Hali ya hewa inaweza kuonekana kama inaunda wiki ya dreary, kijivu kijivu. Lakini pia inaweza kuweka onyesho la kweli - na, mara nyingi, mbaya - onyesho. Lakini ni nini kinachoelezea matukio haya ya kulipuka?

Anga ya Dunia inaongozwa na joto kutoka Jua. Hali ya hewa ni mwitikio wa anga kwa muundo wa kutofautiana wa nishati ya joto ambayo inapokea. Nuru inayoonekana na ya jua huwasha Dunia wakati wa mchana, kwa nguvu zaidi kwenye latitudo za chini, lakini Dunia hutoa jumla ya mionzi ya infrared sawa sawa katika pande zote.

Kwa wastani, Dunia inapokea 340 W m^-2 kutoka Jua. Karibu theluthi moja ya nishati hii ni kutawanyika moja kwa moja kurudi angani na mawingu na barafu juu ya uso. Nishati iliyobaki, takriban sawa na kuweka radiator ndogo kila 2m kwenye kimiani inayofunika uso wa Dunia na kuiendesha mfululizo, inafyonzwa na uso na anga.

Lakini nguvu ya Jua inazingatia upande wa siku na, haswa, karibu na Ikweta. Kwa wastani, anga na uso kunyonya zaidi ya 300 W m^-2 katika nchi za hari lakini chini ya 100 W m^-2 katika Mikoa ya Polar. Uso wa Dunia kwenye ikweta umeangaliana na mwanga wa Jua, lakini kwa pembe kubwa karibu na nguzo ambapo nguvu sawa huanguka juu ya eneo kubwa la uso.

Jua: ambapo yote huanza NASA / Goddard / SDO / flickr, CC BY

Joto la Dunia halionyeshi tofauti kubwa, ikitofautiana kwa chini ya 50 ° C kati ya Ikweta na latitudo za juu, kidogo sana kuliko kwenye mwili kama vile mwezi. Hii ni kwa sababu anga (na kwa kiwango kidogo cha bahari) husafirisha joto kutoka mikoa yenye joto hadi baridi. Usafiri wa joto wa anga unakua juu ya 5 PW (5 petaWatts au 5 × 10¹⁵ W). Kwa muktadha, kituo kikuu cha nguvu za nyuklia ina uwezo wa 8 GW (8 × 10⁹ W) na nguvu kamili inayotumiwa kwa kila aina na wanadamu leo ​​ni inakadiriwa kuwa 18 TW (1.8 × 10¹³ W), zaidi ya mara 250 chini.

Ugavi huu mkubwa wa umeme ndio unasukuma injini ya joto ya anga na bahari ya Dunia, na mwendo unaosababishwa wa hewa ya joto kwa mikoa yenye baridi. Wakati wa safari, nishati hubadilishwa kuwa aina nyingine nyingi na mzunguko wa Dunia una ushawishi mkubwa juu ya hali ya hewa inachukua, haswa katika latitudo za kati. Hapa njia kuu ya usafirishaji wa joto hubadilika kutoka kwa kugeuza kwa urefu-ulinganifu Seli za Hadley kwa mwendo kama wimbi, udhihirisho wa uso ambao ni mifumo yetu ya hali ya hewa ya shinikizo la hali ya juu na ya chini.

Jet mkondo cirrus. LPI / NASA http://www.lpi.usra.edu/publications/slidesets/clouds/slide_2.html 

Vijito vya ndege ni ribboni nyembamba sana (kilomita chache kirefu na labda upana wa kilomita 100) ya hewa inayosonga kwa kasi ambayo inazunguka Dunia na kuunda kwenye mpaka wa umati wa watu wenye joto na baridi karibu urefu wa kilomita 10. Katika msingi wa mkondo wa ndege, upepo unaweza kufikia kilomita 200 hr^-1 na kushangaza 656 km hr^-1 imerekodiwa juu ya nje ya Hebridi mnamo Desemba 1967. Mahali pa upepo huu uliolengwa ni muhimu katika kupanga njia za ndege na matumizi mazuri ni sababu kwa nini inaruka haraka kutoka magharibi kwenda mashariki kuliko safari ya nyuma.

Mto wa ndege ambao huathiri hali ya hewa yetu ni mkondo wa ndege wa polar kaskazini ambayo inapita katika njia tofauti na inaongoza kupita kwa mifumo ya hali ya hewa kote ulimwenguni, ambayo inaweza kusababisha mfululizo wa dhoruba na mafuriko. Wakati mkondo wa ndege unapoelekea kusini basi hewa baridi ya polar itashushwa, wakati inaelekea kaskazini, hewa ya joto na hali ya hewa iliyokaa inaweza kusababisha.

Kimbunga Katrina kwa kiwango cha juu katika Ghuba ya Mexico mnamo Agosti 28 2005. NASA http://visibleearth.nasa.gov/view.php?id=74693

Vibanda vya kitropiki, Anajulikana zaidi kama vimbunga katika Amerika na vimbunga katika Mashariki ya Mbali, ni matukio ya hali ya hewa yenye uharibifu mkubwa ambayo katika latitudo ya chini, huanza kama mifumo dhaifu ya hali ya hewa. Vimbunga vya kitropiki huunda juu ya bahari yenye joto sana, kawaida mwishoni mwa msimu wa joto na vuli katika kila ulimwengu. Kadri zinavyozidi kuongezeka wanasukumwa na kutolewa kwa nguvu kwa siri kutoka kwa mvuke wa maji, ambayo hujikunja na kuunda mawingu ya dhoruba kuu.

Kasi ya upepo ya zaidi ya 200 km hr^-1 zimerekodiwa katikati ya dhoruba, lakini uharibifu husababishwa na mafuriko kama matokeo ya kuongezeka kwa urefu wa uso wa bahari na mvua kubwa. Wastani wa mvua ya kila mwaka ya Uingereza inaweza kuanguka chini ya masaa mawili kutoka mawingu karibu na jicho la dhoruba.

Kimbunga cha Bhola cha 1970 kilikuwa moja ya majanga mabaya zaidi ya wakati wote, na kuua watu nusu milioni huko Bangladesh na West Bengal kwa sababu ya mafuriko kama hayo, lakini ilikuwa mbali na kimbunga cha kitropiki chenye nguvu zaidi, ikilinganishwa na wastani Kitengo cha 3. Nguvu zaidi, Jamii ya 5, dhoruba ni pamoja na Kimbunga Katrina mnamo 2005 na upepo wa zaidi ya km 280 hr^-1.

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Occluded_mesocyclone_tornado5_-_NOAA.jpg/flickr, CC BY tornadoes ni vimbunga vidogo vyenye vurugu ambavyo vinaweza kuunda chini ya wingu la dhoruba la cumulonimbus, mkoa wa msongamano mkali wa wima. Wingu la faneli hutengeneza katikati ya vortex, ingawa upepo mkali huzunguka zaidi kuzunguka. Upepo mkali zaidi ni karibu kilomita 500 kwa saa^-1, na kusababisha uharibifu mkubwa katika njia yao.

The Kimbunga cha Jimbo Tatu ya Machi 1925, ilikuwa na urefu wa njia ndefu iliyorekodiwa zaidi ya kilomita 350 na kuua watu 695 katika Bonde la Mto la Mississippi, Amerika. Ilikuwa sehemu ya mlipuko na idadi ya waliokufa ya 747, lakini hata hiyo ilizidishwa mnamo Aprili 1989 na Kimbunga cha Daulatpur – Saturia huko Bangladesh, wakati watu zaidi ya 1,300 walipokufa na 80,000 waliachwa bila makao.

Vumbi dhoruba kutokea katika sehemu nyingi za ulimwengu na inaweza kusafirisha mchanga na chembechembe nzuri za madini kutoka bara moja kwenda jingine. Katika Afrika Kaskazini dhoruba hizi zinajulikana kama haboobs na mara nyingi huanzishwa na upepo mkali unaohusishwa na mvua za ngurumo. Dhoruba kama hizo zinatokea katika sehemu kame za Amerika na Asia. Haboobs zinaweza kufikia urefu wa zaidi ya 1km, kufunika maelfu ya km² na inadumu kwa masaa mengi, vumbi lililopandishwa likiingiza mwangaza wa jua, ikipasha joto hewa na kuzidisha upepo ukingoni mwa dhoruba.

Duniani, matone ya maji yatakua kwenye chembechembe nzuri za vumbi, mwishowe kuyaondoa na kupunguza ukuaji wa dhoruba, lakini kwenye Mars, ambayo ni kavu zaidi, dhoruba za vumbi zinaweza kufunika sayari.

Ibilisi wa vumbi huko Arizona. NASA http://www.nasa.gov/vision/universe/solarsystem/2005_dust_devil.html

Vumbi mashetani ni vortices ndogo zenye kupendeza, zinaonekana na vumbi ambalo huinua kutoka juu. Pia zinaongozwa na nishati ya joto, ambapo hali ya baridi inawasiliana na uso wa joto. Hii ni kawaida katika mikoa kama jangwa, lakini inaweza kutokea hata katika hali ya hewa ya joto na kuna rekodi za "mashetani wa theluji" kwenye milima yenye mwangaza. Duniani, zinaweza kufikia urefu wa 1km na labda mita 10 kwa kipenyo; kwenye Mars wameonekana juu ya anuwai anuwai ya saizi, kupanua hadi 20km juu na mita 200 kote na kuonekana kwenye picha nyingi kutoka kwa vyombo vya angani vinavyozunguka.

Shamba la Serikali / Flickr, CC BYUmeme ni jambo la kawaida katika anga ya Dunia, linalotokea katika maeneo ya ushawishi mkubwa wa wima. Karibu ngurumo 2,000 ni hai wakati wowote. Hewa katika kituo nyembamba cha kituo cha umeme inaweza kufikia 30,000 ° C kwa ufupi, mara tano ya joto la uso wa Jua. Sauti ya ngurumo hutoka kwa upanuzi wa haraka wa hewa moto na miti ambayo imepigwa hupigwa mbali kama maji ndani yao yanachemka mara moja.

Siri inahusishwa kwa ujumla na dhoruba za radi na pia ni hali ya hewa ya joto, hali ya kupendeza. Watu mara nyingi huchukulia mvua ya mawe kama hafla ya msimu wa baridi, lakini mwishoni mwa msimu wa joto na majira ya joto ndio wakati pekee ambao mvua ya mawe ya kweli inatokea Uingereza. Wakati kuna visasisho vikali vya hewa, mawe ya mvua ya mawe yanaweza kufikia saizi kubwa sana, hadi 20cm kwa kipenyo, na inaweza kupima karibu kilo 1. Mvua za mvua ya mawe zinaweza kuwa mbaya na za kusikitisha kuna rekodi za mamia ya vifo. Labda dhoruba ya mawe mbaya zaidi iliyorekodiwa iliua zaidi ya watu 230 na mifugo 1,600 huko Uttar Pradesh, Kaskazini mwa India mnamo Aprili 1888, na kuna rekodi zilizoandikwa za vifo huko Warwickshire, Uingereza hadi Mei 1411.

Kuhusu Mwandishi

Stephen Lewis, Mhadhiri Mwandamizi wa Sayansi ya Kimwili, Chuo Kikuu Huria. Masilahi yangu ya utafiti ni katika uundaji wa mazingira ya sayari, haswa ikijumuisha masomo ya kulinganisha ya hali ya hewa ya nguvu na michakato ya hali ya hewa kwenye sayari tofauti. Hii haswa inajumuisha mifano kubwa ya nambari ya anga za sayari.

Makala hii ilichapishwa awali Mazungumzo. Soma awali ya makala.

Kurasa Kitabu:

at

Asante kwa kutembelea InnerSelf.com, zipo 20,000 + makala zinazobadilisha maisha zinazokuza "Mitazamo Mpya na Uwezekano Mpya." Nakala zote zimetafsiriwa kwa Lugha 30+. Kujiunga kwa InnerSelf Magazine, iliyochapishwa kila wiki, na Daily Inspiration ya Marie T Russell. InnerSelf Magazine imechapishwa tangu 1985.