Uz zemes visu laiku notiek kaut kādi atmosfēras procesi, tāpēc ir pienācis brīdis uzzināt, kas tad tajā atmosfērā, kas ir virs mūsu galvām, tur īsti notiek? Raksts būs gana interesants un izglītojošs. Varbūt, kāds no lasītājiem iegūs atbildi uz kādu neatbildētu jautājumu, un arī, būs kāds lasītājs, kas uzzinās kaut ko pavisam jaunu! 

Saskaņā ar Saules radiācijas zonālo sadalījumu. Pasaules okeāna un sauszemes platību atšķirībām Ziemeļu un Dienvidu puslodē un dažādo sasilšanu atmosfēras spiedienam ir joslains sadalījums. Katrā Zemes puslodē ir četras atmosfēras spiediena joslas: ekvatoriālais minimums, subtropu maksimums (30 grādu platuma), mēreno platumu minimums (60 grādu platuma) un polārais maksimums.

Kas ir atmosfēras spiediens?

Atmosfēras spiediens ir Zemes atmosfēras hidrostatiskais spiediens, kas rodas, Zemes gravitācijas dēļ gaisam pievelkoties pie Zemes virsmas. Atmosfēras spiediens ir tik liels, ar kādu spēku spiež virs ķermeņa esošais gaisa slānis.

Normālais Zemes atmosfēras spiediens ir 1013,25 hektopaskāli (hPa) jeb 760 dzīvsudraba stabiņa milimetri (mm Hg) jeb 101,325 kilopaskāli (kPa). Tas ir tikpat liels spiediens, ar kādu uz katru Zemes virsmas kvadrātmetru spiestu 10 tonnu un 132 kilogramus smaga krava, jeb apmēram 1 kilograms uz katru virsmas kvadrātcentimetru.

============

Atmosfēras spiediena teritoriālās atšķirības izraisa gaisa horizontālo kustību - vēju. Gaiss pārvietojas no apgabala ar augstu atmosfēras spiedienu uz apgabalu ar zemu atmosfēras spiedienu. Jo lielākas atmosfēras spiediena izmaiņas uz vienu attāluma vienību, jo stiprāks vējš. Ja tas būtu vienīgais spēks, kas ietekmē gaisa kustību, tad atmosfēras spiediena starpība ātri izlīdzinātos un nebūtu pastāvīgu vēju sistēmas. Nozīmīgs spēks, kas iedarbojas uz vēja virzienu, ir arī "Koriolisa spēks", kas maksimumu sasniedz polos, bet nav novērojams pie ekvatora.

Kas, tad ir Koriolisa spēks?  

Koriolisa spēks ir inerces spēks, kas jāņem vērā gadījumos, ja ķermenis pārvietojas attiecībā pret rotējošu atskaites sistēmu. Piemēram, ķermeņi, kas pārvietojas pa zemes virsmu horizontālajā plaknē, Ziemeļu puslodē novirzās pa labi attiecībā pret kustības virzienu, bet Dienvidu puslodē pa kreisi

============

Piezemes slānī (aptuveni līdz 100 m) uz gaisa kustību iedarbojas arī virsmas berzes spēks. Tā darbības rezultātā vēju ātrums uz zemes virsmas samazinās, bet vēja virziens izmainās. Jo lielāks berzes spēks, jo vairāk vējs virziens Ziemeļu puslodē novirzās pa labi

Atmosfēras vispārēja cirkulācija no viena Zemes rajona uz citu pārnes lielu siltuma un mitruma daudzumu. Ja zemes virsma būtu pilnīgi līdzena un nenotiktu rotācija, tad gaisa kopīgā cirkulācija būtu salīdzinoši vienkārša. Ekvatora rajonā gaiss celtos uz augšu un noplūstu polu virzienā, bet aukstais gaiss virzītos no poliem līdz ekvatoram. 

Patiesībā gaisa apriti uz Zemes sarežģī vairāki faktori. Pirmkārt, jau minētie berzes Koriolisa spēki, kas izmaina gaisa kustības virzienu. Otrkārt, lielu ūdens un sauszemes platību nevienādā sasilšana un atdzišana, kas ietekmē augsta un zema atmosfēras spiediena apgabalu sadalījumu, kā arī gaisa kustību. Treškārt, nopietns šķērslis, lai sajauktos piezemes gaisa masas ir kalnāji.

Tāpēc abos virzienos no ekvatora uz poliem veidojas tropu (Hedlija), mēreno platumu (Ferela) un polārās atmosfēras cirkulācijas šūnas.

Ekvatoriālie rajoni saņem lielu Saules radiācijas daudzumu. Gaiss stipri sasilst un sāk celties uz augšup, tā veidojot noturīgu zema spiediena apgabalu. Pacēlies gaiss sasniedz tropopauzi un sāk pārvieties polu virzienā. Sasniedzot 30 grādu platumus, gaiss jau ir atdzisis un kļuvis tik blīvs, ka sāk grimt, veidojot zemākajos atmosfēras slāņos augsta spiediena apgabalu. Tuvojoties zemes virsmai, gaiss sasilst un kļūst relatīvi sausāks, tādēļ šajos platuma grādos ir pastāvīgi saulains un sauss laiks. Šāds cirkilācijas raksturs ir tipisks Hedlija cirkulācijas šūnai

Piezemes slānī šis sausais gaiss pārvietojas zema spiediena joslu virzienā: viena daļa uz ekvatoru, bet otra - lielāko platumu virzienā. Gaisa masu kustība virzienā uz ekvatoru rada pasātus, kuri Koriolisa spēka iedarbības rezultātā novirzās no sākotnējā meridionālā virziena, radot Ziemeļu puslodē Ziemeļaustrumu pasātus, bet Dienvidu puslodē Dienvidaustrumu pasātus.

Kas ir Atmosfēras vispārējā cirkulācija?

Atmosfēras vispārējā cirkulācija ir planetāra mēroga gaisa plūsmu sistēma virs Zemes. Vispārējā atmosfēras cirkulācija ir galvenais klimatu veidojošais process, jo veic gaisa apmaiņu horizontālā un vertikālā virzienā gan troposfērā, gan stratosfērā apmēram līdz 20 kilometru augstumam

===========

Šo vienkāršo gaisa cirkulācijas shēmu sarežģī musoni, kuri atšķirīgās sauszemes un ūdens virsmas un ūdens virsmas sasilšanas un adzišanas dēļ rodas lielu kontinentu un okeānu malās. Tipiskie musoni raksturīgi Dienvidāzijai, kaut gan musonu tipa gaisa cirkulācija ir novērojama arī citās pasaules daļās. Daļā no salīdzinoši siltā gaisa grimst 30 grādu platumos, pārvietojas polu virzienā un apmēram 6- grādu platumos sastopas ar auksto gaisu, kurš plūst no polu rajoniem. Koriolisa spēka ietekmē Ziemeļu puslodē piezemes slānī vējiem ir galvenokārt Dienvidrietumu virziens, bet Dienvidu puslodē - Ziemeļrietumu virziens. Tādēļ mērenajos platuma grādos valdošie ir Rietumu puses vēji jeb Rietumu plūdums.

Kas tad ir Rietumu plūdums? 

Rietumu plūdums ir valdošā gaisa masu plūsma no Rietumiem uz Austrumiem vispārējā atmosfēras cirkulācijā. Rietumu plūduma apgabaļā dominē rietumu vēji un intensīva ciklonu darbība.

Tagad būs skaidrojums, kā tad notiek Rietumu plūduma process mērenajos platuma grādos? 

Mūsu platuma grādos siltuma apmaiņa starp gaisa masām no dienvidiem un no ziemeļiem notiek visai šaurā robežjoslā - Polārajā frontē, kur siltās gaisa masas nesajaucas ar aukstajām, bet slīd virs tām slīpā lenķī. Šī josla nav taisna, vietumis tajā veidojas izliekumi un virpuļi. Laika apstākļi haotiski mainās tāpēc, ka šādi virpuļi nav stabili un noteiktos apstākļos pārvietojas dažādos virzienos.

Vietā, kur siltā gaisa vilnis virzās uz priekšu, gaisa kopējais svars ir mazāks un spiediens attiecīgajā apgabalā krītas. Spiediena atšķirību dēļ tiek iekustināts arī gaiss ap šo apgabalu. Virpuļveida kustību Polārajā frontā vēl pastiprina arī vējš, vietumis pārbīdot silto gaisu virs auksā gaisa, bet citviet pārbīdot auksto gaisu zem siltā. Vēlīnā stadijā viss virpulī jeb ciklonā ieslēgtais siltais un mitrais gaiss zaudē saskari ar zemi un ceļas augšup, veidojot mākoņus un izraisot lietu. Tāpēc zema spiediena apgabalam ir raksturīgākās iezīmes ir: stiprs vējš un nokrišņi. Savukārt augsta spiediena apgabals visbiežāk nodrošina mierīgus un saulainus laika apstākļus.

Polārajos platumos valdošie ir Austrumu vēji, kuri piezemes slāni Arktikā pūš no Ziemeļaustrumiem, bet Antarktīdā no Dienvidaustrumiem.

Atmosfēras spiediena vidējā daudzgadīgā izvietojuma kartē var izdalīt zemākā un augstākā spiediena apgabalus - atmosfēras spiediena maksimumus un minimumus.Tos sauc par atmosfēras aktivitātes centriem, jo tie nosaka atmosfēras darbību ļoti plašā teritorijā. Piemēram, laika apstākļus Latvijā nosaka Īslandes minimums, kas ir cēlonis maigajām ziemām un bagātīgajam nokrišņu daudzumam, un Azoru maksimums, kura ietekmē dažkārt vasarā ir ilgstoši karsts un sauss laiks. Stipru salu ziemā izraisa Grenlandes un Sibīrijas maksimumi.

Kas, tad ir atmosfēras aktivitātes centri?

Atmosfēras aktvitātes centri ir ilggadēji vidējie patstavīga zema vai augsta spiediena apgabali. Tos nosaka ciklonu vai anticiklonu pārsvars noteiktā apvidū.

Rakstā izmanotie avoti: 

• Wikipedia
• Zinaida Melbārde, Maija Rozīte, Līga Zelča "Pasaules Ģeogrāfija Vidusskolai" grāmatas materiāli.
• Ilustrētā Zinātne, marts 2009