Földtudomány

lecke célok

• beszélje meg az időjárás és az éghajlat közötti különbséget.
• írja le a levegő hőmérséklete és páratartalma közötti kapcsolatot, beleértve a harmatpont fogalmát.
• sorolja fel a különböző felhőtípusok alapjait és azt, hogy mit jeleznek az aktuális és jövőbeli időjárásról.
• magyarázza el, hogyan alakulnak ki a csapadék különböző típusai.

szókincs

• felhő
• harmatpont
• relatív páratartalom

Bevezetés

ha valaki szerte az országban megkérdezi, hogy milyen az időjárás, mint ma, meg kell vizsgálni több tényező. A levegő hőmérséklete, a páratartalom, a szélsebesség, a felhők mennyisége és típusai, valamint a csapadék mind egy alapos Időjárás-jelentés részét képezik. Ebben a fejezetben részletesebben megismerheti ezeket a funkciókat.

mi az időjárás és az éghajlat?

az időjárás az, ami egy adott helyen, egy adott időben történik a légkörben. Az időjárás gyorsan változhat. A hely időjárása függ:

• levegő hőmérséklete
• Légnyomás
• köd
• Páratartalom
• felhőtakaró
• Csapadék
• szélsebesség és irány

mindezek közvetlenül kapcsolódnak a rendszerben lévő energiamennyiséghez és az energia helyéhez. Ennek az energiának a végső forrása a nap.

az éghajlat egy régió időjárásának átlaga az idő múlásával. Egy adott hely éghajlata állandó, és csak nagyon lassan változik. Az éghajlatot számos tényező határozza meg, beleértve a nap szögét, a felhőtakaró valószínűségét és a légnyomást. Mindezek a tényezők kapcsolódnak az adott helyen az idő múlásával található energiamennyiséghez.

Páratartalom

a páratartalom a levegőben lévő vízgőz mennyisége egy adott helyen. A kifejezést általában a relatív páratartalom jelentésére használjuk, a vízgőz százalékos aránya, amelyet egy bizonyos mennyiségű levegő tart a maximális mennyiséghez viszonyítva. Ha a páratartalom ma 80%, ez azt jelenti, hogy a levegő a teljes vízmennyiség 80% – át tartalmazza, amelyet ezen a hőmérsékleten képes megtartani. Mi történik, ha a páratartalom több mint 100% – ra emelkedik? A felesleges víz lecsapódik és csapadékot képez.

mivel a meleg levegő több vízgőzt képes tárolni, mint a hideg levegő, a hőmérséklet emelése vagy csökkentése megváltoztathatja a levegő relatív páratartalmát (az alábbi ábra). Azt a hőmérsékletet, amelyen a levegő vízzel telítődik, a levegő harmatpontjának nevezzük. Ennek a kifejezésnek van értelme, mert a víz harmatként kondenzálódik a levegőből, ha a levegő egy éjszakán át lehűl és eléri a 100% – os páratartalmat.

felhők

a felhők nagy hatással vannak az időjárásra:

• megakadályozva, hogy a napsugárzás elérje a talajt.
• a talajból újra kibocsátott hő elnyelésével.
• mint a csapadék forrása.

ha nincsenek felhők, kevesebb a szigetelés. Ennek eredményeként a felhőtlen napok rendkívül forróak lehetnek, a felhőtlen éjszakák pedig nagyon hidegek lehetnek. Emiatt a felhős napokon általában alacsonyabb a hőmérséklet-tartomány, mint a tiszta napokon.

felhők képződnek, amikor a levegő eléri a harmatpontját. Ez kétféle módon történhet: (1) A levegő hőmérséklete változatlan marad, de a páratartalom növekszik. Ez gyakori a meleg és nedves helyeken. (2) A Páratartalom változatlan maradhat, de a hőmérséklet csökken. Amikor a levegő eléggé lehűl, hogy elérje a 100% – os páratartalmat, vízcseppek képződnek. A levegő lehűl, amikor hideg felülettel érintkezik, vagy amikor felemelkedik.

az emelkedő levegő felhőket hoz létre, amikor a talajszintnél vagy annak közelében felmelegszik, majd egy hegy vagy hegység fölé tolódik, vagy hideg, sűrű levegő tömegére tolódik.

a vízgőz csak akkor látható, ha felhővé kondenzálódik. A vízgőz kondenzálódik egy mag körül, például por, füst vagy sókristály. Ez apró folyadékcseppet képez. Ezek a vízcseppek milliárdjai együttesen felhőt alkotnak.

a felhőket többféle módon osztályozzák. A ma használt leggyakoribb osztályozás a felhőket négy különálló felhőcsoportra osztja, amelyeket magasságuk határoz meg (az alábbi ábra).

magas felhők

magas felhők (az alábbi ábra) jégkristályokból alakulnak ki, ahol a levegő rendkívül hideg és kevés vízgőzt képes tartani. A Cirrus, a cirrostratus és a cirrocumulus a magas felhők nevei.

a Cirrocumulus felhők kicsi, fehér puffok, amelyek az égen hullámoznak, gyakran sorokban. A Cirrus felhők azt jelezhetik, hogy vihar jön.

középső felhők

a középső felhők, beleértve az altocumulus és az altostratus felhőket, a levegő hőmérsékletétől függően vízcseppekből, jégkristályokból vagy mindkettőből készülhetnek (az alábbi ábra).

vastag és széles altostratus felhők szürke vagy kék-szürke. Gyakran az egész égboltot lefedik, és általában egy nagy vihar, amely sok csapadékot hordoz, jön.

alacsony felhők

az alacsony felhők (az alábbi ábra) szinte az összes vízcseppet jelentik. A Stratus, stratocumulus és nimbostratus felhők gyakori alacsony felhők.

a Nimbostratus felhők vastagok és sötétek. Állandó esőt vagy havat hoznak.

függőleges felhők

a ‘cumulo -‘ előtagú felhők (az alábbi ábra) vízszintesen helyett függőlegesen nőnek, alapjuk alacsony, csúcsuk pedig magas vagy közepes magasságban van. A felhők függőlegesen nőnek, amikor az erős légáramok felfelé emelkednek.

online útmutató a felhőfejlesztéshez és a különböző felhőtípusokhoz az Illinois Egyetemen itt található: http://ww2010.atmos.uiuc.edu/%28Gh%29/guides/mtr/cld/home.rxml.

köd

a köd (az alábbi ábra) a földön vagy annak közelében található felhő . Amikor a talaj közelében lévő nedves levegő lehűl a harmatpontja alatt, köd képződik. A köd különböző típusai, amelyek mindegyike más-más módon alakul ki.

• sugárzási köd képződik éjszaka, amikor az ég tiszta és a relatív páratartalom magas. Ahogy a talaj lehűl, a levegő alsó rétege a harmatpontja alá hűl. A Tule köd az egyes régiókban található sugárzási köd szélsőséges formája.
• San Francisco, Kalifornia, híres nyári advection köd. Meleg, nedves csendes-óceáni levegő fúj a hideg Kaliforniai Áramlat felett, és a harmatpontja alá hűl. Tengeri szellő hozza a ködöt a partra.
• gőzköd jelenik meg ősszel, amikor hűvös levegő mozog egy meleg tó felett. A víz elpárolog a tó felszínéről, lehűlés közben kondenzálódik, gőzként jelenik meg.
• a meleg, párás levegő felfelé halad a domboldalon, és a harmatpontja alá hűl, hogy felfelé ívelő köd keletkezzen

KQED: tudomány a helyszínen: a köd tudománya

a köd szintje csökken a kaliforniai part mentén az éghajlat melegedésével. A köd változása nagy ökológiai változásokkal járhat az állam számára. További információ: http://science.kqed.org/quest/video/science-on-the-spot-science-of-fog/.

Csapadék

Csapadék (az alábbi ábra) az időjárás rendkívül fontos része. Néhány csapadék képződik a helyén .

a leggyakoribb Csapadék felhőkből származik. Eső vagy hó cseppek nőnek, ahogy lovagolni légáramlatok egy felhő, és összegyűjti más cseppek (az alábbi ábra). Akkor esnek le, amikor elég nehézkessé válnak ahhoz, hogy elmeneküljenek az emelkedő légáramlatok elől, amelyek a felhőben tartják őket. Egymillió felhőcseppek össze, hogy csak egy esőcsepp ! Ha a hőmérséklet hideg, a csepp hópehelyként a földre kerül.

a csapadék egyéb kevésbé gyakori típusai az ónos eső (az alábbi ábra).

az Illinoisi Egyetem online útmutatója a csapadék különböző típusairól itt látható: http://ww2010.atmos.uiuc.edu/%28Gh%29/guides/mtr/cld/prcp/home.rxml.

lecke összefoglaló

• különböző léghőmérséklet konvekciós cellákat hoz létre.
• a konvekciós cellában emelkedő levegő elég hűlhet ahhoz, hogy elérje a harmatpontját, és felhőket vagy csapadékot képezzen, ha a páratartalom elég magas.
• felhők vagy köd képződhet, ha a melegebb levegő hidegebb talajfelülettel találkozik. A levegő hőmérséklete és páratartalma azt is meghatározza, hogy milyen felhők és Csapadék alakul ki.
• különböző tényezők játszanak szerepet a kellemes vagy kellemetlen időjárás kialakításában, például amikor meleg és száraz vagy meleg és párás lehet.

Felülvizsgálati Kérdések

1. Milyen tényezőket kell figyelembe venni egy alapos időjárás-jelentésben?

2. Ha Phoenix, Arizona, hűvös, nedves napot tapasztal júniusban (amikor az időjárás általában forró és száraz), ez azt jelenti, hogy a régió éghajlata változik?

3. Mi történik, ha egy adag levegő eléri a harmatpontját? Mi a hőmérséklet?

4. Milyen hatással vannak a felhők az időjárásra?

5. Olyan helyen állsz, amely reggel tiszta, de délután zivatarok vannak. Napközben nincs szél, ezért a zivatarok közvetlenül feletted épülnek. Írja le, hogyan történik ez.

6. Mi a négy különböző felhőcsoport, és hogyan osztályozzák őket?

7. Hogyan alakul ki az ónos eső? Hogyan alakul ki a máz?

8. Milyen körülményeknek kell lenniük ahhoz, hogy hatalmas jéggolyók növekedjenek, majd a földre essenek?

megfontolandó pontok

• az időjárásra gondolva milyen tényezőket tart fontosnak?
• hogyan alakul ki a levegő hőmérséklete, páratartalma és nyomáskülönbsége különböző időjárást?
• gondoljon az ebben a leckében leírt időjárási típusokra. Képzeljen el olyan időjárási típusokat, amelyeket még nem tapasztalt, nézze meg a fényképeket, és kérdezze meg barátait és rokonait, akik más helyeken éltek, milyen az időjárás.