Az éghajlatváltozás jobb megértése érdekében cikksorozat írásába kezdtem, melyben bemutatom, hogy milyen időjárási jelenségek és fiikai jellemzők határozzák meg Földünk éghajlatát.
A mai részben áttekintjük, hogy az energiamérleghez csatlakozva, milyen, amikor nincs felhő az égen éjszaka, milyen a természetes üvegházhatás, mit értünk a hőmérséklet és a csapadék jelensége alatt, valamint tanulmányozni fogjuk a víz körforgását is.
A felhő nem más, mint különböző halmazállapotú víz. Többféle felhő létezik: felnézünk az égre, vannak egészen alacsonyan mozgók, és vannak olyanok is, amik olyanok, mint a fátyol, és nagyon magasan vannak.
Fontos tudni: vannak „meleg“ és vannak „hideg“ felhők. Az alacsonyabban mozgók többnyire melegek, a magasan, kb. 10-12 km magasságban lévők hidegek.
A felhő, mint már írtam, víz. Vannak a felhőkben vízcseppek, jégkristályok, és hópelyhek.
Az elző cikkből már tudjuk, hogy amikor a Nap süt, a sötétebb felületek nagyobb mértékben melegszenek fel, mint a világosabbak. A sötétebbek ezáltal több hőt is tudnak leadni.
Ez történik éjszaka is:
Ha a talaj közelében (kb. 2-3 km magasan) van felhő az égen, akkor a felhők az üvegházhatás alapján visszaverik az infravörös sugarakat, vagyis a hőt a földfelszín felé, tehát így kevésbé fog lehűlni a talaj és a levegő.
Ha azonban nincs felhő az égen, nincs amit visszatartsa a sugárzást, így a hő elvész, nagy mértékben lehűl a levegő és a talaj. Ebben az esetben az energiamérleg negatív.
Negatív ilyen alapon az energiamérleg a sivatagokban, ahol erős a nappali felmelegedés, de nincsen vízpárolgás, így felhőképződés sincs. A sivatagokban ezért éjszaka nagyobb mértékű a lehűlés.
Ezzel részben már egismerhettük az üvegházhatást is: az üvegházatású gázok a földfelszínről kisugárzott infravörös sugarakat elnyelik és/vagy a földfelszín felé kisugározzák vagy visszaverik.
A természetes üvegházhatás hiányában a Föld átlaghőmérséklete -18 fok lenne. Ezel szemben, köszönhetően a gázoknak, az átlaghőmérséklet 15 fok.
A hőmérséklet nem más, mint energia: átlagos energia, ami a részecskék mozgásától függ.
A hőmérséklet eloszlása fontos a légköri mozgások miatt: kis és nagy távolságok megtételével energiát továbbítanak a légköri mozgások.
A levegő nem közvetlenül melegszik fel, hanem először a napsugarak a talajt melegítik fel, mely az IR-sugarak leadásával melegíti fel a légkör alsó rétegét.
A talaj hőmérséklete a napszaknak megfelelően változik: leghidegebb reggel 6 óra körül, legmelegebb 14 óra körül. A hőmérséklet nagy mértékben függ a talaj típusától.
A nedves talajok több hőt tudnak tárolni, mint a szárazak.
A levegő hőmérséklete napkelte előtt a legalacsonyabb, és 13 óra körül a legmagasabb.
Az északi félgömb melegebb, mint a déli, mert több a kontinens (szárazföld).
A következő témánk a nedvesség és a víz.
A víz hőkapacitása nagy: a tengerek hatalmas mennyiségű hőt képesek tárolni.
A vizek felszíni hőmérséklete lassan reagál a változásokra, a napi hőingadozás sokkal kisebb, mint a talajok esetében.
A felszíni vizekből, talajból elpárolog a víz, a növények pedig vízgőzt bocsátanak ki. Ezzel megemelkedik a levegő nedvességtartalma. A koncenzálódás folyamatával felhőkképződnek, amikből csapadék hullik. A folyók vizet szállítanak az óceánok felé, a földfelszínen lefolyik a víz (run-off), és a talajvíz is áramlik. A felszíni és felszínalatti vizekből ivóvíz és ipari víz készül az emberi tevékenységek biztosítására, ebből pedig szennyvíz lesz.
A folyókban lévő édesvíz mennyisége nagyjából 2000 km3, az emberi tevékenységekre kb 3800 km3 vizet veszünk ki évente a teljes vízkészletből.
A teljes éves lefolyás 45.500 km3 (felszíni lefolyás, felszíni vizek hozama), ami teljes mértékben fedezné a vízfogyasztást.
A ciklusban sokan nem szerepeltetik a permafrost, vagyis a folyamatosan fagyott vidékeket, pedig ezek is fontos részei a körforgásnak. A globális felmelegedésnek köszönhetően ezek nyaranta egyre nagyobb mértékben felolvadnak, amikből további metán szabadul fel, erősítve a felmelegedést.
Fontos szerepe van a fázisátalakulásoknak: az energiatranszport szempontjából rendkívül fontos, hogy milyen fázisban jut el egyik helyről a másikra.
Szárazföld felett a lehulló csapadék mennyisége megegyezik az elpárolgott mennyiség és a lefolyó mennyiség összegével: P=E+R vagyis P=precipitation (csapadék), E=evaporation (párolgás), R=runoff.
Az Egyenlítő környékén a párolgás alegnagyobb, itt a legmagasabb a levegő nedvességtartalma. A trópusokon ezzel szemben kicsi a párolgás. Az óceánok és tengerek felett nagy a párolgás.
A levegő nedvességtartalma nem más, mint a víz mennyisége a légköri gázkeverékben.
A légnyomás a földfelszínen 101325 Pascal (1000 hPa =1 bar).
A relatív páratartalom a gőznyomás és a telített gőz nyomásának hányadosa. A telítettséget akkor éri el, amikor már több gőzt nem képes felvenni a levegő.
Minél melegebb a levegő, annál több vízőzt képes felvenni: a pólusoknál jóval kisebb, mint az Egyenlítő környékén.
Télen a relatív páratartalom a hidegebb kontinensek felett magasabb, mint a tengerek felett.
Most nézzük, mik a csapadékok: köd, dér, hó, eső, jég, jégeső a legfontosabbak.
Csapadéknak nevezzük azokat a jelenségeket, melyek a nehézségi erő hatására folyékony vagy szilárd állapotban a felhőkből lehullik.
A cspadékok nagyon bonyolult rendszerekben képződnek:
Telítődik a levegő vízgőzzel, majd a teljes légtőmeg lehűl, a víz kióondenzálódik. Fontos szerepet játszanak a kondenzációs magok: ezek aeroszolok, szervetlen sókristályok NaCl, szulfátok) vagy nagyon kis szemcséjű porok lehetnek.
Az esőcseppek többféle képpen növekednek, az egyik lehetőség, hogy jégkristályok alakulnak ki, és ezek fokozatosan növekednek; jelen esetben a hőmérséklet kisebb, mint 0 fok. A másik lehetőség a 0 fok feletti hőmérséklettartományban alakul ki: a nagyobb cseppek gyorsabbak, mint a kisebbek, összeütköznek, így tovább nő a cseppek mérete. Aharmadik lehetőség a koagláció jelensége. Ebben az esetben a jégkristályok nagyobbak, mint a vízcseppek, így a cseppek ráfagynak a hópelyhekre.
Alapvető a légkör ismeretében, hogy minél magasabban vagyunk, annál hidegebb van. Egy légtőmeg azonban ne csak simán lehűl a magasabb régiókban.
Amikor kis, lokális szinten mozgó levegőt vizsgálunk, akkor a levegő felemelkedik, majd lehűl, és ismét leereszkedik.
A nagyobb régiók esetében, akár 150 km-es távolságot is figyelembe véve, a levegő például egy hegylánc emelkedője mentén emelkedik fel, majd a hegylánc túloldalán leereszkedik (erről később még lesz szó).
Ha még nagyobb régiót, kb. 1500 km-t veszünk figyelembe, akkor említjük a hideg és meleg frontokat, ahol a fronthatárokon többnyire eső esik.
Ha felemeltük képzeletben a levegőt, és le is hűlt, akkor a hideg hatására a víz kondenzálódott, vagyis felhő képződött, ahogyan azt a cikk elején is olvashattuk.
A földfelszín közeli felhők a Cumulus-felhők (2 km magasságig), a közepes magasságban lévők az Altocumulus vagy Altostratus felhők (2-7 km), a magasan lévő felhők a Cirrus-felhők (5-13 km).
Természetesen ezen kívül még sok más felhőtípus létezik, ezek cska a felhőcsoportok.
A felhőkből különböző halmazállapotú és formájú csapadékok hullanak, attól függően, hogy milyen magasan és milyen körülmények között képződtek. Legmeghatározóbb a hőmérséklet.
Ha a levegőhőmérséklete 5 fok feletti, akkor eső esik, 0 fok alatt viszont hó esik. 0-5 fok között havaseső eshet.
A legtöbb csapadék a trópusi égővben esik. A legszárazabb vidékek: Tibet, Grönland, Szahara, Namíb-sivatag, Atacama.sivatag.
Az éves csapadékmennyiség rendkívül széles skálán mozog, a legcsapadékosabb pont Hawaii-on van, itt évente több, mint 12000 mm csapadék hullik.
Európában az átlagos éves mennyiség 400-1000 mmközött van, régiótól függően.
1 mm csapadékmennyiség azt jelenti, hogy 1 négyzetméter területre 1 liter csapadék hullik.
A következő részben:
Légnynomás, szél, szélrendszerek kialakulása.