הדינמיקה של לחץ אטמוספירי ותבניות רוח

המחקר של לחץ אטמוספירי ודפוסי הרוח הוא היסוד להבנת מערכות מזג האוויר, דינמיקות האקלים, וחיזוי יומיומי של לחץ אטמוספירי – הכוח המופעל על ידי משקל עמודה האוויר מעל נקודה – מניע את תנועת ההמונים האוויריים וצורות הרוחות שמשנעות חום ולחות ברחבי העולם. מאמר זה מעמיק יותר לתוך הפיזיקה שמאחורי לחץ אטמוספירי, המנגנונים שיוצרים רוח, ואת ההשפעה של שני התבניות הגלובליות על פני כדור הארץ, כיצד אנו מתגברים על פני כדור הארץ, וחוקרים את ההשפעות שלנו על הסביבה.

הבנה של לחץ אטמוספירי

לחץ אטמוספירי הוא הכוח של אזור יחידה המופעל על פני השטח על ידי משקל עמודה האוויר מעל זה.מד באמצעות ברומטרים, זה בדרך כלל בא לידי ביטוי במעבורות (מ), hectopascals (hPa), אינץ' של כספית (ב-Hg), או אטמאטמ (atm) הלחץ הממוצע להכרה בינלאומית הוא 1013.25 mb. ↑ ב-Hg), המשמש בסיס תצפיות מטאוריולוגיות.

כמה גורמים מרכזיים משפיעים על וריאציות לחץ אטמוספירי על פני כדור הארץ:

(FLT:0) Altitude:veFLT:1) לחץ אטמוספירי יורד באופן אקספונציאלי עם גובה גדל, כי עמוד האוויר לעיל הופך קצר יותר ופחות צפוף.לדוגמה, ב 5,500 מטרים (18,000 רגל), הלחץ הוא בערך חצי זה ברמת הים.זה מסביר מדוע מיקומים גבוהים יש דליקים אוויר ורמות חמצן נמוכות יותר.
(FLT:0) טמפרל: 1 האוויר Warmer מתרחב והופך פחות צפוף, מה שגורם לו לעלות וכתוצאה מכך לחץ נמוך יותר על פני השטח.
(FLT:0)הומידיות: מולקולה של מים 1 (משקל מולקולרי) הם קלים יותר (משקל מולקולרי - 18 גרם / mol) מאשר המולקולות הממוצעות באוויר יבש (~29 גרם / מסול) כך יש צפיפות נמוכה יותר באותה טמפרטורה ולחץ, תורם לאזורים נמוכים באזורים יבשים.
(FLT:0) תהליכי אטמוספירפריים:FreaLT:1 (התנועה האטמוספרית בקנה מידה גדול), כגון אזורים של התכנסות ופיזור של אטומים, להשפיע על דפוסי לחץ פני השטח על ידי חלוקה מחדש של ההמונים אוויר אנכית ואופקית.

הבדלים אלה הם המנועים שמניעים את הרוח, כמו אוויר טבעי זורם מאזורים בלחץ גבוה לאזורים נמוכים כדי לשחזר את שיווי המשקל.

כיצד לחץ אטמוספירי יוצר את הרוח

הרוח היא התנועה האופקית של האוויר הנגרמת בעיקר על ידי הבדלים בלחץ אטמוספרי.הכוח החיוני המפחית אוויר מאזורים של לחץ גבוה ללחץ נמוך יותר ידוע בשם FLT:0 מדכא כוח ⁇ FLT:1 [הגודל של כוח זה תלוי תלול הלחץ - השינוי בלחץ על פני מרחק מסוים.

לחץ על ה- Isobars

המטאורולוגים מייצגים את הלחץ על מפות מזג האוויר באמצעות FLT:0isobarsFLT:1, שהם קווים המחברים נקודות של לחץ אווירי שווה.

(FLT:0) קלוזוורקללד הואובהrs: ibph:1 , Indicate לחץ תלול ⁇ , בדרך כלל מתאים רוחות חזקות.
(ב) ⁇ :0) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

כוחות נוספים המשפיעים על כיוון הרוח ועל מהירות

בעוד כוח ⁇ הלחץ יוזם זרימת אוויר מלחץ נמוך, כוחות אחרים משנים את הכיוון ואת המהירות של הרוח:

(FLT:0) Coriolis Effect: 1FLT 1 נגרמה על ידי סיבוב כדור הארץ, כוח זה לכאורה מסיט את האוויר ימינה בחצי הכדור הצפוני, שמאלה בדרום המיספרה.ההדה עולה עם קווי הרוח ומהירות הרוח, מה שגורם רוחות לעקוב אחר נתיבים מעוקלים ולא לנוע ישר ללחץ נמוך.
(ב) [ה]: [ה] [ה]] [ה]] [ה]] [ה]] [ה]]] [ה]]] [ה]]]][ה]]]]]], [השטח של הארץ, החיכוך מן השטח, החיכוך מן השטח, החיכוך, הגורם לרוח לחצות את ההובל אל מעבר אל תוך זווית של לחץ נמוך יותר.

הממשק של כוח ⁇ הלחץ, אפקט קוריוליס, ותבניות רוח חיכוך נצפו בגבהים שונים ומקומות ברחבי העולם.

התחממות כדור הארץ ותבניות הרוח

דפוסי הרוח הגלובליים של כדור הארץ מונעים על ידי חימום סולארי לא אחיד ומנוצבים על ידי הסיבוב של כדור הארץ.זה מביא שלושה תאי מחזור עיקריים בכל חצימה - האדלי, פרל ותאים Polar - המבססים חגורות רוח על פני השטח הדומיננטיות.

תאי האדלי ורוחות המסחר

סמוך לאזור קו המשווה, חימום סולארי אינטנסיבי גורם אוויר חם ולח לעלות בחגורת ה-FLT:0 אינטרטרופי אזור קונברנס (ITCZ) ראטמאלי 1 (FLT:1), יצירת אוויר חם-לחץ על פני השטח.האוויר העולה מתפשט על פני גובה גבוה, קירורים וצאצאים קרוב ל 30 מעלות רוחב, ויצרו אזורי לחץ אוויר תת-טרופיים לאחור, אל מול ה-Flasticerdsquareferds:2, אך אפקטי-Flasts-Flasts-Flasts-Flasts-Flasts:

(ב) ⁇ :0) ⁇ : בין 0° ל-30 מעלות רוחב צפונה ודרום.
(ב) ⁇ :0) ,1 סוחרים בצפון המיספרה ובמזרחה של סחר בזכרון הדרומי.
(FLT:0) ,Significance: FLT:1 רוחות הסחר מניעות זרמי האוקיינוס העיקריים כגון ימי צפון ודרום Equatorial, להשפיע על היווצרות ודרכים של ציקלונים טרופיים, ולחות תחבורה חיוניות לאקלים מונסונסון.

תא פרל ומערביות

בין 30° ל-60 מעלות רוחב, תא ה- 0Ferrel:0Fal CellFLT:1 למשול על זרימת האוויר.26 נע בין גבוה טרופי, והוא מופל מזרחה על ידי אפקט קוריוליס, יצירתו של ה-FLT השורר:2 מערבליות-החילה 3, רוחות אלה מגיעות מדרום-מערב בדרום-מערב בחצי הכדור הצפוני ובדרום-מערביים יותר, הם משתנים יותר ויותר, ומשתנים, ומשתנים יותר, הם יותר, ומשתנים יותר, ומשתנים יותר, ומשתנים יותר, ומשתנים יותר, הם יותר, ומשתנים יותר, וצפופים, וצפופים, הם יותר, וצפופים, הם יותר, וצפופים יותר, הם יותר, וצפופים, וצפופים יותר, וצפופים, וצפופים, וצפופים יותר, הם יותר, וצפופים, הם יותר, וצפופים, הם יותר, וצפופים יותר, וצפופים, הם יותר, יותר, וצפופים, הם, הם, וצפופים יותר, הם יותר, יותר, הם יותר, הם, הם, הם, הם, וצפופים, הם, הם יותר, הם יותר, הם, הם, הם יותר, הם יותר, וצפופים

(ב) ויקרא י"א: "בְּהַּדָּבְהִיתִיתִיתִיתִיתִיתִיתִיתִיתִית" (בראשית כ"ד) מ-30° ל-60 מעלות צפונה ומדרום.
(ב) ⁇ :0) ⁇ : ⁇ 1 (הופנה מהדף מערב מערב מערב מערב מערב מערבה במערב המיספרה הצפונית והמערבית בדרום המיספרה.
(FLT:0)Role:cioFLT:1 , Westerlies תחבורה מערכות מזג אוויר בינוניות, כולל רוכבי אופניים ואנטי-מחזורונים, ברחבי יבשות, המשפיעים באופן משמעותי על אזורי אקלים ממוזגים.

ה- Polar Cell and Polar Christmass

(ב) בקווי רוחב גבוהים (60° עד 90 מעלות), התא (FLT:0) פּוֹלֶר (Felolar cellFeloph) פועל: קר, שוקו אוויר צפופה על הקוטבים, יוצר אזורים של לחץ גבוה.הזרימת האוויר על פני השטח נעה בין קווי המשווה, מתפוררת מערבה על ידי אפקט קוריוליס, ומייצרת את ה-FLT:2 קוטליחות אלה 3:3 לעתים קרובות עם התנגשויות צפופות אינטנסיביות:

(ב) ⁇ :0) ⁇ : בין 60° ל-90 מעלות רוחב צפונה ודרום.
(ב) ⁇ :0) ⁇ : מ' מ'מזרח-נורות' בצפון המיספרה ומזרחית-ההרפת בדרום המיספרה.
(FLT:0)Impact: 1FLT 1 (פולקלור מזרחה) תורמים לאקלים הקוטבי הקפואים הקפואים ומסייעים לשמור על זרם ה-F הקדמי הקוטבי, המשפיע על מזג האוויר באמצע הקווי הרוחב.

Jet Streams: High-Speed Aאטמוספירה Rivers

בממשקים שבין תאי מחזור הדם, להקות צרות מרוכזות של אוויר מהיר מאוד הנקרא (FLT:0jet FlowsFLT:1 בצורת trophere העליון (בגובה 9-12 ק"מ).

(FLT:0) ,FLT:1 ממוקם ליד החזית הקוטב, זרם סילון זה ממלא תפקיד קריטי בהיגו מערכות מזג אוויר ופריד אוויר הקוטב קר מהאוויר תת-טרופי חם יותר.
זרם המטוסים הטרופי:0 (FLT:103) נמצא קרוב ל-30 מעלות רוחב, הוא קשור לתא האדלי ומשפיעים על התפתחות הסערה ודפוסי מזג אוויר תת-טרופיים.

זרמי Jet יכולים להגיע למהירויות של מעל 200 קילומטרים לשעה ודרכי הנביחת שלהם משפיעים באופן משמעותי על חלוקת הטמפרטורה והמשקעים לאורך הקווי הרוח.

לפרטים מקיף על מחזור הדם העולמי, מתייחסים ל-FLT:0NOAA Global Aאטמוספירה משאבת בידוד גלובלית של מחזור 1 (בקיצור: 1).

דפוסי הרוח המקומיים וגורמיםיהם

מעבר לתפוצה העולמית, תכונות גיאוגרפיות מקומיות כגון חופים, רכסי הרים, עמקים ואזורים עירוניים יוצרים הבדלים בלחץ בקנה מידה קטן יותר שיוצרים רוחות מקומיות נפרדות וצפויות לעתים קרובות הבנה רוחות אלה חיונית לחיזוי מזג האוויר האזורי ולמחקרי האקלים.

Sea Breezes and Land Breeze: Coastal Wind Cycles

רוחות אלו מתרחשות לאורך חופי חוף בשל יכולות חום שונות של אדמה ומים:

(ב) ⁇ :0) breeze (זמן היום): אנדרל 1 (ביום) במהלך היום, אדמה מחמם יותר מהר מאשר מים סמוכים.האוויר החם מעל פני הקרקע עולה, יצירת שטח בלחץ נמוך על פני השטח. Cooler, אוויר צפוף יותר מעל פני הים נע באדמה להחליף אותו, ומייצרת רוח ים מרעננת זו יכולה להיות טמפרטורות בינוניות על פני השטח באזורי החוף, ואם סופת מספיק אחר הצהריים, אם רעמים, אם הם עלולים, אם הם עלולים להזרים מספיק.
(ב) ⁇ (בלילה): ⁇ 1 (לאחר השקיעה, היבשה קרירה מהר יותר מן המים.האוויר מעל האוקיינוס חם עולה, יצירת אזור בלחץ נמוך בחו"ל אוויר קריר מן האדמה עובר לים כמו רוח אדמה, אשר בדרך כלל חלש יותר מאשר בים.

הר ועמק הרוחות: תופעות לוואי

אזורים הרריים חווים דפוסים רוחיים ייחודיים אופייניים בשל חימום שונה של מדרונות ועמקים:

(ב) [ה]:0] וואללי מבשלים (הימים: ⁇ FLT]:1 מדרונות הרים מקודמים השמש המוארים את האוויר הסמוך, מה שגורם לו לעלות על גדות דרך עמקים. הרוחות האלה לעתים קרובות מביאים עננים וסופות רעמים, נפוצים באזורי טרופיים ומזגניים הרריים.
(בלילה): "הארטן רוחזה" (שעון הלילה): "החלל 1 בלילה, מדרון מתקרר במהירות, מצמרר את האוויר הצפוף, הקר יותר ממזג אוויר תחת כוח הכבידה לתוך עמקים כמו FLT:2katabatic WindsFLT 3: 3."

קטבאטי ואנג'אביטי: זרימת אוויר אוטונומית-Driven

(ב) ⁇ :0) רוחות טנאבפטיות (FLT:103) מתרחשים כאשר האוויר הקר והצפוי זורם מטה מתחת לכובד ראש, לעתים קרובות יורד ממישורים או גליונות קרח.

(ב) ⁇ :0) ⁇ : ⁇ 1 (בלטינית: ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ) רוח קרירה ויבשה מתפוצצים מצפון-מזרח לאורך החוף האדריאטי, הידועה בגלות פתאומיות ו טיפות טמפרטורה מהירות.
[01:0] סנטה אנה רוח: 1FLT:1rea, רוחות יבשות בדרום קליפורניה אשר יכולות להחמיר את הסיכונים של שריפות בר.

(ב) ,0) , מזמורים של נבאאל (ב) הם העמיתים, אשר נוצרו על ידי אוויר חם העולה במהלך היום לאורך מדרונות הרים, תורמים לקשת עמק ולקונה מקומית.

לדוגמאות נוספות של רוחות מקומיות והשפעתן המטאורולוגית, ראו את ה-FLT:0.2015 בריטניה Met Office's Local Winds ResourcesFevolves: 1

מערכות לחץ גבוהות ונמוכות: נהגי מזג אוויר

מערכות לחץ סינתטיות בקנה מידה גדול - אנטי-קליזון (אזורים בלחץ גבוה) ו cyclones (מערכות מדכאות נמוך) - הן בסיסיות לדפוסי מזג אוויר יומיים, במיוחד באמצע הגישות שלהם.

מערכות לחץ גבוהות (Anticyclones)

מערכות בלחץ גבוה נוצרות כאשר האוויר יורד מהאטמוספירה העליונה.כפי שטבעת האוויר, הוא מחמם את האווירה האיתנה (בשל דחיסה), מעכב היווצרות ענן ומוביל לשמים ברורים ולתנאים יציבים.

(ב) ,0) מאפיינים: מזג אוויר הוגן, תנאים יבשים, רוחות אור, ולעתים קרובות סיכות טמפרטורה כי מלכודות אבקות ליד פני השטח, גורם להזזה או ערפל.
(ב) ⁇ :0 (Movement:0) , 1:1 בדרך כלל איטיים ועלולים להימשך מספר ימים או אפילו שבועות. חסימת גבוה עלולה לגרום לקיצוניות מזג אוויר ממושכת כמו גלי חום בקיץ או לחשים קרים בחורף.
(ב) ⁇ :0) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

מערכות לחץ נמוכות (Cyclones)

מערכות נמוכות מדכאות לפתח היכן האוויר מתאחד על פני השטח ומתעורר.הקררות האוויר הגואה ו condenses לחות, יצירת עננים ומשקעים.מיד-latitudeones, נפוץ באזורי מזג, קשורים חזיתות קרות וחמות ולעתים קרובות מביאים מזג אוויר סוער ושינויים מהירים בתנאים.

(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) ,0)Movement: FLT:1 Steered על ידי סטיות בולטות, מערכות אלה יכולות לנסוע במהירות של 30-50 קמ"ש או יותר, שינוי מהיר של מזג אוויר אזורי.
(ב) ⁇ :0) , ⁇ (הופנה מהדף ⁇ ) ב-Hmisphere הצפוני ו-Wirth Hemisphere.
(FLT:0 Life Cycle:miaFLT:1 ; Mid-latitude cyclones מתפתח כמו המוני אוויר ניגוד אינטראקציה, תגבר, ובסופו של דבר מחליש לאחר הפחתת. טרופיים (אורגרינס, קלוונים) שונים כמו שהם יוצרים על פני מים חמים להפיק אנרגיה משחרור חום מאוחר.

לקבלת הסבר מפורט על פיתוח ציקלון טרופי, ראה את ה-FLT:0NOAA JetStream מדריך ל-Cytroone cyclonescioFLT:1.

מתח וחיזוי לחץ אטמוספירי

באופן מדויק מדידת הלחץ האטמוספרי חיוני לחיזוי מזג האוויר ולמחקרי האקלים.המכשיר הבסיסי למדידת לחץ הוא ה- 0barometercioFLT:1, שהומצא ב-1643 על ידי אוונגליסטה טורריצ'לי.

(FLT:0) מברק ברמטר: FLT:1 הכלי הקלאסי שבו לחץ אטמוספירי תומך בעמודה של כספית בשחפת זכוכית.שינויים בגובה כספית מצביעים ישירות על שינויים בלחץ.למרות מדויק, ברומטר כספית הם רבתיים ופחות בשימוש כיום בשל הרעילות של כספית.
(FLT:0) אמברואיד ברומטר: FLT:1 מעסיק קפסולת מתכת חתומה וגמישה שמרחיבת או חוזים עם שינויים בלחץ.קישורים מכניים מתרגמים את התנועות האלה ללחיצת סנטימטר אנרואיד הם ניידים ומשמשים בדרך כלל בתחנות מזג אוויר ואלטר.
(FLT:0) חיישנים ברומטריים של סרטן:FreaLT:1 חיישנים אלקטרוניים מודרניים, לעתים קרובות מבוסס על מערכות מיקרואלקטרוניקה (MEMS), לזהות שינויים בלחץ באמצעות וריאציות ב- capacitance או התנגדות.חיישנים אלה משולבים באופן נרחב בסמארטפונים, כלי טיס, תחנות מזג אוויר אוטומטיות.

ניטור רציף של מגמות לחץ מאפשר למטאורולוגים לזהות מערכות מזג אוויר מתקרבות.לחץ נופל בדרך כלל מציין את הגישה של מערכות לחץ נמוך וסערות פוטנציאליות, בעוד הלחץ העולה מצביע על חיזוק אזורי לחץ גבוה ומזג אוויר הוגן.

מסקנה: הטבע הבין-קשור של לחץ אטמוספירי ורוחות

לחץ אטמוספירי ודפוסי הרוח קשורים באופן מורכב של האווירה הדינמית של כדור הארץ.ריאציות בלחץ, מונע על ידי טמפרטורה, לחות, גובה ותפוצה בקנה מידה גדול, לייצר רוחות שמחלקות אנרגיה ולחות סביב הפלנטה. רוחות אלה, שעוצבו על ידי אפקט קוריוליס וחיכוך פני השטח, יוצרים תאים גלובליים ומערכות רוח מקומיות המשפיעות על אקלים ומזג אוויר על סולמות יומיות החל מרוחות רבות לסערות מחזוריות.

הבנת התהליכים האלה חיונית לא רק לחיזוי מזג אוויר מדויק, אלא גם למגמות האקלים ולהשפעות של שינויים אטמוספריים על מערכות אקולוגיות ופעילויות אנושיות.כטכנולוגיה מתקדמת, שיפור מדידות הלחץ והמודלים ממשיכים לשפר את יכולתנו לחזות מזג אוויר ולהכין לתופעות אטמוספריות.