Nauka o Ziemi

cele lekcji

• omówienie różnicy między pogodą a klimatem.
• opisz związek między temperaturą powietrza a wilgotnością, w tym pojęcie punktu rosy.
• Wymień podstawy różnych typów chmur i to, co wskazują na obecną i przyszłą pogodę.
• wyjaśnij, jak powstają różne rodzaje opadów.

słownictwo

• Chmura
• punkt rosy
• wilgotność względna

wprowadzenie

jeśli ktoś z całego kraju zapyta Cię, jaka jest dzisiaj pogoda, musisz wziąć pod uwagę kilka czynników. Temperatura powietrza, wilgotność, prędkość wiatru, ilość i rodzaje chmur oraz opady są częścią dokładnego raportu pogodowego. W tym rozdziale dowiesz się więcej o wielu z tych funkcji.

Jaka jest Pogoda i klimat?

pogoda jest tym, co dzieje się w atmosferze w określonym miejscu o określonej porze. Pogoda może się szybko zmienić. Pogoda w danym miejscu zależy od:

• Temperatura powietrza
• ciśnienie powietrza
• mgła
• Wilgotność
• zachmurzenie
• opady
• prędkość i kierunek wiatru

wszystko to jest bezpośrednio związane z ilością energii, która jest w systemie i gdzie ta energia jest. Ostatecznym źródłem tej energii jest słońce.

klimat jest średnią pogody regionu w czasie. Klimat dla danego miejsca jest stabilny i zmienia się bardzo powoli. Klimat zależy od wielu czynników, w tym kąta nachylenia słońca, prawdopodobieństwa zachmurzenia i ciśnienia powietrza. Wszystkie te czynniki są związane z ilością energii, która znajduje się w tym miejscu w czasie.

Wilgotność

Wilgotność to ilość pary wodnej w powietrzu w określonym miejscu. Zwykle używamy terminu na określenie wilgotności względnej, procent pary wodnej pewnej objętości powietrza jest w stosunku do maksymalnej ilości może zawierać. Jeśli dzisiejsza wilgotność wynosi 80%, oznacza to, że powietrze zawiera 80% całkowitej ilości wody, jaką może utrzymać w tej temperaturze. Co się stanie, jeśli Wilgotność wzrośnie do ponad 100%? Nadmiar wody skrapla się i tworzy opady.

ponieważ ciepłe powietrze może pomieścić więcej pary wodnej niż chłodne powietrze, podniesienie lub obniżenie temperatury może zmienić wilgotność względną powietrza (rysunek poniżej). Temperatura, w której powietrze staje się nasycone wodą, nazywana jest punktem rosy powietrza. Termin ten ma sens, ponieważ woda skrapla się z powietrza jako rosa, jeśli powietrze ochładza się przez noc i osiąga 100% wilgotności.

chmury

chmury mają duży wpływ na pogodę:

• zapobiegając przedostawaniu się promieniowania słonecznego do ziemi.
• pochłaniając ciepło, które jest ponownie emitowane z ziemi.
• jako źródło opadów.

gdy nie ma chmur, jest mniej izolacji. W rezultacie bezchmurne dni mogą być bardzo gorące, a bezchmurne noce mogą być bardzo zimne. Z tego powodu dni pochmurne mają zwykle niższy zakres temperatur niż dni bezchmurne.

chmury tworzą się, gdy powietrze osiąga punkt rosy. Może się to zdarzyć na dwa sposoby: (1) Temperatura powietrza pozostaje taka sama, ale wilgotność wzrasta. Jest to powszechne w miejscach, które są ciepłe i wilgotne. (2) wilgotność może pozostać taka sama, ale temperatura spada. Gdy powietrze ostygnie na tyle, aby osiągnąć 100% wilgotności, tworzą się krople wody. Powietrze chłodzi się, gdy wchodzi w kontakt z zimną powierzchnią lub gdy się podnosi.

wznoszące się powietrze tworzy chmury, gdy zostało ogrzane na poziomie gruntu lub w jego pobliżu, a następnie jest wypychane ponad górę lub pasmo górskie lub jest pchane przez masę zimnego, gęstego powietrza.

para wodna nie jest widoczna, chyba że skrapla się, aby stać się chmurą. Para wodna skrapla się wokół jądra, takich jak pył, dym lub kryształ soli. Tworzy to maleńką kroplę cieczy. Miliardy tych kropel wody tworzą razem chmurę.

chmury są klasyfikowane na kilka sposobów. Najczęściej stosowana dziś klasyfikacja dzieli chmury na cztery oddzielne grupy chmur, które są określone przez ich Wysokość (rysunek poniżej).

wysokie chmury

wysokie chmury (rysunek poniżej) tworzą się z kryształów lodu, w których powietrze jest wyjątkowo zimne i może pomieścić niewielką ilość pary wodnej. Cirrus, cirrostratus i cirrocumulus to nazwy wysokich chmur.

chmury Cirrocumulus to małe, białe chmury, które falują po niebie, często w rzędach. Chmury Cirrus mogą wskazywać, że nadchodzi burza.

średnie chmury

średnie chmury, w tym chmury altocumulus i altostratus, mogą być zbudowane z kropel wody, kryształków lodu lub obu, w zależności od temperatury powietrza (rysunek poniżej).

grube i szerokie chmury altostratus są szare lub niebiesko-szare. Często pokrywają całe niebo i zwykle oznaczają nadejście dużej burzy, niosącej duże opady.

niskie chmury

niskie chmury (rysunek poniżej) to prawie wszystkie krople wody. Chmury Stratus, stratocumulus i Nimbostratus to powszechne niskie chmury.

chmury Nimbostratus są grube i ciemne. Przynoszą stały deszcz lub śnieg.

chmury pionowe

chmury z przedrostkiem “cumulo -” (rysunek poniżej) rosną pionowo zamiast poziomo i mają swoje podstawy na małej wysokości, a ich wierzchołki na wysokiej lub średniej wysokości. Chmury rosną pionowo, gdy silne prądy powietrzne wznoszą się w górę.

internetowy przewodnik po rozwoju chmury i różnych typach chmur z Uniwersytetu Illinois znajduje się tutaj: http://ww2010.atmos.uiuc.edu/%28Gh%29/guides/mtr/cld/home.rxml.

mgła

mgła (rysunek poniżej) to chmura znajdująca się na ziemi lub w jej pobliżu . Gdy wilgotne powietrze w pobliżu Ziemi stygnie poniżej punktu rosy, powstaje mgła. Kilka rodzajów mgły, które tworzą się w inny sposób.

• mgła radiacyjna tworzy się w nocy, gdy niebo jest czyste, a wilgotność względna jest wysoka. Gdy ziemia ochładza się, dolna warstwa powietrza ochładza się poniżej punktu rosy. Mgła Tule jest ekstremalną formą mgły radiacyjnej występującą w niektórych regionach.
• San Francisco, Kalifornia, słynie z letniej mgły adwekcyjnej. Ciepłe, wilgotne powietrze Oceanu Spokojnego wieje nad zimnym prądem Kalifornijskim i ochładza się poniżej punktu rosy. Morska bryza przynosi mgłę na lądzie.
• mgła parowa pojawia się jesienią, gdy chłodne powietrze przemieszcza się nad ciepłym jeziorem. Woda paruje z powierzchni jeziora i skrapla się w miarę stygnięcia, pojawiając się jak para wodna.
• ciepłe wilgotne powietrze przemieszcza się po zboczu wzgórza i ochładza poniżej punktu rosy, tworząc mgłę upslope

KQED: Nauka na miejscu: Nauka o mgle

poziomy mgły spadają wzdłuż wybrzeża Kalifornii, gdy klimat się ociepla. Zmiana mgły może mieć duże zmiany ekologiczne dla Państwa. Dowiedz się więcej na: http://science.kqed.org/quest/video/science-on-the-spot-science-of-fog/.

opady

opady (rysunek poniżej) są niezwykle ważną częścią pogody. Niektóre formy opadów w miejscu .

najczęstsze opady pochodzą z chmur. Krople deszczu lub śniegu rosną, gdy poruszają się prądami powietrznymi w chmurze i zbierają inne krople (rysunek poniżej). Spadają, gdy stają się wystarczająco ciężkie, aby uciec przed wznoszącymi się prądami powietrza, które utrzymują je w chmurze. Milion kropel chmur połączy się, aby stworzyć tylko jedną kroplę deszczu ! Jeśli temperatura jest zimna, kropla uderzy w ziemię jako Płatek śniegu.

inne mniej popularne typy opadów To opady ze śniegiem (rysunek poniżej).

internetowy przewodnik z Uniwersytetu Illinois po różnych typach opadów można zobaczyć tutaj: http://ww2010.atmos.uiuc.edu/%28Gh%29/guides/mtr/cld/prcp/home.rxml.

podsumowanie lekcji

• różne temperatury powietrza tworzą komórki konwekcyjne.
• powietrze wznoszące się w komorze konwekcyjnej może ochłodzić się na tyle, aby osiągnąć punkt rosy i utworzyć chmury lub opady, jeśli wilgotność jest wystarczająco wysoka.
• chmury lub mgła mogą tworzyć się, jeśli cieplejsze powietrze spotka się z zimniejszą powierzchnią ziemi. Temperatura i wilgotność powietrza określają również, jakie formy chmur i opadów.
• różne czynniki odgrywają rolę w tworzeniu przyjemnej lub niewygodnej pogody, na przykład kiedy może być ciepło i sucho lub gorąco i wilgotno.

Pytania Do Recenzji

1. Jakie czynniki należy uwzględnić w szczegółowym raporcie pogodowym?

2. Jeśli Phoenix w Arizonie doświadcza chłodnego, mokrego dnia w czerwcu (kiedy pogoda jest zwykle gorąca i sucha), czy oznacza to, że klimat regionu się zmienia?

3. Co się dzieje, gdy partia powietrza osiągnie punkt rosy? Jaka jest temperatura?

4. Jaki wpływ mają chmury na pogodę?

5. Stoisz w miejscu, które rano jest jasne, ale po południu są burze. Nie ma wiatru w ciągu dnia, więc burze budują się bezpośrednio nad tobą. Opisz, jak to się dzieje.

6. Jakie są cztery różne grupy chmur i jak są klasyfikowane?

7. Jak powstaje sleet? Jak powstaje glazura?

8. Jakie muszą być okoliczności, aby ogromne kule gradu urosły, a następnie spadły na ziemię?

punkty do rozważenia

• kiedy myślisz o pogodzie, jakie czynniki uważasz za ważne?
• Jak Temperatura powietrza, wilgotność i różnice ciśnień tworzą inną pogodę?
• pomyśl o typach pogody opisanych w tej lekcji. Wyobraź sobie rodzaje pogody, których nie doświadczyłeś, spójrz na zdjęcia i zapytaj przyjaciół i krewnych, którzy mieszkali w innych miejscach, jaka jest ich pogoda.