Βασικές πληροφορίες 1
Γλωσσάριο/νέες έννοιες:
Μετεωρολογία μελετά, περιγράφει και εξηγεί τα φαινόμενα που συμβαίνουν στην ατμόσφαιρα της Γης.
Ο καιρός είναι η κατάσταση της ατμόσφαιρας σε μια συγκεκριμένη χρονική στιγμή σε ένα συγκεκριμένο μέρος.
Το κλίμα αναφέρεται σε ένα μακροπρόθεσμο πρότυπο καιρού για έναν τόπο, μια περιοχή.
Τα στοιχεία του καιρού περιλαμβάνουν τη θερμοκρασία του αέρα, την πίεση του αέρα, τη ροή του αέρα, την υγρασία, τα σύννεφα και τις βροχοπτώσεις.
Πότε δημιουργήθηκε η επιστήμη της μετεωρολογίας;
Η ιστορία της μετεωρολογίας χρονολογείται από την εποχή των αρχαίων πολιτισμών. Η κίνηση των άστρων, του ήλιου και της σελήνης, καθώς και η βροχόπτωση, η θερμοκρασία και ο άνεμος γοήτευαν τους ανθρώπους. Παρατήρησαν και κατέγραψαν αυτά τα φαινόμενα και ο αρχαίος Έλληνας φιλόσοφος Αριστοτέλης έγραψε την πρώτη γνωστή πραγματεία για τη μετεωρολογία.
Η μετάβαση από την αρχαία στη σύγχρονη μετεωρολογία συνδέεται με τη δυναμική εξέλιξη των επιστημονικών ανακαλύψεων, την ανάπτυξη και την τελειοποίηση νέων οργάνων, όπως τα βαρόμετρα, τα θερμόμετρα και τα ανεμόμετρα. Πολλά από αυτά χρησιμοποιούνται ακόμη και σήμερα. Τι είναι αυτά; Ένα βροχόμετρο με τη μορφή ανοιχτού κυλινδρικού δοχείου με επίπεδο πυθμένα εμφανίστηκε στην Κίνα ακόμη και πριν από την εποχή μας. Θεωρείται το πρώτο μετεωρολογικό όργανο. Το θερμόμετρο έγινε το πιο διαδεδομένο όργανο. Ο Γαλιλαίος Γαλιλέι κατασκεύασε το πρώτο όργανο μέτρησης της θερμοκρασίας του αέρα το 1597. Το 1643, ο Ευαγγελίστα Τοριτσέλι εφηύρε το βαρόμετρο υδραργύρου, το οποίο μετρούσε την ατμοσφαιρική πίεση. Χάρη σε αυτή την εφεύρεση, πολύ αργότερα ο Ντανιέλ Φαρενάιτ κατασκεύασε το πρώτο θερμόμετρο υδραργύρου, σε κλίμακα που ανέπτυξε και πήρε το όνομά του. Ήταν το πρώτο που τυποποιήθηκε και εφαρμόστηκε σε ολόκληρο τον κόσμο, ενώ χρησιμοποιείται ακόμη σε ορισμένες χώρες για μη επιστημονικούς σκοπούς. Έκτοτε έχουν χρησιμοποιηθεί διάφοροι τύποι κλασικών υγρών θερμομέτρων. Ένα από αυτά είναι το ακραίο θερμόμετρο Sykes. Πρόκειται για ένα σωλήνα λυγισμένο στο σχήμα του γράμματος U, με κάθε βραχίονα να έχει τη δική του κλίμακα.
Ένα άλλο όργανο που χρησιμοποιείται στη μετεωρολογία είναι το υγρόμετρο. Μετρά τη σχετική υγρασία του αέρα. Το πρώτο εφευρέθηκε από τον Λεονάρντο Ντα Βίντσι το 1480, ενώ το κλασικό υγρόμετρο μαλλιών δημιουργήθηκε από τον Οράτιο ντε Σωσσύρ το 1783. Χρησιμοποιεί το γεγονός ότι τα ανθρώπινα μαλλιά αλλάζουν το μήκος τους ανάλογα με τη μεταβολή της υγρασίας. Τα σύγχρονα υγρόμετρα χρησιμοποιούνται ευρέως στη γεωργία και την κτηνοτροφία, στη βιομηχανία και στα νοικοκυριά.
Μετεωρολογία και πρόγνωση καιρού
Οι πρώτες προσπάθειες πρόγνωσης του καιρού εμφανίστηκαν τον 17ο αιώνα. Βασίστηκαν στην εξάρτηση της μεταβολής της ατμοσφαιρικής πίεσης από το υψόμετρο.
Η μετεωρολογία μελετά τα γεγονότα που συμβαίνουν στην ατμόσφαιρα – ιδίως τον καιρό, τα αίτια των αλλαγών του και την πρόγνωση του καιρού. Η κύρια αιτία των μεταβολών του καιρού είναι ο Ήλιος. Ο Ήλιος θερμαίνει τη γη, τους ωκεανούς και τις θάλασσες. Η ηλιακή ακτινοβολία προκαλεί την εξάτμιση του νερού, σχηματίζοντας υδρατμούς που αναμειγνύονται με τον ατμοσφαιρικό αέρα. Ο αέρας θερμαίνεται από τη θερμαινόμενη επιφάνεια. Ο θερμότερος αέρας έχει μικρότερη πυκνότητα από τον ψυχρό αέρα. Επομένως, ανεβαίνει προς τα πάνω. Ο ψυχρότερος αέρας κατεβαίνει προς το έδαφος και έτσι δημιουργείται ένα ρεύμα αέρα. Ο αέρας που ρέει είναι στην πραγματικότητα ο άνεμος. Ο άνεμος μεταφέρει τους υδρατμούς σε άλλες περιοχές. Τα σύννεφα σχηματίζονται από την ψύξη και τη ρευστοποίηση των υδρατμών. Μερικές φορές χιονίζει ή βρέχει.
Ο καιρός είναι η κατάσταση της ατμόσφαιρας σε μια συγκεκριμένη χρονική στιγμή σε ένα συγκεκριμένο μέρος. Οι τυπικές καιρικές συνθήκες που χαρακτηρίζουν ένα συγκεκριμένο τόπο, περιοχή, έδαφος για μεγάλο χρονικό διάστημα ονομάζονται κλίμα. Άλλο κλίμα είναι χαρακτηριστικό για τις σκανδιναβικές χώρες της Ευρώπης, άλλο για τις χώρες γύρω από τη Μεσόγειο Θάλασσα ή την περιοχή της ερήμου Σαχάρα. Ένας μετεωρολόγος παρατηρεί έξι βασικά μετεωρολογικά στοιχεία που επηρεάζουν τον καιρό: θερμοκρασία αέρα, πίεση αέρα, ροή αέρα (άνεμος), υγρασία, νέφωση και βροχόπτωση.
Πώς μετρώνται τα στοιχεία του καιρού;
Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιούνται συγκεκριμένα όργανα:
Η πίεση του αέρα μετράται με μανόμετρα. Αυτά μπορεί να είναι υδραργυρικά ή κιβωτιόσχημα (αναροειδή).
Ένα μανόμετρο με συσκευή καταγραφής είναι ένας βαρογράφος. Ένα ενδιαφέρον σημείο είναι ότι τα όργανα μέτρησης της πίεσης του αέρα δεν πρέπει να τοποθετούνται στη μετεωρολογική καμπίνα. Δεδομένου ότι η ατμοσφαιρική πίεση σχετίζεται άμεσα με τη ροή του αέρα, χρησιμοποιούνται ανεμόμετρα (μετρούν την ταχύτητα του ανέμου) ή ανεμογράφοι – όργανα μέτρησης και καταγραφής της ταχύτητας και της κατεύθυνσης του ανέμου. Η κλίμακα κατεύθυνσης του ανέμου εισήχθη το 1805 από τον Άγγλο ναύαρχο F. Beaufort.
Οι πρώτες επίσημες μετεωρολογικές προβλέψεις χρονολογούνται από την 1η Ιανουαρίου 1877. Δημοσιεύθηκαν από το Κεντρικό Ινστιτούτο Μετεωρολογίας και Μαγνητισμού της Γης στη Βιέννη.
Η συσκευή που χρησιμοποιείται για τη συνεχή καταγραφή της βροχόπτωσης ονομάζεται βροχόμετρο (ομβρογράφος).
Ο ηλιογράφος (ηλιακός μετρητής, solarimeter) χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της διάρκειας του ηλιακού φωτός κατά τη διάρκεια της ημέρας. Το κύριο μέρος του είναι μια γυάλινη σφαίρα τοποθετημένη σε ένα ανοιχτό σφαιρικό μπολ που χωρίζεται σε δύο μισά. Η σφαίρα αυτή λειτουργεί ως μεγεθυντικός φακός που συγκεντρώνει τις ακτίνες σε ένα σημείο. Πίσω από τον μεγεθυντικό φακό υπάρχει μια λωρίδα χαρτονιού/χαρτιού η οποία απανθρακώνεται από τις ηλιακές ακτίνες που εστιάζονται σε αυτήν και αφήνει ένα ίχνος. Με αυτόν τον τρόπο καταγράφεται η διάρκεια της ηλιοφάνειας σε μια τοποθεσία. Ο ηλιογράφος είναι τοποθετημένος σε πλίνθινο βάθρο ύψους 1 μέτρου με την ανοιχτή πλευρά της λεκάνης να βλέπει προς το νότο.
Ο λιμνογράφος επιτρέπει τη συνεχή καταγραφή της στάθμης του νερού και το εξατμισίμετρο μετρά το ρυθμό εξάτμισης του νερού στην ατμόσφαιρα.
Η θέση των οργάνων στον μετεωρολογικό σταθμό καθορίζεται από τις ποσότητες που μετρούν. Τα όργανα μέτρησης της θερμοκρασίας και της υγρασίας τοποθετούνται σε μετεωρολογικές καμπίνες. Τα όργανα μέτρησης της πίεσης του αέρα δεν τοποθετούνται ποτέ στην καμπίνα.
