Orai
Orai, oras – atmosferos reiškinių visuma, išsilaikanti tam tikrą laiko tarpą. Paprastai sąvoka naudojama apibūdinti trumpiems periodams – dienoms ir savaitėms, skirtingai nei klimatas, reiškiantis vidutinius ilgo laikotarpio orus. Jei kitaip nenurodyta, sąvoka naudojama apibūdinti Žemės planetos orams.
Pagrindiniai procesai
redaguoti
Oras keičiasi dažniausiai dėl temperatūros skirtumų keliose vietovėse. Vertinant dideliais mastais, temperatūros skirtumai atsiranda dėl to, kad arčiau pusiaujo esantys regionai iš Saulės energijos gauna daugiau nei regionai arčiau ašigalių. Vietiniu mastu, temperatūros skirtumai gali atsirasti dėl skirtingų paviršiaus charakteristikų: vandenynų, miškų, ledynų, žmonių statinių ir kitų objektų paviršiai pasižymi skirtingu atspindėjimu, grubumu ir drėgme.
Paviršiaus temperatūrų skirtumai savo ruožtu lemia slėgio skirtumų susidarymą. Oras virš karšto paviršiaus šyla ir plečiasi, taip mažėjant oro slėgiui. Susiformuoja slėgio gradientas ir oras juda iš aukšto slėgio zonos į žemo slėgio zoną, susidarant vėjui, kurį taip pat veikia ir dėl Žemės sukimosi veikianti Koriolio jėga. Susijungus kelioms tokioms paprastoms slėgio sistemoms susidaro sudėtingesnės sistemos bei kiti orų reiškiniai. Tokių sistemų pavyzdžiai – Hedlio cirkuliacija, pakrančių vėjas (brizas) ir kt.
Dėl didelio kontrasto tarp ašigalių ir pusiaujo temperatūrų susidaro atmosferinės sraujymės. Dauguma vidutinių platumų orų sistemų susidaro dėl šių sraujymių nestabilumo. Orų sistemos atogrąžų regionuose yra formuojamos kitų procesų, tokių kaip musonai, audrų su perkūnija.
Kadangi Žemės ašis yra pasvirusi orbitos plokštumos atžvilgiu, Saulės šviesa į skirtingas planetos vietas ir skirtingu metų laiku patenka nevienodais kiekiais. Birželį link saulės arčiau yra šiaurinis pusrutulis, todėl visas pusrutulis šiuo metu gauna daugiau saulės šviesos nei gruodį. Dėl šios priežasties susidaro sezonai arba metų laikai. Skaičiuojant tūkstančiais ir šimtais tūkstančių metų, Žemės orbitos parametrai kinta, kas lemia planetos gaunamos saulės energijos kiekį ir pasiskirstymą bei ilgalaikį klimatą (žr. Milankovičiaus ciklai).
Meteorologiniai reiškiniai
redaguotiPrie meteorologinių reiškinių priskiriami vėjas, debesys, lietus, sniegas, rūkas ir smėlio audra. Mažiau kasdieniški – tornadas, uraganas ir ledo pūga (šąlantis lietus).
Beveik visi įprasti meteorologiniai reiškiniai vyksta troposferoje, apatinėje atmosferos dalyje iki 10 km aukščio. Orai gali keistis ir stratosferoje bei paveikti troposferos sluoksnio orus, tačiau procesai nėra tiksliai žinomi.
Atmosfera yra chaotinė sistema, todėl nežymūs pokyčiai vienoje sistemos dalyje gali išsivystyti iki didelio poveikio visai sistemai. Ši savybė apsunkina tikslią orų prognozę ilgesniam laikotarpiui nei kelios dienos į priekį. Meteorologai, orus tiriantys mokslininkai, ieško būdų prognozes pagerinti. Teoriškai naudinga prognozė kiekvienai dienai galima tik dviem savaitėms į priekį. Chaoso teorija teigia, kad bet koks mažas oro judėjimo pokytis su laiku didės (drugelio efektas, idėja, teigianti, kad drugelio plasnojimo sukeltas oro judėjimas ilgainiui sukelia didelius pokyčius atmosferoje). Dėl tokio didelės sistemos jautrumo mažiems pokyčiams, visiškai tikslios prognozės nelaikomos įmanomomis.
Planetos paviršiaus formavimas
redaguotiOrų kaita yra vienas pagrindinių veiksnių, keičiančių Žemės paviršiaus formas. Drėgmės ir temperatūros svyravimai sukelia dūlėjimą, kuris ardo uolienas, o šios toliau gali dalyvauti cheminėse reakcijose, keičiančiose planetos paviršių (pvz., rūgštusis lietus) arba persiformuoti į kitas uolienas. Nuo orų taip pat priklauso erozijos procesai.
Žmogaus istorijoje
redaguotiOrai turėjo svarbią, kartais tiesioginę įtaką žmonių gyvenimui. Klimato kaita (pvz., dykumėjimas) ir kraštutiniai orai vertė žmones migruoti bei kartais įtakodavo istorinius įvykius. Pvz., 2005 m. uraganas Katrina visus Naujojo Orleano gyventojus privertė laikinai palikti miestą.
Orai veikia žmones ir mažiau drastiškais būdais. Esant kraštutiniams karščiams arba šalčiams, veikiama žmogaus imuninė sistema. Oras taip pat gali įtakoti nuotaikas. Nepaisant to, oras negali turėti tiesioginio poveikio žmogaus darbo, mokymosi, žaidimo atlikimui, jam įtakos turi tik paties žmogaus požiūris į oro pobūdį - karštį, šaltį ar lietų.
Prognozavimas
redaguoti- Pagrindinis straipsnis - Orų prognozė
Orų prognozavimas apima mokslo priemonių ir technologijų taikymą, siekiant numatyti atmosferos būsenas ateityje. Iki pradedant taikyti mokslinius metodus, buvo naudojamasi per žmonių patirtį susiformavusia tautosaka, kuria kai kurie žmonės remiasi iki šiol. Meteorologinės prognozės sudaromos renkant duomenis apie esamą atmosferos būseną (temperatūra, drėgmė, vėjas) ir naudojant fizinius matematinius modelius įvertinti galimus ateities pokyčius atmosferoje. Chaotinė atmosferos charakteristika apsprendžia, kad tikslios prognozės nėra įmanomos ir tikslumas mažėja didinant prognozės apimtis (drugelio efektas).
Žmogaus įtaka orams
redaguoti- Daugiau informacijos galite rasti straipsnyje Orų valdymas.
Žmonijai nuo seno yra būdingas poreikis kontroliuoti orus ir to siekiama orų valdymu. Senovinis pavyzdys – Lietaus šokis, šių laikų – amerikiečių vykdyta Operacija Popeye, siekiant pratęsti musoninį lietų Šiaurės Vietname. Vieni labiausiai pavykusių būdų paveikti orus yra "debesų sėja" (angl. cloud seeding), rūko ir sluoksninių debesų išsklaidymas, žiemos kritulių gausinimas kalnų regionuose bei metodai sustabdyti krušą. Kaip bebūtų, nėra neabejotinų įrodymų, kad šie metodai efektyvūs.
Žmogaus veikla (žemės ūkis ir pramonė) turi ir iš anksto nenumatytos įtakos orams:
- Rūgštusis lietus susidaro dėl pramoninių sieros dioksido bei azoto oksidų emisijų į atmosferą ir kenkia ežerams, augalijai bei statiniams.
- Žmogaus sukelta tarša blogina oro kokybę bei regimumą.
- Šiltnamio dujų emisijos skatina klimato kaitą, tikėtinai didindamos kraštutinių orų – sausrų, kraštutinių temperatūrų, potvynių, stiprių vėjų ir audrų dažnumą ir stiprumą.
Žmonijos istorijoje yra ne vienas pavyzdys, kai orų ir klimato pokyčiai sukėlė realią grėsmę įvairiems civilizacijos aspektams (ekosistemoms, gamtiniams ištekliams, maisto ir tekstilės gamybai, ekonominiam vystymuisi, žmogaus sveikatai) bei pačioms civilizacijoms.
Kraštutinumai
redaguotiŽemėje oro temperatūra paprastai varijuoja nuo -40°C iki +40 °C, tačiau dėl klimato įvairumo galimos temperatūros ir už šio intervalo ribų. Žemiausia (šalčiausia) iki šiol (2007 m. birželis) registruota temperatūra Žemėje buvo -89,2 °C Vostoke, Antarktidoje 1983 m. liepos 21 d. Aukščiausia (karščiausia) registruota temperatūra buvo 57,7 °C Afrikoje, Libijoje 1922 m. rugsėjo 13 d. Aukščiausia vidutinė metinė temperatūra buvo registruota Dallol gyvenvietėje Etiopijoje - 34,4 °C, žemiausia – Vostoke, -50,6 °C.