Meteorologickými podmínkami se rozumí stav atmosféry, který je obvykle charakterizován teplotou vzduchu, tlakem, vlhkostí, rychlostí a přítomností či nepřítomností mraků. Pojďme se blíže podívat na problémy související s počasím a klimatem.
Obecné pojmy a termíny
Když mluví o meteorologických podmínkách, často používají termíny jako počasí nebo klima. Počasí je chápáno jako aktuální stav atmosféry, to znamená, že je jasno nebo zataženo, zima nebo horko, vzduch je vlhký nebo suchý, fouká silný vítr nebo je v určité oblasti klid. Když mluví o klimatu, mají na mysli charakteristiku atmosférických jevů v delším časovém období, například letní nebo podzimní klima.
Dalším rozdílem mezi pojmy „počasí“a „klima“je územní faktor. Počasí se může místo od místa lišit, například v určitém městě může pršet a ve 20km od města může být jasné počasí. Klima je rozšířenější charakteristika nejen v čase, ale i v prostoru. Existují tedy koncepty tropického, kontinentálního nebo polárního klimatu.
Proč mají různé oblasti Země různá podnebí?
Odpovědí na tuto otázku je kulový tvar naší planety. Tento tvar způsobuje, že sluneční paprsky dopadají pod různými úhly na jeho povrch. Čím blíže je úhel dopadu paprsků k 90o, tím více se povrch a vzduch ohřívají. Tato situace je typická pro tropické a subtropické zóny. Naopak, čím více se úhel dopadu paprsků odchyluje od pravého úhlu, tím méně sluneční energie půda a vzduch dostává a klima je chladnější. Pozoruhodným příkladem chladného klimatu je stav atmosféry v Antarktidě.
Rozdíl teplot v polárních a rovníkových zónách planety zase vede ke vzniku větrů a také vytváří předpoklady pro tvorbu dešťových mraků. Různé meteorologické podmínky v zeměpisných šířkách země vedou ke vzniku a mizení cyklón (oblasti nízkého atmosférického tlaku) a anticyklón (zóny s vysokým tlakem vzduchu).
Důvod existence ročních období
Každé dítě odmala ví, že existují 4 roční období: zima, podzim, jaro a léto. Všechna tato roční období, z nichž každé se vyznačuje určitými klimatickými a meteorologickými podmínkami, se však vyskytují pouze ve středních zeměpisných šířkách naší planety. Pás naší planety, který se nachází od 40. rovnoběžky jižní po 40. rovnoběžku severních polokoulí, má tropické a subtropické klima, které se vyznačuje pouze 2 ročními obdobími: vlhkem a suchem.
Přišli jsme na důvod rozdílných meteorologických podmínek v různých zeměpisných šířkách. Ale proč se mění sezóna? Odpověď na tuto otázku spočívá v naklonění zemské osy rotace vůči rovině zemské oběžné dráhy. Naše planeta obíhá kolem Slunce v téměř dokonalém kruhu, a pokud by nedošlo k naklonění zemské osy o 23,5o, pak by se klima v žádné zeměpisné šířce během roku neměnilo. Nakloněná osa rotace planety zajišťuje kolísání množství sluneční energie přicházející na povrch planety v každém bodě během roku. Tyto změny energie mají za následek kolísání teploty vzduchu, které je typicky ±40 °C. Maximální a minimální povolené teploty jsou +58 °C (El Azizia, Libye) a -89,2 °C (Antarktida).
Všimněte si, že sklon osy rotace naší planety nebyl po celou dobu její existence konstantní. Je autenticky známo, že během existence dinosaurů na Zemi tomu bylo rozhodně jinak. Tento sklon může být ovlivněn jak vnějšími faktory souvisejícími s různými vesmírnými tělesy, tak vnitřními faktory v důsledku změn v rozložení hmoty na povrchu naší planety.
Příznivé a nepříznivé meteorologické podmínky
Často můžeteslyšet slova: „je dobré počasí“nebo „v této oblasti se očekává špatné počasí“. Jaký je význam těchto frází? Abychom odpověděli na otázku, zde jsou hlavní parametry, které určují stav atmosféry (abychom byli přesní, musíme říci troposféru, protože všechny povětrnostní jevy se vyskytují ve spodní části zemské atmosféry):
- teplota;
- tlak;
- rychlost větru;
- vlhkost vzduchu;
- přítomnost nebo nepřítomnost mraků.
Ukazatele výše uvedených pěti parametrů nám umožňují hovořit o příznivých i nepříznivých meteorologických podmínkách (NMU). Například vysoká teplota a tlak, příliš ostré slunce a nízká vlhkost vzduchu nebo naopak nízké teploty, déšť, vysoká rychlost větru, nízký tlak – to vše jsou NMU. Příznivé povětrnostní podmínky jsou obvykle charakterizovány průměrnými hodnotami pro výše uvedené klimatické parametry.
Hlavní zdroj všech atmosférických procesů
Motorem všech atmosférických (nejen) procesů je samozřejmě sluneční záření. Je to ona, kdo způsobuje, že mnoho chemikálií dokončí svůj cyklus v přírodě. V souvislosti s klimatem a počasím můžeme říci následující: paprsky slunce dopadající na Zemi neohřívají přímo atmosféru, především se zvyšuje teplota litosféry, poté hydrosféry. Litosféra a hydrosféra ochlazující se vyzařují infračervené elektromagnetické vlny, kterým se zjednodušeně říká „teplo“. Přesně taktyto vlny ohřívají atmosféru planety.
Důležitým bodem při utváření meteorologických podmínek stanoviště je rozdílná rychlost ohřevu a ochlazování litosféry a hydrosféry. Litosféra se tedy rychle zahřívá a ochlazuje, ale pro hydrosféru jsou tyto procesy mnohem pomalejší. Důvodem tohoto odlišného chování ve vztahu ke slunečnímu záření je jejich rozdílná tepelná kapacita a také sálavý výkon.
Další zdroje energie ovlivňující počasí
Solární energie má hlavní podíl na všech procesech probíhajících v troposféře. Existují však i jiné zdroje energie, které mohou ovlivnit stav povětrnostních podmínek v konkrétní oblasti a také zajistit stabilitu těchto podmínek:
- geotermální energie a vulkanické procesy;
- respirační proces a odpadní produkty biologických organismů, které hrají důležitou roli při udržování stabilního chemického složení atmosféry.
Atmosférické procesy a jejich časová a prostorová měřítka
Jak bylo uvedeno, jakékoli procesy v atmosféře jsou spojeny s kolísáním množství sluneční energie, která vstupuje na Zemi. Díky těmto výkyvům se vzduch ve dne i v noci ohřívá a ochlazuje. Jedná se o každodenní změnu počasí. Procesy tvorby a tání sněhu jsou již každoroční.
Ohřev vzduchu v určité oblasti vede k jeho expanzi, což znamená pokles tlaku. Změna tlaku vede ke vzniku větrů, které mají tendencivyrovnat rozdíl. Jsou různého charakteru a v mimořádných situacích mohou vést ke vzniku hurikánů a tornád. V druhém případě se hovoří o velmi obtížných meteorologických podmínkách. Hurikány jsou zase krátkodobým fenoménem určité oblasti, to znamená, že se vyznačují prostorovými a dlouhodobými časovými parametry.
Meteorologická předpověď
Je těžké si představit moderní svět bez informací o předpovědi počasí v jakékoli oblasti planety. Lety letadel, zemědělské a obchodní aktivity jsou tak každým rokem stále více závislé na meteorologických datech. Letové řády se například drasticky mění za nepříznivých povětrnostních podmínek.
Meteorologická předpověď je výsledkem zpracování velkého množství dat pomocí nejvýkonnějších počítačů, které zpracovávají vstupní informace v rámci nějakého komplexního empirického modelu využívajícího známé fyzikální zákony. Údaje o meteorologických podmínkách v konkrétní oblasti se shromažďují pomocí strategicky umístěných meteorologických stanic na zemi, pomocí satelitů a bezpilotních vzdušných prostředků.
Studium atmosférických procesů na jiných planetách
Meteorologie je interdisciplinární věda. Praktickým výsledkem této vědy je meteorologická předpověď. Složitost samotného úkolu je spojena s nutným zohledněním stovek a tisíců faktorů, které ovlivňují výsledek předpovědi. Pro ty nejlepšívědci z celého světa, kteří vědci z celého světa pochopili vliv těchto faktorů na počasí na naší Zemi, se zabývají pozorováním a studiem atmosférických procesů na jiných planetách sluneční soustavy. Například Velká rudá skvrna na Jupiteru, což je silná anticyklóna, která existuje již více než 300 let.
