Что такое погода и от чего она зависит

Погода — это состояние атмосферы в определённом месте и в определённое время. Когда мы говорим: «сегодня тепло», «утром был туман», «дует сильный ветер» или «вечером ожидается дождь», мы описываем погоду. Она может меняться не только от одного дня к другому, но даже несколько раз за сутки: утром бывает прохладно и ясно, днём становится жарко, затем появляются облака, а к вечеру начинается дождь.

Из чего складывается погода

Чтобы описать погоду точно, одного слова «хорошая» или «плохая» недостаточно. Метеорологи — специалисты, которые наблюдают за атмосферой, — учитывают сразу несколько величин и явлений. Самые важные из них: температура воздуха, атмосферное давление, влажность, ветер, облачность и осадки. Все эти части связаны между собой.

Главный источник энергии для погоды — Солнце

Почти все привычные погодные процессы связаны с солнечной энергией. Солнце нагревает поверхность Земли, но делает это неравномерно. Суша и вода нагреваются и остывают по-разному. Кроме того, солнечные лучи падают на разные участки планеты под разным углом. Поэтому где-то поверхность получает больше энергии, а где-то меньше.

Нагретая поверхность передаёт тепло нижнему слою воздуха. Тёплый воздух обычно становится менее плотным и может подниматься вверх, а более холодный и плотный воздух занимает его место. Так возникают движения воздуха. В большом масштабе они участвуют в образовании ветров и переносят тепло и влагу из одних районов в другие.

Солнечная энергия также помогает воде испаряться с океанов, морей, рек, озёр, почвы и мокрых поверхностей. Водяной пар попадает в атмосферу. Когда влажный воздух охлаждается достаточно сильно, часть пара превращается в мельчайшие капли воды или кристаллики льда. Так появляются облака, а при подходящих условиях — осадки.

Почему меняется температура воздуха

Температура зависит от времени суток, времени года, облачности, ветра и свойств поверхности. В ясный день солнечные лучи хорошо прогревают землю. После захода Солнца поверхность начинает отдавать накопленное тепло, поэтому ночью обычно холодает. Облака могут уменьшать дневной прогрев, потому что отражают часть солнечного света, а ночью иногда замедляют потерю тепла земной поверхностью.

Есть и местные различия. У большой воды температура меняется медленнее, чем далеко от неё. В горах воздух обычно холоднее, чем на расположенной ниже равнине. Городские здания, дороги и асфальт нагреваются иначе, чем лес, поле или влажная почва. Поэтому даже в двух близких местах температура иногда отличается.

Атмосферное давление и ветер

Воздух имеет массу и давит на всё вокруг. Это давление называют атмосферным. Оно неодинаково в разных местах и меняется со временем. Когда между соседними районами существует разница давления, воздух начинает перемещаться. Такое горизонтальное движение воздуха мы ощущаем как ветер.

На направление ветра влияет не только разница давления. Земля вращается, поверхность неровная, а горы, долины, моря и города меняют движение воздушных потоков. Поэтому реальная картина сложнее простого движения по прямой. Для школьного доклада достаточно помнить главное: различия нагрева и давления помогают приводить воздух в движение.

Ветер переносит воздушные массы. Если приходит воздух с моря, он может принести много влаги. Воздух из холодного района способен вызвать заметное похолодание, а из жаркого — потепление. Поэтому смена направления ветра иногда быстро меняет погоду.

Откуда берутся облака, дождь и снег

В атмосфере всегда присутствует некоторое количество водяного пара, хотя сам пар невидим. Когда влажный воздух поднимается, он попадает в область более низкого давления, расширяется и охлаждается. При достаточном охлаждении водяной пар конденсируется на очень маленьких частицах в воздухе — например, на частицах соли или пыли. Возникают облачные капельки. При низкой температуре в облаках образуются и кристаллики льда.

Капли и кристаллы внутри облака могут расти. Если частицы становятся достаточно крупными, чтобы воздушные потоки уже не могли удерживать их, начинаются осадки. В зависимости от температуры и строения облака до поверхности могут дойти дождь, снег или другие виды осадков. Поэтому количество влаги в воздухе и распределение температуры по высоте очень важны для погоды.

Воздушные массы и атмосферные фронты

Огромные объёмы воздуха могут долго находиться над определённой территорией и приобретать похожие свойства. Их называют воздушными массами. Одна воздушная масса бывает холодной и сухой, другая — тёплой и влажной. Когда такие массы перемещаются, они меняют погоду на своём пути.

Граница между воздушными массами с разными свойствами называется атмосферным фронтом. В районе фронта воздух часто поднимается, поэтому там нередко растёт облачность и появляются осадки. После прохождения фронта может заметно измениться температура, ветер или давление. На картах погоды метеорологи внимательно следят за фронтами именно потому, что они часто связаны с заметными переменами.

Циклоны и антициклоны

На синоптических картах можно увидеть большие области пониженного и повышенного давления. Области пониженного давления часто связаны с восходящими движениями воздуха, облачностью и осадками. В повседневном объяснении их связывают с циклонами. Области повышенного давления чаще связаны с опусканием воздуха и более устойчивой погодой; их называют антициклонами.

Однако правило «циклон — всегда дождь, антициклон — всегда солнце» слишком простое. Конкретная погода зависит от сезона, количества влаги, температуры воздуха, расположения фронтов и многих других условий. Например, зимой при устойчивом антициклоне может быть сильный мороз и туман, а летом — длительная жара.

Почему погода зависит от места

На погоду влияет географическое положение. У моря влажность и температура обычно ведут себя иначе, чем в глубине материка. Горы заставляют воздушные потоки подниматься; при подъёме воздух охлаждается, что способствует образованию облаков и осадков на некоторых склонах. На другой стороне гор воздух может опускаться и становиться суше.

Большое значение имеют высота над уровнем моря, близость водоёмов, рельеф и тип поверхности. Поэтому прогноз для одного города нельзя автоматически считать точным для другого, расположенного далеко от него. Даже внутри большой области условия бывают разными.

Погода меняется в течение суток и года

Суточные изменения хорошо заметны летом: после восхода Солнца поверхность постепенно нагревается, днём температура обычно повышается, а вечером и ночью снижается. Но самый тёплый момент не обязательно совпадает ровно с полуднем, потому что поверхность и воздух нагреваются и остывают не мгновенно.

Сезонные изменения связаны прежде всего с наклоном земной оси и движением Земли вокруг Солнца. Летом в соответствующем полушарии Солнце выше над горизонтом и день длиннее, поэтому поверхность получает больше солнечной энергии. Зимой солнечные лучи падают ниже и световой день короче. На эту общую сезонную картину накладываются ветры, облака, снег, близость океана и другие факторы.

Погода и климат — не одно и то же

Погода описывает состояние атмосферы сейчас или в сравнительно короткий период: сегодня, завтра, на этой неделе. Климат — это характерные условия и закономерности погоды в регионе, которые определяют по наблюдениям за длительное время. Один необычно холодный летний день не означает, что климат местности внезапно стал холодным.

Можно сравнить так: погода отвечает на вопрос «что происходит за окном сегодня?», а климат — «какие условия вообще характерны для этой местности в разные сезоны?». Для изучения климата нужны длинные ряды наблюдений, а для описания текущей погоды — свежие измерения.

Почему погоду трудно предсказывать абсолютно точно

Атмосфера постоянно движется, и все её части взаимодействуют. Облака влияют на нагрев, ветер переносит влагу и тепло, рельеф меняет воздушные потоки, а океан и суша обмениваются энергией с воздухом. Невозможно одновременно измерить состояние атмосферы в каждой точке планеты.

Поэтому прогноз строится по множеству наблюдений и компьютерным моделям. На ближайшее время обычно можно дать более подробный прогноз, а чем дальше дата, тем больше неопределённость. Это не значит, что метеорологи «угадывают»: они рассчитывают наиболее вероятное развитие атмосферы на основе законов физики и свежих данных.

Зачем людям знать погоду

Погода влияет на самые обычные решения: какую одежду надеть, брать ли зонт, можно ли проводить спортивные занятия на улице. Для некоторых профессий она особенно важна. Пилотам нужны сведения о ветре, облачности и грозах, морякам — о ветре и волнении, фермерам — о температуре и осадках, дорожным службам — о снегопадах, гололёде и сильной жаре.

Наблюдение за опасными явлениями помогает заранее предупреждать людей о грозах, сильном ветре, ливнях, метелях, жаре или морозах. Поэтому метеорологические станции, радары и спутники работают постоянно, а собранные данные используются для прогнозов и предупреждений.

Как самому наблюдать за погодой

Школьнику не нужна большая метеостанция, чтобы начать наблюдения. Можно завести дневник погоды и каждый день в одно и то же время записывать температуру, облачность, наличие осадков и примерное направление ветра. Важно измерять температуру правильно: наружный термометр не должен нагреваться прямыми солнечными лучами, иначе он покажет температуру самого прибора, а не воздуха вокруг него.

Через несколько недель записи можно сравнить. Например, выяснить, после какого направления ветра чаще становилось холоднее, какие облака появлялись перед дождём, как менялась температура утром и вечером. Такие наблюдения показывают, что погода — не случайный набор явлений, а результат взаимосвязанных процессов в атмосфере.

Краткий план доклада

1. Что называют погодой.
2. Главные элементы погоды: температура, давление, влажность, ветер, облака и осадки.
3. Как Солнце связано с погодными процессами.
4. Почему возникают ветер, облака и осадки.
5. Воздушные массы, фронты, циклоны и антициклоны.
6. Чем погода отличается от климата.
7. Почему прогноз и наблюдение за погодой важны человеку.

Вывод

Погода — это состояние атмосферы здесь и сейчас, и она складывается сразу из многих характеристик. Её изменения связаны с неравномерным нагревом Земли Солнцем, движением воздуха, атмосферным давлением и круговоротом воды. На погоду влияют также рельеф, высота, близость водоёмов и перемещение воздушных масс. Поэтому метеорологи наблюдают не за одним показателем, а за целой системой. Понимание этих связей помогает не просто запоминать прогноз, а видеть, почему за окном происходят те или иные изменения.