Вопросы о погоде

Причин разнообразия и непостоянства погоды так много, что один только перечень их может составить целую книгу. Здесь мы укажем лишь две основные причины: во-первых, чрезвычайная подвижность атмосферы, во-вторых, огромное количество так называемых метеорологических величин и явлений, определяющих состояние погоды в какой-то любой момент или за какой-то любой промежуток времени. И все эти величины (температура, влажность, ветер, давление, облака и пр.) и явления (грозы, смерчи, метели, бури и пр.) взаимосвязаны – изменение одного из них влечет за собой изменение других. Например, если развитие процессов в атмосфере приведет к изменению облачности, то последнее может повлечь за собой изменение температуры, влажности, осадков, ветра, метель или грозу, туман, гололед, град и т. д. Отсюда нестабильность погоды, ее разнообразие…

1.2. Что такое метеорология?

Название свое наука метеорология получила от греческого слова «метеора», означающего «нечто в небе»; буквально это наука о метеорах (не метеоритах!). Изучает метеорология гидрометеоры (дождь, снег, град), воздушные метеоры (ветер, пыльные бури), литометеоры (пыль, пыльца), светящиеся метеоры (радуга, миражи), огненные метеоры (молнии) и т. д.

Метеорологию называют также наукой о погоде. Такое более простое толкование этой науки достаточно точно отражает ее содержание и в настоящее время наиболее употребительно.

1.3. В чем различие между понятиями «метеорологические величины», «метеорологические явления» и «погода»?

Метеорологические величины – это температура и влажность воздуха, атмосферное давление, скорость и направление ветра, дальность видимости, количество и высота облаков и другие характеристики состояния атмосферы, которые могут быть выражены в тех или иных единицах измерения.

Метеорологические явления – туман, гололед, метель, пыльные и песчаные бури, гроза, шквал, смерч и другие качественные характеристики происходящих в атмосфере процессов – не имеют точного количественного выражения. Их интенсивность определяют или с помощью терминов «слабый», «умеренный», «сильный», или через метеорологические величины, например: туман с дальностью видимости 500 м и т. д.

Погода – это состояние атмосферы в какой-то физический момент или отрезок времени, характеризующееся совокупностью метеорологических величин и явлений. Можно говорить о погоде, наблюдаемой в данную минуту или наблюдавшейся в какой-то момент в прошлом, о погоде одного дня, месяца или сезона и т. д.

Характеризуют погоду или с помощью приблизительных, упрощенных, обобщающих терминов (облачная, дождливая, теплая, сухая, жаркая, холодная, ветреная, сырая), или всей совокупностью значений метеорологических величин (например: полная облачность, дождь, ветер северный, температура воздуха 10°C и т. д.).

1.4. Что такое атмосфера?

Под земной атмосферой мы подразумеваем воздушную оболочку нашей планеты. Существуют атмосферы и у других планет, но они по своему составу отличны от нашей. Земная атмосфера представляет собой смесь около двадцати газов. Основные из них – азот и кислород, а также такие важные примеси, как водяной пар, углекислый газ и озон. Газы, входящие в состав воздуха, обладая определенной плотностью, оказывают на каждый квадратный сантиметр земной поверхности давление, равное весу столба воздуха от поверхности моря и до верхней границы атмосферы и составляющее на уровне моря в среднем 1,033 кг/см². В технике эта величина принята за единицу давления, ее так и называют – атмосфера.

1.5. Как высоко простирается атмосфера Земли и какова ее масса?

Основная масса воздуха сосредоточена в нижних нескольких десятках километров над земной поверхностью: в первых 5 км – примерно половина, в 10-километровом слое – около трех четвертей, а в 20-километровом -19/20. Разряжаясь с высотой, атмосфера незаметно переходит в межпланетное пространство. Четкой верхней границы атмосферы не существует: следы некоторых легких газов, входящих в состав воздуха, еще присутствуют на очень значительных высотах – до многих тысяч километров.

Масса земной атмосферы колоссальна: на 510,2 млн. км² поверхности Земли оказывает давление 5,15 квадриллионов тонн воздуха (5,15 • 10¹⁵).

1.6. Одинаков ли состав воздуха на разных высотах в атмосфере?

Атмосфера по составу основных газов считается однородной только в нижнем 94-километровом слое, называющемся гомосферой; выше находится гетеросфера, в которой содержание легких газов возрастает, а тяжелых – уменьшается; газы там в значительной степени ионизированы или находятся в атомарном состоянии, то есть их молекулы диссоциированы.

1.7. На какие слои делится атмосфера и по каким признакам?