תפקידה של לחץ אטמוספירי בחיזוי מזג אוויר

לחץ אטמוספירי הוא אחד מעמודי היסוד שעליהם חיזוי מזג האוויר המודרני בנוי.הוא פועל כמו יד בלתי נראית מעצבת תבניות רוח, היגוי סערות, ומציינת את הסבירות של שמים או משקעים ברורים.עבור למטאורולוגים, להבין דינמיקה של לחץ הוא כמו לקרוא את הדופק של האווירה - ירידה קלה או עלייה יכולה להארך שינוי דרמטי בתנאים.

מהו לחץ אטמוספירי?

לחץ אטמוספירי, הנקרא גם לחץ ברומטרי, הוא הכוח של אזור יחידה המופעל על ידי משקל עמודה האוויר מעל נקודה נתונה.בגובה הים, הלחץ הממוצע הוא כ 1013.25 מ"ר (מ), או 29.92 אינץ' של כספית (ב-Hg) מייצג את המשקל המצטבר של כל מולקולות האוויר מהשטח ועד לקצה החלל, בערך 14.7 פאונד לריבוע במתחים פחות.

וריאציות הלחץ נובעות בעיקר מהבדלים בטמפרטורות.אוויר חם מתרחב, הופך פחות צפוף, עולה, יצירת אזור של לחץ נמוך על פני השטח.בדרך כלל, חוזים אוויר מגניב, הופך צפוף יותר, ושקע, וכתוצאה מכך לחץ על פני השטח גבוה יותר. עקרונות תרמודינמיקה פשוטים אלה מניעים דפוסים רוח גלובלית, מרוחות ים עדינות ועד סופות הוריקן חזק.

כמה יחידות משמשות כדי לבטא לחץ אטמוספירי, כולל hectopascals (hPa), אשר שווה ערך מספר פעמים ל- מילימטרים, פאקלים (Pa), וסנטימטרים או מ"מ כספית (P), מטאורולוגים בדרך כלל משתמשים מילימטרים או hectopascals עבור מפות מזג אוויר.הבנת יחידות אלה חיונית לפרשנות של לחצים ותחזיות מדויקות.

כיצד לחץ אטמוספירי מניע את מערכות מזג האוויר

היחסים בין לחץ ומזג אוויר הם ישירים: הלחץ העולה בדרך כלל מביא תנאים יציבים, הוגנים, בעוד אותות הלחץ המתקרבים לסערות.עם זאת, התהליכים האטמוספריים העומדים בבסיס מערכת יחסים זו מורכבים ודינמיים.

מערכות אבטחה גבוהות (Anticyclones)

במערכת מדכאת גבוהה, אוויר יורד מהסטרופה העליונה לעבר פני השטח.כפי שהוא שוקע, הוא מחמם באופן דו-לשוני – מדכא ומחמם ללא כל קלט חום חיצוני.התחממות זו מקצרת את האוויר, מעכבת היווצרות ענן ומשקעים.

(ב) ויקרא י"ד: "וַיֹּאמֶר הָאָרֶץ אֱלֹהִים" (בראשית כ"ד, כ"ד)
(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) ,0) ל"לְתִּים" (בתרגום חופשי: ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ).
(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

מערכות בלחץ גבוה יכולות להשתהות במשך ימים או אפילו שבועות, לייצר לחשים יבשים ארוכים. בחורף, הם לעתים קרובות מביאים כפור וערפל, בעוד בקיץ, הם עלולים לגרום גלי חום. הגודל שלהם משתנה באופן נרחב, מכמה מאות קילומטרים עד כמה אלפי קילומטרים מעבר, המשפיע על מזג האוויר על אזורים גדולים.

מערכות בעלות נמוכה (Cyclones)

מערכות נמוכות מדכאות צורה שבה האוויר מתאחד ומעלה.כפי שאוויר עולה, הוא מתרחב ומתקרר, גורם לחוס מים להתמזג לעננים, ובסופו של דבר, משקעים אלה בתנועה למעלה גם מייצרים תנודות לחץ תלולות שמייצרות רוחות חזקות.

כיסוי ענן נרחב, כולל cumulus, cumulonimbus, וענני nimbostratus
סבירות גבוהה לגשם, שלג או סופות רעמים
תנאי מזג אוויר בלתי אפשריים ומשתנים
מהירות רוח מוגברת, במיוחד ליד המרכז ולאורך גבולות החזית

מיד-לקוויטרונים, הנקראים גם cyclones טרופיים, הם יצרני מזג האוויר העיקריים עבור רוב אזורי מזג האוויר המזגים ברחבי העולם.הם מתפתחים לאורך החזית הקוטבית שבה ההמונים הקרים של האוויר הקוטב מתנגשים עם אוויר טרופי חם יותר.הלחץ יורד במרכז של סערה אינטנסיבית יכול להיות דרמטי - 24millibar ליפול ב -24 שעות לעתים קרובות אותות במהירות להעמיק את המחזור עם כוחות גלימה ומזג אוויר קשה.

תפקידה של אפקט קוריוליס

הסיבוב של כדור הארץ גורם לאוויר נעים להיות מחוספס - תופעה המכונה אפקט קוריוליס.בצפון המיספרה, האוויר מוזנח מימין, בעוד בדרום המיספרה, הוא מסיט את החששות שמאלה.הדה זו גורמת לאוויר לספירלה למרכזים בלחץ נמוך (זרימת אופניים) ומחוצה לה ממרכזי לחץ אוויר קיצוניים (מרכזי הנשימה הם בדרך כלל לחץ חזק של קרינת השמש).

לחץ על גדלים וכוח הרוח

ההבדל בלחץ אטמוספירי בין שני מיקומים יוצר כוח ⁇ לחץ, שמניע רוח.ה ⁇ - מיוצג על ידי מובל הדוק על מפת מזג אוויר - החזק יותר הרוח.זה מסביר מדוע לסערות יש רוחות גבוהות ליד מרכזיהם, במיוחד כאשר הלחץ נפל במהירות. רוחות ממרחק גבוה ללחץ נמוך, אך הם מחוסנים על ידי אפקט קוריוליס, וכתוצאה מכך רוחות רפאים ליד פני האדמה (קומה) נמצאת בזווית גבוהה עם פני האדמה.

לחץ אטמוספירי

מדידות לחץ אטמוספירי הן דם החיים של תחזית מזג האוויר.הם באים מרשת גלובלית נרחבת של תחנות מזג אוויר מבוססות קרקע, אוניות, buoys, וכדורי אוויר (יהלומים) למרות שחיישנים אלקטרוניים מודרניים שולטים, שני מכשירים מסורתיים נשארים בשימוש נרחב לאמינותם ופשטותם.

מרקורי Barometer

ב-1643, המומצא על ידי אוונגלסטה טורריצ'לי, מדרומי הכספית מורכבת משחפת זכוכית מלאה כספית שהוכנה למאגרי כספית.כפי שעולה לחץ אטמוספירי, היא דוחפת כספית גבוה יותר במעלה הצינור.כלי פשוט אך מדויק זה ויתר על היחידה "כאבי כספית". צפיפות גבוהה של מרקורי הופכת אותו מעשי למדידה, למרות שהחומריות שלה הובילה לשלב ביישומים רבים יותר בטוחים יותר.

Aneroid Barometer

ה- aneroid (כלומר "ללא נוזל") ברומטר משתמש תא מתכת חתומה, גמיש שמרחיב או חוזים עם שינויים בלחץ אטמוספרי.קישורים מכניים מגבירים את התנועות האלה ללחיצת חיוג, ומאפשר קריאה קלה.גרסאות דיגיטליות מודרניות משתמשות בחיישנים קיבוליביים או מתוחים כדי להמיר שינויים בלחץ אותות חשמליים.

חיישנים דיגיטליים מודרניים ורשתות נתונים

כיום, תחנות מזג אוויר אוטומטיות מעסיקות חיישנים של לחץ אוויר מוצק שממירים לחץ אטמוספירי לסימנים חשמליים עם דיוק גבוה.הקריאה הזו מועברת בזמן אמת לסוכנויות מטאורולוגיות ברחבי העולם, תוך הזנה למודלים של תחזית מזג אוויר מספרארית (WMO) מפקחת על רשת גלובלית כדי להבטיח כיבוד עקבי, בקרת איכות וחילופי נתונים.

עבור הציבור, יישומי מזג אוויר חכמים כוללים לעתים קרובות קריאת לחץ, אבל הדיוק שלהם משתנה בהתאם למכשיר ולמיקום. תחנות מזג אוויר ייעודיות מצוידות חיישנים ברומטרי לספק נתונים היפרלופים אמינים יותר. אתרי אינטרנט כמו FLT:0.Weather.govcioFLT:1 (מנוסד על ידי NOAA) ו-FLT:2the OfficecioFLT 3 מציעים לחץ חי ומגמות כי הם בעלי מקצוע דומים.

קיצור של Aאטמוספירה Stress Maps

שימוש במפות מזג אוויר הואובהרס - קווי חיבור נקודות של לחץ אווירי שווה - כדי לדמיין את שדות הלחץ.הבנה דפוסי איזובאר מאפשרת לתחזיות לחזות כיוון רוח וכוח, לזהות מערכות לחץ ולצפות שינויים במזג האוויר.

תבניות איסבאר ומשמעותן

(FLT:0) ⁇ מעגלית: 1FreaLT 1) Indicate מרכז לחץ גבוה או נמוך במיוחד. "גבוה" מסומן עם H (לעתים קרובות כחול), בעוד "נמוך" מסומן עם L (לעתים קרובות אדום).
(ב) ⁇ 0 (בקיצור: ⁇ ) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) ⁇ :0) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ , רוחות אור, ותנאים יציבים בדרך כלל.
(ב) ,0) ,Isobars להרכיב "ridge" או "מעור": FLT:1 ridge הוא אזור מוארך של לחץ גבוה הקשור למזג אוויר מיושב; נגר הוא אזור ארוך של לחץ נמוך הקשור מזג אוויר ומשקעים לא מחוספסים.

קריאה במגמות לחץ

בעוד קריאה בלחץ אחד מספקת מידע שימושי, לחץ משתנה לאורך זמן - נטייה מדכאת - יותר מאשר לחיזוי מזג האוויר.מטאורולוגים לעקוב אחר שינויים בלחץ בשלוש השעות האחרונות כדי להעריך את התנועה ואת עוצמת המערכת.

(ב) לחץ נופל בשקיפה: FLT:1hil בדרך כלל מצביע על סערה מתקרבת, במיוחד אם הירידה עולה על 1 מ"ר לשעה במשך כמה שעות.
(ב) לחץ על ה-0 (FLT:1) מציע כי תנאי מזג האוויר הנוכחיים ישארו.
(ב) לחץ:0 (הדגשה:0) מעלה: 1) אותות המנקה שמים לאחר שחזית עברה; עלייה חדה יכולה גם להצביע על הגעתה של מסה אווירית קרה ויבשה.

החזיתות והלחצים שלהם

חזיתות מזג אוויר הן גבולות המפרשים את ההמונים של הטמפרטורה והדחיסות השונים.יש להם דפוסי לחץ אופייניים המסייעים למטאורולוגים לזהות אותם על מפות:

(ב) ,0) חזיתות קרות: 1FLT ( 1:1) מייצרת ירידה בלחץ חד ככל שהם ניגשים, ולאחר מכן עלייה תלולה פעם בעבר.
(ב) ,0) חזיתות מלחמה: 1FLT מראה לחץ הדרגתי נופל לפני החזית, ואז עלייה איטית לאחר מכן, הם בדרך כלל מביאים משקעים יציבים וענן.
(ב) ,0) חזיתות: FLT:1, מציג מעט לחץ על מעבר לגבול, שכן ההמונים באוויר נמצאים במלכוד.

ניתוח של קמטים דקים או צללים מסייע לאתר חזיתות גם כאשר הם לא נמשכים במפורש על מפות מזג אוויר, מיומנות חיונית עבור מטאורים לפרש נתונים.

תפקידה של לחץ אטמוספירי במזג אווירי

מזג אוויר מודרני צופה כי הוא מאוד על חיזוי מזג אוויר מספרי (NWP) מודלים לפתרון משוואות מתמטיות מורכבות המתארות פיזיקה אטמוספרית.לחץ אטמוספירי הוא אחד המשתנים העיקריים אלה להשתמש במודלים, לצד טמפרטורה, לחות ורוח. נצפים נתונים לחץ פני השטח מתבוללים לתוך המדינה הראשונית של המודל ולאחר מכן משמש כדי לדמות את האבולוציה של הזמן.

מידע Assimilation

תצפיות הלחץ מגיעות מאלפי תחנות, אוניות, מטוסים ולוויינים ברחבי העולם.הנתונים האלה קלטו לתוך מערכות של הטמעת נתונים, אשר משלבות תצפיות עם תחזית מודל לטווח קצר לייצר את ההערכה הטובה ביותר של המדינה האטמוספרית הנוכחית, הידוע כניתוח. כי הלחץ הוא משתנה שדה המוני, הוא מספק מחסן חשוב על רוח המודל ושדות הטמפרטורה דרך מערכות יחסים גיאוטרופיות.

תזמון סופה ועצימות

עבור רוכבי אופניים טרופיים וסערות טרופיות, נתוני הלחץ הם קריטיים.לחץ מרכזי של הוריקן מתאם ישירות עם מהירות הרוח המקסימלית שלו וסערות הגורמות לדגמי חיזוי לעקוב אחר התנועה של מרכזי לחץ נמוך אלה לאורך זמן, והבדלים בין המודל לעתים קרובות משקפים אי ודאות בעוצמת הסערה ועקב.

תחזית קדם

דפוסי לחץ אטמוספיריים מכתיבים תנועות אוויר בקנה מידה גדול: אזורים של התכנסות ואוויר עולה (lows and troughs) מייצרים עננים ומשקעים, בעוד פיזור אוויר (גבהים ומחסניות) מדכאים אותם.על ידי תכנון שדות לחץ עתידיים, מודלים להעריך היכן המשקעים סבירים, אם כי אירועים בקנה מידה קטן כגון סופות רעמים דורשים נתונים נוספים ומודלים.

עבור אלה המבקשים תובנה עמוקה יותר, משאבים כגון המרכז האירופי לחיזוי מזג אוויר בינוני-Range תחזיות מזג אוויר חיזוי חיזוי בינוני-Range (מדכאים) 1:1 תיעוד טכני ו- NOAA'sFLT:2 דפי חינוך על מערכות מזג אוויר 3) מציעים מידע מקיף על דינמיות אטמוספריות וחיזוי.

מגבלות: התמונה הבלתי גמורה

בעוד הלחץ האטמוספרי הוא כלי חיזוי חזק והכרחי, הוא מייצג רק חתיכה אחת של הפאזל המורכב שהוא האווירה. מספר גורמים מגבילים את הכוח הנבאטי שלו כאשר נחשב בבידוד.

טמפרטורה ו Humidity

שני המוני אוויר עם אותו לחץ יכול לייצר מזג אוויר שונה מאוד בהתאם לטמפרטורה ולחות שלהם תוכן.לדוגמה, מערכת יבשה ויבשה גבוהה לעתים קרובות מביא מזג אוויר ברור, רגוע, בעוד אזור חם, לחות נמוך יכול לגרום סערות ומשקעים כבדים.

טופוגרפיה מקומית ומיקרו-קלמט

תכונות גיאוגרפיות מקומיות כגון הרים, עמקים וגופים של מים משפיעים באופן משמעותי על דפוסי לחץ אטמוספיריים ותוצאות מזג אוויר.לדוגמה, טווחי הרים יכולים ליצור הבדלים בלחץ שמובילים רוחות מקומיות כמו רוח כ-Katabatic או העוברים. אזורי חוף עשויים לחוות זרימת אוויר הים המונעת על ידי לחץ על ידי ⁇ s בין היבשה לים.

שינויים מהירים במזג אוויר ו-Little-Scale Phenomena

אירועים מהירים של מזג אוויר, כגון סופות רעמים וטרנדוס, מתרחשים לעתים קרובות על קשקשים קטנים מדי או מהירים מדי עבור לחץ נתונים בלבד כדי לחזות באמינות.תופעות אלה דורשות מכ"ם ברזולוציה גבוהה, תמונות לוויין וכלים תצפיתיים אחרים כדי להשלים מדידות לחץ עבור חיזוי מדויק.

מסקנה

לחץ אטמוספירי הוא אבן הפינה של המטאורולוגיה, עיצוב הרוחות, העננים ודפוסי מזג האוויר המשפיעים על חיי היומיום שלנו.באמצעות הבנת מערכות לחץ, ⁇ s ומגמות, המטאורולוגים יכולים לצפות שינויים במזג האוויר ולהזהיר מפני סערות מתקרבות או תנאים הוגנים. מודרנים מכשירים מודרניים ומודלים נומרניים מתוחכמת מסתמכים במידה רבה על נתונים מדויקים ללחץ כדי ליצור תחזיות שהפכו ליותר ויותר אמין.

עם זאת, לחץ אינו אינדיקטור עומד.יש לשקול לצד טמפרטורה, לחות, טופוגרפיה וגורמים אחרים לצייר תמונה מלאה של האווירה.על ידי שילוב נתוני לחץ בתוך מסגרת מטאאורולוגית רחבה יותר, התחזיות ממשיכות לשפר את יכולתם לחזות מזג אוויר, לעזור לחברות להתכונן ולהתאים את יכולת ההחלמה של הטבע.