3.2.3. A légnyomás és a szél (frontok, ciklonok is!)

Középszint:

Ismerje a légnyomás és az izobár fogalmát.

A szelek Magyarázza a légnyomás változásának okát.

Magyarázza a szél kialakulását, kapcsolatát ahőmérséklet és a légnyomás változásával; a Föld forgásából származó eltérítő erő szerepét a légáramlás irányának kialakulásában.

Ciklon és anticiklon

Ismertesse a mérsékelt övezeti ciklon és anticiklon jellemzőit, kialakulásuk főtérségeit.

Mutassa be hatásukat az időjárásra és az éghajlatra.

Időjárási frontok

Magyarázza a hidegfront és a melegfrontkialakulásának feltételeit, mozgásukat, felhőzetüket, csapadékzónáikat.

Legyen képes légköri képződmények felismerésére időjárási térképeken és műholdfelvételeken.

Elemezzen időjárási térképeket.

A szél felszínformáló tevékenysége

Mutassa be a szél pusztító, szállító és építő felszínalakító munkáját. Ismerjen fel ábrán, képen a szél által formált képződményeket.

Emelt szint:

Nevezzen meg trópusi ciklonokat, helyi szeleket, szélrendszereket (tornádó, parti szél,hegy-völgyi szél, városi szél), mutassa be jellegzetességeiket.

Ismerje a főn kialakulását és jelentőségét.

Bizonyítsa az összefüggést a szél felszínformálása és a többi természetföldrajzi tényező között.

Alapfogalmak:

• Az idő: Az idő a egy meghatározott helyen az atmoszféra fizikai állapota.

• Az időjárás: egy meghatározott helyen az egymást váltó pillanatnyi állapotok néhány óra, vagy nap alatt leforgó változása.

• Éghajlat: (a görög klinein - hajlani - szóból a napsugaraknak a földfelszínhez viszonyított beesési szögével összefüggésben: a klíma) egy földrajzi térség időjárásának hosszabb időszak (10-20-30 év) alatt megfigyelhető szabályszerű, vissza-visszatérő eseményeiből kialakuló rendszere.

Időjárási elemek

Az időjárási elemek éghajlati elemek is, de amikor éghajlati adatokról beszélünk, az időjárási elemek statisztikai átlagszámításait értjük. (évi középhőmérséklet, sokéves csapadékátlag). Ezek az elemek egymással, és a környezettel bonyolult kölcsönhatásban álló rendszert alkotnak.

• Hőmérséklet napi járása: a léghőmérséklet értékének változása egy napon belül. Oka: a nappalok és éjszakák váltakozása, valamint a napsugarak változó hajlásszögei.  (tehát a Föld tengely körüli forgása)

• A Nap látszólagos járása:  késéssel követi a hőmérséklet napi járását, hajnalban nem emelkedik rögtön a hőmérséklet, mert még tart a kisugárzás, és a legmagasabb napi hőmérséklet kb két órával követi a Nap delelését, mert a levegő hőmérséklete a földfelszín közvetítésével növekszik.

• Hőmérséklet évi járása: A hőmérséklet változása az év során. Oka: a Föld Nap körüli keringése + tengelyferdeség.

• Napi középhőmérséklet: különböző napszakokban mért hőmérsékleti adatok számtani középértéke.

• Hőmérséklet napi ingása: 24 óra alatt mért legalacsonyabb és legmagasabb hőmérséklet különbsége

• Havi középhőmérséklet: 1 hónap napi középhőmérsékletének számtani középértéke.

• Évi középhőmérséklet: 12 hónap havi középhőmérsékletének számtani középértéke.

• A hőmérséklet évi közepes ingása: a legmelegebb és leghidegebb hónap középhőmérsékletének különbsége.

• Izotermavonal: egyenlő hőmérsékletű pontokat összekötő görbe a térképen.

A LÉGNYOMÁS

• A nehézségi erő miatt az atmoszféra súlya nyomóerőt gyakorol a testekre. 
• Felületegységre kifejezett értéke a hPa - hektopaszkálban megadott nyomás. 
• 1013 hPa: a tenger szintjében mért nyomás egy 1013 cm magas vízoszlop nyomásával egyenlő.
• A légkörben felfelé a rétegek egyre könnyebbek, így a légnyomás is csökken. 
• Izobár: azonos légnyomású területeket összekötő görbe. 
• A légnyomás és a hőmérséklet fordítottan arányos, ugyanis a felmelegedő levegő kitágul, térfogata megnő, könnyebb lesz, és a kevésbé felmelegedett légtömeget kiszorítja környékéről, így a térség légnyomása csökken.

A SZÉL

Szél: 

• a légkört alkotó levegő vízszintes irányú áramlása, melyet a - légkör eltérő mértékű felmelegedése miatt létrejött - légnyomáskülönbségek hoznak létre.  
• A nyomás kiegyenlítéséért légáramlás, légkörzés indul meg, ahol a levegő a magas nyomású helyről az alacsony nyomású helyek felé áramlik.  
• Arról az égtájról kapták a nevüket, ahonnan fújnak, így van északi, keleti, északnyugati, stb.
• A szél valójában nem a magas és alacsony légnyomású területek között halad, mert a Föld forgásából származó Coriolis-erő befolyásolja irányát, ezért a szél az izobárokkal nagyjából párhuzamosan fúj. 
• Gyakorlati széltörvény: ha az északi féltekén háttal állunk a szélnek, az alacsony nyomású terület tőlünk balra esik.

Magyarország széltérképe

CORIOLIS ERŐ:

Legjobban úgy érthető, ha elképzeljük, hogy valaki (A) egy forgóhinta közepén ül, majd dob egy labdát a körhinta szélén (B) ülő embernek. Mire a labda odaér, ahová dobta, a B játékos a körhinta mozgása miatt már messzebb van (C), így A játékosnak úgy tűnhet, mintha a labda egy másik ívet tett volna meg, és elkerülte volna őt. Ugyanígy, a Földünk körbe forog, és úgy tűnhet, mintha a szabadon mozgó tárgyak egy ívpályát tettek volna meg. Az északi féltekén a Föld forgása miatt jobbra, a déli féltekén pedig balra kanyarodnak.

 

 Ha az izobár térképeken olyan területeket figyelünk meg, melyek körkörösen vannak összekötve, akkor ciklonokat - anticiklonokat látunk.

Izobár

Ciklon - alacsony légnyomású képződmények
Anticiklon - magas légnyomású képződmények

A ciklonok

- Nagy sebességgel áramló - és ezért örvénylő mozgást keltő szélben, illetve a hideg és meleg levegő találkozásakor jönnek létre.
- 1-1 ciklon 3-4000 km átmérőjű, több km2 kiterjedésű légörvény
- a ciklon közepén a Föld felszínén alacsony légnyomás uralkodik, ezért a levegő a környező területekről befelé áramlik
- Coriolis-erő hatására nem egyenesen az örvény belsejébe, hanem a ciklonban az északi félgömbön az óramutató járásával ellenkező irányban halad befelé
- a befelé áramlás csak a felszínközeli súrlódási rétegben megy végbe.
- a ciklon belsejében a levegő felemelkedik
- felemelkedésre a gyorsabban örvénylő hideg levegő készteti a lassabban mozgó meleg levegőt

a.) mérsékelt övi ciklonok

• átmérőjük: 1500-3000 km;
  
• kiterjedésük: százezer - több millió km²
  
• vándorlásuk: több tízezer km-es, többé-kevésbé állandó ciklonpályákon;
  
• vándorlási sebességük: 30 km/h;
  
• vándorlási irányuk: NY K;
  
• élettartamuk: 5-12 nap
  
  

Kialakulásuk, fejlődésük: 

• A meleg és a hideg levegő találkozási vonalán hullámok jönnek létre, a meleg és a hideg levegő egymásba kapaszkodik, majd örvénylés alakul ki. 
• Az örvényben a meleg levegő "nyelvét" hideg levegő veszi körül. 
• A meleg és a hideg levegő érintkezési vonalán időjárási front alakul ki. 
• A ciklonban, mivel légörvényről van szó, hideg és melegfront is megfigyelhető, de mivel a hidegfront sebessége nagyobb mint a melegfronté, a hidegfront idővel utoléri a melegfrontot, kialakul az okklúzió (záródás), a hideg levegő teljesen elzárja a talajtól a magasba kényszerített meleg levegőt. 
• Ekkor az egész ciklont hideg levegő tölti ki, megszűnik benne az alacsony légnyomás, az örvénylés gyengül, a ciklon feloszlik.

Ciklon

b.) trópusi ciklonok

Főbb tulajdonságaik:

• átmérőjük: 200-500 km;
  
• kiterjedésük: kisebb mint a mérséklet övi ciklonoké, de sokkal gyorsabban örvénylik bennük a levegő;
  
• vándorlásuk: imbolygó pályán, általában észak felé;
  
• vándorlási sebességük: 10-40 km/h;
  
• vándorlási irányuk: K NY;
  
• élettartamuk: mindig az óceánok felett képződnek és a szárazföld fölé érve elhalnak.
  

Trópusi ciklon

Kialakulásuk, fejlődésük:  

• Az erősen felmelegedett (26-27 °C-os) tengeren szélcsendben keletkeznek. 
• A víz látens hője biztosítja a kialakulásukhoz szükséges energiát, és a Coriolis-erőnek is fontos szerepe van létrejöttükben. 
• A középpontjukban igen alacsony a légnyomás, ez a 10-30 km átmérőjű terület a ciklon "szeme", ahol derült az idő. 
• Ezt veszi körül a gyorsan áramló viharzóna, ahol a szélsebesség akár 100-250 km/h is lehet. Három fő helyen alakulnak ki: (1) Dél-Amerika északi részén a Karib-tenger térségében, itt hurrikán a nevük; (2) Délkelet-Ázsia partjai mentén, itt tájfunoknak nevezik őket; (3) az Indiai-óceán térségében alakulnak ki az orkánok.

Anticiklonok

- a ciklonokban felemelkedő levegő a ciklonok környezetében leszáll
- a leszállás magas nyomású területén a levegő örvénylő szétáramlásával anticiklon keletkezik
- az anticiklon közepén magas légnyomás uralkodik, ezért a levegő a ciklon belsejéből a ciklon pereme felé áramlik
- Coriolis erő miatt nem egyenesen a perem felé halad, hanem az északi félgömbön az óramutató járásával megegyező irányban halad a perem felé
- belsejében leszáll, és a felszín közelében szétáramlik
- anticiklon jön létre akkor is, ha a lehűlő felszín lehűti a fölötte elhelyezkedő levegőt
- pl. Szibéra, Kanada: télen az erős lehűlés miatt folyamatosan anticiklonok uralkodnak
- mivel a levegő az Északi és Déli-sark környékén egész évben hideg, mindkét sarkvidéken anticiklonok vannak

Főbb tulajdonságaik:

• átmérőjük: 500-5000 km;
  
• vándorlásuk: általában keveset mozognak, viszonylag állandó képződmények;
  
• vándorlási sebességük: több 10 km/h;
  
• vándorlási irányuk: NY Ţ K;
  
• élettartamuk: akár több hét is lehet;
  
• kialakulásuk, fejlődésük: a sarki hideg vagy mérsékelt övi területeken jönnek létre, de a szubtrópusi területeken, a passzát szélrendszer leszálló ágában is alakulnak ki anticiklonok.

Ciklonok és csapadékképződés

- a meleg és hideg levegő határán létrejövő ciklonokhoz nagy mennyiségű csapadékképződés társul
- a csapadék az eltérő hőmérsékletű légtömegek határához kapcsolódik
- ezeket időjárási frontoknak nevezzük
- hidegfront: hideg levegő érkezik a meleg irányába : a gyorsan mozgó hideg levegő a benyomul a meleg levegő alá, és a magasba tolja azt. Olyan hevesen történik, hogy keskeny, 50-70 km-es sávban záporeső, zivatar, jégeső keletkezik.

- melegfront: meleg levegő a hideg levegő felé áramlik. A meleg levegő, miközben maga előtt tolja a hideg levegőt, felsiklik a hideg levegőre. A felsiklás sávjában húzódik a melegfront. Ez a lassú mozgás 300-400 km-es sávban többnapos, csendes esőt hoz.

- a ciklonokban a hideg és a melegfront is megtalálható
- a ciklon fejlődése során a sokkal gyorsabban mozgó hidegfront beéri a sokkal lassabban mozgó melegfrontot, és a teljes meleg légtömeget a magasba hajtja <-- OKKLÚZIÓS front, záródott front.
- ekkor a ciklon élete végéhez ér, ugyanis a két eltérő hőmérsékletű légtömeg közül a meleg teljesen felemésztődik.

 

 A Szél sebessége:

• trópusi ciklon: 400-500 km átmérő, 150-400 km/h 
• mérsékelt övezeti tornádó: párszáz m átmérőjű légörvény, a szél benne direkt irányban áramlik, 500-800 km/h

   Helyi szelek:

• tengerparti szél
• hegy-völgyi szél: hegyvidékek délies lejtői és alacsonyabban fekvő környékük egyenlőtlen felmelegedése, és az emiatt kialakuló légnyomáskülönbség következtében keletkező légáramláspár. Közvetlen besugárzáskor a délies lejtők gyorsabban melegednek fel, a légnyomás fölöttük alacsonyabb, mint a környékbeli völgyekben. Ezért a völgyekből a hűvös légáramlás indul a lejtővel párhuzamosan fölfelé, ez a völgyi szél. Éjszaka, ha derült az ég, a magasabb térszínek gyorsabban s erősebben hűlnek le, mint a völgyek. A nehezebb, hideg levegő a hegyekről a völgyeken keresztül gomolyog le az alacsonyabb térszínekre, ahol ilyenkor  a légnyomás is kisebb. Ez a hegyi szél. A nappal és éjjel váltakozva fújó szél a hegyvölgyi szél.
• sirokkó: forró, száraz, délies bukószél. É-Afrikából indul, átkel a Földközi-tengeren, közben vízgőzt vesz fel, ezért D-Európa délu partvidékén párás, tikkasztó hőséget okoz.
• solano: sirokkó "rokona", rövidebb utat tesz meg a tenger fölött, ezért szárazabb, porosabb, forróbb. Dél-Spanyolország
• számum: forró, száraz, erős, és rövid ideig tartó szélroham. Afrika és Arábia sivatagjain söpör végig a nyári félévben. Gyakran sűrű, forró homokviharrá erősödik
• főn:ha a bukószél esetén a hőmérsékleti gradiens magasabb, mint 1°C, akkor a környezetét fűti, a havat hirtelen megolvasztja. A Sziklás-hegység keleti oldalán a neve chinook (csinuk).
• szabad főn: a hegységektől függetlenül alakul ki, ilyenkor a meleg levegő hideg légtömeg lejtős felületén siklik le
• bukószél: hegyvonulatok, hegygerincek, hegyoldalak lejtője mentén "lebukó" légáramlás. Mivel a leszálló levegő 100/1°C-kal melegszik, a hatása attól függ, milyen az adott helyen és adott időben a függőleges hőmérsékleti gradiens. Ha nagyobb, mint 1°C, a környékénél hidegebb marad, és hűti. Ilyen a bóra a Dinári-hegységből a dalmát tengerpartra lezúduló helyi szél.
• bakonyi szél: olyan, mint a bóra, csak a mi helyi szelünk :)

A szél felszínformáló tevékenysége: 

•  hatékony felszínformáló: a száraz éghajlatú, növényzet nélküli területeken
• munkavégző képessége az erejétől függ
• pusztító munkája: a szállított homokszemcsékkel CSISZOL (korrózió, szélmarás): ingókövek, tanúhegyek
• elszállítja az apró törmeléket (defláció, kifúvás) --> deflációs medencék
• félig kötött homokterületen tágas medencék helyett: hosszú szélbarázdák, a barázdákat elválasztó maradékgerincekkel, szélbarázdákból kifújt homok garmadákban halmozódik fel

• építő munkája: sivatag (szabadon mozgó homok): fodros felszín, bálnahátbucka, barkán, sivatagi dűne
• félig kötött homokterület: parabolabucka
• épülő, lapos, homokot tengerpartok: parti dűne, vándordűne

• a szállított finom szemcséjű sárga porból évezredek alatt lösz (üledékes kőzet) képződött: löszdolina, löszkút, löszszakadék, löszpiramis, lösztorony, löszmélyút