Cuaca mungkin kelihatan seperti ia membuat minggu hujan suram, kelabu. Tetapi ia juga boleh memakai yang benar-benar sensasi - dan, sering, maut - menunjukkan. Tetapi apa yang menerangkan peristiwa-peristiwa letupan ini?

Atmosfer bumi dipandu oleh pemanasan dari Matahari. Cuaca adalah tindak balas atmosfera kepada corak haba haba yang tidak rata yang diterima. Cahaya yang boleh dilihat dan ultraviolet menghangatkan Bumi pada siang hari, lebih kuat pada latitud yang rendah, tetapi Bumi memancarkan jumlah radiasi inframerah hampir sama persis dalam semua arah.

Secara purata, Bumi menerima 340 W m^-2 daripada Matahari Kira-kira satu pertiga daripada tenaga ini bertaburan lurus kembali ke angkasa oleh awan dan ais di permukaan. Tenaga yang selebihnya, kira-kira bersamaan dengan meletakkan radiator kecil setiap 2m dalam satu kekisi yang menutupi permukaan Bumi dan menjalankannya secara berterusan, diserap oleh permukaan dan atmosfera.

Tetapi kuasa Sun difokuskan pada sisi hari dan, khususnya, berhampiran Equator. Rata-rata, atmosfera dan permukaannya menyerap lebih dari 300 W m^-2 di Tropics tetapi kurang daripada 100 W m^-2 di Kawasan Polar. permukaan Bumi di khatulistiwa adalah muka-on kepada cahaya matahari, tetapi pada sudut yang besar untuk ia berhampiran kutub di mana Kuasa yang sama jatuh di atas permukaan permukaan yang lebih besar.

The Sun: di mana semuanya bermula NASA / Goddard / SDO / flickr, CC BY

Suhu bumi tidak menunjukkan variasi yang melampau, bervariasi kurang dari 50 ° C antara Khatulistiwa dan lintang tinggi, lebih kurang daripada pada badan seperti bulan. Ini adalah kerana atmosfera (dan sedikit lebih rendah daratan) mengangkut haba dari kawasan yang lebih hangat ke kawasan yang lebih sejuk. Kapal pengangkutan haba atmosfera pada kira-kira 5 PW (5 petaWatts atau 5 × 10¹⁵ W). Untuk konteks, stesen kuasa nuklear terbesar mempunyai kapasiti 8 GW (8 × 10⁹ W) dan jumlah kuasa yang digunakan dalam semua bentuk oleh manusia hari ini adalah dianggarkan untuk menjadi 18 TW (1.8 × 10¹³ W), lebih kurang 250 kali kurang.

Ini bekalan kuasa yang luas adalah apa yang mendorong enjin haba dalam atmosfera dan lautan di Bumi, dan usul yang mengakibatkan udara panas ke kawasan sejuk. Di sepanjang perjalanan, tenaga berubah menjadi pelbagai bentuk lain dan putaran Bumi mempunyai pengaruh besar pada borang di cuaca yang diperlukan, terutamanya di kawasan latitud tengah. Berikut cara-cara utama perubahan pengangkutan haba dari membujur simetri lebih-beralih Hadley Cells untuk gelombang seperti usul, manifestasi permukaan yang adalah sistem tekanan cuaca biasa tinggi dan rendah kami.

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

Jet jet adalah reben sangat sempit (beberapa km mendalam dan mungkin 100km lebar) puasa bergerak udara yang mengelilingi bumi dan bentuk di sempadan kumpulan udara panas dan sejuk pada kira-kira 10 km ketinggian. Dalam teras aliran jet, angin boleh mencapai 200 km hr^-1 dan jam km 656 yang luar biasa^-1 telah direkodkan di Hebrides Luar pada bulan Disember 1967. Lokasi angin terfokus ini adalah penting untuk merancang laluan pesawat dan penggunaan bijak adalah sebab mengapa ia lebih cepat terbang dari barat ke timur daripada perjalanan sebaliknya.

Aliran jet yang paling mempengaruhi cuaca kita adalah kutub aliran jet utara yang meanders dalam laluan yang berbeza-beza dan memberi petunjuk kepada peredaran sistem cuaca di seluruh dunia, yang berpotensi membawa kepada satu siri ribut dan banjir. Apabila udara kutub lengkung aliran jet selatan kemudian sejuk akan dibawa turun, apabila keluk ke utara, udara panas dan menetap cuaca mungkin berlaku.

Hurricane Katrina pada keamatan puncak di Teluk Mexico pada 28 Ogos 2005. NASA http://visibleearth.nasa.gov/view.php?id=74693

Siklon tropikaAtau lebih dikenali sebagai ribut taufan di benua Amerika and taufan di Timur Jauh, adalah peristiwa cuaca yang merosakkan secara besar-besaran yang pada lintang yang lebih rendah, bermula sebagai sistem cuaca tekanan yang lemah dan lemah. Siklon tropika terbentuk di atas laut yang sangat panas, biasanya di akhir musim panas dan musim gugur di setiap hemisfera. Apabila mereka menggiatkan, mereka dipandu oleh pelepasan tenaga terpendam dari wap air, yang menggabungkan membentuk awan ribut tinggi.

Kelajuan angin lebih dari 200 km hr^-1 telah direkodkan di tengah pusat ribut, tetapi kemusnahan sebahagian besarnya disebabkan oleh banjir akibat peningkatan ketinggian permukaan laut dan hujan lebat. Purata hujan tahunan UK mungkin jatuh dalam masa kurang dari dua jam dari awan di sekitar mata ribut.

Siklon 1970 Bhola adalah salah satu daripada bencana alam yang paling teruk sepanjang masa, membunuh setengah juta orang di Bangladesh dan Bengal Barat sebahagian besarnya akibat banjir seperti itu, tetapi jauh dari siklon tropika yang paling kuat, menilai yang agak sederhana kategori 3. Yang terkuat, Kategori 5, ribut termasuk Hurricane Katrina pada 2005 dengan angin lebih 280 km hr^-1.

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Occluded_mesocyclone_tornado5_-_NOAA.jpg/flickr, CC BY Tornado lebih kecil, badai ganas yang boleh membentuk bawah awan kumulonimbus ribut, sebuah kawasan perolakan menegak sengit. A bentuk corong awan di tengah-tengah vorteks, walaupun angin kencang mengedarkan lebih jauh di sekitarnya. Angin yang paling ekstrem hampir 500 km hr^-1, dan mengakibatkan kerosakan yang melampau di sepanjang jalan mereka.

. Tri-State Tornado Mac 1925, mempunyai panjang laluan terpanjang yang mencatatkan lebih dari 350km dan membunuh orang 695 di Lembah Sungai Mississippi, AS. Ia adalah sebahagian daripada wabak dengan jumlah kematian gabungan 747, tetapi walaupun itu melebihi pada bulan April 1989 oleh Daulatpur-Saturia tornado di Bangladesh, apabila lebih daripada 1,300 orang mati dan 80,000 telah kehilangan tempat tinggal.

Debu ribut berlaku di banyak tempat di dunia dan boleh mengangkut pasir dan mineral yang lebih halus bijirin dari satu benua yang lain. Di Afrika Utara ribut ini dikenali sebagai haboobs dan sering dimulakan oleh angin yang tinggi dikaitkan dengan ribut petir. ribut yang sama berlaku di bahagian kering di Amerika dan Asia. Haboobs boleh mencapai ketinggian lebih daripada 1km, tutup ribuan km² dan lepas berjam-jam, debu lofted menyerap cahaya matahari, pemanasan udara dan menggiatkan angin di pinggir ribut.

Di Bumi, titisan air akan membentuk nukleus pada butiran yang lebih halus debu, akhirnya mengeluarkan mereka dan mengehadkan pertumbuhan ribut, tetapi di Marikh, yang lebih kering, beberapa Ribut debu akhirnya boleh merangkumi planet ini.

Syaitan debu di Arizona. NASA http://www.nasa.gov/vision/universe/solarsystem/2005_dust_devil.html

syaitan debu adalah vorteks berputar kecil, dibuat oleh debu yang mereka angkat dari permukaan. Mereka juga didorong oleh tenaga haba, di mana suasana sejuk bersentuhan dengan permukaan yang hangat. Ini adalah perkara biasa di kawasan seperti padang pasir, tetapi ia boleh berlaku walaupun di iklim yang sederhana dan terdapat rakaman "syaitan-syaitan salji" di pergunungan yang terang-terang. Di Bumi, mereka boleh mencapai diameter 1km dan mungkin diameter 10; di Marikh, mereka telah dilihat lebih banyak saiznya, melanjutkan sehingga 20km meter dan 200 seluruh dan muncul dalam banyak imej dari mengorbit kapal angkasa.

State Farm / flickr, CC BYLightning adalah fenomena yang biasa di atmosfera bumi, yang berlaku di kawasan-kawasan perolakan menegak yang kuat. Mengenai ribut petir 2,000 adalah aktif pada bila-bila masa. Air di pusat sempit saluran kilat secara ringkas boleh mencapai 30,000 ° C, lima kali suhu permukaan Matahari Bunyi guruh datang daripada perkembangan pesat udara dipanaskan dan pokok-pokok yang melanda secara harfiah ditiup selain air dalam diri mereka serta-merta bisul.

Salam biasanya dikaitkan dengan ribut petir dan juga cuaca yang panas, fenomena perolakan. Orang sering menganggap hujan batu sebagai acara musim sejuk, tetapi musim bunga dan musim panas adalah satu-satunya masa itu hujan batu benar berlaku di UK. Apabila terdapat arus menaik kuat udara, hujan batu boleh mencapai saiz yang sangat besar, sehingga diameter 20cm, dan boleh menimbang hampir kg 1. Hail ribut boleh benar-benar boleh membawa maut dan sedih ada rekod-rekod ratusan kematian. Mungkin hujan batu paling dahsyat direkodkan membunuh lebih daripada orang 230 dan 1,600 ternakan di Uttar Pradesh, India Utara pada April 1888, dan ditulis rekod kematian dalam Warwickshire, England seawal Mei 1411.

Tentang Pengarang

Stephen Lewis, Pensyarah Kanan Sains Fizikal, The Open University. kepentingan penyelidikan saya dalam pemodelan suasana planet, khususnya yang melibatkan kajian perbandingan meteorologi dan iklim proses dinamik di planet yang berbeza. Ini terutamanya melibatkan model berangka besar atmosfera planet.

Artikel ini pada asalnya diterbitkan pada Perbualan. Membaca artikel asal.

Tempah berkaitan:

at

Terima kasih kerana melawat InnerSelf.com, mana ada 20,000 + rencana mengubah hidup yang mempromosikan "Sikap Baharu dan Kemungkinan Baharu." Semua artikel diterjemahkan ke dalam 30+ bahasa. Langgan kepada Majalah InnerSelf, diterbitkan setiap minggu, dan Inspirasi Harian Marie T Russell. lahirnya Magazine telah diterbitkan sejak tahun 1985.