Az éghajlatváltozás jobb megértése érdekében cikksorozat írásába kezdtem, az első két részben megismertük a Föld energiamérlegét és a felhő- és csapadékképződést.
A mai rész a légynyomásról, a szelek kialakulásáról és a széltípusokról fog szólni.
Sokszor halljuk az időjárás-jelentés során, hogy hazánk időjárását magas vagy alacsony légnyomású légrétegek befolyásolják.
A fenti ábrán látható T betűk az alacsony légnyomást, a H betűk a magas légnyomást jelentik.
Már középiskolában megtanuljuk fizika órán, hogy a légköri nyomás 101325 Pascal. A régi mértékegység-rendszerben használatos „bar“ és „atmoszféra“ (röviden atm) kifejezés is megmaradt: ez pontosan 1 bar-nak (vagy 1 atm-nek) felel meg.
A nyomás mértékegysége a Pascal: 1 Pascal a nyomás, ha 1 négyzetméter felületre 1 Newton erővel nyomódik valamilyen anyag.
A meteorológiában a hektopascal mértékegysget ahsználjuk: 1 hPa = 100 Pa, vayis a légnyomás 1013,25 hPa.
A különböző számításokhoz szükséges még a levegő hőmérsékletének ismerete, et többnyire különböző hőmérőkkel mérik, és ismernünk kell a sráségét is, mely viszont a hőmérséklettől függ. A levegő sűrűsége 0 fokon és légköri nyomáson 1,29 kg/m3, vagyis 1 köbméter levegő tömege 1,29 kilogramm.
A légköri nyomás leggyakrabban 980 és 1040 hPa közé esik, de ettől eltérő extrém értékek is lehetnek. Két szélsőséges érték, melyet valaha eddig feljegyeztek: 870 és 1084 hPa. Az alacsonyabb értéket tájfun idején mérték, a magasabbikat Szibériában.
Nyugat-Európa időjárását az Azori-szigetek felett kialakuló magasnyomású (az ábrán H-betűvel jelölt), valamint az Izland felett kialakuló alacsony nyomású (T-betűvel jelölt) légmozgások határozzák meg. Az északi félgömbön a magas nyomásúak z óra járásával egyező irányban forognak, az alacsonyak pedig azzal ellentétesen. Az azori mindig meleg, az izlandi mindig hideg légtömegeket hoz Európa felé.
Amikor egy meteorológiai térképen különböző vonalakat látunk, azok többnyire vagy hőmérsékleti, vagy légnyomási adatok. Egy vonal mentén a légnyomás és/vagy a hőmérséklet állandó. Ha a hőmérséklet állandó, akkor a vonalat izotermának, ha a nyomás állandó, akkor izobárnak nevezzük. Az egyszerűbb térképeken csak a meleg és hideg frontok határát szokták ilyen vonalakkal jelölni. Ha az izobár vonalak sűrűn egymás mellett húzódnak, akkor nagy sebességgel halad a légtömeg, mert kis távolságon belül változik egy egységnyit a légnyomás.
A szél nem más, mint légmozgás, mely különböző sebességgel mozoghat (szellő, erős szél, viharos szél, stb kategóriák vannak.
A szél háromdimenziós vektor, ami legtöbbször csak horizontálisan mozog.
Amikor szélről beszélünk, megadjuk, hogy merről fúj (észak, dél, kelet, nyugat és ezek kombinációi), illetve milyen gyorsan fúj.
Napközben a szárazföld jobban felmelegszik, mint a víz, így a szárazföld feletti levegő is felmelegszik, sűrűsége csökken. A talajszinten a légnyomás csökken.
Mozgázba jön a levegő: a szárazföld felett kb 3000 m magasra felemelkedik, helyére a tenger feletti hidegebb levegő maximum 20- 50 km távolságból kúszik be. Fent lehűl a levegő, és a tenger fölé, a másik légtömeg helyére vándorol, miközben lesüllyed.
Éjszaka ez megfordul, mert a szárazföld gyorsabban hűl le.
A fenti ábrán a nyilak jelentik a levegő mozgásának irányát.
Szél akkor is kialakulhat, amikor a levegő egy hegyoldal mentén mozog: a déli fekvésű lejtők felmelegednek (a borászatban ezt nagyon jól ki tudják használni), a meleg levegő felfelé áramlik, majd a völgyben a felsőbb légrétegekből származó levegő veszi át a helyét.
Éjszaka az irány megfordul: a hegyoldalon kúszik lefelé, a völgyből pedig feláramlik a levegő.
A levegő, amikor fel-le mozog (vertikálisan) a földfelszíntől távolodva vagy közeledve, akkor a hőmérséklet is változik.
Ha a levegő száraz, akkor száraz adiabatikus hőmérséklet-változásról beszélünk, ekkor 0,98 Kelvin hőmérséklet-változás áll be 100 méter megtett út alatt.
Ha a levegő nedves, akkor kb. 0,6 Kelvin a hőmérséklet-változás.
Ettől eltérő lehet a geometrikus (tényleges) vertikális hőmérséklet-változás.
A különböző légrétegek azonban stabilak, neutrálisak vagy instabilak lehetnek: ha a tényleges és adiabatikus változás ugyanúgy megy végbe, akkor neutrális a változás (ritka). Ez azt jelenti, hogy a földfelszínen 10 fokos levegő 8 km magasságban nagyjából -70 fokra hűl le.
Azonban ha a levegőréteg stabil, akkor nincs felhőképződés, a légköri nyomás magas, de nincs légmozgás.
Ha a légréteg instabil, akkor intenzív légmozgás alakul ki, akár orkán erejű szél is fújhat.
Rokon szélfajta Horvátországban is létezik, de ott a lefelé vonuló levegő nem melegebb, hanem hidegebb lesz,
Ez a jelenség a Luv-Lee-szélrendszer (lásd ábra).
A levegő 20 fokos kezdetben, majd a hegy vonulatain felkúszik (Luv-oldal) 3000 m magasságba, lehűl (1000 méterig 1 fok/100 m hőmérsékletcsökkenés, 1000-3000 m köött 0,5 fok/100 m), és már 1000 m feletti magasságtól kezdve csapadékot veszít. A hegytetőn 0 fok van és havazik. Átbukik a hegy túloldalára (Lee-oldal), majd, mivel itt már nincs benne nedveség, könnyebben és gyorsabban felmelegszik, mint ahogyan nedvesen lehűlt (1 fok/100 m felmelegedés). Így lehetséges az, hogy 25 fokos tiszta levegő áramlik le az Alpok északi lejtőin München felé.
Télen természetesen a hőmérsékletek alacsonyabbak: a kiindulási levegő 2 fokos, a hegytetőn -16 fokig hűl le a hőmérséklet (végig -1 fok/100 m), kialakul a Főhn, majd lefelé +1 fok/100 m felmelegedés tapasztalható, de lent csak 11 fokig nő a hőmérséklet.
A szelek speciális verziója a jetstream szél, mely nyugatról kelet felé fúj az északi félgömbön, az egyenlítő vidékén pedig pont fordítva. Sebessége észak felé haladva növekszik, Európa felé nagyjából 300 km/h sebességgel fúj. Ezért lehetséges az, hogy az Amerikából Európa felé tartó repülőjáratok menetideje rövidebb, mint azoké, melyek Észak-Amerika felé repülnek.
A következő részben megismerkedünk a ciklonokkal és anticiklonokkal, a légköri mozgásokkal (felfelé- és lefelé áramló légrétegek helye), és megnézzük, milyen hatással van a levegő mozgásaira maga a Föld.