Погода — это состояние атмосферы в конкретном месте и в определённый промежуток времени, будь то год, месяц или сутки.
Изменчивость и закономерности
Пожалуй, ничто в окружающей среде не меняется так часто, как погода. Сегодня люди могут страдать от зноя, завтра — промокнуть под проливным дождём, а послезавтра столкнуться с порывистым ветром, который иногда достигает силы урагана. Однако за кажущимся хаосом скрываются строгие закономерности. Их не всегда просто обнаружить, поскольку на формирование погоды влияет множество взаимосвязанных факторов.
Элементы и характеристики погоды
Погоду описывают с помощью ряда метеорологических элементов. К ним относятся атмосферное давление, интенсивность солнечной радиации, температура и влажность воздуха, сила и направление ветра, атмосферные осадки, облачность, дальность видимости, а также различные атмосферные явления: туман, гроза, роса, иней, снегопад, ливень, радуга и другие. Эти признаки обычно тесно связаны между собой. Например, летом понижение атмосферного давления часто (хотя и не всегда) сопровождается похолоданием, повышением влажности, усилением ветра и началом дождя. И наоборот, рост давления обычно связан с улучшением погоды — прояснением и ослаблением ветра. Интересно, что зимой повышение давления часто сигнализирует о похолодании, а летом — о потеплении.
Измеряя все эти элементы в комплексе на метеорологических станциях, специалисты могут не только описать текущее состояние атмосферы, но и предсказать её изменения в будущем.
Периодические изменения: годовой и суточный ход
Изменчивость — одна из ключевых черт погоды. Она может меняться ежедневно, ежечасно и даже ежеминутно. Однако и здесь наблюдаются закономерные, периодические изменения. Они бывают двух основных типов:
Годовой ход — это закономерное изменение метеорологических элементов в течение года, от сезона к сезону. Он наиболее ярко выражен в районах с континентальным климатом. Например, в Восточной Сибири разница между зимними и летними температурами может достигать 80–90°C. В то же время в экваториальных зонах сезонные различия практически отсутствуют, а в районах с морским климатом они значительно смягчены.
Суточный ход — это изменение элементов погоды в течение суток, обусловленное сменой дня и ночи. В континентальном климате амплитуда суточных колебаний температуры воздуха может достигать 20–30°C. Даже в экваториальных странах, где день и ночь почти равны, эти изменения ощутимы. Менее заметны они в полярных областях во время полярного дня или ночи из-за стабильных радиационных условий. Интересно, что с высотой суточные колебания ослабевают, и на высотах 10–12 км основными становятся уже годовые изменения.
Суточная погода формируется у земной поверхности, которая нагревается солнцем и передаёт тепло воздуху. В солнечный день часть этого тепла тратится на испарение. Поднимающиеся вверх потоки водяного пара на определённой высоте конденсируются, образуя характерные кучевые облака, а иногда и грозы — своеобразный итог дневных атмосферных процессов.
Нарушения режима и стихийные явления
Устоявшийся суточный ход может быть резко нарушен при вторжении воздушных масс, сформировавшихся над другими территориями. Они приносят с собой иную, «чужую» погоду, которая сохраняется до тех пор, пока воздушная масса не трансформируется под влиянием местных факторов.
Изменения погоды также приносят мощные потоки холодного или тёплого воздуха (адвекция), фронты циклонов и устойчивые антициклоны. Каждая из этих форм атмосферной циркуляции меняет погоду в определённой последовательности. Особенно сильные нарушения обычного режима могут привести к стихийным бедствиям. Например, устойчивый антициклон летом 1972 года вызвал сильнейшую засуху на европейской территории СССР. В 1973 году засуха поразила Африку, в то время как на Австралию обрушились невиданные ливни, а в Новой Зеландии выпало рекордное количество снега. Бывают годы, когда по всей планете наблюдается аномально много опасных явлений: наводнений, снежных заносов, града, ураганов и смерчей, наносящих огромный ущерб и уносящих человеческие жизни. Предупреждение о таких событиях — одна из самых сложных задач для метеорологов.
Современный прогноз погоды
Предсказать приближение циклона относительно просто: тонкая паутина перистых облаков на небе и падение давления по барометру явно на это указывают. Однако определить точное время начала дождя — через день, два или три — гораздо сложнее, так как циклоны движутся с разной скоростью.
Сегодня прогнозы составляются на основе синоптических карт, которые Гидрометеорологический центр РФ создаёт дважды в день для всего Северного полушария. На этих картах отображены пути всех циклонов и антициклонов, их положение и основные погодные элементы. Данные для карт поступают с десятков тысяч метеостанций, специальных метеорологических спутников, кораблей погоды, летающих обсерваторий и автоматических станций. Огромный поток информации обрабатывается с помощью электронно-вычислительных машин (ЭВМ), роль которых в современной метеорологии стала определяющей.
Воздействие на погоду и глобальные риски
В настоящее время человечество обладает технологиями, позволяющими влиять на погоду, предотвращать её вредные проявления и менять ход атмосферных процессов. Например, на Северном Кавказе успешно предотвращают град, обстреливая градовые облака специальными ракетами. Проводятся эксперименты по рассеиванию облаков и искусственному вызыванию дождя с помощью реагентов, распыляемых с самолётов или ракет. Теоретически возможны и воздействия на процессы крупного масштаба, способные изменить движение воздушных масс и атмосферных фронтов.
Однако такие вмешательства могут иметь серьёзные и непредсказуемые последствия, поскольку все процессы в атмосфере тесно взаимосвязаны. Изменения в одной части планеты могут вызвать нежелательные эффекты в другой, нарушив глобальную циркуляцию атмосферы. Именно поэтому в 1974 году по инициативе Советского Союза Организация Объединённых Наций приняла решение о запрете крупномасштабного воздействия на погоду, чтобы избежать потенциально катастрофических последствий для всей планеты.