Veðurfarskerfi jarðar
Veðurfar
Veðurfar er skilgreint sem meðalástand veðurs. Frá fræðilegum sjónarhóli er veðurfarið afleiðing af samspili eðlisfræðilegra eiginleika lofts og sjávar og margvíslegra ferla, sem leitast við að halda við jafnvægi í lofti og legi. Eiginleikarnir eru yfirleitt varmaeiginleikar og er þar með talinn hiti lofts, vatns, íss og lands; einnig aflfræðilegir eiginleikar, þar með taldir loft- og hafstraumar og hreyfing íss. Þá má nefna hringrás vatns í allri sinni mynd: raka loftsins, skýjahulu og vatnsmagn skýja, grunnvatn, vatnsinnihald snævar og margt fleira.
Allar þessar breytistærðir veðurfarskerfisins tengjast með ýmiss konar eðlisfræðilegum ferlum í kerfinu, eins og t.d. úrkomu og uppgufun, geislun og tilfærslu varma- og hreyfiorku með láréttri eða lóðréttri hreyfingu - eða iðustreymi.
Meginhlutar veðurfarskerfis jarðar
Meginhlutar veðurfarskerfisins eru fimm talsins - lofthjúpur, vatnshjúpur, jöklar og ís, yfirborðslag jarðar og lífríkið. Hver og einn meginhlutanna er mjög fjölþættur. Eins og gefur að skilja er því rannsókn á veðurfarssveiflum og orsökum þeirra ærið flókið vísindalegt viðfangsefni.
Hinum eðlisfræðilegum ferlum, sem eru að verki í andrúmslofti og hafi, hefur verið lýst með aflfræðilegum hreyfilíkingum, orkulíkingum varmafræðinnar og öðrum eðlisfræðilegum jöfnum. Ferlið sem höfuðmáli skiptir í sambandi við almenna hringrás í lofthjúpi og úthöfum varðar spurninguna um hve miklum varma hafi verið bætt við í tilteknum hluta kerfisins, varma sem á upphaflega rót sína að rekja til geisla sólarinnar. Geislun sólar er þannig frumvaki veðra og vinda á jörðinni.
Eins og áður sagði bregðast loft og haf þannig við misjafnri geislun sólar yfir miðbaugi jarðar og pólum, að loft- og hafstraumar myndast. Þeir flytja varmann milli staða og jafna út andstæðurnar. Straumarnir streitast sem sagt við að ná varmajafnvægi á jarðkringlunni. Ekki verður hér fjallað frekar um hina almennu hringrás andrúmslofts, en þó rétt aðeins minnst á geislun í lokin.
Samspil geislunar og skýja er býsna flókið, en jafnframt eitt mikilvægasta atriðið við gerð reiknilíkana fyrir veðurfarsrannsóknir og veðurspár.
Almenn hringrás í lofthjúpi og úthöfum
Hreyfingar í lofthjúpi jarðar og úthöfum, öðru nafni vindar og straumar, eru að mestu afleiðing hins feiknamikla munar á sólgeislun sem fellur annars vegar á lönd og höf við miðbik jarðar og hins vegar á pólasvæðin nyrst og syðst. Vindar og straumar leitast við að vinna upp muninn með því að dreifa orkunni, sem berst jörðinni svo ríkulega á lægri breiddargráðum.
Ýmis umskipti á hinni upphaflegu sólarorku hafa þá að vísu átt sér stað, ekki síst við yfirborð jarðarinnar. Sjávaryfirborð og loft við sjávarflöt hitnar. Orka færist úr stað með uppgufun og varmaskiptum við þéttingu gufunnar síðar, gjarnan víðs fjarri uppgufunarstað. Hreyfiorka berst úr lofthjúpi til sjávarborðs.
Ýmsar afdrifaríkar orkubreytingar gerast í háloftum lofthjúps og einnig kemur snúningur jarðar til skjalanna og mótar hann mjög stefnu strauma bæði í lofti og sjó. Þessi ferli og raunar enn fleiri eru viðfangsefni fræðanna um almenna hringrás í lofthjúpi og úthöfum.
