tömegek esetében a felszínen a központból kifelé áramlik a levegő, ami azután körkörös mozgásba kezd. Ez a mozgás az északi féltekén az óramutató járását követi. Az anticiklonok központjában az ég derült.

Meteorológia

A Föld légköre elképesztően bonyolult rendszer, nem véletlen, hogy a legnagyobb kapacitású szuperszámítógépeket a légköri, időjárási, éghajlati jelenségek modellezésére használják. Mégis az egyre fejlettebb technikának köszönhetően az utóbbi fél évszázadban rohamosan változott meg az időjárás vizsgálatának és előrejelzésének tudománya, a meteorológia. Kezdetben a vizsgálatok csak a helyi meteorológiai állomások segítségével voltak lehetségesek. Ezek nem sokat tudtak segíteni az előrejelzésben, bár a légnyomás változása többé-kevésbé megbízhatóan mutatta meg, hogy milyen időjárási változások várhatóak. Ahogy több meteorológiai állomás volt képes egymással kommunikálni már lehetséges volt nagyobb területekre kiterjedően vizsgálni a légtömegek tulajdonságait. Térképen ábrázolva az azonos hőmérsékletű pontokat (izoterm vonalak) vagy az azonos légnyomású pontokat (izobár vonalak) jól kirajzolódnak a frontok és a ciklusok. A hagyományos időjárási térképeken ezeket ábrázolják.

Egészen új távlatokat nyitott az időjárás vizsgálatában az űrtechnika. A műholdas felvételek az egész Földre kiterjedően tudnak képet adni a légtömegekről. Elsősorban nem a látható, hanem az infravörös tartományban készült képeket használják, mivel azokon a felhőréteg vastagsága rajzolódik ki. Az esőzések vizsgálatára radarképeket használnak, mivel az esőcseppek visszaverik a radar sugarait, ebből még az esőcseppek nagysága is megállapítható.

4.1. Nevezd meg, hogy mire szolgálhatnak az egyes berendezések!

 
       
 
       

A metorológusok sokféle térképpel dolgoznak. Nagyon fontosak például számukra a szél és légnyomás adatok, ezeket ábrázolja ez a térkép:

A műholdképek az infravöröstartományban leginkább a felhőzetet mutatják meg:

Fontos a hőmérsékleti térkép is:

Ezekből készül el a komplex időjárási térkép, mit tudsz leolvasni róla?

 

napi hőingás, átlaghőmérséglet, éves hőingás, napsütéses órák száma, szél, Coriolis-hatás, légtömeg, meleg front, hideg front, okklúziós front, veszteglő front, hurrikán, tájfun, orkán, meteorológia