Väder - Weather
| Del av en serie om |
| Väder |
|---|
 |
 Väderportal
|
Vädret är atmosfärens tillstånd , som till exempel beskriver i vilken grad det är varmt eller kallt, vått eller torrt, lugnt eller stormigt, klart eller grumligt . På jorden förekommer de flesta väderfenomen i det lägsta lagret av planetens atmosfär , troposfären , strax under stratosfären . Vädret avser daglig temperatur, nederbörd och andra atmosfäriska förhållanden, medan klimatet är termen för medelvärdet av atmosfäriska förhållanden under längre perioder. När det används utan kvalifikation, menas "väder" generellt med jordens väder.
Vädret drivs av lufttryck , temperatur och fuktskillnader mellan en plats och en annan. Dessa skillnader kan uppstå på grund av solens vinkel på en viss plats, vilket varierar med latitud . Den starka temperaturkontrasten mellan polär och tropisk luft ger upphov till atmosfäriska cirkulationer i största skala : Hadley -cellen , Ferrel -cellen , polcellen och jetströmmen . Vädersystem på de mellersta breddgraderna , såsom extratropiska cykloner , orsakas av instabilitet i jetströmflödet. Eftersom jordens axel lutar i förhållande till dess orbitalplan (kallas ekliptiken ), infaller solljuset i olika vinklar vid olika tider på året. På jordens yta varierar temperaturen vanligtvis ± 40 ° C (−40 ° F till 104 ° F) årligen. Under tusentals år kan förändringar i jordens bana påverka mängden och distributionen av solenergi som jorden tar emot, vilket påverkar långsiktigt klimat och globala klimatförändringar .
Yttemperaturskillnader orsakar i sin tur tryckskillnader. Högre höjder är svalare än lägre höjder, eftersom de flesta atmosfäriska uppvärmningen beror på kontakt med jordens yta medan strålningsförluster till rymden mestadels är konstanta. Väderprognoser är tillämpning av vetenskap och teknik för att förutsäga atmosfärens tillstånd för en framtida tid och en given plats. Jordens vädersystem är ett kaotiskt system ; som ett resultat kan små förändringar i en del av systemet växa för att få stora effekter på systemet som helhet. Mänskliga försök att kontrollera vädret har skett genom historien, och det finns bevis för att mänsklig verksamhet som jordbruk och industri har modifierat vädermönster
Att studera hur vädret fungerar på andra planeter har varit till hjälp för att förstå hur vädret fungerar på jorden. Ett berömt landmärke i solsystemet , Jupiter 's stora röda fläcken är en anticyclonic storm känd för att ha funnits i minst 300 år. Vädret är dock inte begränsat till planetkroppar. En stjärnas korona försvinner ständigt i rymden, vilket skapar en väsentligt tunn atmosfär i hela solsystemet. Massrörelsen som matas ut från solen är känd som solvinden .
Orsaker
På jorden inkluderar de vanliga väderfenomenen vind, moln , regn, snö, dimma och dammstormar . Mindre vanliga händelser inkluderar naturkatastrofer som tornado , orkaner , tyfoner och isstormar . Nästan alla välbekanta väderfenomen förekommer i troposfären (nedre delen av atmosfären). Vädret förekommer i stratosfären och kan påverka vädret lägre ner i troposfären, men de exakta mekanismerna är dåligt förstådda.
Vädret uppstår främst på grund av lufttryck, temperatur och fuktskillnader mellan en plats till en annan. Dessa skillnader kan förekomma på grund av solen vinkeln vid varje särskild plats, som varierar med latitud från tropikerna. Med andra ord, ju längre från tropikerna man ligger, desto lägre är solvinkeln, vilket gör att dessa platser blir svalare på grund av att solljuset sprids över en större yta. Den starka temperaturkontrasten mellan polar och tropisk luft ger upphov till storskaliga atmosfäriska cirkulationsceller och jetströmmen . Vädersystem i mitten av breddgrader, såsom extratropical cykloner , orsakas av instabiliteter hos jetströmmen flödet (se baroklinitet ). Vädersystem i tropikerna, såsom monsuner eller organiserade åskväder , orsakas av olika processer.
Eftersom jordens axel lutar i förhållande till dess omloppsplan, infaller solljuset i olika vinklar vid olika tider på året. I juni lutar norra halvklotet mot solen , så vid varje given nordlig halvklotets breddgrad faller solljuset mer direkt på den platsen än i december (se Solvinkelns effekt på klimatet ). Denna effekt orsakar säsonger. Under tusentals till hundratusentals år påverkar förändringar i jordens omloppsparametrar mängden och distributionen av solenergi som mottas av jorden och påverkar det långsiktiga klimatet. (Se Milankovitch -cykler ).
Den ojämna solvärmen (bildandet av zoner med temperatur- och fuktgradienter, eller frontogenes ) kan också bero på själva vädret i form av grumlighet och nederbörd. Högre höjder är vanligtvis svalare än lägre höjder, vilket är resultatet av högre yttemperatur och strålningsuppvärmning, vilket ger den adiabatiska förloppshastigheten . I vissa situationer ökar temperaturen faktiskt med höjden. Detta fenomen är känt som en inversion och kan orsaka att bergstopparna blir varmare än dalarna nedan. Inversioner kan leda till bildning av dimma och fungerar ofta som ett lock som undertrycker åskväderutveckling. På lokala skalor, kan temperaturskillnader uppstå eftersom olika ytor (såsom hav, skogar, is ark, eller konstgjorda objekt) har olika fysikaliska egenskaper såsom reflektivitet , grovhet, eller fuktinnehåll.
Yttemperaturskillnader orsakar i sin tur tryckskillnader. En het yta värmer luften ovanför den vilket gör att den expanderar och sänker densiteten och det resulterande yttrycket . Den resulterande horisontella tryckgradienten flyttar luften från regioner med högre till lägre tryck, vilket skapar en vind, och jordens rotation orsakar sedan avböjning av detta luftflöde på grund av Coriolis -effekten . De enkla system som sålunda bildas kan sedan visa uppkommande beteende för att producera mer komplexa system och därmed andra väderfenomen. Storskaliga exempel inkluderar Hadley -cellen medan ett mindre exempel skulle vara kustbris .
Den atmosfär är ett kaotiskt system . Som ett resultat kan små förändringar i en del av systemet ackumuleras och förstoras för att orsaka stora effekter på systemet som helhet. Denna atmosfäriska instabilitet gör väderprognoser mindre förutsägbara än tidvatten eller förmörkelser. Även om det är svårt att exakt förutse vädret mer än några dagar i förväg, arbetar väderprognoserna kontinuerligt med att förlänga denna gräns genom meteorologisk forskning och förfina nuvarande metoder för väderprognoser. Det är emellertid teoretiskt omöjligt att göra användbara dagliga förutsägelser mer än cirka två veckor framåt, vilket innebär en övre gräns för potentialen för förbättrad förutsägelseförmåga.
Formar planeten Jorden
Vädret är en av de grundläggande processerna som formar jorden. Vittringsprocessen bryter ner stenar och jordar till mindre fragment och sedan till deras beståndsdelar. Under nederbörd av regn absorberar och löser vattendropparna upp koldioxid från den omgivande luften. Detta gör att regnvattnet blir lite surt, vilket hjälper vattenets erosiva egenskaper. Det frigjorda sedimentet och kemikalierna är sedan fria att delta i kemiska reaktioner som kan påverka ytan ytterligare (t.ex. surt regn ) och natrium- och kloridjoner (salt) som avsätts i haven/haven. Sedimentet kan reformeras i tid och av geologiska krafter till andra stenar och jordar. På detta sätt spelar vädret en stor roll vid erosion av ytan.
Effekt på människor
Vädret, sett ur ett antropologiskt perspektiv, är något som alla människor i världen ständigt upplever genom sina sinnen, åtminstone när de är ute. Det finns socialt och vetenskapligt konstruerade förståelser av vad väder är, vad som får det att förändras, vilken effekt det har på människor i olika situationer etc. Därför är väder något människor ofta kommunicerar om. Den National Weather Service har en årlig rapport för dödsfall, skador och de totala skadekostnader som omfattar grödor och egendom. De samlar in dessa uppgifter via National Weather Service -kontor som finns i de 50 staterna i USA samt Puerto Rico , Guam och Jungfruöarna . Från och med 2019 har tornados haft störst inverkan på människor med 42 dödsfall samtidigt som de har kostat grödor och egendomsskador över 3 miljarder dollar.
Effekter på populationer
Vädret har spelat en stor och ibland direkt roll i mänsklighetens historia . Bortsett från klimatförändringar som har orsakat den gradvisa driften av befolkningen (till exempel ökenbildning i Mellanöstern och bildandet av landbroar under istiden ) har extrema väderhändelser orsakat befolkningsrörelser i mindre skala och trängt in direkt i historiska händelser. En sådan händelse är att Japan räddades från invasion av den mongoliska flottan i Kublai Khan av Kamikaze -vindarna 1281. Franska anspråk på Florida upphörde 1565 när en orkan förstörde den franska flottan, vilket gjorde att Spanien kunde erövra Fort Caroline . På senare tid omfördelade orkanen Katrina över en miljon människor från centrala Gulfkusten på andra håll i USA och blev den största diasporan i USA: s historia.
Den lilla istiden orsakade misslyckanden och svält i Europa. Under den period som kallas Grindelwald Fluctuation (1560-1630) tycks vulkaniska tvingande händelser ha lett till mer extrema väderhändelser. Dessa inkluderade torka, stormar och osedda snöstormar, samt fick den schweiziska Grindelwaldglaciären att expandera. 1690 -talet såg den värsta hungersnöden i Frankrike sedan medeltiden. Finland drabbades av en allvarlig hungersnöd 1696–1697, under vilken ungefär en tredjedel av den finska befolkningen dog.
Prognos
Väderprognoser är tillämpning av vetenskap och teknik för att förutsäga atmosfärens tillstånd för en framtida tid och en given plats. Människor har försökt att förutsäga vädret informellt under årtusenden, och formellt sedan åtminstone artonhundratalet. Väderprognoser görs genom att samla in kvantitativa data om atmosfärens nuvarande tillstånd och använda vetenskaplig förståelse för atmosfäriska processer för att projicera hur atmosfären kommer att utvecklas.
En gång en mänsklig strävan huvudsakligen baserad på förändringar i barometertryck , nuvarande väderförhållanden och himmelförhållanden, används nu prognosmodeller för att bestämma framtida förhållanden. Å andra sidan krävs fortfarande mänsklig input för att välja den bästa möjliga prognosmodellen att basera prognosen på, vilket involverar många discipliner som mönsterigenkänning, telekopplingar , kunskap om modellprestanda och kunskap om modellfördomar.
Den kaotiska naturen av atmosfären, den massiva beräkningskraft som krävs för att lösa ekvationerna som beskriver atmosfären, felet inblandad i mätning av de ursprungliga villkoren, och en ofullständig förståelse av atmosfäriska processer innebär att prognoser blir mindre noggrann som av skillnaden i aktuell tid och tiden för vilken prognosen görs ( prognosens intervall ) ökar. Användningen av ensembler och modellkonsensus hjälper till att begränsa felet och välja det mest troliga resultatet.
Det finns en mängd olika slutanvändare till väderprognoser. Vädervarningar är viktiga prognoser eftersom de används för att skydda liv och egendom. Prognoser baserade på temperatur och nederbörd är viktiga för jordbruket, och därför för råvaruhandlare inom aktiemarknader. Temperaturprognoser används av verktygsföretag för att uppskatta efterfrågan under kommande dagar.
I vissa områden använder människor väderprognoser för att bestämma vad de ska ha på sig en viss dag. Eftersom utomhusaktiviteter begränsas kraftigt av kraftigt regn , snö och vindkylning kan prognoser användas för att planera aktiviteter kring dessa evenemang och för att planera framåt för att överleva genom dem.
Tropisk väderprognos skiljer sig från den på högre breddgrader. Solen skiner mer direkt på tropikerna än på högre breddgrader (åtminstone i genomsnitt över ett år), vilket gör tropikerna varma (Stevens 2011). Och den vertikala riktningen (uppåt, som en står på jordens yta) är vinkelrät mot jordens rotationsaxel vid ekvatorn, medan rotationsaxeln och vertikalen är desamma vid polen; detta gör att jordens rotation påverkar den atmosfäriska cirkulationen starkare på höga breddgrader än låga. På grund av dessa två faktorer kan moln och regnskurar i tropikerna uppträda mer spontant jämfört med de på högre breddgrader, där de styrs tätare av större krafter i atmosfären. På grund av dessa skillnader är moln och regn svårare att förutse i tropikerna än på högre breddgrader. Å andra sidan kan temperaturen lätt förutses i tropikerna, eftersom den inte förändras mycket.
Modifiering
Strävan efter att kontrollera vädret är uppenbar under hela mänsklighetens historia: från gamla ritualer avsedda att föra regn för grödor till USA: s militära operation Popeye , ett försök att störa försörjningsledningarna genom att förlänga den nordvietnamesiska monsunen . De mest framgångsrika försöken att påverka vädret är molnsådning ; de inkluderar dimman - och låg stratus -spridningsteknik som används på stora flygplatser, tekniker som används för att öka vinterns nederbörd över berg och tekniker för att undertrycka hagel . Ett nytt exempel på väderkontroll var Kinas förberedelser inför de olympiska sommarspelen 2008 . Kina sköt 1104 rakspridningsraketer från 21 platser i staden Peking i ett försök att hålla regn borta från spelceremonin den 8 augusti 2008. Guo Hu, chef för Beijing Municipal Meteorological Bureau (BMB), bekräftade framgången av operationen med 100 millimeter fallande i Baoding City i Hebei -provinsen , i sydväst och Pekings Fangshan -distrikt med en nederbörd på 25 millimeter.
Medan det finns otydliga bevis för dessa teknikers effektivitet, finns det omfattande bevis för att mänsklig aktivitet som jordbruk och industri resulterar i oavsiktlig väderförändring:
- Surt regn , orsakat av industriellt utsläpp av svaveldioxid och kväveoxider i atmosfären , påverkar sötvattenssjöar , vegetation och strukturer negativt .
- Antropogena föroreningar minskar luftkvaliteten och sikten .
- Klimatförändringar orsakade av mänskliga aktiviteter som släpper ut växthusgaser i luften förväntas påverka frekvensen av extrema väderhändelser som torka, extrema temperaturer, översvämningar , kraftiga vindar och kraftiga stormar .
- Värme , genererad av stora storstadsområden, har visat sig påverka närvädret, även på avstånd upp till 1600 kilometer (990 mi).
Effekterna av oavsiktlig väderförändring kan utgöra allvarliga hot mot många aspekter av civilisationen, inklusive ekosystem , naturresurser , mat- och fiberproduktion, ekonomisk utveckling och människors hälsa.
Mikroskala meteorologi
Mikroskala meteorologi är studiet av kortlivade atmosfäriska fenomen som är mindre än mesoskala , cirka 1 km eller mindre. Dessa två grenar av meteorologi grupperas ibland som "mesoskala och mikroskala meteorologi" (MMM) och studerar tillsammans alla fenomen som är mindre än synoptisk skala ; det vill säga de studerar funktioner i allmänhet för små för att kunna avbildas på en väderkarta . Dessa inkluderar små och i allmänhet flyktiga molnpuffar och andra små molnfunktioner.
Extremer på jorden
På jorden varierar temperaturen vanligtvis ± 40 ° C (100 ° F till −40 ° F) årligen. Utbudet av klimat och breddgrader över hela planeten kan erbjuda extrema temperaturer utanför detta intervall. Den kallaste lufttemperaturen som någonsin registrerats på jorden är −89,2 ° C (−128,6 ° F), vid Vostok Station , Antarktis den 21 juli 1983. Den varmaste lufttemperaturen som någonsin registrerats var 57,7 ° C (135,9 ° F) vid 'Aziziya , Libyen , den 13 september 1922, men den läsningen är ifrågasatt . Den högsta registrerade genomsnittliga årliga temperaturen var 34,4 ° C (93,9 ° F) vid Dallol , Etiopien. Den kallaste årliga medeltemperaturen var −55,1 ° C (−67,2 ° F) vid Vostok Station , Antarktis .
Den kallaste genomsnittliga årliga temperaturen på en permanent bebodd plats är vid Eureka, Nunavut , i Kanada, där den årliga medeltemperaturen är -19,7 ° C (-3,5 ° F).
Den blåsigaste plats som någonsin registrerats är i Antarktis , Commonwealth Bay (George V Coast). Här når kulorna 320 km/h . Dessutom inträffade det största snöfallet under en period av tolv månader i Mount Rainier , Washington , USA . Det registrerades som 31 102 mm snö.
Utomjordiskt inom solsystemet
Att studera hur vädret fungerar på andra planeter har setts vara till hjälp för att förstå hur det fungerar på jorden. Vädret på andra planeter följer många av samma fysiska principer som vädret på jorden , men förekommer på olika skalor och i atmosfärer med olika kemisk sammansättning. Den Cassini-Huygens beskickning till Titan upptäckte moln bildade av metan eller etan vilket insättning regn sammansatt av flytande metan och andra organiska föreningar . Jordens atmosfär innehåller sex latitudinella cirkulationszoner, tre på varje halvklot. Däremot visar Jupiters bandade utseende många sådana zoner, Titan har en enda jetström nära den 50: e parallella nordliga latituden och Venus har en enda jet nära ekvatorn.
En av de mest kända landmärken i solsystemet , Jupiter 's stora röda fläcken är en anticyclonic storm känd för att ha funnits i minst 300 år. På andra gasjättar tillåter bristen på en yta vinden att nå enorma hastigheter: vindkast på upp till 600 meter per sekund (cirka 2 100 km/h eller 1 300 mph) har mätts på planeten Neptunus . Detta har skapat ett pussel för planetforskare . Vädret skapas i slutändan av solenergi och mängden energi som tas emot av Neptunus är bara cirka 1 / 900 av det som jorden tar emot, men intensiteten av väderfenomen på Neptunus är mycket större än på jorden. De starkaste planetvindar som hittills hittats finns på den extrasolära planeten HD 189733 b , som antas ha östliga vindar som rör sig i mer än 9 600 kilometer i timmen (6 000 mph).
Rymdväder
Vädret är inte begränsat till planetkroppar. Liksom alla stjärnor förloras solens corona ständigt i rymden, vilket skapar en väsentligt tunn atmosfär i hela solsystemet . Massrörelsen som matas ut från solen är känd som solvinden . Inkonsekvenser i denna vind och större händelser på stjärnans yta, såsom koronala massutkastningar , bildar ett system som har funktioner som är analoga med konventionella vädersystem (som tryck och vind) och är allmänt känt som rymdväder . Koronala massutstötningar har spårats så långt ut i solsystemet som Saturnus . Systemets aktivitet kan påverka planetariska atmosfärer och ibland ytor. Solvindens växelverkan med den markbundna atmosfären kan producera spektakulära auroror och kan spela kaos med elektriskt känsliga system som elnät och radiosignaler.
Se även
Referenser
externa länkar
