Метеословарь — глоссарий метеорологических терминов

Период (часть) года, в который температура в среде обитания культурных растений благоприятствует их росту и развитию (вегетации).

В первом приближении это — безморозный период, т.е. промежуток времени от последних весенних до первых осенних заморозков, однако для различных растительных культур в одной и той же местности. Вегетационный период может быть различным в зависимости от морозостойкости растений. В тропиках и отчасти в субтропиках вегетационный период продолжается круглый год.

• Астрономически — время между весенним равноденствием и летним солнцестоянием. Весна в северном полушарии от 21 марта до 21 июня, в южном — от 23 сентября до 22 декабря.
• Условный переходной сезон между зимой и летом: март, апрель, май — в северном полушарии; сентябрь, октябрь, ноябрь — в южном.
• Климатический сезон, переходной между зимой и летом, характеризующийся быстрым повышением температуры воздуха в среднем годовом ходе. Началом весны считается переход средней суточной температуры воздуха через 0°С. К нему можно относить определенные месяцы года, однако в зависимости от климатических условий. В полярных широтах весна кратковременна, в тропиках весна неразличима.
• Синоптический сезон, переходной между зимой и летом в разные годы начинающийся и оканчивающийся в разные сроки, характеризующийся определенным режимом атмосферных процессов. Особенно характерна ликвидация преобладания высокого давления и усиление циклонической деятельности над материками средних широт.
• Фенологический сезон, наступление и окончание которого определяются фенологическими признаками (прилет птиц, развертывание листьев, цветение растений), наступающими для каждого района в разные сроки.

Ветер — движение воздуха относительной земной поверхности. Обычно подразумевается горизонтальная составляющая этого движения. Именно она определяется с помощью станционных приборов (флюгера, анемометра и пр.), а в свободной атмосфере — с помощью шаропилотных наблюдений.

Ветер возникает вследствие неодинакового атмосферного давления в различных точках атмосферы.
Так как давление меняется и по горизонтали и по вертикали, то воздух движется под некоторым углом к поверхности; по существу рассматривают лишь горизонтальную составляющую этого движения. Это оправдывается тем, что вертикальная составляющая ветра обычно очень мала и становится заметной только при сильной конвекции.

В понятии ветер различаются числовая величина скорости ветра, выражаемая в м/с, км/ч , узлах или условных единицах (баллах шкалы Бофорта), и направление, откуда дует ветер. Для обозначения направления указывают либо румб (по 16-румбовой системе), либо угол, который горизонтальный вектор скорости ветра образует с меридианом (причем север принимается за 360° или 0°, восток — за 90°, юг — за 180°, запад — за 270°).

Различают сглаженную скорость ветра за некоторый небольшой промежуток времени, в течение которого производятся наблюдения, и мгновенную скорость ветра, которая вообще сильно колеблется и временами может быть значительно ниже или выше сглаженной скорости. Анемометры обычно дают значения сглаженной скорости ветра, и в дальнейшем речь будет идти именно о ней.

Наличие сильных колебаний режима ветра, обусловленных сильной турбулентностью, отмечается при наблюдениях особо, как порывистость или шквалистость. Порывистось ветра сильно зависит от скорости: чем больше скорость, тем больше и порывистость.

Ветер скоростью порядка 0-5 м/с считается слабым, 6-14 м/с считается умеренным; свыше 14 м/с — сильным; с 25 м/с — очень сильным. А выше 33 м/с — ураганом.

В приземном слое минимум скорости ветра наблюдается ночью. После полудня скорость ветра и его порывистость достигают максимума. Такой суточный ход ветра летом имеет место до высот 100-300 м, а зимой до высоты 20-30 м. Причиной суточного хода является суточное изменение интенсивности турбулентного перемешивания.

Виртуальной температурой называется температура, которую должен иметь сухой воздух, чтобы его плотность равнялась бы плотности влажного воздуха. Только при высокой температуре и большой влажности разность плотностей становится заметной.

Виртуальная температура определяется по формуле T_v=T(1+0.378e/P), где T, e, P – температура воздуха, упругость водяного пара и атмосферное давление соответственно.

Пользуясь виртуальной температурой можно применять к влажному воздуху уравнения состояния и другие соотношения справедливые для сухого воздуха. Введя виртуальную температуру в уравнение состояния влажного воздуха можно получить его плотность: ρ=P/RT_v, где R – газовая постоянная сухого воздуха, равная в СИ 2.87·10² [дж/кг·град].

Относительная влажность воздуха f — отношение парциального давления водяного пара e к его предельному значению E над плоской поверхностью чистой воды, выраженное в процентах: f=e/E⋅100%.

Предельное значение насыщения водяного пара можно вычислить по формулам (Buck Research Manual 1996 г.):
над водой — E= 6.1121exp ^{(18.678 – t / 234.5) t / (257.14 + t)};
над льдом — E_*= 6.1115exp ^{(23.036 – t / 333.7) t / (279.82 + t)}, где t — температура воздуха [°C].

Всемирная метеорологическая организация рекомендует следующую формулу:
ln E = –6094,4692⋅T ^–1 +21,1249952–0,027245552⋅T+0,000016853396⋅T² +2,4575506⋅lnT,
где T — температура воздуха [°K].
Эта формула справедлива для температур от 0 до 100°С и для отрицательных температур для переохлажденной воды (до -50°С).

Абсолютная влажность a — масса водяного пара в граммах в 1 м³ влажного воздуха. Измеряется в г/м³.
Вычислить можно по формуле a= 217⋅e/T [г/м³], T — температура воздуха [°K].

Массовая доля водяного пара s — количество водяного пара в граммах в 1 г влажного воздуха (ранее — удельная влажность). В иностранной литературе массовая доля — Specific humidity.
Вычисляется: s = 0.62198⋅e/p – 0.378⋅e [‰], где e — парциальное давление [гПа], p — атмосферное давление [гПа].

Формулы для вычисления предельного значения насыщения (E): http://cires.colorado.edu/~voemel/vp.html.
Калькулятор для расчета характеристик влажности воздуха: http://www.humidity-calculator.com/index.php или http://www.tesaf.unipd.it/people/Carraro/Humicalc2.htm.

Измененение влажности с высотой: e_z=e₀⋅10^-z/6.3 — формула Гана. Из формулы следует, что на высоте 6,3 км упругость водяного пара 10 раз меньше, чем у поверхности Земли (e₀).

В приземных условиях влажность воздуха определяется всего удобнее психрометрическим методом, т. е. по показаниям двух термометров — с сухим и со смоченным резервуаром (сухого и смоченного). Испарение воды с поверхности смоченного термометра понижает его температуру по сравнению с температурой сухого термометра; понижение это тем больше, чем больше дефицит влажности. По разности температур сухого и смоченного термометров вычисляют упругость пара (e) и относительную влажность воздуха (f).

Для практических расчетов служат специальные психрометрические таблицы. Величины упругости насыщения в психрометрических таблицах всегда даются для плоской поверхности пресной воды.
Для отрицательных температур дополнительно даются соответствующие значения относительно льда. Пара термометров с сухим и со смоченным резервуаром — называется психрометром.

Водяной пар непрерывно поступает в атмосферу в результате испарения с поверхности водоёмов, почвы, растительного, снежного и ледяного покрова. Количество водяного пара зависит от физико-географических условий местности, времени года и суток.

Процесс испарения заключается в том, что молекулы воды, обладающие наибольшими скоростями, преодолевают силы молекулярного сцепления и отрываются от водной или иной испаряющей поверхности. Затем они быстро распространяются в окружающую среду в результате молекулярной диффузии.

Помимо этого в атмосфере происходит и обратный процесс — переход молекул водяного пара из воздуха в воду или на поверхность почвы. И, если, количество вылетающих молекул больше, чем возвращающихся обратно, то резельтирующим процессом будет испарение.

Если количество молекул одинаково, тогда между испаряющей средой и находящимся над ней паром устанавливается подвижное равновесие. Водяной пар при этом называется насыщенным. Для продолжения процесса испарения необходимо дополнительное тепло, которое называется теплотой испарения, причем скорость испарения будет увеличиваться с повышением температуры испаряющей поверхности.

При температуре 0°C теплота испарения воды 2.499×10⁶, а льда составит 2.73×10⁶ [дж/кг].
Упругость водяного пара e — парциальное давление водяного пара, содержащегося в воздухе, выражается в гПа. При каждой температуре упругость водяного пара не может превышать предельного значения — E. Водяной пар, упругость которого достигла предельного значения (e=E) называется насыщенным.

Дополнительно.
Он-лайновый калькулятор влажностных характеристик воздуха: http://www.tesaf.unipd.it/people/Carraro/Humicalc2.htm.

Пассаты обоих полушарий разделены переходной зоной с неравномерными, часто слабыми, но иногда и довольно сильными шквалистыми ветрами. В этой зоне в общем наблюдается сходимость воздушных течений, почему она и называется внутритропической зоной конвергенции.

Сходимость воздушных течений

встреча пассатов у тропического фронта вблизи экватора	встреча пассатов на большем расстоянии от экватора (летний экваториальный муссон)	экваториальная зона западных ветров

Вследствие сходимости ветра конвекция в этой зоне резко усилена и развивается до больших высот по сравнению с зонами пассатов. Сильные восходящие движения прорывают и размывают здесь пассатную инверсию. Облака превращаются в мощные кучевые и кучево-дождевые, и из последних выпадают обильные осадки ливневого характера.

Положение внутритропической зоны конвергенции на отдельных ее участках изо дня в день меняется, и иногда значительно. Нередко внутритропическая зона конвергенции обостряется в узкий тропический фронт, на котором пассат одного полушария непосредственно сменяется пассатом другого полушария. Тропический фронт проходит в таком случае по оси экваториальной депрессии.

При хорошо выраженной сходимости ветра тропические фронты мало выражены в поле температуры, которая в обоих пассатах довольно близка. Больше могут быть различия во влажности. По-видимому, вблизи экватора тропический фронт не может существовать как поверхность раздела, подобная внетропическим фронтам.

В некоторых частях океанов (например, на востоке Индийского и на западе Тихого океанов) во внутритропической зоне конвергенции дуют временами довольно сильные (5-10 м/с) западные ветры, более или менее резко отграниченные от обоих пассатов двумя параллельными тропическими фронтами. Эти экваториальные западные ветры захватывают слой от земной поверхности до высоты в несколько километров.

В переходные сезоны эта экваториальная зона западных ветров над Индийским океаном имеет в ширину всего несколько градусов широты и располагается симметрично относительно экватора. Западные направления ветра в ней объясняются, по-видимому, тем, что вблизи экватора ветер не является квазигеострофическим и дует по барическому градиенту, а последний на больших участках экватора направлен с запада на восток.

Летом данного полушария экваториальная зона западных ветров расширяется, захватывая более высокие широты и создавая там летний муссон, в общем уже квазигеострофический. При этом один из двух тропических фронтов, ограничивающих зону западных ветров, остается вблизи экватора, а другой смещается к северу или к югу вместе с продвигающимся муссоном.

Началу международному сотрудничеству в области метеорологии было положено на Второй метеорологической конференции в Лейпциге в 1872 г. и на первом метеорологическом конгрессе, состоявшемся в Вене в сентябре 1873 г. На этом конгрессе была создана Международная метеорологическая организация, преобразоранныя в 1947 году во Всемирную международную организацию — ВМО.

ВМО — специализированное учреждение Организации Объединенных Наций. Она осуществляет обмен метеорологическими данными между службами всех стран, следит за соблюдением единой методики, заботится о распространении результатов научно-методических исследований и обмени ими.
Штаб-квартира ВМО расположена в Женеве. Адрес электронной почты: wmo@wmo.int, интернет-сайт: ВМО.

Созданная Всемирной метеорологической организацией (ВМО) 1 января 1968 года мировая система, состоящая из:
• сети метеорологических (и аэрологических) станций и других средств производства наблюдений (метеорологические спутники, трансозонды и пр.) по единой глобальной программе;
• метеорологических центров для обработки данных наблюдений и хранения материалов в глобальном масштабе;
• глобальной службы телесвязи для быстрого обмена данными наблюдений и обработанной информацией;
• программы научных исследований, необходимых для улучшения прогнозов погоды и изучения возможностей непосредственного воздействия на погоду и климат.

Всемирный метеорологический день отмечается ежегодно 23 марта. Он знаменует собой вступление в силу 23 марта 1950 г. Конвенции Всемирной Метеорологической организации (ВМО).
К каждой годовщине ВМО выбирает тему, которая освещает вклад метеорологии и гидрологии в вопросы, имеющие большое значение для человечества.

На картах барической топографии АТ500, АТ300, (т.е. в средней и верхней тропосфере) в виде области значительного сгущения изогипс представлены зоны перехода между высокими холодными циклонами и высокими тёплыми антициклонами – высотные фронтальные зоны.

ВФЗ постоянно возникают, обостряются и разрушаются. Интенсивность их зависит от разности температур встречающихся воздушных масс.
В этих зонах концентрируются огромные запасы энергии. При нестационарности движения возникают крупнейшие атмосферные вихри – циклоны и антициклоны. Таким образом, фронтальные зоны играют огромную роль в развитии погодообразующих процессов.

Часть ВФЗ слева от оси (по направлению переноса) называется циклонической периферией ВФЗ, справа от оси – антициклонической периферией ВФЗ.
Часть ВФЗ, где в направлении потока наблюдается сходимость изогипс, называется входом ВФЗ, часть, где в направлении потока наблюдается расходимость изогипс – дельтой ВФЗ.
Отдельные ВФЗ, сливаясь друг с другом, образуют планетарную высотную фронтальную зону (ПВФЗ). ПВФЗ на огромных участках располагается преимущественно зонально, но может иметь волны большой амплитуды меридионального направления.

Однозначной связи между высотными фронтальными зонами и атмосферными фронтами не существует. Нередко два примерно параллельных фронта, хорошо выраженных внизу, сливаются в верхних слоях атмосферы в одну широкую фронтальную зону. В то же время, при наличии фронтальной зоны на высотах у Земли фронт не всегда существует.

Непрерывная ВФЗ на большом протяжении в нижнем слое тропосферы часто разделяется на отдельные участки — существует в циклонах и отсутствует в антициклонах.