تعریف آب و هوا
اصطلاح آب و هوا (به انگلیسی: weather) به شرایط موقت جو یا لایه هوای اطراف زمین گفته می شود. آب و هوا فقط در یک مکان نمی ماند، حرکت می کند و ساعت به ساعت یا روز به روز تغییر می کند. اقلیم (climate) به میانگین آب و هوا در یک منطقه خاص و همچنین تغییرات آن در طی سالهای متمادی گفته می شود. مثلاً شهر لاس وگاس در ایالت نوادای ایالات متحده به طور کلی گرم و خشک است. هونولولو، پایتخت ایالت هاوایی ایالات متحده نیز گرم اما بسیار مرطوب و بارانی است.
اقلیم نیز دقیقاً مانند آب و هوا تغییر می کند با این حال تغییرات اقلیمی می تواند صدها یا حتی هزاران سال طول بکشد. امروزه بیابان صحرا در شمال آفریقا بزرگترین بیابان جهان می باشد اما چند هزار سال پیش، آب و هوا در این بیابان کاملاً متفاوت بود. مشاهده ابرها یکی از شاخص ترین و قابل اطمینان ترین روش ها برای پیش بینی هوا می باشد. ابرها می توانند چیزهای زیادی در مورد وضعیت آب و هوا به ما بگویند و سرنخی درباره آنچه احتمالاً در آینده نزدیک اتفاق می افتد به ما ارائه دهند.
چه چیزی باعث ایجاد انواع آب و هوا می شود؟
دما، فشار اتمسفر، باد، رطوبت، بارش و ابر شش مولفه اصلی آب و هوا هستند. این اجزا در کنار هم، توصیف کننده آب و هوا در هر زمان مشخصی می باشند. این اجزای متغیر همراه با دانش فرآیندهای جوی به کارشناسان هواشناسی کمک می کند تا در آینده نزدیک هوا را پیش بینی کنند.
دما با دماسنج اندازه گیری می شود و به گرم یا سرد بودن جو اشاره دارد. هواشناسان درجه حرارت را به دو صورت گزارش می کنند: سانتیگراد (C) و فارنهایت (F). ایالات متحده از سیستم فارنهایت استفاده می کند اما در سایر نقاط جهان اغب از سانتیگراد استفاده می شود. تقریباً همه دانشمندان دما را با استفاده از مقیاس سانتیگراد اندازه گیری می کنند. دما یک اندازه گیری نسبی است. مثلاً بعد از چند روز دمای ۹۵ درجه فارنهایت، یک بعد از ظهر با دمای ۷۰ درجه فارنهایت خنک به نظر می رسد اما همین دما بعد از دمای حدود ۳۲ درجه فارنهایت گرم به نظر می رسد. سردترین هوا معمولاً در نزدیکی قطب ها اتفاق می افتد در حالی که گرمترین هوا در نزدیکی خط استوا اتفاق می افتد.
فشار اتمسفری به وزن اتمسفر بالایی گفته می شود. تغییر در سیگنال فشار اتمسفری باعث تغییرات آب و هوایی می شود. سیستم فشار قوی معمولاً دمای خنک و آسمان صاف را به همراه دارد. یک سیستم کم فشار می تواند هوای گرم تر، طوفان و باران را به همراه داشته باشد. فشار اتمسفری با ارتفاع نیز تغییر می کند. فشار اتمسفری در ارتفاعات، بسیار کمتر است. فشار هوا در بالای کوه کلیمانجارو با ۵۸۹۵ متر واقع در تانزانیا برابر با ۴۰ درصد فشار هوا در سطح دریا است. می توان انواع آب و هوا را در برخی مناطق مشاهده کرد، مثلاً هوا در دامنه کوه کلیمانجارو گرمسیری است اما در بالای کوه یخ و برف وجود دارد.
باد هم به حرکت هوا گفته می شود که به دلیل تفاوت در دما و فشار جوی بین مناطق مجاور شکل می گیرد. وزش باد معمولاً از مناطقی با فشار زیاد که سردتر است به مناطقی با فشار کم که گرمتر است می وزد.
رطوبت به میزان بخار آب موجود در هوا اطلاق می شود. بخار آب، گازی در جو است که به ایجاد ابر، باران یا برف کمک می کند. رطوبت معمولاً به صورت رطوبت نسبی یا درصدی از حداکثر مقدار هوای آب که می تواند در دمای مشخص نگه داشته شود، بیان می شود. هوای خنک نسبت به هوای گرم آب کمتری را در خود نگه می دارد. گفته می شود که هوا در رطوبت نسبی ۱۰۰ درصد، اشباع شده است به این معنی که هوا دیگر نمی تواند بخار آب را نگه دارد. بخار آب اضافی به صورت باران خواهد بارید. بارش وقتی اتفاق می افتد که هوا در زیر نقطه اشباع خود خنک شود. مرطوب ترین مکانهای کره زمین جزایر نزدیک خط استوا هستند به عنوان مثال سنگاپور در طول سال مرطوب است.
ابرها انواع مختلفی دارند. همه آنها بارندگی ایجاد نمی کنند. به عنوان مثال ابرهای سیروس (cirrus) معمولاً از هوای معتدل خبر می دهند. انواع دیگر ابرها می توانند باران یا برف به همراه داشته باشند. یک پوشش مه ابر مانند از ابرهای نیمبوستراتوس (nimbostratus) باعث ایجاد بارش پایدار و طولانی می شود. ابرهای بزرگ کومولونیمبوس (cumulonimbus) یا توده ابری که حاشیه اش سفید است و قبل از رعد و برق در آسمان ظاهر می شود، باعث بارش های متوالی و زیادی می شوند. ابرهای کومولونیمبوس همچنین می توانند باعث توفان تندری و گردباد شوند. ابرها می توانند بر میزان تابش نور خورشید به سطح زمین نیز تأثیر بگذارند. روزهای ابری نسبت به روزهای صاف و آفتابی خنک تر هستند زیرا ابرها از رسیدن تابش بیشتر خورشید به سطح زمین جلوگیری می کنند. عکس این موضوع در شب صادق است یعنی ابرها مانند پتو عمل می کنند و زمین را گرم نگه می دارند.
