מזג האוויר עשוי להיראות כאילו הוא יוצר שבועות של טפטוף סגרירי ואפור. אבל זה יכול גם להציג מופע מרעיש באמת - ולעתים קרובות קטלני. אך מה מסביר את האירועים הנפיצים הללו?

האטמוספירה של כדור הארץ מונעת על ידי חימום מהשמש. מזג האוויר הוא תגובת האטמוספירה לדפוס לא אחיד של אנרגיית החום שהיא מקבלת. אור גלוי ואולטרה סגול מחמם את כדור הארץ במהלך היום, חזק יותר בקווי הרוחב הנמוכים, אך כדור הארץ פולט כמות קריאה אינפרא אדומה שווה כמעט לחלוטין לכל הכיוונים.

בממוצע, כדור הארץ מקבל 340 וו מ^-2 מהשמש. כשליש מהאנרגיה הזו היא מפוזרים ישר בחזרה לחלל על ידי עננים וקרח על פני השטח. האנרגיה הנותרת, בערך המקבילה להצבת רדיאטור קטן כל 2 מ 'בסריג המכסה את פני כדור הארץ ולהפעיל אותם ברציפות, נספגת על פני השטח והאטמוספירה.

אך כוחה של השמש מתמקד בצד היום ובמיוחד ליד קו המשווה. בממוצע, האווירה והמשטח לספוג מעל 300 וואט^-2 באזורים הטרופיים אך פחות מ -100 וואט^-2 באזורים קוטביים. פני כדור הארץ בקו המשווה פונים כלפי אור השמש, אך בזווית גדולה אליו ליד הקטבים שבהם אותו כוח נופל על שטח פנים גדול יותר.

השמש: שם הכל מתחיל נאס"א/גודארד/SDO/פליקר, CC BY

הטמפרטורה של כדור הארץ אינה מראה וריאציות קיצוניות, המשתנות בפחות מ 50 ° C בין קו המשווה לקווי הרוחב הגבוהים, הרבה פחות מאשר בגוף כגון הירח. הסיבה לכך היא שהאטמוספירה (ובמידה מעט פחותה של האוקיינוסים) מעבירה חום מאזורים חמים לקרירים יותר. שיא הובלת חום אטמוספרי בכ -5 PW (5 petaWatts או 5 × 10¹⁵ W). להקשר, ה תחנת הכוח הגרעינית הגדולה ביותר בעל קיבולת של 8 GW (8 × 10⁹ W) והספק הכולל הנצרך בכל הצורות על ידי בני אדם כיום הוא מוערך להיות 18 TW (1.8 × 10¹³ W), פחות מפי 250.

ספק הכוח העצום הזה הוא שמניע את מנוע החום של האטמוספירה והאוקיינוסים של כדור הארץ, ואת התנועות של אוויר חם לאזורים קרירים יותר. לאורך המסע, האנרגיה הופכת לצורות רבות אחרות ולסיבוב כדור הארץ יש השפעה עמוקה על צורת מזג האוויר, במיוחד בקווי הרוחב האמצעיים. כאן משתנה אמצעי הובלת החום העיקרי מהפניית יתר סימטרית לאורך תאי הדלי לתנועות דמויי גל, אשר ביטוי פני השטח שלהן הן מערכות מזג האוויר הלחץ הגבוה והנמוך המוכרות שלנו.

Jet jet cirrus. LPI/NASA http://www.lpi.usra.edu/publications/slidesets/clouds/slide_2.html 

זרמי סילון הם סרטים צרים מאוד (כמה קילומטרים עמוקים ואולי 100 ק"מ רוחב) של אוויר הנע במהירות שמקיפים את כדור הארץ ויוצרים על גבול המוני אוויר חמים וקרים יותר בגובה של כ -10 ק"מ. בליבת נחל סילון הרוחות יכולות להגיע ל -200 קמ"ש^-1 ושעה מדהימה של 656 ק"מ^-1 נרשם על פני ההבריס החיצוניים בדצמבר 1967. מיקומן של הרוחות הממוקדות הללו הוא חיוני לתכנון מסלולי מטוסים ושימוש חכם הוא הסיבה לכך שטס מהיר יותר ממערב למזרח מאשר המסע ההפוך.

זרם הסילון שהכי משפיע על מזג האוויר שלנו הוא נחל סילון הקוטב הצפוני שמתפתל במסלול משתנה ומנחה את המעבר של מערכות מזג אוויר ברחבי העולם, מה שעלול להוביל ל שורה של סערות ושיטפונות. כאשר זרם הסילון מתעקל דרומה אז יורד אוויר קוטבי קר, כאשר הוא מתעקל לצפון, עלול להיגרם אוויר חם ומזג אוויר יציב.

הוריקן קתרינה בעוצמת שיא במפרץ מקסיקו ב -28 באוגוסט 2005. נאס"א http://visibleearth.nasa.gov/view.php?id=74693

סופות ציקלון טרופיות, ידוע יותר בשם הוריקנים ביבשת אמריקה ו טייפון במזרח הרחוק, הם אירועי מזג אוויר הרסניים מאסיביים שבקווי הרוחב הנמוכים יותר מתחילים כמערכות מזג אוויר חלשות יותר ולחץ נמוך. ציקלונים טרופיים נוצרים על פני ים חמים מאוד, בדרך כלל בסוף הקיץ והסתיו בכל חצי כדור. ככל שהם מתעצמים הם מופעלים על ידי שחרור אנרגיה סמויה מאדי מים, שמתעבים ליצירת ענני סערה גבוהים.

מהירויות הרוח של מעל 200 קמ"ש^-1 נרשמו סביב מרכז סערה, אך הרס נגרם בעיקר מהצפות כתוצאה מהזינוק בגובה פני הים והגשמים העזים. כמות המשקעים השנתית הממוצעת בבריטניה עשויה לרדת תוך פחות משעתיים מהעננים סביב עין הסערה.

ציקלון בולה ב -1970 היה אחד מאסונות הטבע החמורים ביותר בכל הזמנים, והרג חצי מיליון בני אדם בבנגלדש ובמערב בנגל בעיקר כתוצאה מהצפות כאלה, אך הוא היה רחוק מלהיות הציקלון הטרופי החזק ביותר, בדירוג בינוני יחסית. הקטגוריה 3. הסופות החזקות ביותר, קטגוריה 5, כוללות את הוריקן קתרינה בשנת 2005 עם רוחות של יותר מ -280 קמ"ש^-1.

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Occluded_mesocyclone_tornado5_-_NOAA.jpg/flickr, CC BY סופות טורנדו הם מערבולות קטנות ואלימות שיכולות להיווצר מתחת לענן סערה קומולונימבוס, אזור של הסעה אנכית אינטנסיבית. ענן משפך נוצר במרכז המערבולת, אם כי הרוחות החזקות מסתובבות הרבה יותר סביבו. הרוחות הקיצוניות ביותר הן כמעט 500 קמ"ש^-1, ולגרום לנזק קיצוני בדרכם.

השמיים טורנדו משולשת במארס 1925, אורך הנתיב הארוך ביותר נרשם ביותר מ -350 ק"מ והרג 695 בני אדם בעמק נהר המיסיסיפי, ארה"ב. זה היה חלק מהתפרצות עם מספר הרוגים משולב של 747, אבל אפילו זה חרג באפריל 1989 על ידי טורנדו Daulatpur – Saturia בבנגלדש, כאשר יותר מ -1,300 איש מתו ו -80,000 נותרו ללא קורת גג.

סופות אבק מופיעים במקומות רבים בעולם ויכולים להעביר חול ודגנים מינרליים עדינים מיבשת אחת לאחרת. בצפון אפריקה הסערות הללו ידועות בשם haboobs והן מופעלות לעתים קרובות על ידי הרוחות העזות הקשורות לסופות רעמים. סערות דומות מתרחשות באזורים היבשים יותר של אמריקה ואסיה. Haboobs יכול להגיע לגבהים של יותר מקילומטר אחד, לכסות אלפי ק"מ² ונמשכים שעות, האבק המורגש שסופג אור שמש, מחמם את האוויר ומעצים רוחות בשולי הסופה.

על פני כדור הארץ, טיפות מים יתגרבו על גרגירי האבק העדינים יותר, בסופו של דבר יסירו אותן ויגבילו את צמיחת הסופה, אך על מאדים, שהוא הרבה יותר יבש, חלקם סופות אבק יכולות בסופו של דבר לכסות את כדור הארץ.

שטן אבק באריזונה. נאס"א http://www.nasa.gov/vision/universe/solarsystem/2005_dust_devil.html

שדי אבק הם מערבולות הסעה קטנות, הנראות לעין על ידי האבק שהם מרימים מפני השטח. הם מונעים גם מאנרגיית חום, כאשר אווירה קרירה יותר נמצאת במגע עם משטח חם. זה נפוץ ביותר באזורים דמויי מדבר, אך הם יכולים לקרות גם באקלים ממוזג ויש הקלטות של "שדי שלג" על צלע הרים מוארים. בכדור הארץ, הם עשויים להגיע לגובה של קילומטר אחד ואולי בקוטר של 1 מטרים; על מאדים הם נראו במגוון רחב יותר של גדלים, משתרע עד לגובה 20 ק"מ וגובהו 200 מטר ומופיעים בתמונות רבות מחלליות המקיפות.

חוות המדינה/פליקר, CC BYתאורה היא תופעה נפוצה באטמוספירה של כדור הארץ, המתרחשת באזורים של הסעה אנכית חזקה. כ -2,000 סופות רעמים פעיל בכל רגע. האוויר במרכז הצר של ערוץ ברקים יכול להגיע לזמן קצר ל -30,000 מעלות צלזיוס, פי חמישה מהטמפרטורה של פני השמש. צליל הרעם מגיע מההתרחבות המהירה של האוויר המחומם והעצים שנפגעים ממש מתפוצצים כשמים בתוכם רותחים מיד.

בָּרָד קשורה בדרך כלל לסופות רעמים והיא גם מזג אוויר חם, תופעה מסעירה. אנשים מתייחסים לעתים קרובות לברד כאירוע חורפי, אך סוף האביב והקיץ הוא הפעם היחידה שבה ברד אמיתי מתרחש בבריטניה. כשיש זרימת אוויר חזקה, אבני ברד יכולות להגיע לגדלים גדולים מאוד, בקוטר של עד 20 ס"מ, והוא יכול לשקול כמעט 1 ק"ג. סופות ברד יכולות להיות קטלניות באמת ולצערנו ישנם רשומות של מאות רבות של הרוגים. ייתכן שבסופת הברד הקטלנית ביותר שנרשמה נהרגו יותר מ -230 בני אדם ו -1,600 בעלי חיים באוטאר פראדש שבצפון הודו באפריל 1888, ויש רשומות כתובות של הרוגים בוואריקשייר, אנגליה עוד במאי 1411.

על המחבר

סטיבן לואיס, מרצה בכיר במדעי הפיזיקה, האוניברסיטה הפתוחה. תחומי המחקר שלי הם בדוגמנות של אטמוספירה פלנטרית, ובמיוחד כרוכים במחקרים השוואתיים של מטאורולוגיה דינמית ותהליכי אקלים על כוכבי לכת שונים. זה כולל בעיקר מודלים מספריים גדולים של אטמוספרות פלנטריות.

מאמר זה פורסם במקור ב שיחה. קרא את מאמר מקורי.

ספר קשור:

at

תודה על הביקור InnerSelf.com, איפה הם 20,000 + מאמרים משנים חיים המקדמים "עמדות חדשות ואפשרויות חדשות". כל המאמרים מתורגמים ל 30 + שפות. הירשם למגזין InnerSelf, המתפרסם מדי שבוע, ולהשראה היומית של מארי טי ראסל. מגזין InnerSelf פורסם מאז 1985.