geovetenskap

Lektionsmål

• diskutera skillnaden mellan väder och klimat.
• beskriv förhållandet mellan lufttemperatur och luftfuktighet, inklusive begreppet Daggpunkt.
• lista grunderna för de olika molntyperna och vad de indikerar om nuvarande och framtida väder.
• förklara hur de olika typerna av nederbörd bildas.

ordförråd

• moln
• Daggpunkt
• relativ fuktighet

introduktion

om någon över hela landet frågar dig hur vädret är idag måste du överväga flera faktorer. Lufttemperatur, luftfuktighet, vindhastighet, mängden och typerna av moln och nederbörd är alla en del av en grundlig väderrapport. I det här kapitlet kommer du att lära dig mer om många av dessa funktioner.

Vad är Väder och klimat?

väder är vad som händer i atmosfären på en viss plats vid en viss tidpunkt. Vädret kan förändras snabbt. En plats väder beror på:

• lufttemperatur
• lufttryck
• dimma
• fuktighet
• Molntäcke
• nederbörd
• vindhastighet och riktning

alla dessa är direkt relaterade till mängden energi som finns i systemet och där den energin är. Den ultimata källan till denna energi är solen.

klimatet är genomsnittet av en regions väder över tiden. Klimatet för en viss plats är stabilt och förändras bara mycket långsamt. Klimatet bestäms av många faktorer, inklusive solens vinkel, sannolikheten för Molntäcke och lufttrycket. Alla dessa faktorer är relaterade till den mängd energi som finns på den platsen över tiden.

Fuktighet

fuktighet är mängden vattenånga i luften på en viss plats. Vi brukar använda termen för att betyda relativ fuktighet, andelen vattenånga som en viss volym luft håller i förhållande till den maximala mängd den kan innehålla. Om luftfuktigheten idag är 80% betyder det att luften innehåller 80% av den totala mängden vatten som den kan hålla vid den temperaturen. Vad händer om luftfuktigheten ökar till mer än 100%? Överskottet vatten kondenserar och bildar nederbörd.

eftersom varm luft kan hålla mer vattenånga än kall luft, kan höjning eller sänkning av temperaturen ändra luftens relativa luftfuktighet (figur nedan). Temperaturen vid vilken luft blir mättad med vatten kallas luftens daggpunkt. Denna term är meningsfull, eftersom vatten kondenserar från luften som dagg, om luften svalnar över natten och når 100% fuktighet.

moln

moln har stor inverkan på vädret:

• genom att förhindra att solstrålning når marken.
• genom att absorbera värme som återutsänds från marken.
• som källa till Nederbörd.

när det inte finns några moln finns det mindre isolering. Som ett resultat kan molnfria dagar vara extremt heta och molnfria nätter kan vara mycket kalla. Av denna anledning tenderar molniga dagar att ha ett lägre temperaturområde än klara dagar.

moln bildas när luften når sin Daggpunkt. Detta kan ske på två sätt: (1) lufttemperaturen förblir densamma men luftfuktigheten ökar. Detta är vanligt på platser som är varma och fuktiga. (2) luftfuktigheten kan förbli densamma, men temperaturen minskar. När luften svalnar tillräckligt för att nå 100% fuktighet bildas vattendroppar. Luften svalnar när den kommer i kontakt med en kall yta eller när den stiger.

stigande luft skapar moln när den har värmts på eller nära marknivå och sedan skjuts upp över ett berg eller bergskedja eller kastas över en massa kall, tät luft.

vattenånga är inte synlig om den inte kondenserar för att bli ett moln. Vattenånga kondenserar runt en kärna, såsom damm, rök eller en saltkristall. Detta bildar en liten flytande droppe. Miljarder av dessa vattendroppar skapar tillsammans ett moln.

moln klassificeras på flera sätt. Den vanligaste klassificeringen som används idag delar moln i fyra separata molngrupper, som bestäms av deras höjd (figur nedan).

höga moln

höga moln (figur nedan) bildas från iskristaller där luften är extremt kall och kan hålla lite vattenånga. Cirrus, cirrostratus och cirrocumulus är alla namn på höga moln.

Cirrocumulus moln är små, vita puffar som krusar över himlen, ofta i rader. Cirrusmoln kan indikera att en storm kommer.

Mellersta moln

Mellersta moln, inklusive altocumulus och altostratus moln, kan vara gjorda av vattendroppar, iskristaller eller båda, beroende på lufttemperaturerna (figur nedan).

tjocka och breda altostratus moln är grå eller blågrå. De täcker ofta hela himlen och brukar innebära en stor storm, med mycket nederbörd, kommer.

låga moln

låga moln (figur nedan) är nästan alla vattendroppar. Stratus, stratocumulus och nimbostratus moln är vanliga låga moln.

nimbostratus moln är tjocka och mörka. De ger stadigt regn eller snö.

vertikala moln

moln med prefixet ‘cumulo-‘ (figur nedan) växer vertikalt istället för horisontellt och har sina baser på låg höjd och sina toppar på hög eller mellanhöjd. Moln växer vertikalt när starka luftströmmar stiger uppåt.

en online guide till molnutveckling och olika molntyper från University of Illinois finns här: http://ww2010.atmos.uiuc.edu/%28Gh%29/guides/mtr/cld/home.rxml.

dimma

dimma (figur nedan) är ett moln som ligger vid eller nära marken . När fuktig luft nära marken svalnar under daggpunkten bildas dimma. De olika typerna av dimma som var och en bildar på ett annat sätt.

• Strålningsdimma bildas på natten när himlen är klar och den relativa luftfuktigheten är hög. När marken svalnar svalnar det nedre luftskiktet under dess Daggpunkt. Tule fog är en extrem form av strålningsdimma som finns i vissa regioner.
• San Francisco, Kalifornien, är känd för sin sommartid advection dimma. Varm, fuktig Stilla havet luft blåser över den kalla Kalifornien strömmen och kyler under dess Daggpunkt. Havsbris tar dimman på land.
• Ångdimma visas på hösten när kall luft rör sig över en varm sjö. Vatten avdunstar från sjöytan och kondenserar när det svalnar och verkar som ånga.
• varm fuktig luft färdas uppför en sluttning och svalnar under daggpunkten för att skapa upslope dimma

KQED: Science on the SPOT: vetenskapen om dimma

dimma nivåer minskar längs Kaliforniens kust som klimatet värmer. Förändringen i dimma kan ha stora ekologiska förändringar för staten. Läs mer på: http://science.kqed.org/quest/video/science-on-the-spot-science-of-fog/.

nederbörd

nederbörd (figur nedan) är en extremt viktig del av vädret. Vissa nederbörd bildas på plats .

den vanligaste nederbörden kommer från moln. Regn-eller snödroppar växer när de rider luftströmmar i ett moln och samlar andra droppar (figur nedan). De faller när de blir tunga nog att fly från de stigande luftströmmarna som håller dem uppe i molnet. En miljon molndroppar kommer att kombineras för att bara göra ett regnfall ! Om temperaturen är kall kommer droppen att träffa marken som en snöflinga.

andra mindre vanliga typer av nederbörd är slask (figur nedan).

en onlineguide från University of Illinois till olika typer av nederbörd ses här: http://ww2010.atmos.uiuc.edu/%28Gh%29/guides/mtr/cld/prcp/home.rxml.

Lektionssammanfattning

• olika lufttemperaturer skapar konvektionsceller.
• luft som stiger i en konvektionscell kan svalna tillräckligt för att nå sin daggpunkt och bilda moln eller Nederbörd om fuktigheten är tillräckligt hög.
• moln eller dimma kan bildas om varmare luft möter en kallare markyta. Lufttemperatur och luftfuktighet bestämmer också vilka typer av moln och nederbörd.
• olika faktorer spelar en roll för att skapa behagligt eller obekvämt väder, till exempel när det kan vara varmt och torrt eller varmt och fuktigt.

Granska Frågor

1. Vilka faktorer måste ingå i en grundlig väderrapport?

2. Om Phoenix, Arizona, upplever en sval, våt dag i Juni (när vädret vanligtvis är varmt och torrt), betyder det att regionens klimat förändras?

3. Vad händer när ett parti luft når sin Daggpunkt? Vad är temperaturen?

4. Vilken effekt har moln på vädret?

5. Du står på en plats som är klar på morgonen, men på eftermiddagen finns det åskväder. Det finns ingen vind under dagen, så åskväderna bygger direkt ovanför dig. Beskriv hur detta händer.

6. Vilka är de fyra olika molngrupperna och hur klassificeras de?

7. Hur bildar slask? Hur bildar glasyr?

8. Vilka omständigheter måste vara närvarande för att enorma hagelbollar ska växa och sedan falla till marken?

poäng att tänka på

• när du tänker på vädret, vilka faktorer anser du vara viktiga?
• Hur skapar lufttemperatur, luftfuktighet och tryckskillnader olika väder?
• Tänk på de typer av väder som beskrivs i den här lektionen. Föreställ dig typer av väder som du inte har upplevt, titta på foton och fråga vänner och släktingar som har bott på andra ställen hur deras väder är.