Meteoroloogilised tingimused tähendavad atmosfääri seisundit, mida tavaliselt iseloomustavad õhutemperatuur, rõhk, niiskus, kiirus ja pilvede olemasolu või puudumine. Vaatame ilma ja kliimaga seotud probleeme lähem alt.
Üldmõisted ja terminid
Meteoroloogilistest tingimustest rääkides kasutavad nad sageli selliseid termineid nagu ilm või kliima. Ilma all mõistetakse atmosfääri hetkeseisu, see tähendab, et on selge või pilvine, külm või kuum, õhk on niiske või kuiv, puhub tugev tuul või on teatud piirkonnas tuulevaikus. Kliimast rääkides mõeldakse atmosfäärinähtuste omadust pikema aja jooksul, näiteks suvist või sügisest kliimat.
Teine erinevus mõistete "ilm" ja "kliima" vahel on territoriaalne tegur. Ilm võib kohati erineda, näiteks võib teatud linnas sadada vihma ja kell 20.km kaugusel linnast võib olla selge ilm. Kliima on mitte ainult ajaliselt, vaid ka ruumiliselt ulatuslikum tunnus. Niisiis, on olemas troopilise, kontinentaalse või polaarse kliima mõisted.
Miks on Maa erinevatel piirkondadel erinev kliima?
Vastus sellele küsimusele on meie planeedi sfääriline kuju. Selle kuju tõttu langevad päikesekiired selle pinnale erinevate nurkade all. Mida lähemal on kiirte langemisnurk 90o, seda rohkem pind ja õhk soojenevad. See olukord on tüüpiline troopiliste ja subtroopiliste piirkondade jaoks. Vastupidi, mida kaugemale kiirte langemisnurk õigest nurgast kõrvale kaldub, seda vähem saavad pinnas ja õhk päikeseenergiat ning kliima on külmem. Ilmekas näide külmast kliimast on Antarktika atmosfääri seisund.
Planeedi polaar- ja ekvatoriaalvööndite temperatuuride erinevus toob omakorda kaasa tuulte ilmnemise, samuti loob eeldused vihmapilvede tekkeks. Erinevad meteoroloogilised tingimused maakera laiuskraadidel põhjustavad tsüklonite (madala atmosfäärirõhuga piirkonnad) ja antitsüklonite (kõrge õhurõhuga tsoonide) tekkimist ja kadumist.
Hooaegade olemasolu põhjus
Iga laps teab juba varakult, et on 4 aastaaega: talv, sügis, kevad ja suvi. Kuid kõik need aastaajad, millest igaüht iseloomustavad teatud klimaatilised ja meteoroloogilised tingimused, esinevad ainult meie planeedi keskmistel laiuskraadidel. Meie planeedi ribal, mis paikneb lõunapoolkerade 40. paralleelist 40. paralleelini, on troopiline ja subtroopiline kliima, mida iseloomustab vaid 2 korda ehk aastaaega aastas: märg ja kuiv.
Mõtlesime erinevatel laiuskraadidel erinevate meteoroloogiliste tingimuste põhjuse. Aga miks hooaeg muutub? Vastus sellele küsimusele peitub Maa pöörlemistelje kaldenurgas Maa orbiidi tasandi suhtes. Meie planeet tiirleb ümber Päikese peaaegu täiuslikus ringis ja kui maakera telje kaldenurka 23,5o ei oleks, siis igal laiuskraadil kliima aasta jooksul ei muutuks. Planeedi kaldus pöörlemistelg annab kõikumised planeedi pinnale tuleva päikeseenergia hulga kõikumistes aasta jooksul igas punktis. Need energiamuutused põhjustavad õhutemperatuuri kõikumisi, mis on tavaliselt ±40 °C. Maksimaalne ja minimaalne lubatud temperatuur on vastav alt +58°C (El Azizia, Liibüa) ja -89,2°C (Antarktika).
Pange tähele, et meie planeedi pöörlemistelje kalle ei ole kogu selle eksisteerimise aja jooksul olnud konstantne. On autentselt teada, et dinosauruste eksisteerimise ajal Maal oli see kindlasti teistsugune. Seda kallet võivad mõjutada nii erinevate kosmiliste kehadega seotud välised tegurid kui ka sisemised tegurid, mis tulenevad massijaotuse muutustest meie planeedi pinnal.
Soodsad ja ebasoodsad meteoroloogilised tingimused
Tihti saabkuulda sõnu: "on hea ilm" või "selles piirkonnas on oodata halba ilma". Mis on nende fraaside tähendus? Küsimusele vastamiseks on siin peamised parameetrid, mis määravad atmosfääri seisundi (täpsem alt tuleb öelda troposfäär, kuna kõik ilmastikunähtused toimuvad just Maa atmosfääri alumises osas):
- temperatuur;
- rõhk;
- tuule kiirus;
- õhuniiskus;
- pilvede olemasolu või puudumine.
Eelnimetatud viie parameetri näitajad võimaldavad rääkida nii soodsatest kui ka ebasoodsatest meteoroloogilistest tingimustest (NMU). Näiteks kõrge temperatuur ja rõhk, liiga ere päike ja madal õhuniiskus või, vastupidi, madalad temperatuurid, vihm, suur tuulekiirus, madal rõhk - kõik need on NMU. Soodsaid ilmastikutingimusi iseloomustavad tavaliselt ül altoodud kliimaparameetrite keskmised väärtused.
Kõigi atmosfääriprotsesside peamine allikas
Muidugi on kõikide atmosfääri (ja mitte ainult) protsesside mootoriks päikesekiirgus. Just tema paneb paljud kemikaalid oma tsükli looduses lõpule viima. Kliima ja ilmaga seoses võib öelda järgmist: Maale langevad päikesekiired ei soojenda otseselt atmosfääri, ennekõike tõuseb temperatuur litosfääris, seejärel hüdrosfääris. Jahtudes kiirgavad litosfäär ja hüdrosfäär infrapuna-elektromagnetlaineid, mida lihtsustatult nimetatakse "soojuseks". Täpselt niineed lained soojendavad planeedi atmosfääri.
Oluliseks punktiks elupaiga meteoroloogiliste tingimuste kujunemisel on litosfääri ja hüdrosfääri erinev kuumenemis- ja jahtumiskiirus. Seega litosfäär soojeneb ja jahtub kiiresti, kuid hüdrosfääri jaoks on need protsessid palju aeglasemad. Päikesekiirgusega seotud erineva käitumise põhjuseks on nende erinev soojusmahtuvus ja ka kiirgusvõimsus.
Muud ilma mõjutavad energiaallikad
Päikeseenergia annab peamise panuse kõikidesse troposfääris toimuvatesse protsessidesse. Siiski on ka teisi energiaallikaid, mis võivad mõjutada ilmastikuolusid konkreetses piirkonnas ja tagada ka nende tingimuste stabiilsuse:
- geotermiline energia ja vulkaanilised protsessid;
- hingamisprotsess ja bioloogiliste organismide jäätmed, mis mängivad olulist rolli atmosfääri stabiilse keemilise koostise säilitamisel.
Atmosfääri protsessid ning nende ajalised ja ruumilised mastaabid
Nagu märgitud, on kõik protsessid atmosfääris seotud Maale siseneva päikeseenergia hulga kõikumisega. Nende kõikumiste tõttu soojeneb ja jahtub õhk nii päeval kui öösel. See on igapäevane ilmamuutus. Lume tekke- ja sulamisprotsessid on juba iga-aastased.
Õhu kuumutamine teatud piirkonnas viib selle paisumiseni, mis tähendab rõhu langust. Rõhu muutus põhjustab tuulte teket, mis kipuvadvõrdsustada vahe. Need on erineva iseloomuga ja võivad hädaolukordades põhjustada orkaanide ja tornaadode teket. Viimasel juhul räägitakse väga rasketest ilmastikuoludest. Orkaanid on omakorda teatud piirkonna lühiajaline nähtus, st neid iseloomustavad ruumilised ja pikaajalised ajalised parameetrid.
Meteoroloogiline prognoos
Kaasaegset maailma on raske ette kujutada ilma teabeta planeedi mis tahes piirkonna ilmaprognooside kohta. Seega sõltuvad lennukilennud, põllumajandus- ja äritegevus igal aastal üha enam meteoroloogilistest andmetest. Näiteks muutuvad lennugraafikud ebasoodsate ilmastikutingimuste korral drastiliselt.
Meteoroloogiline prognoos on paljude andmete töötlemise tulemus kõige võimsamate arvutitega, mis töötlevad sisendteavet mõne keerulise empiirilise mudeli raames, kasutades teadaolevaid füüsikaseadusi. Teatud piirkonna meteoroloogiliste tingimuste kohta kogutakse andmeid maapealsete strateegiliselt paiknevate ilmajaamade, satelliitide ja mehitamata õhusõidukite abil.
Atmosfääriprotsesside uurimine teistel planeetidel
Meteoroloogia on interdistsiplinaarne teadus. Selle teaduse praktiline tulemus on meteoroloogiline prognoosimine. Ülesande enda keerukus on seotud sadade ja tuhandete prognoosi tulemust mõjutavate tegurite vajaliku arvestamisega. Parimaksmõistes nende tegurite mõju meie Maa ilmastikule, tegelevad teadlased üle maailma atmosfääriprotsesside vaatlemise ja uurimisega teistel Päikesesüsteemi planeetidel. Näiteks Jupiteri Suur Punane Laik, mis on võimas antitsüklon, mis on eksisteerinud üle 300 aasta.
