По сравнению с атмосферами других планет, атмосфера Земли имеет две крайности. С одной стороны, она является самой стабильной с температурой не более 100 °C от максимальной до минимальной, и в большинстве мест на поверхности Земли значения температуры довольно близки. С другой стороны, атмосфера Земли – насколько мы можем судить – самая переменчивая. В то время как ветры и ураганы на других планетах могут быть суровее и масштабнее, они длятся дольше по времени и перемежаются периодами спокойствия. Атмосфера Земли, напротив, находится в постоянном движении, что влияет на разнообразие метеорологических условий в разных географических точках. Мы называем это непрерывно изменяющееся состояние «погодой», и знания о ней имеют важное практическое значение для сельского хозяйства, судоходства, авиасообщения и повседневной жизни в целом.
Облачность. Еще с древних времен люди искали способы предсказывать изменения погоды, а облака были очевидным сигналом этих изменений. Определенные облачные образования связаны с приближением конкретных погодных явлений. Самый точный признак приближающегося дождя – серые
облака, затянувшие небо. Согласно этой примете, толкование облаков имеет смысл лишь в том случае, когда погода уже более-менее установилась, что обесценивает силу любого предсказания. Вместо расшифровки облаков метеорологи разработали специальные технологии – сеть наблюдательных пунктов, радиолокационные комплексы, а затем и метеоспутники, чтобы вычислять, где сейчас находятся облака и куда они двигаются. Эту информацию, наряду с другими данными о температуре воздуха и атмосферном давлении, используют для составления прогноза.
Атмосферные фронты. Погодные изменения связаны с прохождением атмосферного фронта – пограничной зоны между воздушными массами. Теплый фронт встречает массу более теплого воздуха, поднимающуюся над массой холодного воздуха, которая отталкивает его. Теплому фронту предшествует увеличение облачности, возможно, туман, а затем кратковременный дождь. Теплый фронт несет с собой ясную и солнечную погоду. Холодный фронт прокладывает себе путь под господствующими воздушными массами. Позади него надвигаются высокие дождевые облака, создающие сильный и непрерывный дождь, возможно, с громом и молниями. Если восходящего воздушного потока достаточно, дождь поднимется выше и, замерзнув, превратится в град. Если капли дождя проходят через холодный воздух, они превращаются в снежинки.