Meteoroloģiskie apstākļi nozīmē atmosfēras stāvokli, ko parasti raksturo gaisa temperatūra, spiediens, mitrums, ātrums un mākoņu esamība vai neesamība. Sīkāk apskatīsim jautājumus, kas saistīti ar laikapstākļiem un klimatu.
Vispārīgi jēdzieni un termini
Runājot par meteoroloģiskajiem apstākļiem, viņi bieži lieto tādus terminus kā laikapstākļi vai klimats. Ar laikapstākļiem saprot pašreizējo atmosfēras stāvokli, tas ir, ir skaidrs vai mākoņains, auksts vai karsts, gaiss ir mitrs vai sauss, pūš stiprs vējš, vai noteiktā vietā ir mierīgs. Runājot par klimatu, ar to tiek domāts atmosfēras parādību raksturojums ilgākā laika periodā, piemēram, vasaras vai rudens klimats.
Vēl viena atšķirība starp jēdzieniem "laika apstākļi" un "klimats" ir teritoriālais faktors. Laikapstākļi dažādās vietās var atšķirties, piemēram, noteiktā pilsētā var līt lietus, un plkst.km attālumā no pilsētas var būt skaidrs laiks. Klimats ir plašāks raksturlielums ne tikai laikā, bet arī telpā. Tātad pastāv tropiskā, kontinentālā vai polārā klimata jēdzieni.
Kāpēc dažādiem Zemes apgabaliem ir atšķirīgs klimats?
Atbilde uz šo jautājumu ir mūsu planētas sfēriskā forma. Šī forma liek saules stariem nokrist dažādos leņķos uz tās virsmas. Jo tuvāk staru krišanas leņķis ir 90o, jo vairāk virsma un gaiss sasilst. Šī situācija ir raksturīga tropu un subtropu zonām. Gluži pretēji, jo tālāk staru krišanas leņķis novirzās no pareizā leņķa, jo mazāk saules enerģijas saņem augsne un gaiss, un klimats ir aukstāks. Spilgts auksta klimata piemērs ir atmosfēras stāvoklis Antarktīdā.
Savukārt planētas polārās un ekvatoriālās zonas temperatūru atšķirība noved pie vēju parādīšanās, kā arī rada priekšnoteikumus lietus mākoņu veidošanās gadījumam. Dažādi meteoroloģiskie apstākļi zemes platuma grādos izraisa ciklonu (zema atmosfēras spiediena zonas) un anticiklonu (zonas ar augstu gaisa spiedienu) parādīšanos un izzušanu.
Gadalaiku pastāvēšanas iemesls
Katrs bērns jau no mazotnes zina, ka ir 4 gadalaiki: ziema, rudens, pavasaris un vasara. Tomēr visi šie gadalaiki, no kuriem katram ir raksturīgi noteikti klimatiskie un meteoroloģiskie apstākļi, notiek tikai mūsu planētas vidējos platuma grādos. Mūsu planētas joslā, kas atrodas no 40. dienvidu paralēles līdz 40. ziemeļu pusložu paralēlei, valda tropisks un subtropisks klimats, kam raksturīgas tikai 2 reizes jeb gadalaiki: mitrs un sauss.
Mēs noskaidrojām iemeslu dažādiem meteoroloģiskajiem apstākļiem dažādos platuma grādos. Bet kāpēc mainās sezona? Atbilde uz šo jautājumu slēpjas Zemes rotācijas ass slīpumā attiecībā pret Zemes orbītas plakni. Mūsu planēta riņķo ap sauli gandrīz ideālā aplī, un, ja nebūtu Zemes ass sasvēršanās par 23,5o, tad katrā platuma grādos klimats gada laikā nemainītos. Planētas slīpā rotācijas ass nodrošina saules enerģijas daudzuma svārstības, kas nāk uz planētas virsmu katrā punktā gada laikā. Šīs enerģijas izmaiņas izraisa gaisa temperatūras svārstības, kas parasti ir ±40°C. Maksimālā un minimālā pieļaujamā temperatūra ir attiecīgi +58°C (El Azizia, Lībija) un -89,2°C (Antarktīdā).
Ņemiet vērā, ka mūsu planētas rotācijas ass slīpums nav bijis nemainīgs visā tās pastāvēšanas laikā. Ir autentiski zināms, ka dinozauru pastāvēšanas laikā uz Zemes tas noteikti bija savādāk. Šo slīpumu var ietekmēt gan ārējie faktori, kas saistīti ar dažādiem kosmiskajiem ķermeņiem, gan iekšējie faktori, kas saistīti ar masas sadalījuma izmaiņām uz mūsu planētas virsmas.
Labvēlīgi un nelabvēlīgi meteoroloģiskie apstākļi
Bieži vien vardzirdēt vārdus: "ir labs laiks" vai "šajā reģionā ir gaidāmi slikti laikapstākļi". Kāda ir šo frāžu nozīme? Lai atbildētu uz jautājumu, šeit ir galvenie parametri, kas nosaka atmosfēras stāvokli (precīzāk jāsaka, ka troposfēra, jo visas laikapstākļu parādības notiek Zemes atmosfēras lejas daļā):
- temperatūra;
- spiediens;
- vēja ātrums;
- gaisa mitrums;
- mākoņu esamība vai neesamība.
Iepriekšminēto piecu parametru rādītāji ļauj runāt gan par labvēlīgiem, gan nelabvēlīgiem meteoroloģiskajiem apstākļiem (NMU). Piemēram, augsta temperatūra un spiediens, pārāk spoža saule un zems gaisa mitrums vai, gluži pretēji, zema temperatūra, lietus, liels vēja ātrums, zems spiediens - tas viss ir NMU. Labvēlīgus laikapstākļus parasti raksturo augstākminēto klimatisko parametru vidējās vērtības.
Visu atmosfēras procesu galvenais avots
Protams, visu atmosfēras (un ne tikai) procesu dzinējspēks ir saules starojums. Tieši viņa liek daudzām ķīmiskajām vielām pabeigt savu ciklu dabā. Saistībā ar klimatu un laikapstākļiem varam teikt sekojošo: uz Zemi krītošie saules stari atmosfēru tieši nesasilda, pirmkārt, paaugstinās litosfēras, pēc tam hidrosfēras temperatūra. Atdziestot, litosfēra un hidrosfēra izstaro infrasarkanos elektromagnētiskos viļņus, ko vienkāršā izteiksmē sauc par "siltumu". Tieši tāšie viļņi uzsilda planētas atmosfēru.
Svarīgs punkts biotopa meteoroloģisko apstākļu veidošanā ir litosfēras un hidrosfēras atšķirīgais sasilšanas un atdzišanas ātrums. Tādējādi litosfēra ātri uzsilst un atdziest, bet hidrosfērai šie procesi norit daudz lēnāk. Šīs atšķirīgās uzvedības iemesls attiecībā uz saules starojumu ir to atšķirīgā siltumietilpība, kā arī starojuma jauda.
Citi enerģijas avoti, kas ietekmē laikapstākļus
Saules enerģija ir galvenais ieguldījums visos procesos, kas notiek troposfērā. Tomēr ir arī citi enerģijas avoti, kas var ietekmēt laikapstākļu stāvokli noteiktā apvidū, kā arī nodrošināt šo apstākļu stabilitāti:
- ģeotermālā enerģija un vulkāniskie procesi;
- elpošanas process un bioloģisko organismu atkritumi, kam ir svarīga loma atmosfēras stabila ķīmiskā sastāva uzturēšanā.
Atmosfēras procesi un to laika un telpiskie mērogi
Kā minēts, jebkuri procesi atmosfērā ir saistīti ar Saules enerģijas daudzuma svārstībām, kas nonāk Zemē. Šo svārstību dēļ gaiss sasilst un atdziest dienu un nakti. Tā ir ikdienas laika apstākļu maiņa. Sniega veidošanās un kušanas procesi jau ir ikgadēji.
Gaisa sildīšana noteiktā apgabalā noved pie tā izplešanās, kas nozīmē spiediena kritumu. Spiediena maiņa izraisa vēju veidošanos, kas mēdzizlīdzināt starpību. Tie ir dažāda rakstura un ārkārtas situācijās var izraisīt viesuļvētru un viesuļvētru veidošanos. Pēdējā gadījumā runā par ļoti sarežģītiem meteoroloģiskajiem apstākļiem. Savukārt viesuļvētras ir noteiktas zonas īslaicīga parādība, tas ir, tām ir raksturīgi telpiski un ilgtermiņa laika parametri.
Meteoroloģiskā prognoze
Mūsdienu pasauli ir grūti iedomāties bez informācijas par laika prognozēm jebkurā planētas reģionā. Tādējādi gaisa kuģu lidojumi, lauksaimniecības un komercdarbības katru gadu arvien vairāk ir atkarīgas no meteoroloģiskajiem datiem. Piemēram, nelabvēlīgu laikapstākļu laikā lidojumu grafiki krasi mainās.
Meteoroloģiskā prognoze ir daudzu datu apstrādes rezultāts, izmantojot jaudīgākos datorus, kas apstrādā ievades informāciju kāda sarežģīta empīriskā modeļa ietvaros, izmantojot zināmos fizikas likumus. Dati par meteoroloģiskajiem apstākļiem konkrētajā reģionā tiek vākti, izmantojot stratēģiski izvietotas meteoroloģiskās stacijas uz zemes, izmantojot satelītus un bezpilota lidaparātus.
Atmosfēras procesu izpēte uz citām planētām
Meteoroloģija ir starpdisciplināra zinātne. Šīs zinātnes praktiskais rezultāts ir meteoroloģiskā prognozēšana. Pati uzdevuma sarežģītība ir saistīta ar simtiem un tūkstošiem faktoru, kas ietekmē prognozes rezultātu, nepieciešamo apsvēršanu. Par labākoizprotot šo faktoru ietekmi uz mūsu Zemes laikapstākļiem, zinātnieki visā pasaulē nodarbojas ar atmosfēras procesu novērošanu un izpēti uz citām Saules sistēmas planētām. Piemēram, Lielais sarkanais plankums uz Jupitera, kas ir spēcīgs anticiklons, kas pastāv jau vairāk nekā 300 gadus.
