układy wysokociśnieniowe występują tam, gdzie ciśnienie atmosferyczne na powierzchni Ziemi jest większe od otaczającego ją środowiska. Ciśnienie to ma tendencję do pionowego ruchu w dół, pozwalając na suche powietrze i czyste niebo.
ekstremalnie niskie temperatury są wynikiem systemów wysokiego ciśnienia, które rozwijają się nad Arktyką i przemieszczają się na półkuli północnej. Arktyczne powietrze jest bardzo zimne, ponieważ rozwija się na pokrytym lodem i śniegiem podłożu., To zimne powietrze jest tak gęste, że popycha do powierzchni Ziemi z ekstremalnym ciśnieniem, zapobiegając przedostawaniu się wilgoci lub ciepła w systemie.
meteorolodzy zidentyfikowali wiele półstałych obszarów wysokiego ciśnienia. Na przykład Wyżyna Azorska jest stosunkowo stabilnym regionem wysokiego ciśnienia wokół Azorów, archipelagu na Oceanie Atlantyckim. Wyżyna Azorska jest odpowiedzialna za suche temperatury basenu Morza Śródziemnego, a także letnie fale upałów w Europie Zachodniej.,
Meteorologia w skali globalnej
zjawiska w skali globalnej to wzorce pogodowe związane z transportem ciepła, wiatru i wilgoci z tropików na bieguny. Ważnym wzorem jest globalna cyrkulacja atmosferyczna, ruch powietrza na dużą skalę, który pomaga rozprowadzać energię cieplną (ciepło) po powierzchni Ziemi.
globalna cyrkulacja atmosferyczna to dość stały ruch wiatrów na całym świecie. Wiatry rozwijają się, gdy masy powietrza przemieszczają się z obszarów wysokiego ciśnienia do obszarów niskiego ciśnienia. Globalna cyrkulacja atmosferyczna jest w dużej mierze napędzana przez komórki Hadleya., Komórki Hadleya są konwekcjami tropikalnymi i równikowymi. Konwekcja napędza ciepłe powietrze wysoko w atmosferze, podczas gdy chłodne, gęste powietrze popycha niżej w stałej pętli. Każda pętla jest komórką Hadleya.
komórki Hadleya określają przepływ wiatrów, które meteorolodzy prognozują. Firmy, zwłaszcza te, które eksportują produkty przez oceany, zwracają szczególną uwagę na siłę wiatrów, ponieważ pomagają statkom podróżować szybciej. Westerly to wiatry wiejące z Zachodu w szerokościach środkowych., Bliżej równika wiatry wiatrowe wieją z północnego wschodu (na północ od równika) i południowego wschodu (na południe od równika).
meteorolodzy badają długoterminowe wzorce klimatyczne, które zaburzają globalną cyrkulację atmosfery. Meteorolodzy odkryli na przykład wzór El Nino. El Niño wiąże się z prądami oceanicznymi i wiatrami handlowymi na Oceanie Spokojnym. El Niño występuje mniej więcej co pięć lat, zaburzając globalną cyrkulację atmosferyczną i wpływając na lokalną pogodę i gospodarkę od Australii po Peru.,
El Niño jest związane ze zmianami ciśnienia powietrza w Oceanie Spokojnym, określanymi jako oscylacja Południowa. Ciśnienie powietrza spada nad wschodnim Pacyfikiem, w pobliżu wybrzeży obu Ameryk, podczas gdy ciśnienie powietrza wzrasta nad zachodnim Pacyfikiem, w pobliżu wybrzeży Australii i Indonezji. Wiatry słabną. Wschodnie kraje Pacyfiku doświadczają ekstremalnych opadów deszczu. Ciepłe prądy oceaniczne zmniejszają zasoby ryb, które zależą od bogatego w składniki odżywcze wzrostu zimnej wody w celu rozwoju. Kraje zachodniego Pacyfiku doświadczają suszy, niszczącej produkcji rolnej.,
zrozumienie procesów meteorologicznych El Niño pomaga rolnikom, rybakom i mieszkańcom wybrzeża przygotować się do wzorca klimatycznego.
Historia Meteorologii
rozwój meteorologii jest głęboko związany z rozwojem nauki, matematyki i techniki. Grecki filozof Arystoteles napisał pierwsze duże badanie atmosfery około 340 roku p. n. e. Wiele z idei Arystotelesa było jednak błędnych, ponieważ nie uważał za konieczne dokonywanie obserwacji naukowych.,
rosnące przekonanie o metodzie naukowej głęboko zmieniło naukę meteorologii w XVII i XVIII wieku. Evangelista Torricelli, włoski fizyk, zaobserwował, że zmiany ciśnienia powietrza są związane ze zmianami pogody. W 1643 roku Torricelli wynalazł barometr do dokładnego pomiaru ciśnienia powietrza. Barometr jest nadal kluczowym instrumentem w zrozumieniu i prognozowaniu systemów pogodowych. W 1714 roku niemiecki fizyk Daniel Fahrenheit opracował termometr rtęciowy. Przyrządy te umożliwiły dokładny pomiar dwóch ważnych zmiennych atmosferycznych.,
nie było możliwości szybkiego przesyłania danych pogodowych aż do wynalezienia telegrafu przez amerykańskiego wynalazcę Samuela Morse ' a w połowie XIX wieku. korzystając z tej nowej technologii, biura meteorologiczne mogły udostępniać informacje i tworzyć pierwsze nowoczesne Mapy pogody. Mapy te łączyły i wyświetlały bardziej złożone zestawy informacji, takie jak izobary (linie równego ciśnienia powietrza) i izotermy (linie równej temperatury). Dzięki tym wielkoskalowym mapom pogodowym meteorolodzy mogą zbadać szerszy geograficzny obraz pogody i sporządzić dokładniejsze prognozy.,
w latach dwudziestych XX wieku grupa Norweskich meteorologów opracowała koncepcje mas powietrza i frontów, które są budulcem nowoczesnych prognoz pogody. Korzystając z podstawowych praw fizyki, meteorolodzy ci odkryli, że ogromne masy zimnego i ciepłego powietrza poruszają się i spotykają we wzorach, które są podstawą wielu systemów pogodowych.
działania wojenne w czasie I I II wojny światowej przyniosły wielkie postępy w meteorologii. Sukces tych operacji był w dużym stopniu zależny od pogody nad rozległymi rejonami globu., Wojsko zainwestowało dużo w szkolenia, badania i nowe technologie, aby poprawić ich zrozumienie pogody. Najważniejszą z tych nowych technologii był radar, który został opracowany do wykrywania obecności, kierunku i prędkości samolotów i statków. Od końca II wojny światowej radar był używany i ulepszany do wykrywania obecności, kierunku i prędkości opadów i wzorów wiatru.
rozwój technologiczny lat 50.i 60. sprawił, że meteorolodzy łatwiej i szybciej obserwowali i przewidywali systemy pogodowe na masową skalę., W latach 50. Komputery stworzyły pierwsze modele warunków atmosferycznych, uruchamiając setki punktów danych za pomocą złożonych równań. Modele te były w stanie przewidzieć pogodę na dużą skalę, taką jak seria systemów wysokiego i niskiego ciśnienia, które okrążają naszą planetę.
TIROS I, pierwszy satelita meteorologiczny, dostarczył pierwszą dokładną prognozę pogody z kosmosu w 1962 roku. Sukces TIROS I skłonił do stworzenia bardziej wyrafinowanych satelitów. Ich zdolność do zbierania i przesyłania danych z ekstremalną dokładnością i szybkością uczyniła je niezbędnymi dla meteorologów., Zaawansowane satelity i komputery Przetwarzające ich dane są podstawowymi narzędziami używanymi obecnie w meteorologii.
Meteorology Today
dzisiejsi meteorolodzy mają wiele narzędzi, które pomagają im badać, opisywać, modelować i przewidywać systemy pogodowe. Technologie te są stosowane w różnych skalach meteorologicznych, poprawiając dokładność i efektywność prognoz.
Radar jest ważną technologią teledetekcji stosowaną w prognozowaniu. Antena radarowa jest aktywnym czujnikiem, ponieważ wysyła fale radiowe, które odbijają się od cząstek w atmosferze i wracają do anteny., Komputer przetwarza te impulsy i określa poziomy wymiar chmur i opadów, a także prędkość i kierunek, w którym te chmury się poruszają.
nowa technologia, znana jako radar z podwójną polaryzacją, transmituje zarówno poziome, jak i pionowe impulsy fal radiowych. Dzięki temu dodatkowemu impulsowi radar z podwójną polaryzacją jest w stanie lepiej oszacować opady. Jest również w stanie lepiej rozróżnić rodzaje opadów-deszcz, śnieg, śnieg, grad. Radar z podwójną polaryzacją znacznie poprawi prognozy flash-flood i winter-weather.,
badania tornad są kolejnym ważnym składnikiem meteorologii. Od 2009 roku National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) oraz National Science Foundation przeprowadziły największy w historii projekt badawczy dotyczący tornad, znany jako VORTEX2. Zespół VORTEX2, składający się z około 200 osób i ponad 80 przyrządów meteorologicznych, przebył ponad 16 000 kilometrów przez Wielkie Równiny Stanów Zjednoczonych, aby zebrać dane o tym, jak, kiedy i dlaczego tornada tworzą się. Zespół przeszedł do historii, zbierając bardzo szczegółowe dane przed, w trakcie i po określonym tornado., To tornado jest najintensywniej zbadane w historii i zapewni kluczowy wgląd w dynamikę tornada.
satelity są niezwykle ważne dla naszego zrozumienia zjawisk pogodowych w skali globalnej. National Aeronautics and Space Administration (NASA) i NOAA obsługują trzy geostacjonarne operacyjne satelity środowiskowe (GOES), które zapewniają obserwacje pogodowe na ponad 50 procent powierzchni Ziemi.
Goes-15, wprowadzony na rynek w 2010 roku, zawiera słoneczny aparat rentgenowski, który monitoruje promieniowanie rentgenowskie Słońca w celu wczesnego wykrywania zjawisk słonecznych, takich jak rozbłyski słoneczne., Rozbłyski słoneczne mogą wpływać na wojskową i komercyjną komunikację satelitarną na całym świecie. Bardzo dokładny aparat fotograficzny tworzy obrazy widzialne i podczerwone powierzchni Ziemi, oceanów, zachmurzenia i gwałtownych zmian burzowych. Obrazowanie w podczerwieni wykrywa ruch i transfer ciepła, poprawiając nasze zrozumienie globalnego bilansu energetycznego i procesów takich jak globalne ocieplenie, konwekcja i ciężka pogoda.