Thursday, June 18, 2009

ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΑ

Κλάδος των φυσικών επιστημών που ασχολείται με τη μελέτη και περιγραφή των μετεωρολογικών φαινομένων, τα οποία συμβαίνουν στο κατώτερο στρώμα της ατμόσφαιρας, την τροπόσφαιρα (ύψος μέχρι 11 χλμ.). Τα μετεωρολογικά φαινόμενα είναι μεταβολές των φυσικών μεγεθών, όπως π.χ. της θερμοκρασίας, της πίεσης, της υγρασίας αέρα, της ορατότητας, της ταχύτητας ανέμων ή αλλαγές φάσεων, όπως δηλαδή η βροχή, το χιόνι, το χαλάζι, η ομίχλη, η πάχνη, καθώς και τα αποτελέσματά τους, δηλαδή οι καταιγίδες, το ουράνιο τόξο, η αστραπή, η βροντή κ.ά. Αυτά τα αποτελέσματα μεταβολών είναι ηλεκτρικά, οπτικά, ακουστικά, μηχανικά κ.ά.
Η μετεωρολογία συνδέεται άμεσα με πλήθος άλλων επιστημών π.χ. τη φυσική, τη χημεία, τη γεωλογία, τη φυσική γεωγραφία, τα μαθηματικά. Ονομάζεται και φυσική της κατώτερης ατμόσφαιρας, για να διακριθεί από τη φυσική της ανώτερης ατμόσφαιρας (ιονόσφαιρα). Διακρίνεται σε θεωρητική (καθαρά ερευνητική) και σε πρακτική (μέθοδοι παρατηρήσεων, συλλογή υλικού). Συνδέεται άμεσα με την κλιματολογία, γιατί παρέχει πληροφορίες και τα σταθερά μετεωρολογικά δεδομένα που συνθέτουν το κλίμα μιας περιοχής.
Η ανάπτυξη της μετεωρολογίας συνδέεται τόσο με την ανάπτυξη των φυσικών επιστημών και της τεχνολογίας όσο και με τις ανάγκες της ζωής (γεωργία, κτηνοτροφία, εμπόριο, τουρισμός, ναυσιπλοΐα, αεροπλοΐα κτλ.).
Οι μετεωρολογικές παρατηρήσεις ήταν από τις πρώτες που έκανε ο άνθρωπος στο φυσικό του περιβάλλον. Με την ανακάλυψη των κυριότερων οργάνων μέτρησης μετεωρολογικών μεγεθών (θερμοκρασίας, πίεσης, ταχύτητας ανέμου, υγρασίας, ύψους βροχής, δροσιάς κ.ά.) δημιουργήθηκαν οι κατάλληλες προϋποθέσεις για την επιστημονική έρευνα των ατμοσφαιρικών συμβάντων και για τη συστηματική συλλογή στοιχείων πρόγνωσης καιρού και κλίματος.
Έτσι, γεννήθηκε η ιδέα συγκρότησης μετεωρολογικού σταθμού από το Φερδινάνδο Β΄ (1653). Το πρώτο δίκτυο μετεωρολογικών σταθμών δημιουργήθηκε στη Βόρεια Ιταλία. Η επεξεργασία των στοιχείων από πλήθος μετεωρολογικών σταθμών, ερμηνεύει τα διάφορα μετεωρολογικά φαινόμενα και τις μεταβολές τους, τις σχέσεις μεταξύ τους και τα αποτελέσματα.
Από το 1957 η έρευνα του ατμοσφαιρικού χώρου –οριζόντια και κάθετα– γίνεται από επίγειους και διαστημικούς σταθμούς με ραδιοβολίσεις, πυραύλους, τεχνητούς δορυφόρους και διαστημικές εξέδρες (π.χ. Skylamb, Διεθνής Διαστημικός Σταθμός). Έτσι, αναπτύχθηκε η Διαστημική Μετεωρολογία για τη σε μεγάλη έκταση εποπτεία και μελέτη των νεφικών σχηματισμών που είναι τα ορατά δεδομένα εξέλιξης των αιτίων κάθε ατμοσφαιρικής διαταραχής.
Στην Ελλάδα οι πρώτες συστηματικές μετεωρολογικές παρατηρήσεις έγιναν στην Κέρκυρα το 1807 (εκεί δημιουργήθηκε το πρώτο αστεροσκοπείο), το 1826 στη Ζάκυνθο, το 1833 στην Αθήνα, το 1845 στα Χανιά και το 1853 στη Χίο. Από το 1857 λειτουργεί συνέχεια μετεωρολογικός σταθμός στην Αθήνα, από το 1858 στα Γιάννενα, από το 1891 στη Θεσσαλονίκη (από το 1930 λειτουργεί ο Μετεωρολογικός Σταθμός του πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης), από το 1932 στην Πάρνηθα και από το 1961 στην κορυφή Άγιος Αντώνιος Ολύμπου (ύψ. 2.817 μ.) λειτουργεί ο υψηλότερος μετεωρολογικός σταθμός της Μεσογείου.

Ατμόσφαιρα. Είναι το αέριο στρώμα που περιβάλλει τη Γη. Η ατμόσφαιρα στρέφεται μαζί με τη Γη γύρω από τον άξονά της κατά τη διάρκεια του έτους και γενικά μετέχει σε όλες τις κινήσεις της Γης ως αναπόσπαστο μέρος της.
Περιγραφή. Το σχήμα της ατμόσφαιρας είναι σφαιρικό, πλατυσμένο στους πόλους, δηλαδή ανάλογο προς το σχήμα της Γης. Η διατήρηση της ατμόσφαιρας στηρίζεται στην επίδραση αντίθετων δυνάμεων στα μόρια του ατμοσφαιρικού αέρα. Αυτές είναι η έλξη του πεδίου βαρύτητας της Γης και η φυγόκεντρη δύναμη λόγω της περιστροφής της. Εάν προστεθούν και οι κρούσεις μεταξύ των μορίων, λόγω της αέναης και άτακτης κίνησής τους (κίνηση Braun), μπορούμε να υπολογίσουμε τη συνισταμένη δύναμη, με την επίδραση της οποίας τα μόρια παραμένουν κοντά στον πλανήτη μας και μεταξύ ορισμένων ορίων ύψους, χωρίς να διαφεύγουν από το πεδίο βαρύτητας της Γης. Το ύψος της ατμόσφαιρας δεν έχει υπολογιστεί ακριβώς. Κατά τους υπολογισμούς της μηχανικής φυσικής, ατμόσφαιρα δεν μπορεί να υπάρχει στην περιοχή του ισημερινού σε ύψος μεγαλύτερο των 6,6 γήινων ακτίνων, δηλαδή 6,5 Χ 6.378 = 42.095, περίπου, χλμ. Το ύψος της αισθητής ατμόσφαιρας είναι πολύ μικρότερο. Αυτό εξάγεται από πολλές μεθόδους, όπως από τη διάρκεια του λυκόφωτος και του λυκαυγούς, από το ύψος των νεφών, από τους μετεωρίτες και διάττοντες, από αεροστατικές μετρήσεις και από βολιδοσκοπήσεις της ανώτερης ατμόσφαιρας με πυραύλους και τεχνητούς δορυφόρους. Κατά μέσο όρο, το ύψος της αισθητής ατμόσφαιρας υπολογίζεται ότι είναι 1.000 χλμ. Τα 9/10 όλης της μάζας της ατμόσφαιρας περιέχονται μεταξύ της επιφάνειας της θάλασσας και ύψους 20 χλμ. Παρατηρούμε δηλαδή ότι η πυκνότητα ελαττώνεται με το ύψος της ατμόσφαιρας. Υπολογίζεται ότι, αν σε όλο το ύψος της είχε η ατμόσφαιρα σταθερή πυκνότητα και ίση μ’ αυτή που έχει κοντά στην επιφάνεια της θάλασσας, τότε το ύψος της θα ήταν μόνο 8 χλμ. Αυτό ονομάζεται ύψος ομογενούς ατμόσφαιρας. Το ολικό βάρος της ατμόσφαιρας υπολογίζεται ότι ανέρχεται στα 5.3 Χ 1018 χιλιόγραμμα, δηλαδή το ένα εκατομμυριοστό της μάζας της Γης.
Φυσική διαίρεση της ατμόσφαιρας. Κατά τις νεότερες απόψεις και πειραματικές μεθόδους των επιστημόνων, με βάση τη θερμοκρασία ως μέτρο αναφοράς, η ατμόσφαιρα χωρίζεται στα εξής στρώματα:
α) Τροπόσφαιρα: Είναι το κατώτερο στρώμα της, το οποίο υφίσταται την επίδραση της επιφάνειας της Γης και φτάνει κατά μέσο όρο σε ύψος 11 χλμ. στα μέσα γεωγραφικά πλάτη. Σε γενικές γραμμές το ύψος της ακολουθεί τις μεταβολές της τροπόπαυσης, που αποτελεί το ανώτερο όριό της (βλ. παρακάτω). Περιλαμβάνει το μεγαλύτερο μέρος της ατμοσφαιρικής μάζας, καθώς και το σύνολο σχεδόν του ατμοσφαιρικού «ύδατος» και με τις τρεις μορφές του, δηλαδή αέρια, υγρή και στερεή. Μέσα στην τροπόσφαιρα συμβαίνουν μεταφορές αέριων μαζών, σχηματισμοί νεφών, μεταβολές θερμότητας και ατμοσφαιρικές διαταράξεις, τόσο κατά την κατακόρυφη όσο και κατά την οριζόντια κατεύθυνση. Η θερμοκρασία ελαττώνεται όσο αυξάνεται το ύψος, κατά μέσο όρο κανονικά (0,6°C ανά 100 μ. ύψους). Αποτέλεσμα αυτής της μείωσης είναι να φτάνει η θερμοκρασία στο τέλος της τροπόσφαιρας στους -55°C έως -75°C.
β) Τροπόπαυση. Είναι το πολύ λεπτό στρώμα που διαχωρίζει την τροπόσφαιρα από το αμέσως παραπάνω στρώμα που ονομάζεται στρατόσφαιρα. Το ύψος της μεταβάλλεται με την αλλαγή της θερμοκρασίας του αέρα και των εποχών του χρόνου, καθώς και με το γεωγραφικό πλάτος του τόπου. Έτσι στον ίδιο τόπο, το ύψος είναι μεγαλύτερο κατά τη θερμή περίοδο και μικρότερο κατά την ψυχρή. Στον ισημερινό το ύψος είναι 18 χλμ., ενώ στους πόλους είναι 8 χλμ. την ίδια εποχή. Φυσικά αυτή τη διακύμανση ακολουθεί και το ανώτερο όριο της τροπόσφαιρας, καθώς και το κατώτερο όριο της στρατόσφαιρας.
γ) Στρατόσφαιρα. Είναι το στρώμα που εκτείνεται πάνω από την τροπόσφαιρα, σε ύψος 50 χλμ., περίπου. Μέρος της στρατόσφαιρας καταλαμβάνεται από την περιοχή του όζοντος, η οποία περιλαμβάνεται μεταξύ των 35 και 60 χλμ. ύψους. Το όζον είναι ένα είδος φίλτρου των υπεριωδών ακτινοβολιών του ηλιακού φωτός, οι οποίες, όπως είναι γνωστό, βλάπτουν τον ανθρώπινο οργανισμό. Μέσα στη στρατόσφαιρα η διακύμανση της θερμοκρασίας μπορεί να αναλυθεί κατά δύο κατευθύνσεις, την κατακόρυφη και την οριζόντια. Κατά την κατακόρυφη κατεύθυνση η θερμοκρασία παραμένει σταθερή ως τα 35 χλμ. ύψους (ισόθερμη περιοχή), ενώ πιο πάνω και μέχρι του τέλους του στρώματος, λόγω της ύπαρξης του όζοντος, η θερμοκρασία ανεβαίνει απότομα στους +10°C. Κατά την οριζόντια κατεύθυνση η θερμοκρασία στη βάση της στρατόσφαιρας (τροπόπαυση) κυμαίνεται μεταξύ των ορίων -55°C και -75°C, ανάλογα με τον τόπο όπου γίνονται οι παρατηρήσεις, δηλαδή κυμαίνεται μεταξύ των ίδιων ορίων της θερμοκρασίας του ανώτερου τέλους της τροπόσφαιρας. Αυτές οι θερμοκρασίες παραμένουν σταθερές μέχρι το ύψος των 35 χλμ., λόγω της κατακόρυφης ισοθερμίας.
Πάνω από τα 35 χλμ., όπως γράφτηκε, η θερμοκρασία είναι περίπου 10°C, γιατί εκτείνεται η περιοχή του όζοντος.
δ) Στρατόπαυση. Είναι το λεπτό στρώμα που διαχωρίζει τη στρατόσφαιρα από το αμέσως παραπάνω στρώμα που ονομάζεται μεσόσφαιρα. Το πλάτος της είναι 5 χλμ. και εκτείνεται μεταξύ των 50 και 55 χλμ.
ε) Μεσόσφαιρα. Το στρώμα αυτό βρίσκεται πάνω από τη στρατόσφαιρα κι εκτείνεται μεταξύ των 55 και 80 χλμ. ύψους. Στο κατώτερο άκρο η θερμοκρασία είναι +10°C λόγω της ύπαρξης των τελευταίων μαζών του όζοντος, αλλά μετά, όσο αυξάνεται το ύψος, η θερμοκρασία ελαττώνεται με γρήγορο ρυθμό και φτάνει στο ανώτερο όριο της μεσόσφαιρας τους -90°C, που είναι και η χαμηλότερη θερμοκρασία της ατμόσφαιρας.
στ) Μεσόπαυση. Είναι το λεπτό στρώμα που διαχωρίζει τη μεσόσφαιρα από το αμέσως παραπάνω στρώμα που ονομάζεται θερμόσφαιρα.
ζ) Θερμόσφαιρα. Εκτείνεται πάνω από τη μεσόπαυση και φτάνει μέχρι το τέλος της ατμόσφαιρας. Η θερμοκρασία μέσα σ’ αυτή συνεχώς ανεβαίνει, όσο αυξάνεται το ύψος.
Από άποψη χημικής σύστασης, η ατμόσφαιρα χωρίζεται στα εξής στρώματα:
α) Ομοιόσφαιρα. Αρχίζει από την επιφάνεια της Γης και φτάνει σε ύψος 100 χλμ. Τα κύρια συστατικά της είναι το άζωτο και το οξυγόνο, τα οποία αποτελούν αέριο μείγμα και δε μεταβάλλεται η αναλογία τους. Υπάρχουν συγχρόνως και άλλα αέρια στοιχεία, αλλά σε πολύ μικρή ποσότητα.
β) Ετερόσφαιρα. Τα κύρια συστατικά της είναι το άζωτο και ελαφρά στοιχεία, όπως το ήλιο, το υδρογόνο κτλ. Εκτείνεται μεταξύ 100 και 1.000 χλμ. ύψους.
γ) Εξώσφαιρα. Σ’ αυτήν τα πολύ ελαφρά μόρια υπερνικούν τη βαρύτητα και διαφεύγουν στο διάστημα. Αρχίζει από τη στάθμη των 1.000 χλμ. και φτάνει τα τελευταία όρια της ατμόσφαιρας.
Από άποψη πυκνότητας ιόντων και ιονιζόμενων αερίων, διακρίνουμε την περιοχή της ιονόσφαιρας (βλ. λ. ιονόσφαιρα).
Σύσταση του ατμοσφαιρικού αέρα της τροπόσφαιρας. Τα συστατικά της τροπόσφαιρας (το πιο σημαντικό στρώμα της ατμόσφαιρας για τον άνθρωπο) διακρίνονται, από άποψη φυσικής κατάστασης, σε αέρια (άζωτο, οξυγόνο κτλ.) και ατμούς (υδρατμοί), σε στερεά (παγοκρύσταλλα, κονιορτός) και σε υγρά (νεφοσταγονίδια).
Από άποψη αναλογίας, υπάρχουν τα σταθερής αναλογίας συστατικά (κυρίως αέρια συστατικά του ξερού ατμοσφαιρικού αέρα) και τα συστατικά μεταβλητής αναλογίας, όπως είναι το όζον, το νερό, η σκόνη κτλ.
1. Σταθερά συστατικά. Τα κυριότερα από αυτά είναι το άζωτο, το οξυγόνο και το αργό, αλλά υπάρχουν και ίχνη διοξειδίου του άνθρακα και σπάνιων αερίων. Αποτελούν τον ξερό αέρα, ο οποίος είναι μείγμα απ’ αυτά με σταθερή αναλογία. Τα ποσοστά κατά όγκο παραθέτονται στον παρακάτω πίνακα:

Αέριο Περιεκτικότητα στα %
N2 78,084
O2 20,946
Ar 0,934
CO2 0,033
H2 0,510-6
Ne 18,18×10-6
He 5,24×10-6
Xe 0,087×10-6
Kr 1,14×10-6
CH4 2,10-6
N2Ο 0,510-6

Είναι γνωστή η βιολογική χρησιμότητα όλων των παραπάνω αερίων για την ανάπτυξη των ζωντανών οργανισμών στη Γη. Θα πρέπει να τονιστεί όμως, από μετεωρολογική άποψη, ο ρόλος του διοξειδίου του άνθρακα, το οποίο απορροφά ισχυρότατα τις ακτινοβολίες μεγάλου μήκους κύματος είτε αυτές προέρχονται από το διάστημα είτε από τη Γη.
2. Συστατικά μεταβλητής αναλογίας.
α) Όζον. Όπως γράφτηκε, το όζον σχηματίζεται κυρίως στη στρατόσφαιρα με την επίδραση των υπεριωδών ακτινοβολιών πάνω στα μόρια του οξυγόνου. Γι’ αυτό ακριβώς απορροφά τις υπεριώδεις ακτινοβολίες και μειώνει τη βλαβερή τους επίδραση στους ανθρώπινους οργανισμούς.
β) Νερό. Υπάρχει στην ατμόσφαιρα και με τις τρεις μορφές: στερεή (παγοκρύσταλλα), υγρή (νεφοσταγονίδια) και αέρια (ατμοί). Ο ρόλος του είναι σπουδαιότατος, γιατί μετακινεί τεράστιες ποσότητες θερμότητας στον ατμοσφαιρικό ωκεανό και απορροφά τις ακτινοβολίες μεγάλου μήκους (υπεριώδεις), είτε αυτές έχουν κατεύθυνση προς τη Γη από το διάστημα είτε από τη Γη προς το διάστημα. Το τελευταίο το πετυχαίνουν κυρίως οι υδρατμοί, οι οποίοι δεν ξεπερνούν το 3% του συνόλου των συστατικών του αέρα και κατά 75% περιέχονται μεταξύ της επιφάνειας του εδάφους και ύψους 4.000 μ. Με την απορρόφηση αυτή των ακτινοβολιών που προέρχονται κυρίως από τη Γη εμποδίζεται η απώλεια θερμότητας προς το διάστημα.
γ) Σκόνη. Είναι στερεά σωματίδια που αιωρούνται στην ατμόσφαιρα και προέρχονται από το έδαφος, από τους καπνούς των βιομηχανιών κτλ. Είναι από τα κυριότερα αίτια της ξερής αχλής και επηρεάζουν επομένως την ηλιοφάνεια και την ορατότητα (βλ. και λλ. όζον, μαύρη τρύπα).
Αερολογία. Ειδικός κλάδος της Μετεωρολογίας που ασχολείται με τη συμπεριφορά και τις ιδιότητες της ανώτερης ατμόσφαιρας ή καλύτερα με την κατακόρυφη σπουδή των διάφορων στρωμάτων της ατμόσφαιρας. Η έρευνα άρχισε με παρατηρήσεις σε διάφορα βουνά. Αργότερα, χρησιμοποιήθηκαν αερόστατα και μπαλόνια εφοδιασμένα με ειδικά όργανα καταμέτρησης μετεωρολογικών στοιχείων (θερμοκρασία, πίεση, υγρασία, πυκνότητα κ.ά.). Σήμερα οι έρευνες αυτές γίνονται με ειδικούς πυραύλους και κυρίως με τεχνητούς μετεωρολογικούς δορυφόρους, διαστημόπλοια και εξέδρες.
Αερομέτρηση. Η καταγραφή των διάφορων μετεωρολογικών στοιχείων της ατμόσφαιρας για την πρόγνωση του καιρού, που γίνεται με τεχνητούς μετεωρολογικούς δορυφόρους ή με μικρά αερόστατα, στα οποία έχουν τοποθετηθεί κατάλληλες μετεωρολογικές συσκευές. Ορισμένα από τα στοιχεία μεταδίδονται αμέσως με ειδική συσκευή συνδεμένη με τα όργανα μέτρησης, ενώ άλλα καταγράφονται από αυτογραφικές συσκευές. Όταν το αερόστατο φτάσει σε μεγάλο ύψος, λόγω της εσωτερικής πίεσης σπάζει και τα όργανα και οι συσκευές κατεβαίνουν στη Γη με τη βοήθεια μικρού αλεξίπτωτου. Ακόμη και το ίδιο το αερόστατο χρησιμοποιείται για άμεση παρατήρηση (με τη βοήθεια θεοδόλιχων και ραντάρ) των ρευμάτων της ατμόσφαιρας (διεύθυνση, ταχύτητα κτλ.).
Αεροχείμαρρος ή αερομαίανδρος. Ρεύμα εξαιρετικά ισχυρών ανέμων στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας. Εμφανίζεται και στα δύο ημισφαίρια στις εύκρατες ζώνες και πνέει από δυτικά, σαν τεράστιος σωλήνας με διάμετρο εκατοντάδων χιλιομέτρων. Συχνά περιβάλλει όλη τη Γη. Η ταχύτητά του υπερβαίνει τα 500 χλμ. την ώρα. Την ύπαρξη των αεροχειμάρρων τη διαπίστωσαν πιλότοι πολεμικών αεροσκαφών κατά το β’ παγκόσμιο πόλεμο.
Οι αεροχείμαρροι δημιουργούνται εξαιτίας της μεγάλης διαφοράς θερμοκρασίας μεταξύ του αέρα του Ισημερινού και εκείνου των πόλων της Γης, όπως περίπου συμβαίνει και με τα θαλάσσια ρεύματα στους ωκεανούς.
Αμμοθύελλα. Άνεμος ισχυρός που πνέει στις ερήμους και σηκώνει μεγάλες ποσότητες άμμου, δημιουργώντας έτσι τεράστια σύννεφα σκόνης. Αυτά ανυψώνονται στην ατμόσφαιρα, κινούνται με μεγάλη ταχύτητα σε εκτεταμένες περιοχές και μειώνουν την ορατότητα. Με τις αμμοθύελλες μετακινούνται βουνά ολόκληρα από άμμο. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα στις ερήμους να έχουμε συχνή αλλαγή του τοπίου. Η άμμος αυτή πολλές φορές καλύπτει και εξαφανίζει χωριά και οάσεις ολόκληρες. Γνωστές είναι οι αμμοθύελλες χαμσίν και χαμπούμπ στη Σαχάρα, σιμούν στην έρημο της Συρίας κ.ά. Όχι σπάνια, σκόνη από αμμοθύελλες της Σαχάρας φτάνει σε χώρες της νότιας Ευρώπης και στη χώρα μας.
Αιθρία. Ουρανός ανέφελος, ξαστεριά. Όταν σε διάστημα μιας ή το πολύ δυο ωρών ελαττωθεί η νέφωση από το βαθμό 10 (ουρανός γεμάτος νέφη) της κλίμακας νεφών στο βαθμό 2 (ουρανός αίθριος), λέμε ότι έχουμε αιθρία. Το μετεωρολογικό αυτό φαινόμενο μπορεί να εμφανιστεί κατά δυο τρόπους: α) Ενώ ο ουρανός είναι νεφοσκεπής, αρχίζει να παρατηρείται στον ορίζοντα μια λεπτή γραμμή αίθριου ουρανού, η οποία ανεβαίνει σιγά σιγά και διώχνει τα σύννεφα. β) Τα σύννεφα αρχίζουν να διαλύονται από τα επάνω στρώματα προς τα κάτω, ενώ συγχρόνως σχηματίζεται λεπτή ομίχλη, η οποία με τη σειρά της διαλύεται και διακρίνεται ο αίθριος ουρανός.
Ο όρος αιθρία στη γλώσσα των ναυτικών σημαίνει την καιρική κατάσταση της νύχτας, κατά την οποία δεν υπάρχει ούτε ένα σύννεφο, η ατμοσφαιρική διαφάνεια είναι πολύ μεγάλη, δεν υπάρχει φεγγάρι και τα αστέρια λάμπουν ζωηρά (αστροφεγγιά).
Αληγείς άνεμοι.Άνεμοι συνεχείς, που οφείλονται στην υπερβολική θέρμανση των κατώτερων στρωμάτων αέρα της ισημερινής ζώνης, με αποτέλεσμα τη δημιουργία ανοδικών ρευμάτων και την είσοδο στην περιοχή ψυχρότερου αέρα από τις παράπλευρες ζώνες. Οι άνεμοι αυτοί είναι κανονικοί και φυσούν όλη τη διάρκεια του χρόνου μεταξύ γεωγραφικού πλάτους 10° και 30° του βόρειου, καθώς επίσης και του νότιου ημισφαιρίου. Η ζώνη των ισημερινών νηνεμιών εμφανίζεται στο σημείο όπου συναντιούνται οι αληγείς των δύο ημισφαιρίων, οπότε η δύναμή τους ελαττώνεται. Στην περιοχή αυτή υπάρχει σταθερότητα στις ατμοσφαιρικές συνθήκες πίεσης. Εξαιτίας όμως των ανοδικών ρευμάτων οι ξαφνικές βροχές είναι καταρρακτώδεις. Οι μάζες του αέρα που ανεβαίνουν στα ανώτερα στρώματα της ισημερινής περιοχής ψύχονται και κατευθύνονται προς τους πόλους. Τα ρεύματα αυτά του αέρα παρουσιάζουν στο Βόρειο ημισφαίριο εκτροπή προς τα δεξιά και στο Νότιο εκτροπή προς τα αριστερά. Οι εκτροπές οφείλονται στην περιστροφική κίνηση της Γης.
Οι άνεμοι που φυσούν πάνω από τους αληγείς και σε αντίθετη κατεύθυνση λέγονται ανταληγείς. Η έντονη εξάτμιση την οποία προκαλούν οι αληγείς άνεμοι στις θάλασσες των τροπικών έχει ως αποτέλεσμα να παρουσιάζεται το νερό τους αλμυρότερο από αυτό των άλλων θαλασσών.
Αλκυονίδες μέρες.Χρονική περίοδος ορισμένων ηλιόλουστων και γαλήνιων ημερών, συνήθως στο δεύτερο δεκαπενθήμερο του Ιανουαρίου (7-10 μέρες), αλλά και το Φεβρουάριο στη Μεσόγειο. Κατά τους αρχαίους Έλληνες, ο χειμερινός καιρός διακόπτεται για να επωάσουν τα αβγά τους τα πουλιά αλκυόνες.
Αναστροφή θερμοκρασίας. Η αύξηση της θερμοκρασίας των ατμοσφαιρικών στρωμάτων μέχρι το ύψος των 15 χιλιομέτρων, περίπου, σε αντίθεση με την κανονική κατάσταση, όπου παρατηρείται πτώση της θερμοκρασίας με το ύψος. Υπάρχουν διάφορες αιτίες που προκαλούν την εμφάνιση του φαινομένου της αναστροφής θερμοκρασίας, με επικρατέστερες, τουλάχιστον για την Ελλάδα, εκείνες που οφείλονται σε ακτινοβολία θερμότητας από το έδαφος κατά τη διάρκεια της νύχτας και σε εκείνες που οφείλονται σε ψυχρά καθοδικά αέρια ρεύματα. Οι αναστροφές αυτές εκδηλώνονται κατά τη διάρκεια της αίθριας νύχτας και αισθητοποιούνται με τα χαρακτηριστικά σχήματα του καπνού που σηκώνεται από τη Γη και που μόλις φθάσει σε ορισμένο ύψος πάνω από την επιφάνεια γέρνει και αναστρέφεται, μοιάζοντας παγιδευμένος. Οι θερμοκρασιακές αναστροφές επηρεάζουν την ορατότητα, τη βροχόπτωση και το μικροκλίμα της περιοχής, ενώ είναι δραστικός παράγοντας ατμοσφαιρικής ρύπανσης, με τη δημιουργία αιθαλομίχλης.
Ανεμοβόληση. Ο υπολογισμός της ταχύτητας και της διεύθυνσης πνοής του ανέμου σε διάφορα ύψη της γήινης ατμόσφαιρας. Ο υπολογισμός γίνεται δυνατός με ειδικά μικρά αερόστατα, τα οποία αφήνονται ελεύθερα στην ατμόσφαιρα και ακολουθούν μια πορεία που προσδιορίζεται από τη δράση δύο δυνάμεων, της άνωσης και της οριζόντιας συνιστώσας της δύναμης του ανέμου. Τα «αερόστατα-πιλότοι», όπως λέγονται, παρατηρούνται με οπτικά μέσα, όταν οι ατμοσφαιρικές συνθήκες είναι καλές, ενώ στα τελευταία χρόνια τα συνοδεύει ένας πομπός που κάνει δυνατό τον προσδιορισμό της θέσης τους με τη χρήση ραδιογωνιόμετρου. Τα δεδομένα των παρατηρήσεων σημειώνονται σε ειδικό χάρτη, ο οποίος δείχνει τις προβολές της πραγματικής θέσης του αερόστατου σε κάθε χρονική στιγμή. Έτσι σχηματίζονται οι χάρτες που δείχνουν τις χαρακτηριστικές κατευθύνσεις των ανέμων στις διάφορες περιοχές. Η ταχύτητα καταγράφεται σε ειδική αυτογραφική συσκευή με μορφή καμπύλης.
Ανεμογράφος.Αυτογραφικό όργανο που καταγράφει τη διαδοχική μεταβολή της έντασης του ανέμου σε ένα χρονικό διάστημα. Το κυρίως όργανο αποτελείται από ένα σύστημα πτερυγίων, που περιστρέφονται ελεύθερα στο οριζόντιο επίπεδο γύρω από κατακόρυφο άξονα. Η ταχύτητα περιστροφής τους είναι ανάλογη με την ταχύτητα του ανέμου. Το όργανο συνδέεται με έναν καταγραφέα, που σημειώνει την ένταση του ανέμου.
Ανεμοδείχτης. Απλή μηχανική ή ηλεκτρική διάταξη που δείχνει την κατεύθυνση του ανέμου. Αποτελείται από δύο τμήματα, ένα σταθερό και ένα κινούμενο, τα οποία τοποθετούνται γύρω από έναν κατακόρυφο άξονα. Το σταθερό τμήμα αποτελείται από δύο βέργες που δείχνουν τα τέσσερα κύρια σημεία του ορίζοντα, ενώ το κινούμενο τμήμα, στην άκρη του οποίου προσαρμόζεται ένα βέλος, περιστρέφεται με ελάχιστη τριβή γύρω από τον άξονα. Όταν φυσά άνεμος, το βέλος του ανεμοδείχτη δείχνει την κατεύθυνσή του, παίρνοντας ακριβώς τη θέση που παρουσιάζει την ελάχιστη αντίσταση στον άνεμο.
Ανεμολόγιο.Η παραστατική απεικόνιση των διευθύνσεων των ανέμων σε κύκλο, αναφορικά με τα σημεία του ορίζοντα. Στα ανεμολόγια καταγράφονται οι ονομασίες των ανέμων ανάλογα με τη διεύθυνσή τους στη διεθνή ορολογία και στην ονομασία κάθε χώρας. Έτσι κάθε άνεμος έχει ένα χαρακτηριστικό όνομα. Στο ελληνικό ανεμολόγιο αναφέρεται, για παράδειγμα, ο νοτιοδυτικός άνεμος ως Λίβας και ως West-South-West. Τα ανεμολόγια χρησιμοποιούνται στις πυξίδες και στις διάφορες μετρήσεις των διευθύνσεων των ανέμων.
Ανεμομετρική κλίμακα ή κλίμακα Μποφόρ (Μετεωρ.). Η κλίμακα που προσδιορίζει την ένταση του ανέμου. Την επινόησε το 1805 ο Φ. Μποφόρ (Beaufort), αντιπλοίαρχος του βρετανικού πολεμικού ναυτικού, ύστερα από παρατηρήσεις της έντασης και της κατεύθυνσης του ανέμου στη θάλασσα. Ο ακόλουθος πίνακας δείχνει, κατά Μποφόρ, τις χαρακτηριστικές ονομασίες των ανέμων, την ταχύτητά τους σε χιλιόμετρα ανά ώρα (km/h), καθώς και τα διάφορα αποτελέσματα που προκαλούνται και από τα οποία μπορούμε να εκτιμήσουμε πρόχειρα την ταχύτητά τους.
Ανεμόμετρο. Όργανο το οποίο χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της ταχύτητα του ανέμου. Ο απλός τύπος ανεμόμετρου αποτελείται από έναν κατακόρυφο άξονα, στον οποίο προσαρμόζονται κάθετα τρία ή τέσσερα στελέχη που έχουν στα άκρα τους κοίλα μεταλλικά ημισφαίρια. Όταν φυσά άνεμος, πιέζεται περισσότερο το κοίλο μέρος των ημισφαιρίων από το κυρτό. Έτσι το σύστημα αρχίζει να περιστρέφεται με τέτοια φορά, ώστε να προηγείται το κυρτό μέρος των ημισφαιρίων. Στη βάση του άξονα περιστροφής υπάρχει κατάλληλος μετρητής, ο οποίος μετράει τον αριθμό των στροφών που εκτελεί το σύστημα και προσδιορίζει τη σχετική ταχύτητα του ανέμου. Ένας άλλος τύπος ανεμόμετρου χρησιμοποιείται από τους αεροναυπηγούς που κατασκευάζουν πρότυπα αεροπλάνα. Μια ελαφριά μεταλλική ορθογώνια επιφάνεια, με γνωστό εμβαδόν, στηρίζεται από τις τέσσερις κορυφές της με δυναμόμετρα. Όταν ο άνεμος πιέζει την επιφάνεια, αυτή κινείται κατά την αντίθετη κατεύθυνση και τα δυναμόμετρα δείχνουν τη δύναμη με την οποία ο άνεμος κινεί την επιφάνεια. Στην περίπτωση αυτή, για να υπολογίσουμε την ταχύτητα του ανέμου, χρησιμοποιούμε τον τύπο (R = αντίσταση του αέρα, Κ = συντελεστής αντίστασης που εξαρτάται από το σχήμα του σώματος, σ = το εμβαδόν της επιφάνειας). Άλλοι τύποι ανεμόμετρου είναι: 1) ανεμόμετρα ταχύτητας, 2) ανεμόμετρα με ψύξη, 3) ανεμόμετρα με πίεση.
Άνεμος.Η κίνηση μεγάλων μαζών του ατμοσφαιρικού αέρα η οποία μπορεί να είναι κατακόρυφη ή οριζόντια. Η κίνηση αυτή οφείλεται σε τρεις δυνάμεις:
α) Η δύναμη της βαροβαθμίδας η οποία προκύπτει από τη διαφορά της πίεσης του ατμοσφαιρικού αέρα από τόπο σε τόπο. Η δύναμη της βαροβαθμίδας δίνεται από τη σχέση:
G = όπου d η πυκνότητα του αέρα, dp η διαφορά πίεσης μεταξύ των τόπων αυτών και dx η απόστασή τους σε γεωγραφικές μοίρες. Οι γραμμές οι οποίες ενώνουν τόπους ίσης βαρομετρικής πίεσης λέγονται ισοβαρείς καμπύλες. Εάν η γη ήταν ακίνητη και είχε ομοιόμορφη επιφάνεια τότε η διεύθυνση του ανέμου πρέπει να ήταν κάθετη στις ισοβαρείς και προς την περιοχή της χαμηλότερης πίεσης με ταχύτητα ανάλογη με τη διαφορά των πιέσεων.
β) Η φυγόκεντρη δύναμη ή δύναμη Coriolis η οποία οφείλεται στην περιστροφή της γης γύρω από τον άξονά της στην οποία περιστροφή συμμετέχει και ο ατμοσφαιρικός αέρας.
γ) Η δύναμη της τριβής η οποία εμφανίζεται όταν ο ατμοσφαιρικός αέρας βρίσκεται σε επαφή με την επιφάνεια της γης, καθώς και όταν διαδοχικά στρώματα αέρα κινούνται με διαφορετικές ταχύτητες.
Η συνισταμένη των τριών παραπάνω δυνάμεων δημιουργεί τον άνεμο.
Η δημιουργία διαφοράς πιέσεων στην ατμόσφαιρα της γης οφείλεται κυρίως στην ηλιακή ενέργεια, η οποία όταν φτάνει στην επιφάνεια της γης απορροφημένη από τα μόρια του αέρα μετατρέπεται τελικά σε κινητική ενέργεια των μορίων. Επίσης οι φωτοχημικές αντιδράσεις που συμβαίνουν στα διάφορα στρώματα της ατμόσφαιρας έχουν ως αποτέλεσμα τη μεταβολή της πυκνότητας του αέρα σε αυτά τα στρώματα. Η ξηρά θερμαίνεται διαφορετικά από τη θάλασσα επειδή η «ειδική θερμότητά» της είναι διαφορετική. Η ξηρά το καλοκαίρι θερμαίνεται πολύ και έτσι δημιουργούνται στην επιφάνειά της χαμηλές πιέσεις. Το φαινόμενο αυτό δεν είναι τόσο έντονο στη θάλασσα. Στη διαφορετική θέρμανση της ξηράς και της θάλασσας οφείλεται η δημιουργία μιας ειδικής μορφής ανέμων που λέγονται «μουσώνες». Η κίνηση του αέρα κατά την οριζόντια διεύθυνση επηρεάζεται από τη δομή του γήινου ανάγλυφου (ανωμαλίες του εδάφους, βλάστηση, ύπαρξη λιμνών και ποταμών κτλ.).
Ως διεύθυνση του ανέμου θεωρείται η κατεύθυνση από την οποία προέρχεται. Έτσι βόρειος άνεμος είναι αυτός που προέρχεται από το βορρά και κατευθύνεται προς το νότο. Η κίνηση του ανέμου θεωρείται προσεγγιστικά ως οριζόντια και ευθύγραμμη και η ταχύτητά του μετριέται σε m/s, km/h, ή μίλια την ώρα (m.p.h.). Τη διεύθυνση του ανέμου τη μετράμε με ανεμοδείκτες ενώ την ταχύτητα με ανεμόμετρα.
Εμπειρική είναι η κλίμακα Μποφόρ που έχει εφεύρει ο Άγγλος ναύαρχος Beaufort και βασίζεται στην εκτίμηση της σφοδρότητας της πνοής του ανέμου και των αποτελεσμάτων που προκαλεί η πνοή του στα πανιά των πλοίων. Η κλίμακα Μποφόρ τείνει να αντικατασταθεί σήμερα από πιο αντικειμενικές μεθόδους.
Η δράση των ανέμων έχει διάφορα αποτελέσματα όπως είναι η δημιουργία θαλάσσιων κυμάτων και ρευμάτων, η μεταφορά γύρης και σπόρων που συμβάλλει στη γονιμοποίηση των φυτών, η μεταφορά ομίχλης και νεφών από μια περιοχή σε μια άλλη και της από αυτά προκαλούμενης βροχής, η κίνηση ανεμόμυλων, ανεμογεννητριών, ιστιοφόρων πλοίων (αιολική ενέργεια), η άντληση νερού καθώς και η ανανέωση του ατμοσφαιρικού αέρα. Μερικά από τα αρνητικά αποτελέσματα της δράσης των ανέμων είναι η φθορά εδαφικών μνημείων, εξαιτίας των στερεών σωματιδίων τα οποία μεταφέρουν, η καταστροφή που προκαλούν όταν είναι θυελλώδεις καθώς και η μεταφορά ραδιενεργών καταλοίπων από πυρηνικές εκρήξεις.
Οι άνεμοι είναι ένα από τα σπουδαιότερα στοιχεία που δημιουργούν το κλίμα ενός τόπου. Το ισημερινό κλίμα οφείλει τις υπερβολικές θερμοκρασίες του στη «ζώνη των νηνεμιών». Το κλίμα των μουσώνων με την εναλλαγή ζεστού και υγρού καλοκαιριού με κρύο και ξερό χειμώνα οφείλεται στην ύπαρξη των μουσώνων. Κατά τον ίδιο τρόπο κάθε μορφή κλίματος διαμορφώνεται από τους αντίστοιχους ανέμους των περιοχών. Θα αναφέρουμε τα πιο γνωστά είδη ανέμων που παίζουν σημαντικό ρόλο στη διαμόρφωση του κλίματος:
1. Θαλάσσια αύρα και μπάτης. Γίνεται αντιληπτή ιδίως το καλοκαίρι κατά μήκος των ακτών. Επειδή η ξηρά θερμαίνεται και ψύχεται περισσότερο από το ότι το νερό της θάλασσας, ο ζεστός αέρας ανυψώνεται επάνω από την ακτή την ημέρα. Ταυτόχρονα ψυχρότερος αέρας κινείται από τη θάλασσα προς την ακτή (μπάτης).
2. Απόγεια αύρα. Τη νύχτα συμβαίνει το αντίθετο φαινόμενο από το προηγούμενο. Η ξηρά ψύχεται γρηγορότερα από το νερό και ψυχρός αέρας κατευθύνεται από τη στεριά στη θάλασσα.
3. Αύρα κοιλάδων. Δημιουργείται σε περιοχές που έχουν λόφους και βουνά λόγω της ανομοιόμορφης θέρμανσης των πλαγιών και των κοιλάδων από την ηλιακή ακτινοβολία. Στη διάρκεια της ημέρας, όταν ο ουρανός είναι καθαρός, ζεστός αέρας ανεβαίνει από τη θερμότερη κοιλάδα κατά μήκος των πλαγιών. Τα ανοδικά αυτά ρεύματα εκμεταλλεύονται οι πιλότοι των ανεμόπτερων, για να κερδίσουν ύψος. Τα ανοδικά ρεύματα όταν παρασύρουν υδρατμούς, συσσωρεύουν στις κορυφές των βουνών σύννεφα, τα οποία μπορούν να προκαλέσουν καταιγίδες. Τη νύχτα ο αέρας στα υψηλά σημεία των πλαγιών κρυώνει, γίνεται βαρύτερος από ότι ο αέρας που φυσά χαμηλότερα, και έτσι κατέρχεται από την κοιλάδα ως αύρα των βουνών.
4. Κυκλώνες. Εμφανίζονται στις περιοχές όπου επικρατεί πίεση μικρότερη από αυτή των γύρω περιοχών, με αποτέλεσμα οι αέριες μάζες να κινούνται από την περιφέρεια (περιοχή μεγαλύτερης πίεσης) προς το κέντρο (περιοχή μικρότερης πίεσης). Έτσι σχηματίζονται κυκλικοί άνεμοι γύρω από το κέντρο που είναι συνήθως ισχυροί και που στο βόρειο ημισφαίριο έχουν φορά αντίθετη προς τη φορά των δεικτών του ρολογιού.
5. Αντικυκλώνες. Εμφανίζονται στις περιοχές όπου επικρατεί πίεση μεγαλύτερη από αυτή των γύρω περιοχών, με αποτέλεσμα οι αέριες μάζες να πνέουν από το κέντρο προς την περιφέρεια και να σχηματίζονται ασθενείς άνεμοι. Στην περιοχή του αντικυκλώνα επικρατεί καλοκαιρία.
6. Θύελλες. Μερικές φορές στους κυκλώνες οι άνεμοι αποκτούν πολύ μεγάλες ταχύτητες που ξεπερνούν τα 12 χλμ./ώρα. Τότε στην περιοχή παρατηρούνται συχνά μικρά γεωγραφικά πλάτη.
7. Ανεμοστρόβιλοι ή σίφουνες. Είδη κυκλώνων με τοπικό χαρακτήρα. Σε μερικούς σίφουνες οι ταχύτητες του ανέμου μπορούν να ξεπεράσουν τα 450 χλμ./ώρα.
8. Αληγείς άνεμοι. Στην περιοχή του ισημερινού και σε γεωγραφικό πλάτος 10° (1.100 χλμ.), βόρεια και νότια από αυτόν, υπάρχει η ζώνη των «συγκλινόντων ανοδικών ρευμάτων αέρα». Το κενό το οποίο εγκαταλείπουν τα ανοδικά αυτά ρεύματα ορμούν για να καλύψουν ψυχρότερα ρεύματα αέρα, που ξεκινούν από τα άκρα της ισημερινής ζώνης. Τα ρεύματα αυτά λέγονται «αληγείς» άνεμοι και φυσούν προς την περιοχή του ισημερινού με κατεύθυνση ΒΑ στο βόρειο ημισφαίριο και ΝΑ στο Νότιο. Οι αληγείς άνεμοι κινούνται μέχρι και 25° του βόρειου και νότιου πλάτους. Πέρα από το πλάτος των 25° και μέχρι 30° υπάρχει μια ζώνη με υψηλές πιέσεις, όπου δημιουργούνται τα «αντικυκλωνικά συστήματα» του βόρειου και νότιου ημισφαιρίου.
Παρακάτω περιγράφονται γνωστοί άνεμοι με τα κοινά τους ονόματα.
1. Λίβας. Νότιος ή ΝΔ άνεμος που φυσά από τη θερμή αφρικανική ήπειρο προς την ψυχρότερη Μεσόγειο. Στην Ελλάδα προκαλεί καταστροφές στις καλλιέργειες.
2. Μαΐστρος: Μορφή θαλάσσιας ΒΔ αύρας, που προέρχεται το καλοκαίρι από τις ψυχρότερες περιοχές του Ιονίου και της Αδριατικής προς τη θερμότερη Ελλάδα.
3. Σιρόκος. Νότιος ή ΝΔ ζεστός άνεμος που φυσά από την Αφρική προς τις ακτές της Νότιας Ευρώπης.
4. Τραμουντάνα. Βόρειος άνεμος που προκαλεί μεγάλες τρικυμίες.
5. Λεβάντες. Ανατολικός ή ΒΑ άνεμος που φυσά σε διάφορες περιοχές της Μεσογείου θάλασσας.
6. Ετησίαι (μελτέμια). Βόρειοι καλοκαιρινοί άνεμοι της ανατολικής Μεσογείου. Η κατεύθυνσή τους δεν είναι πάντοτε σταθερή αλλά η επίδρασή τους στο κλίμα της Ελλάδας είναι σημαντική, γιατί δροσίζουν τα ζεστά καλοκαίρια.
7. Βαρδάρης. Ψυχρός ΒΔ άνεμος που φυσά κατά μήκος της κοιλάδας του ποταμού Αξιού και κάνει ψυχρότερο το κλίμα της Κεντρικής Μακεδονίας.
8. Μπόρα. Ορμητικός, ψυχρός και ξερός άνεμος της στεριάς, που φυσά από την ψυχρή Βαλκανική στα παράλια της Αδριατικής.
9. Μπουράν. Ψυχρός, χειμερινός άνεμος της Ρωσίας. Τα ρωσικά ψυχρά κύματα που φτάνουν στην Ελλάδα έχουν σχέση με τον άνεμο αυτό.
10. Φεν. Ο άνεμος αυτός εμφανίζεται στις αλπικές περιοχές. Καθώς ανεβαίνει τις πλαγιές των Άλπεων κρυώνει και αποβάλλει τους υδρατμούς του σαν βροχή. Όταν κατεβαίνει τις βόρειες πλαγιές, θερμαίνεται και φτάνει στις κοιλάδες της Κεντρικής Ευρώπης ως ξερός και ζεστός αέρας που προκαλεί μεγάλη άνοδο της θερμοκρασίας και λιώνει τα χιόνια των περιοχών.
11. Μιστράλ. Ορμητικός βόρειος ή ΒΔ άνεμος, ξερός και ψυχρός, στη Ν. Γαλλία.
12. Σολάνο. Ανατολικός ή ΝΑ άνεμος της Ισπανίας. Είναι υγρός, ζεστός και μεταφέρει ποσότητες σκόνης.
13. Χαρματάν. Ξερός και δροσερός άνεμος της Σαχάρας.
14. Σιμούν. Άνεμος των ερήμων της Αφρικής και της Αραβίας, ζεστός, ξερός και πνιγηρός. Μεταφέρει ποσότητες άμμου και έχει μορφή ανεμοστρόβιλου. Δε διαρκεί πάνω από 20 λεπτά.
15. Χαμσίν. Νότιος ζεστός και ξερός άνεμος της Αιγύπτου, που προέρχεται από την έρημο.
16. Μπλίζαρντς. Άνεμος των ανατολικών παραλίων των ΗΠΑ, που προκαλεί και χιονοπτώσεις.
17. Νόρθερ. Βόρειος άνεμος ψυχρός, που φυσά από τον κόλπο του Χιούστον προς τον Καναδά.
18. Παμπέρο. Νότιος άνεμος ψυχρός και πολύ ορμητικός, που πνέει στις πάμπες κυρίως της Αργεντινής.
19. Σουμάτρα. Άνεμος ιδιαίτερα σφοδρός, με κατεύθυνση νοτιοδυτική στην περιοχή της Σουμάτρας.



Αστάθεια.Είναι η κατάσταση έλλειψης ευσταθούς ισορροπίας στην ατμόσφαιρα. Οι καταστάσεις ευστάθειας ή αστάθειας στην ατμόσφαιρα ορίζονται σε αναλογία με τις αντίστοιχες καταστάσεις ισορροπίας των μηχανικών συστημάτων. Στην περίπτωση της αστάθειας κάθε τμήμα της ατμόσφαιρας που απομακρύνεται από την αρχική του θέση, αυτόματα συνεχίζει τη μεταβολή, χωρίς να ξαναγυρίσει στην αρχική κατάσταση της ισορροπίας. Η εμφάνιση της αστάθειας οφείλεται στην ανομοιόμορφη κατακόρυφη κατανομή των θερμοκρασιών, δηλαδή στην ανομοιογένεια της κατακόρυφης θερμοβαθμίδας. Ο υπερβολικός κορεσμός της ατμόσφαιρας από υδρατμούς είναι ένας από τους παράγοντες αστάθειας. Τα ανοδικά ρεύματα, στην περίπτωση της ασταθούς ατμόσφαιρας, δημιουργούν σύννεφα (σωρειτομελανίες), τα οποία είναι οι φορείς της ξαφνικής και ισχυρής βροχόπτωσης.
Αστραπή.Ο ηλεκτρικός σπινθήρας μεταξύ περιοχών της ατμόσφαιρας όπου έχουν συγκεντρωθεί θετικά και αρνητικά φορτία. Η αστραπή είναι δυνατό να παραχθεί μεταξύ δύο περιοχών του ίδιου νέφους, μεταξύ δύο νεφών ή μεταξύ ενός νέφους και της γης. Ανήκει στα φαινόμενα του ατμοσφαιρικού ηλεκτρισμού. Κατά τον 4ο αι. π.Χ. ο Αριστοτέλης έγραψε στα «Μετεωρολογικά» του ότι η αστραπή είναι «η ανάφλεξη του ανέμου, που προέρχεται από ένα νέφος που ψύχτηκε και συμπυκνώθηκε».
Κάθε εκκένωση αστραπής συνήθως αποτελείται από έναν αριθμό ξεχωριστών διαδοχικών εκκενώσεων με ενδιάμεσα χρονικά διαστήματα 1/50 sec. Φωτογραφίες μιας και μόνο λάμψης δείχνουν μέχρι 40 ευδιάκριτες εκκενώσεις. Μία εκκένωση αστραπής διαρκεί από 0,2 έως 0,6 sec. Αν ήταν δυνατό να βρεθεί ένας τρόπος για τη χρησιμοποίηση του ηλεκτρικού ρεύματος μιας αστραπής μήκους ενός μιλίου, θα μπορούσαν να ανάψουν 450 δισεκατομμύρια λάμπες φωτισμού των 40 Watt η καθεμιά, κατά τη διάρκεια μιας αναλαμπής. Δηλαδή η ισχύς μιας αστραπής είναι τεράστια, αλλά προς το παρόν είναι αδύνατη η σύλληψη και η χρησιμοποίηση της παραγόμενης ενέργειάς της.
Αύρα. Ελαφρός, δροσερός άνεμος που η πνοή του διαρκεί μικρό χρονικό διάστημα και η διεύθυνσή του, ανάλογα με τις συνθήκες, είναι από την ξηρά ή από τη θάλασσα. Η αύρα εμφανίζεται κυρίως τους καλοκαιρινούς μήνες και η αλλαγή στη διεύθυνση πνοής συμπίπτει με την αντιστροφή της διανομής της ατμοσφαιρικής θερμοκρασίας.
Αύρα θαλάσσια (μπάτης). Είναι ο τοπικός άνεμος που πνέει από τη θάλασσα προς την ξηρά, όταν ο καιρός είναι αίθριος και θερμός. Ο τύπος αυτός της αύρας δροσίζει τις παράκτιες περιοχές των θαλασσών και λιμνών.
Αύρα απόγειος. Είναι ο τοπικός άνεμος που πνέει από την ξηρά προς τη θάλασσα και έχει μικρότερη ένταση από τη θαλάσσια αύρα. Ο τύπος αυτός της αύρας προκαλεί ψύξη της ξηράς και δροσίζει τις ζεστές καλοκαιρινές νύχτες, γιατί κατά κύριο λόγο εμφανίζεται στη διάρκεια της νύχτας.
Αύρα παγετώνων. Είναι ψυχρός τοπικός άνεμος που πνέει από τους παγετώνες προς τα πιο χαμηλά σημεία, τα οποία όμως έχουν υψηλότερη θερμοκρασία. Η κίνηση του αέρα στην προκειμένη περίπτωση είναι αποτέλεσμα δράσης της βαρύτητας.
Βαροβαθμίδα. Ο λόγος της διαφοράς βαρομετρικής πίεσης ανάμεσα σε δύο τόπους προς την ευθεία απόσταση των τόπων. Για τον υπολογισμό της βαροβαθμίδας είναι απαραίτητο η βαρομετρική πίεση να εκφράζεται σε χιλιοστά στήλης υδραργύρου (mmHg) και η απόσταση να μετριέται σε χιλιόμετρα (Κm). Οι ισοβαρείς καμπύλες, οι οποίες ενώνουν πάνω σ’ ένα χάρτη τα σημεία της ίδιας βαρομετρικής πίεσης, παρουσιάζονται σε τέτοια διάταξη, ώστε η μία καμπύλη περιβάλλει περιμετρικά τις άλλες, σχηματίζοντας έτσι το πλέγμα των ισοβαρών. Αν υποθέσουμε ότι η ισοβαρής που περνάει από τη Θεσσαλονίκη αντιστοιχεί σε βαρομετρική πίεση 750 mmHg, ενώ η ισοβαρής του Πολυγύρου αντιστοιχεί σε βαρομετρική πίεση 740 mmHg, τότε, αφού είναι γνωστή η ευθεία απόσταση των δύο πόλεων (45 χιλιόμετρα), η βαροβαθμίδα δίνεται από τον τύπο: Β= όπου (Ρ1), (Ρ2) οι αντίστοιχες βαρομετρικές πιέσεις και (α) η απόσταση. Επομένως στην προηγούμενη περίπτωση έχουμε την τιμή της Β=10/45 του χιλιοστού. Η ένταση της βαροβαθμίδας αναφέρεται στον τόπο με τη μικρότερη βαρομετρική πίεση.
Στη μετεωρολογία, η γνώση της βαροβαθμίδας έχει προγνωστικό χαρακτήρα, γιατί επιτρέπει την πρόβλεψη της καιρικής κατάστασης και της πνοής των ανέμων. Μεγάλη τιμή της βαροβαθμίδας έχει ως συνέπεια την εμφάνιση μεγάλης έντασης ανέμων και κυκλώνων, ειδικά στις τροπικές περιοχές.
Βαρογράφος.Κατάλληλα τροποποιημένο μεταλλικό βαρόμετρο, το οποίο έχει τη δυνατότητα να απεικονίζει με καμπύλη τις μεταβολές της ατμοσφαιρικής πίεσης (καθημερινές ή μακρόχρονες) σε ταινία χαρτιού, η οποία κινείται πάνω σ’ έναν περιστρεφόμενο κύλινδρο. Η ισοταχής περιστροφή του κυλίνδρου είναι δυνατή με τη χρήση ωρολογιακού μηχανισμού, ο οποίος ρυθμίζεται έτσι, ώστε ο κύλινδρος να συμπληρώνει μια ολόκληρη περιστροφή σε ώρες, ημέρες ή εβδομάδες. Η καταγραφή γίνεται με δείκτη, ο οποίος στο ένα άκρο του συνδέεται με τα μεταλλικά τύμπανα του βαρόμετρου και παρακολουθεί τις ελαστικές παραμορφώσεις τους, που οφείλονται στις μεταβολές της ατμοσφαιρικής πίεσης. Το άλλο άκρο του δείκτη έχει γραφίδα με γλυκερινούχο μελάνι και, όπως ακουμπά στο στρεφόμενο κύλινδρο, χαράζει την καμπύλη μεταβολών της ατμοσφαιρικής πίεσης.
Βροχή. Η πτώση, στην επιφάνεια της Γης, με τη μορφή σταγόνων νερού, των συμπυκνωμένων υδρατμών της ατμόσφαιρας. Είναι ένα από τα κυριότερα μετεωρολογικά φαινόμενα κατά το οποίο τα υδροσταγονίδια στα σύννεφα ενώνονται μεταξύ τους, βαραίνουν, υπερνικούν την αντίσταση του αέρα, παύουν να αιωρούνται και αφού σχηματίσουν μεγάλες υδροσταγόνες πέφτουν στη γη.
Θεωρία σχηματισμού της βροχής. Για να σχηματιστεί σύννεφο υδροσταγονιδίων απαιτούνται υδρατμοί, οι οποίοι προέρχονται από τα νερά της επιφάνειας της Γης (λίμνες, ποτάμια, θάλασσες κ.ά.). Αυτά εξατμίζονται, δηλαδή μεταβάλλονται από υγρή μάζα νερού σε αέρια μάζα υδρατμών. Αποτέλεσμα της αύξησης της ποσότητας των υδρατμών είναι η αύξηση της μερικής πίεσής τους (f) πάνω στην επιφάνεια των υγρών. Θεωρητικά, αυτή η μερική πίεση μπορεί να φτάσει σε ένα μέγιστο όριο, το οποίο λέγεται «τάση κορεσμού» των υδρατμών (F), η οποία εξαναγκάζει να σταματήσει το φαινόμενο της εξάτμισης και έτσι να μην παράγονται άλλοι υδρατμοί. Παρατηρούμε δηλαδή ότι όσο η διαφορά F-f είναι διαφορετική από το μηδέν, έχουμε αναπαραγωγή των υδρατμών. Στην ελεύθερη ατμόσφαιρα, λόγω της απομάκρυνσης από τον άνεμο των υδρατμών που βρίσκονται πάνω από την επιφάνεια του νερού, δεν πετυχαίνεται σχεδόν ποτέ η τάση κορεσμού, είναι δηλαδή F-f  0. Μόνο κατά την πλήρη άπνοια μειώνεται η εξάτμιση δραστικά.
Οι υδρατμοί που παράγονται από την εξάτμιση των υδάτινων επιφανειών διαδίδονται στον ατμοσφαιρικό χώρο με τη διάχυση που προκαλείται από τους ανέμους και τις κατακόρυφες κινήσεις των αέριων μαζών. Η ποσότητα των υδρατμών στη μονάδα του όγκου του ατμοσφαιρικού αέρα, μειώνεται κατά κανόνα με το ύψος και το γεωγραφικό πλάτος, ενώ είναι διαφορετική από τον έναν τόπο στον άλλο και σε διαφορετικές στιγμές και, πολύ περισσότερο, εποχές στον ίδιο τόπο. Σε κάθε τιμή της θερμοκρασίας του αέρα αντιστοιχεί ορισμένη μάζα υδρατμών, την οποία κατ’ ανώτατο όριο μπορεί να συγκρατήσει αυτός. Όταν φτάσει αυτό το όριο, ο αέρας λέγεται «κορεσμένος με υδρατμούς» και η αντίστοιχη θερμοκρασία λέγεται «θερμοκρασία δρόσου». Όταν αυξάνεται η θερμοκρασία, και αυξάνεται πάλι η ποσότητα των υδρατμών, επέρχεται νέος κορεσμός και κατά συνέπεια έχουμε νέα θερμοκρασία δρόσου. Αν οι υδρατμοί που υπάρχουν στον αέρα υπερβούν την κατάσταση κορεσμού, σε μια δοσμένη θερμοκρασία, η ποσότητα που περισσεύει συμπυκνώνεται και αποβάλλεται σε υγρή (νεροσταγονίδια) ή στερεή (νεροπαγοκρυστάλλια, πάχνη) μορφή.
Από τα παραπάνω συμπεραίνουμε ότι ο αέρας είναι δυνατό να κορεστεί με δύο τρόπους: α) με αύξηση της ποσότητας των υδρατμών, σε σταθερή θερμοκρασία, β) με ψύξη ως τη θερμοκρασία δρόσου, ενώ η ποσότητα των υδρατμών παραμένει αμετάβλητη και η πίεση σταθερή.
Για να προσδιορίσουμε την ποσότητα των υδρατμών στον ατμοσφαιρικό χώρο, χρησιμοποιούμε τον ορισμό της «σχετικής υγρασίας», η οποία είναι «ο λόγος της μάζας των υδρατμών σε ορισμένο όγκο αέρα προς τη μάζα των υδρατμών που απαιτούνται για να κορεστεί αυτός ο όγκος στην ίδια θερμοκρασία». Ο εντελώς ξηρός αέρας έχει σχετική υγρασία μηδέν, ενώ ο κορεσμένος έχει εκατό, με βάση την υγρομετρική κλίμακα που κλιμακώνεται από 0 ως 100 βαθμούς.
Για να σχηματιστούν τα παραπάνω υδροσταγονίδια ή νεφοπαγοκρυστάλλια απαιτούνται πάντα κατάλληλα μερίδια ή αλλιώς «πυρήνες υδροσυμπύκνωσης», που να παρουσιάζουν συνάφεια με τους υδρατμούς. Τέτοιοι πυρήνες είναι τα σωματίδια καυσαερίων, με διάμετρο 0,002-0,01 χιλιοστά, τα μερίδια του ακαθάριστου θαλάσσιου άλατος, με διάμετρο 0,0001-0,001 χιλιοστά, η σκόνη που αιωρείται στην ατμόσφαιρα διαμέτρου 0,0001-0,002 χιλιοστών κ.ά.
Μπορούμε τώρα να περιγράψουμε το σχηματισμό της βροχής ως εξής:
Αέριες μάζες, που περιέχουν ποσότητες υδρατμών, ψύχονται με τρεις τρόπους: α) με ακτινοβολία της θερμότητάς τους, β) με την ανοδική κίνησή τους στον ατμοσφαιρικό χώρο, οπότε εκτονώνονται λόγω της μικρότερης πίεσης στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας, γ) με μείξη μιας θερμής και μιας ψυχρής αέριας μάζας.
Αποτέλεσμα της ψύξης των αέριων μαζών είναι η αύξηση της σχετικής υγρασίας τους έως ότου φτάσουν στο σημείο του κόρου, οπότε με τη βοήθεια των πυρήνων υδροσυμπύκνωσης σχηματίζονται τα πρώτα νεφοσταγονίδια, τα οποία έχουν διάμετρο 0,01-0,1 χιλιοστά και παγώνουν ενδεχόμενα σε θερμοκρασία μεταξύ 0°C και –10°C, βρίσκονται δηλαδή συχνά σε κατάσταση υπέρτηξης. Τα σωματίδια αυτά δεν πέφτουν στην επιφάνεια της Γης, αλλά συνεχίζουν να αιωρούνται στην ατμόσφαιρα, επειδή εμποδίζονται από την αντίσταση του αέρα και από τις δυνάμεις συνάφειας που υπάρχουν μεταξύ τους. Μεγάλες ποσότητες σωματιδίων αποτελούν τους διάφορους σχηματισμούς των νεφών. Με τον καιρό τα νεφοσταγονίδια αυτά αυξάνουν τη διάμετρό τους με την προσθήκη άλλων υδρατμών ή σταγονιδίων, έως ότου γίνει η διάμετρος μεγαλύτερη των 0,5 χιλιοστών, οπότε σχηματίζονται οι βροχοσταγόνες. Αυτές πέφτουν με αρκετά μεγάλη ταχύτητα 2,8-10 m/sec και υπερνικώντας τις δυνάμεις αντίστασης φτάνουν στην επιφάνεια της Γης. Όταν μια βροχοσταγόνα πέφτει μέσα σε ένα σύννεφο, τα μικρότερα νεφοσταγονίδια απωθούνται πλάγια, ενώ τα μεγαλύτερα συσσωματώνονται με αυτήν κατά τη σύγκρουση. Η βροχοσταγόνα πέφτοντας προκαλεί απότομη απόκλιση των γραμμών ροής του αέρα στο μπρος μέρος της και ελαφρή σύγκλισή τους αμέσως πίσω της. Στο χώρο τον οποίο αφήνει πίσω της όταν πέφτει, παρουσιάζεται μείωση της αντίστασης του αέρα. Γι’ αυτό άλλες βροχοσταγόνες ακολουθούν την προηγούμενη, κινούνται ταχύτερα κατά την πτώση και παγιδεύονται κατά κάποιο τρόπο στο χώρο αυτόν· προλαβαίνουν τη σταγόνα που προπορεύεται και συσσωματώνονται με αυτήν, αυξάνοντας το μέγεθός της. Αν η θερμοκρασία στο σύννεφο είναι από –10°C ως –40°C, τότε υπάρχει σε αυτό μείγμα παγοκρυστάλλων και υδροσταγονιδίων. Τα τελευταία εξατμίζονται και συμπυκνώνονται στους παγοκρυστάλλους, οπότε αυτοί αυξάνουν τον όγκο και το βάρος τους και πέφτουν στη Γη. Ανάλογα με τη θερμοκρασία που υπάρχει κοντά στη Γη, τα παγοκρυστάλλια φτάνουν στην επιφάνεια ή ως χιόνι ή ως βροχή (φαινόμενο Bergeron).
Βροχομετρία. Για τις μετρήσεις της βροχής τρία είναι τα σπουδαιότερα στοιχεία: η ποσότητα του νερού που πέφτει, η ένταση της πτώσης και η διάρκειά της. Τα στοιχεία αυτά μετριούνται με κατάλληλα όργανα, αυτογραφικά, ηλεκτρονικά ή πρακτικά. Η ποσότητα του νερού που πέφτει κατά μέσο όρο κάθε χρόνο σε έναν τόπο, μετριέται με το ύψος της βροχής, δηλαδή με το ύψος στο οποίο θα έφτανε η στάθμη του νερού της βροχής πάνω σε μια οριζόντια επιφάνεια, αν το νερό δεν απορροφούνταν από το έδαφος και δεν εξατμιζόταν. Το όργανο που μετρά το ύψος της βροχής ενός τόπου λέγεται βροχόμετρο.
Είναι αυτονόητο ότι η βροχή είναι απαραίτητη στη βλάστηση και ειδικότερα στις καλλιέργειες. Πέρα από την κεφαλαιώδους σημασίας λειτουργία της αυτή, είναι και η αιτία της δημιουργίας των ποταμών και λιμνών και επομένως της δυνατότητας παραγωγής ενέργειας με την εκμετάλλευση των υδατοπτώσεων. Για τους λόγους αυτούς το ύψος της βροχής σε κάθε τόπο καταγράφεται συστηματικά και καταρτίζονται σχετικοί πίνακες και χάρτες.
Είδη βροχής. Οι βροχές από μετεωρολογική άποψη διακρίνονται στα εξής είδη:
α) Βροχές λόγω οριζόντιας ή κατακόρυφης μεταφοράς αέριων μαζών. Αυτές οφείλονται στη βαθμιαία ψύξη υγρών αέριων μαζών, όταν μεταφέρονται από μικρότερα και θερμότερα προς μεγαλύτερα και ψυχρότερα γεωγραφικά πλάτη ή κατά την ανοδική κίνηση του αέρα. Τέτοιου είδους βροχές παρουσιάζονται στην ισημερινή ζώνη και στους τόπους γεωγραφικού πλάτους 30°-50° νότια και βόρεια του Ισημερινού.
β) Κυκλωνικές ή μετωπικές βροχές. Αυτές οφείλονται στην ψύξη του αέρα και τη συμπύκνωση των υδρατμών λόγω ανοδικών κινήσεων, οι οποίες συνοδεύουν τις κυκλωνικές διαταράξεις. Τέτοιες βροχές είναι σπάνιες στην τροπική ζώνη, αλλά συχνές στα μέσα και στα μεγάλη πλάτη.
γ) Ορογραφικές βροχές. Αυτές οφείλονται στις ανοδικές κινήσεις στις οποίες υποχρεώνονται υγρά αέρια ρεύματα όταν συναντήσουν ορεινούς όγκους. Αυτές πέφτουν κυρίως στις προσήνεμες πλαγιές της οροσειράς. Όταν το βουνό δεν είναι αρκετά ψηλό, τα βροχομετρικά ύψη αυξάνονται από τις υπώρειες ως την κορυφή, αν όμως είναι ψηλό τότε, αφού προηγηθεί συνεχής αύξηση των βροχοπτώσεων ως ένα ορισμένο υψόμετρο, όπου σημειώνεται το μέγιστο, παρουσιάζεται μείωση των υδροαποβλημάτων σε μεγαλύτερα υψόμετρα. Αυτού του είδους οι βροχές είναι αφθονότατες και διαρκούν πολύ. Κλασικό παράδειγμα είναι οι βροχές των μουσώνων στις Ινδίες κατά τη θερινή περίοδο του έτους. Τότε τα θερμά και υγρά νοτιοδυτικά αέρια ρεύματα εμπλουτίζονται με υδρατμούς κατά μήκος της μεγάλης διαδρομής τους πάνω από τον τροπικό Ινδικό ωκεανό και ανυψώνονται στους ορεινούς όγκους των Ινδιών, όπου αποθέτουν μεγάλες ποσότητες βροχής. Το ίδιο συμβαίνει και με τις βροχές στις δυτικές προσήνεμες πλαγιές της Σιέρα Νεβάδα της Βόρειας Αμερικής, όπου οι άνεμοι αυξάνουν τις βροχές ενώ η ζώνη ανατολικά της οροσειράς βρίσκεται στη «βροχοσκιά», δηλαδή δέχεται ελάχιστο ύψος βροχής.
Τεχνητή βροχή. Σε έναν τόπο είναι δυνατό να προκληθεί τεχνητή βροχή, αρκεί πάνω από αυτόν να υπάρχουν βροχοφόρα νέφη. Αυτό πέτυχαν οι Langmuir - Schaefer, οι οποίοι έσπειραν σε σύννεφο που βρισκόταν σε υπέρτηξη μικρή ποσότητα μεριδίων «ξηρού πάγου», δηλαδή στερεού διοξειδίου του άνθρακα (CO2), του οποίου η θερμοκρασία είναι –80°C. Λόγω της μεγάλης και απότομης μείωσης της θερμοκρασίας στο σύννεφο, η κατάσταση της υπέρτηξης των νεφοσταγονιδίων παύει να υπάρχει και το σύννεφο των υδροσταγονιδίων εξαφανίζεται· στη θέση του αιωρούνται μικροσκοπικά κρυστάλλια πάγου τα οποία δίνουν, σύμφωνα με το φαινόμενο Bergeron, χιόνι ή βροχή (χιόνι λιωμένο), ανάλογα με τη θερμοκρασία κοντά στη Γη.
Σύμφωνα με τη βελτιωμένη μέθοδο Langmuir αντί διοξειδίου του άνθρακα χρησιμοποιείται ο ιωδιούχος άργυρος.
Kατανομή της βροχής στην Ελλάδα. Η βροχή γενικά στη Μεσόγειο ελαττώνεται από τα δυτικά προς τα ανατολικά και από τα βόρεια προς τα νότια. Στην Ελλάδα αυξάνεται με το γεωγραφικό πλάτος, ενώ στα ίδια γεωγραφικά πλάτη είναι σχετικά ισχυρότερη στη χέρσα περιοχή και μικρότερη στα πελάγη. Σε πολύ γενική γραμμή, ο μεσημβρινός 23° Ε διαιρεί την ελλαδική χερσόνησο στη βροχερότερη δυτική και στη λιγότερο βροχερή ανατολική. Η λεπτομερέστερη εξέταση της κατανομής της βροχής στην Ελλάδα, λόγω γεωγραφικής θέσης, υψομετρικών διαφορών, διαμελισμού της χέρσας περιοχής και της εναλλαγής ξηράς και θάλασσας, εμφανίζεται πολύπλοκη. Ο σπουδαιότερος συντελεστής που τονίζει το βροχομετρικό χαρακτήρα της Ελλάδας είναι το ανάγλυφο, δηλαδή οι ελλαδικές βροχοπτώσεις είναι κυρίως ορογραφικές.
Διακρίνονται οι ακόλουθες ζώνες διαφορετικής βροχόπτωσης, παράλληλες περίπου με την κατεύθυνση των κύριων ορεινών όγκων του κορμού της χερσονήσου, οι οποίες διατάσσονται από βόρεια, βορειοδυτικά προς νότια, νοτιοανατολικά:
1. Κατά μήκος των ακτών και των νησιών της δυτικής Ελλάδας, με μέσο ετήσιο ύψος βροχής 800-1200 χιλιοστά.
2. Ανατολικά της προηγούμενης εκτείνεται η κύρια ορεινή ζώνη της Ελλάδας, η οποία είναι και η πιο βροχερή. Σ’ αυτή τα μέσα ετήσια βροχομετρικά ύψη κυμαίνονται από 1.000 ως 1.400 χιλιοστά στην περιοχή των Πρεσπών, υπερβαίνουν τα 1.800 χιλιοστά στις κορυφογραμμές της ηπειρωτικής Πίνδου, ενώ νοτιότερα, στη Στερεά και στην Πελοπόννησο, η βροχόπτωση είναι 800-1.600 χιλιοστά. Νοτιότερα ακόμη, στα όρη της δυτικής Κρήτης, το ετήσιο βροχομετρικό ύψος φτάνει τα 1.000-2.000 χιλιοστά.
3. Ανατολικότερα και παράλληλα με τη ζώνη αυτή βρίσκεται μια περιοχή με μικρότερα βροχομετρικά ύψη. Αυτή περιλαμβάνει: τη νότια Μακεδονία (600-800 χιλιοστά), τη Θεσσαλία, την ανατολική Στερεά και τη δυτική Εύβοια (400-800 χιλιοστά), την ανατολική Πελοπόννησο και τις δυτικές Κυκλάδες (350-600 χιλιοστά).
4. Ανατολικότερα υπάρχει η σχεδόν ευθεία ορεινή αλυσίδα κατά μεγάλο μέρος παράκτια, με αρκετά μεγάλα βροχομετρικά ύψη. Περιλαμβάνει το Πάικο και το Βέρμιο (800-1.200 χιλιοστά), τον Όλυμπο (1.000-2.000 χιλιοστά), την Όσσα και το Πήλιο (800-1.200 χιλιοστά), τις βόρειες Σποράδες και την ορεινή ανατολική Εύβοια (800-1.200 χιλιοστά) και τις βορειοανατολικές Κυκλάδες (600-800 χιλιοστά).
5. Ανατολικότερα ακόμα έχουμε την κοιλάδα του Αξιού και της δυτικής Χαλκιδικής με περιορισμένες βροχοπτώσεις (400-600 χιλιοστά), ενώ η ανατολική Χαλκιδική, με το όρος Χολομώντα, έχει κάπως ψηλό βροχομετρικό ύψος (600-1.000 χιλιοστά).
6. Η τελευταία ζώνη αρχίζει από την Ανατολική Μακεδονία και Θράκη (800-1.200 χιλιοστά), συνεχίζεται με τα νησιά Θάσο, Λήμνο, Σαμοθράκη (400-600 χιλιοστά) και εκτείνεται στα νησιά που είναι κοντά στα μικρασιατικά παράλια και τα Δωδεκάνησα (600-1.000 χιλιοστά). Η ανατολική Κρήτη παρουσιάζει μικρά ποσά βροχής.
Γενικό συμπέρασμα είναι ότι το μεγαλύτερο βροχομετρικό ύψος παρουσιάζεται στα ανώτερα στρώματα των ορεινών όγκων της Πίνδου και του Ολύμπου, όπως και στα όρη της δυτικής Κρήτης (1.800 χιλιοστά), ενώ το ελάχιστο βροχομετρικό ύψος εμφανίζεται στα νησιά του Σαρωνικού (Αίγινα, 321 χιλιοστά) και του νότιου Αιγαίου (Θήρα, 374 χιλιοστά).
Κατανομή βροχών στην υφήλιο. Oι ισχυρές βροχές πέφτουν στις περιοχές του Ισημερινού και των τροπικών ζωνών. Οι κυριότερες τέτοιες περιοχές είναι: Αφρική (Καμερούν, 10.740 χιλιοστά), Ινδίες (10.870 χιλιοστά), Ινδοκίνα, Ινδονησία, Μαδαγασκάρη, βόρειο τμήμα της Νότιας Αμερικής κτλ.
Οι περιοχές περιορισμένων βροχοπτώσεων βρίσκονται στην υποτροπική ζώνη και στα υποπολικά και πολικά γεωγραφικά πλάτη. Αυτές είναι:
α) Υποτροπικές ζώνες: Η μεγάλη ζώνη μόνιμης ανομβρίας του βόρειου ημισφαίριου, η οποία εκτείνεται από τις ατλαντικές ακτές της βορειοδυτικής Αφρικής ως την Αραβική χερσόνησο, την Περσία και τις Ινδίες (Σαχάρα 52 χιλιοστά, Κάιρο 33 χιλιοστά, Άντεν 44 χιλιοστά, Βαγδάτη 180 χιλιοστά, Τεχεράνη 240 χιλιοστά, Καράτσι 193 χιλιοστά). Η ξερή ζώνη του νότιου ημισφαίριου, η οποία περιλαμβάνει μέρος της Αυστραλίας (127 χιλιοστά), της νοτιοδυτικής Αφρικής (Swakopmund, 18 χιλιοστά) και της νοτιοδυτικής Αμερικής (Λίμα, 44 χιλιοστά).
β) Υποπολικές και πολικές ζώνες: Η Σιβηρία και η άκρα βορειοανατολική Ευρώπη (Kola, 198 χιλιοστά), καθώς και ολόκληρη η βόρεια Γροιλανδία, ο βόρειος Καναδάς και η Βόρεια Αλάσκα έχουν βροχομετρικό ύψος μικρότερο από 250 χιλιοστά.
Από αυτά τα παραδείγματα συμπεραίνουμε ότι η επίδραση του γεωγραφικού πλάτους στην κατανομή των υδροαποβλημάτων είναι μεγάλη. Σε κάθε ζώνη όμως υπάρχουν βροχομετρικές διαφορές από θέση σε θέση, που οφείλονται στην εναλλαγή ξηράς και θάλασσας, στις υψομετρικές διαφορές, στο διαφορετικό βαθμό κυκλωνικής δραστηριότητας κτλ.
Βροχομετρικό σύστημα.Η ετήσια διακύμανση της βροχής σε μια περιοχή, δηλαδή η ποσοτική κατανομή της στη διάρκεια των εποχών και των μηνών του χρόνου. Ενδιαφέρει την κλιματολογία όπως και πολλούς άλλους κλάδους της επιστήμης και τεχνικής.
Οι κυριότεροι τύποι των βροχομετρικών συστημάτων είναι:
1. Ισημερινός τύπος (π.χ. Καμερούν), με δύο βροχομετρικά μέγιστα και ελάχιστα το χρόνο.
2. Τροπικός τύπος (π.χ. Πόλη του Μεξικού), με ένα βροχομετρικό μέγιστο το καλοκαίρι.
3. Μουσωνικός τύπος (π.χ. των Ινδιών), με ένα βροχομετρικό μέγιστο το καλοκαίρι και ένα ελάχιστο το χειμώνα.
4. Υποτροπικός τύπος ή μεσογειακός, ο οποίος παρουσιάζει τις βροχοπτώσεις στην ψυχρή περίοδο, ενώ το καλοκαίρι παραμένει σχεδόν άβροχο.
5. Ηπειρωτικός τύπος, με το μέγιστο των βροχοπτώσεων το καλοκαίρι και το ελάχιστο την ψυχρή περίοδο.
6. Θαλάσσιος τύπος, ο οποίος χαρακτηρίζεται από ένα βροχομετρικό μέγιστο την ψυχρότερη περίοδο (τότε επικρατούν ζωηρές κυκλωνικές διαταραχές), ενώ και κατά τη θερμή εποχή πέφτουν πολλές βροχές.
Τα βροχομετρικά συστήματα στην Ελλάδα παρουσιάζουν σημαντική ποικιλία. Γενικά, επικρατεί ο μεσογειακός τύπος κλίματος. Το βροχομετρικό ύψος του πιο ξερού μήνα είναι μικρότερο των 30 χιλιοστών. Ο βροχερότερος μήνας έχει τουλάχιστον τριπλάσιο βροχομετρικό ύψος από τον ξηρότερο. Το μεγαλύτερο ύψος βροχής εμφανίζεται το χειμώνα, ενώ το ελάχιστο τους θερινούς μήνες. Το σύστημα αυτό σημειώνεται γενικά στα ελληνικά πελάγη και στις ακτές, όπως και σε αρκετά μέρη του εσωτερικού, νότια του 39ου παράλληλου. Σε πολλά μέρη η ετήσια πορεία της βροχής παρουσιάζει διπλή διακύμανση ή και ακόμη πολυπλοκότερη (τριπλή). Αυτό αποδίδεται στη συμβολή περισσότερων αιτιών, όπως στις βροχές των θερμών καταιγίδων του τέλους της άνοιξης και της αρχής του καλοκαιριού, στην ανομβρία της χειμερινής περιόδου των αλκυονίδων ημερών, στις πρόωρες μετωπικές διαταράξεις του Οκτωβρίου κ.ά.
Ιονόσφαιρα. Το σύνολο των ιονισμένων ατμοσφαιρικών στρωμάτων τα οποία παρατηρούνται από ύψος 90 χλμ. και πάνω. Κάτω από τα 90 χλμ. οι ηλιακές επιδράσεις στη γήινη ατμόσφαιρα είναι κυρίως θερμικής φύσης και προκαλούν φαινόμενα μεταφοράς, όπως τους ανέμους και τους στροβιλισμούς. Πάνω από τα 90 χλμ. στα θερμικά φαινόμενα που υπάρχουν προστίθενται και μεταβολές, που προκαλούνται από χημικές αντιδράσεις.
Τα απλά συστατικά, το οξυγόνο, το άζωτο και τα ίχνη από στοιχεία, με την επίδραση των ακτινοβολιών σχηματίζουν άλλες ενώσεις ουδέτερες και ιονισμένες. Κάθε στρώμα της περιοχής αυτής έχει μια δική του χημεία. Στην περιοχή των 90 χλμ. και πάνω δεν υπάρχουν σύννεφα, όπως τα συναντάμε στα κατώτερα στρώματα, και ο ήλιος φωτίζει με την ίδια λαμπρότητα όλη την ημέρα, με αποτέλεσμα η θερμοκρασία να φτάνει τους +400°C.
Κατά τη διάρκεια της ημέρας το μοριακό οξυγόνο διασπάται σε ατομικό με την επίδραση του ήλιου και τη νύχτα γίνεται η επανασύνδεση, οπότε δημιουργείται ένα πρασινωπό φως, το «φως του νυχτερινού ουρανού». Το μεγαλύτερο όμως μέρος των θεαματικών φαινομένων που συμβαίνουν στην ανώτερη ατμόσφαιρα οφείλεται σε φορτισμένα σωματίδια (ηλεκτρόνια και θετικά ιόντα), τα οποία μεταφέρονται από τον ηλιακό άνεμο και την κοσμική ακτινοβολία. Η υπεριώδης ακτινοβολία του ήλιου ιονίζει τα στρώματα της ατμόσφαιρας και τα ηλεκτρόνια που παράγονται μετατρέπουν την περιοχή σε κατάσταση πλάσματος, ενώ στη Γη φτάνει ένα ελάχιστο ποσοστό της υπεριώδους ακτινοβολίας. Έρευνες με τον ιονοσφαιρικό πομπό καθώς επίσης και με πυραύλους και τροχιακά εργαστήρια-διαστημόπλοια, π.χ. Σκάιλαμπ κ.ά., έδωσαν μια πλήρη εικόνα της ιονόσφαιρας, η οποία διακρίνεται στα εξής στρώματα: α) Το στρώμα D, σε ύψος 60 μέχρι 80 χλμ., άτονα ιονισμένο και μόνο στη διάρκεια της ημέρας. β) Το στρώμα Ε, σε ύψος 100-150 χλμ., με μεταβλητό πάχος, πιο έντονα ιονισμένο από το προηγούμενο. Στις κατώτερες περιοχές του στρώματος Ε εμφανίζεται το «διαλείπον φαινόμενο» ή σποραδικό Ε. Εμφανίζεται δηλαδή ένα πρόσθετο στρώμα ιονισμού, που προστίθεται στο κανονικό στρώμα Ε. Το νυχτερινό στρώμα Ε μπορεί να θεωρηθεί ως ένα στιλπνό κάτοπτρο που ανακλά, ειδικά κατά τη διάρκεια της νύχτας, τα ραδιοφωνικά κύματα χώρου. Η περιοχή Ε λέγεται στρώμα Κένελι-Χέβισάιντ και είναι η βάση ενός αριθμού φωτεινών περιοδικών φαινομένων, όπως το πολικό σέλας. γ) Το στρώμα F, που διαχωρίζεται σε δύο μέρη, F1 και F2. Το πρώτο, σε ύψος 220 χλμ. με πάχος 120 χλμ., εξαρτάται από τον ηλιακό φωτισμό, ενώ το δεύτερο εκτείνεται από περίπου 350-500 χλμ. Τη μέρα τα στρώματα είναι χωρισμένα, ενώ τη νύχτα ενώνονται σε ένα. Το πλάσμα της ιονόσφαιρας έχει σοβαρές επιδράσεις στη διάδοση των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων καθώς και στο γήινο μαγνητικό πεδίο. Βασικές μεταβολές συμβαίνουν στον ιονισμό και τη συμπεριφορά της ιονόσφαιρας, όταν υπάρχει μεγάλη δραστηριότητα στις ηλιακές κηλίδες. Τα ραδιοφωνικά κύματα, ανάλογα με τη συχνότητά τους, είναι δυνατό να απορροφηθούν από την ιονόσφαιρα, να τη διαπεράσουν ή να πάθουν ανάκλαση και να ξαναγυρίσουν στη Γη. Η τελευταία περίπτωση έχει εφαρμογή στις τηλεπικοινωνίες και μας χαρίζει μακρινή λήψη. Οι ιονόσφαιρες αποτελούν ίσως μια γενική ιδιότητα όλων των πλανητών του ηλιακού μας συστήματος, οι οποίοι έχουν έστω και ίχνη από ατμόσφαιρα.
Κλίμα. Το σύνολο των μέσων όρων των μετεωρολογικών συνθηκών ενός τόπου κατά τη διάρκεια ενός έτους, που προκύπτει από διαδοχική σειρά ανόμοιων καιρικών καταστάσεων. Η μέση καιρική κατάσταση είναι συμπέρασμα μακροχρόνιων παρατηρήσεων και καθορίζεται από τις μέσες τιμές των μετεωρολογικών στοιχείων του τόπου, όπως π.χ. μέση ετήσια θερμοκρασία, μέση ετήσια πίεση κ.ά. Αν η Γη ήταν επίπεδη με ομοιόμορφη ξερή επιφάνεια, το κλίμα θα ήταν ηλιακό και ομογενές. Όμως η ανομοιογένεια της επιφάνειας και η διαδοχή θάλασσας και ξηράς επιδρούν στη δημιουργία κλίματος χαρακτηριστικού για τον κάθε τόπο. Με τη σειρά του το κλίμα επιδρά στο ρυθμό της ζωής του τόπου και ελέγχει τις καθημερινές ανθρώπινες δραστηριότητες.
Τα σπουδαιότερα στοιχεία που δημιουργούν το κλίμα ενός τόπου είναι η θερμοκρασία, η βροχόπτωση, η ατμοσφαιρική πίεση, οι άνεμοι και η υγρασία της ατμόσφαιρας. Από τους βασικούς κλιματικούς χαρακτήρες και τις κλιματικές ομοιότητες και διαφορές των περιοχών της Γης διαμορφώθηκαν οι γενικοί τύποι κλίματος, που με τα ίδια κύρια γνωρίσματα συναντιούνται σε διάφορες περιοχές, άσχετα αν απέχουν πολύ μεταξύ τους. Με βάση τον οριζόντιο διαμελισμό της Γης διακρίνουμε κλίματα θαλάσσια (ωκεάνια) ή ηπειρωτικά.
Θαλάσσιο κλίμα έχουν οι περιοχές που βρίσκονται κοντά στις ακτές και δέχονται σε όλες τις εποχές του έτους την ευεργετική επίδραση της θάλασσας, η οποία λόγω της μεγάλης θερμοχωρητικότητας παρουσιάζει μικρές διαφορές θερμοκρασίας ανάμεσα στο καλοκαίρι και το χειμώνα. Έτσι, το καλοκαίρι γίνεται περισσότερο δροσερό και ο χειμώνας περισσότερο ζεστός. Παράδειγμα, το ήπιο κλίμα των νησιών.
Το κλίμα των περιοχών που βρίσκονται στο εσωτερικό της ξηράς και μακριά από την επίδραση της θάλασσας λέγεται ηπειρωτικό. Χαρακτηριστικό αυτού του κλίματος είναι το ζεστό καλοκαίρι και ο ψυχρός χειμώνας.
Ανάλογα με τον κατακόρυφο διαμελισμό της ξηράς διακρίνουμε κλίματα πεδινά, ημιορεινά και ορεινά. Ανάλογα με τη σχέση βροχόπτωσης και εξάτμισης έχουμε κλίματα υγρά, ξερά και χιονώδη.
Εκτός από τους τύπους αυτούς υπάρχουν επίσης τα στεπώδη, τα ερημικά και τα μεσογειακά κλίματα. Γεγονός είναι ότι ορισμένα τοπικά αίτια διαμορφώνουν τους τύπους των κλιμάτων, με αποτέλεσμα όλα τα θαλάσσια ή τα πεδινά, στις διάφορες περιοχές της Γης, να μην είναι όμοια μεταξύ τους. Η πιο επιστημονική και επικρατέστερη κατάταξη των κλιματικών τύπων έγινε από τον Κόπεν (Koppen). Σύμφωνα με αυτή διακρίνουμε τα εξής κλίματα:
α) Κλίμα τροπικό. Είναι το κλίμα των τροπικών περιοχών στη ζώνη του ισημερινού, όπου οι βροχοπτώσεις είναι αδιάκοπες όλο το χρόνο. Η θερμοκρασία είναι όλο το χρόνο υψηλή και το ετήσιο θερμομετρικό εύρος δεν ξεπερνάει τους 5°C. Η υψηλή θερμοκρασία προκαλεί δημιουργία σύννεφων και σε σχέση με την υγρασία δημιουργεί ευνοϊκές συνθήκες για την ανάπτυξη των δασών.
β) Κλίμα μουσώνων. Οφείλεται στην ύπαρξη ομώνυμων ανέμων και προκαλεί εναλλαγή ζεστού και υγρού καλοκαιριού με ψυχρό και υγρό χειμώνα. Τέτοιο κλίμα παρατηρείται στη νότια Ασία και τη βόρεια Αυστραλία.
γ) Κλίμα σαβάνας. Όσο απομακρυνόμαστε από τη ζώνη του ισημερινού, τόσο διαμορφώνεται πρώτα το κλίμα της ξερής σαβάνας με πλούσια βλάστηση, ακολουθεί η μέση σαβάνα με λίγα δέντρα και πολλούς θάμνους και τελευταία η ξηρή σαβάνα με πολύ λίγους θάμνους. Η θερμοκρασία στις περιοχές αυτές μπορεί να είναι υψηλότερη από την ισημερινή θερμοκρασία.
δ) Κλίμα στεπών. Η βροχόπτωση είναι πολύ μικρή και γίνεται σε ορισμένη εποχή με μορφή μπόρας. Στις στέπες η βλάστηση περιορίζεται σε λίγους θάμνους και χαμηλή χλόη.
ε) Κλίμα ερήμων. Από τις περιοχές των ερήμων απουσιάζει το νερό και οι παράγοντες που διαμορφώνουν το κλίμα είναι ο αέρας και η θερμοκρασία.
Διακρίνουμε τις ερήμους της τροπικής ζώνης, όπου φυσούν οι αληγείς άνεμοι και η βλάστηση είναι ελάχιστη κακτοειδής, και τις ερήμους της υποτροπικής ζώνης με καλοκαίρι ζεστό και πολύ ξηρό και πολύ ψυχρό χειμώνα, ανάλογα με το γεωγραφικό τους πλάτος. Εδώ υπάρχει μικρή βλάστηση κατάλληλη για τη βοσκή ζώων.
στ) Κλίμα αρκτικό. Το κλίμα στις πολύ βόρειες και νότιες περιοχές του πλανήτη κοντά στους πόλους της Γης. Χαρακτηρίζεται από αιώνιους πάγους, υπερβολικά χαμηλές θερμοκρασίες και ελάχιστη (έως ανύπαρκτη) βλάστηση που αποτελείται μόνο από βρύα και λειχήνες.
ζ) Κλίμα ζεστού και ξηρού χειμώνα. Κλίμα όμοιο με το κλίμα της σαβάνας, που χαρακτηρίζει τις περιοχές της Ζιμπάμπουε και του Κογκό στην Αφρική και της κεντρικής Ινδίας, της νότιας και ανατολικής Ασίας.
η) Κλίμα ζεστού και ξηρού καλοκαιριού. Χαρακτηρίζεται από σχετικά γλυκό χειμώνα και ζεστό και ξηρό καλοκαίρι με δύο περιόδους βροχοπτώσεων, την άνοιξη και το φθινόπωρο. Η περιοχή της Μεσογείου ανήκει σε αυτή τη μορφή κλίματος, αλλά παρουσιάζει μερικά ιδιαίτερα χαρακτηριστικά, που διαμορφώνουν το λεγόμενο μεσογειακό κλίμα. Ειδικά για τη Μεσόγειο τα χαρακτηριστικά του κλίματος οφείλονται στους εξής παράγοντες: α) το μεγάλο διαμελισμό της, β) την επίδραση στις χώρες των ακτών άλλων κλιμάτων ηπειρωτικών ή ερημικών, γ) την επίδραση του Ατλαντικού ωκεανού από το στενό του Γιβραλτάρ.
θ) Κλίμα υγρό εύκρατο. Η υγρασία χαρακτηρίζει τη μορφή αυτή του κλίματος με αρκετές βροχοπτώσεις και τέσσερις εποχές, που διακρίνονται απόλυτα μεταξύ τους.
ι) Κλίμα τούντρας. Ο χειμώνας διαρκεί 8-9 μήνες, το κρύο είναι δριμύ και το έδαφος παγώνει σε μεγάλο βάθος. Οι τάρανδοι είναι τα χαρακτηριστικά ζώα αυτών των περιοχών.
Η διατήρηση της κλιματικής ισορροπίας στον πλανήτη είναι πολύ σημαντική. Όμως στη σύγχρονη εποχή άρχισαν να παρουσιάζονται αλλαγές και προβλήματα στις κλιματολογικές συνθήκες διαφόρων περιοχών, με κυριότερη συνέπεια την εμφάνιση ακραίων καιρικών φαινομένων που προκαλούν πολλές καταστροφές. Η αιτία αυτών των κλιματικών αλλαγών είναι οι καταστροφικές ανθρώπινες δραστηριότητες, όπως η παραγωγή ενέργειας από ορυκτά καύσιμα (πετρέλαιο, άνθρακας κ.ά.), οι εκπομπές καυσαερίων κ.ά., που προκαλούν το φαινόμενο του θερμοκηπίου (βλ. λ. θερμοκηπίου, φαινόμενο του). Οι επιστήμονες πιστεύουν πως αν συνεχιστεί η συσσώρευση αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα θα αυξάνεται συνεχώς η μέση θερμοκρασία της Γης, με αποτέλεσμα το λιώσιμο των πάγων στους πόλους, την άνοδο της στάθμης της θάλασσας, ξηρασίες, πλημμύρες, επανεμφάνιση ασθενειών, καταστροφές καλλιεργειών και οικοσυστημάτων κ.ά. Για το σκοπό αυτόν έχει ήδη υπογραφτεί το Πρωτόκολλο του Κιότο με σκοπό να ληφθούν μέτρα ώστε να αποτραπούν οι περαιτέρω κλιματικές αλλαγές, προκειμένου να μειωθούν τα καταστροφικά αποτελέσματα για τη Γη (βλ. λ. Κιότο, Πρωτόκολλο).
Κυκλώνας και Αντικυκλώνας. Η καιρική κατάσταση ενός τόπου επηρεάζεται από τη δημιουργία αντικυκλώνων και κυκλώνων, με αποτέλεσμα στο χρονικό διάστημα της επίδρασης να δημιουργούνται ακρότητες στους τοπικούς καιρικούς παράγοντες.
Αντικυκλώνας. Ονομάζεται η περιοχή υψηλής βαρομετρικής πίεσης, όπου οι ισοβαρείς καμπύλες που την περιβάλλουν προχωρούν από το κέντρο προς τις περιφέρειες με πίεση που συνεχώς ελαττώνεται. Η υψηλή πίεση της περιοχής του αντικυκλώνα σημαίνει ότι ο ατμοσφαιρικός αέρας είναι πυκνός και επομένως ψυχρός. Οι άνεμοι στις περιοχές των αντικυκλώνων κινούνται από το κέντρο προς την περιμετρική ζώνη, με την κατεύθυνση των δεικτών του ρολογιού στο βόρειο ημισφαίριο και με αντίθετη κατεύθυνση στο νότιο. Η κίνηση αυτή έχει ως συνέπεια ψυχρές αέριες μάζες να κινούνται στις περιμετρικές ζώνες και να δημιουργούν νέφωση, που συχνά συνοδεύεται από χιονοπτώσεις. Αντίθετα, στο κέντρο του αντικυκλώνα η ατμόσφαιρα είναι σχεδόν στατική, ο ήλιος λαμπρός, η θερμοκρασία όμως είναι χαμηλή.
Διακρίνουμε δύο τύπους αντικυκλώνων, τους μόνιμους και τους κινητούς. Οι μόνιμοι επικρατούν σε δύο κυρίως ζώνες, μια στο βόρειο και μια στο νότιο ημισφαίριο και σε πλάτος από 20° ως 30°. Ένας κινητός αντικυκλώνας επιδρά σε μια περιοχή πρώτα με την εξωτερική του ζώνη και δημιουργεί ανέμους, πτώση της θερμοκρασίας, νέφωση και χιονόπτωση, μετά με την κεντρική του ζώνη της ηρεμίας, και τελικά στην έξοδό του δημιουργεί τα αντίστοιχα με την είσοδό του φαινόμενα. Ο καιρός στην Ελλάδα επηρεάζεται βασικά από τους αντικυκλώνες της Σιβηρίας και των Αζορών νησιών.
Κυκλώνας (ή ύφεση). Ονομάζεται η περιοχή με χαμηλή βαρομετρική πίεση. Η ονομασία κυκλώνας χρησιμοποιείται μόνο για τις τροπικές περιοχές, ενώ σε όλα τα άλλα μέρη λέγεται ύφεση και σημαίνει την περιοχή όπου ο αέρας είναι θερμός και αραιός. Οι άνεμοι στους κυκλώνες και στις υφέσεις κινούνται από την περίμετρο προς την κεντρική ζώνη, με κατεύθυνση στο βόρειο ημισφαίριο, αντίθετη με την κίνηση των δεικτών του ρολογιού. Το αντίθετο συμβαίνει στο νότιο ημισφαίριο. Οι άνεμοι στις περιοχές των κυκλώνων φτάνουν την ταχύτητα των 130 μιλίων την ώρα, ενώ στις περιοχές των υφέσεων δεν ξεπερνούν την ταχύτητα των 80 μιλίων την ώρα. Οι κυκλώνες σχηματίζονται στις τροπικές περιοχές και σε πλάτος 5° ως 20° από τις δύο πλευρές του ισημερινού. Κινούνται με ταχύτητα 15 ως 20 μιλίων την ώρα και βασικό πεδίο δράσης τους είναι οι ωκεανοί. Πολλές φορές όμως εμφανίζονται στα παράλια των ηπείρων και στα νησιά και προκαλούν τρομερές καταστροφές. Οι κυκλώνες των περιοχών του ισημερινού λέγονται τυφώνες και ο καθένας χαρακτηρίζεται από ένα όνομα, συνήθως γυναικείο (π.χ. Βέρα, Μαίρη κ.ά.).
Σε έναν κυκλώνα οι άνεμοι περιστρέφονται γύρω από μια στήλη κενού και μπορούν να σηκώσουν ένα ολόκληρο κτίριο ή να ξεριζώσουν πελώρια δέντρα. Στη σύγχρονη εποχή η ανάπτυξη της μετεωρολογίας, οι μετεωρολογικοί δορυφόροι και οι ειδικές ιπτάμενες υπηρεσίες επισημαίνουν τους κυκλώνες και προσδιορίζουν με ακρίβεια την κατεύθυνσή τους, ώστε να είναι δυνατή η λήψη των απαραίτητων μέτρων για τη μείωση των καταστροφών στο ελάχιστο. Η πορεία των κυκλώνων σημειώνεται πάνω σε ειδικούς μετεωρολογικούς χάρτες, ώστε να είναι δυνατός ο εντοπισμός των περιοχών που δοκιμάζονται περισσότερο και συχνότερα.
Μουσώνες (ή εποχικοί άνεμοι). Άνεμοι που πνέουν σε ορισμένα τμήματα των ωκεανών κοντά στις μεγάλες ηπείρους. Η ονομασία τους προέρχεται από την αραβική λέξη mausim που σημαίνει εποχή. Οι μουσώνες δημιουργούνται από τη διαφορά θερμοκρασίας και πίεσης που παρατηρείται ανάμεσα στο εσωτερικό των ηπείρων και των ωκεανών. Πνέουν τόσο κατά το χειμώνα όσο και κατά το καλοκαίρι. Κατά τη διάρκεια του χειμώνα οι θάλασσες είναι πολύ θερμότερες από τις ηπείρους και αυτό έχει ως αποτέλεσμα η ατμοσφαιρική πίεση να είναι μεγαλύτερη πάνω από τις ηπείρους και μικρότερη πάνω από τους ωκεανούς. Οι άνεμοι, συνεπώς, έχουν κατεύθυνση το χειμώνα σταθερά από την ξηρά προς τη θάλασσα. Το αντίθετο συμβαίνει κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού, οπότε οι άνεμοι πνέουν σταθερά από τη θάλασσα προς την ξηρά. Μουσώνες εμφανίζονται συνήθως στη Νότια Κίνα, τη Βραζιλία, τον κόλπο της Γουινέας, τα ΝΑ τμήματα των ΗΠΑ κ.α. Κυρίως, όμως, οι μουσώνες είναι πολύ συχνοί στον Ινδικό ωκεανό. Οι χειμερινοί μουσώνες του Ινδικού ωκεανού πνέουν από τον Οκτώβριο ως το Μάρτιο με ΒΑ διεύθυνση και είναι ψυχροί και αρκετά ξηροί. Μόλις περάσουν τον ισημερινό γίνονται ΒΔ ως Δ και σε πλάτος 10° νότιο συναντούν τους ΝΑ αληγείς ανέμους. Δημιουργούνται από τις υψηλές ατμοσφαιρικές πιέσεις του εσωτερικού της Ασίας, όπου κυριαρχεί ο ισχυρός σιβηρικός αντικυκλώνας. Μετά το Μάρτιο οι υψηλές πιέσεις του εσωτερικού της Ασίας εξασθενούν, ενώ από τον Ιούνιο στην περιοχή των Ινδιών oι καλοκαιρινοί μουσώνες πνέουν από τον Ινδικό ωκεανό προς το εσωτερικό της χερσονήσου των Ινδιών με ΝΔ διευθύνσεις. Οι καλοκαιρινοί μουσώνες στον Ινδικό ωκεανό είναι πολύ ισχυρότεροι από τους χειμερινούς, ενώ το αντίθετο συμβαίνει στην Κινεζική θάλασσα. Επειδή οι καλοκαιρινοί μουσώνες μένουν πολύ χρόνο πάνω από τη θάλασσα, μεταφέρουν μεγάλες ποσότητες υδρατμών προς την ξηρά, με αποτέλεσμα την πτώση ραγδαίων και συνεχών βροχών στις Ινδίες και τη ΝΑ Ασία. Αυτός είναι και ο λόγος για τον οποίο η περιοχή αυτή έχει ψυχρούς και ξηρούς χειμώνες και θερμά και υγρά καλοκαίρια. Οι μουσώνες δημιουργούν ειδικές κλιματολογικές συνθήκες στις περιοχές όπου πνέουν, γι' αυτό και έχει καθιερωθεί ειδικός τύπος κλίματος, το λεγόμενο μουσωνικό κλίμα.
Νέφη. Υδρομετέωρα από υδροσταγονίδια, παγοκρυστάλλους, αλλά και από στερεά σωματίδια, όπως π.χ. σκόνη, καπνό, ξερή αχλύ (λιθομετέωρα). Εκτός από τα γνωστά νέφη της τροπόσφαιρας, υπάρχουν και νεφικοί σχηματισμοί στην ανώτερη ατμόσφαιρα (μαργαρώδη, νυχτερινά).
Τα χαρακτηριστικά στοιχεία (γνωρίσματα) των νεφών είναι: α) η φωτεινότητα, λόγω της δομής του νέφους και του τρόπου φωτισμού, β) το χρώμα, ανάλογα με το μήκος κύματος του φωτός που πέφτει πάνω τους, γ) ο βαθμός νέφωσης, δηλαδή το ποσοστό κάλυψης σε δέκατα του ουρανού, δ) το ύψος του νέφους από το έδαφος ή τη θάλασσα ως τη βάση ή την κορυφή του νέφους, ε) το πάχος του νεφικού σχηματισμού, στ) οι διαστάσεις του νεφικού σχηματισμού, ζ) η διεύθυνση και ταχύτητα της μεταβατικής κίνησης, η) οι πιθανοί επάλληλοι νεφικοί όροφοι, δηλαδή τα 10 γένη των νεφών Ci, Cc, Cs, Ac, As, Ns, Sc, St, Cu, Cb, και τα 14 είδη, οι 9 ποικιλίες, τα 6 δευτερεύοντα γνωρίσματα και τα 3 απότοκα ή συνοδά νέφη (καλύπτρα-πέπλος-ράκη).
Το ύψος των νεφών αρχίζει από την επιφάνεια της θάλασσας ως την τροπόπαυση (48 χλμ.). Μετριέται με μικρά αερόστατα υδρογόνου ή ηλίου, καθώς επίσης και με φωτεινή δέσμη (προβολέα) και κλινόμετρο ή εξάντα.
Η διεύθυνση κίνησης του νέφους χαρακτηρίζεται από το σημείο του ορίζοντα που ξεκίνησε, συμβολίζεται με τις 16 διευθύνσεις του ανεμολογίου και προσδιορίζεται από εμπειρικές παρατηρήσεις της σκιάς του, των διαβάσεων μπροστά από τον Ήλιο, τη Σελήνη, αστέρια, στήλες, κτίρια κ.ά.
Η σχετική ταχύτητα των νεφών εκφράζεται εμπειρικά με τις τέσσερις βαθμίδες της κλίμακας: 1 = ασθενής, 2 = μέτρια, 3 = μεγάλη, 4 = μέγιστη ταχύτητα. Χρησιμοποιούνται επίσης τριγωνομετρικές μέθοδοι με θεοδόλιχο και άλλα γωνιόμετρα, ταχύμετρα κ.ά. όργανα, κυρίως όμως με τα νεφοσκόπια.
Η ταξινόμηση των νεφών σε γένη, είδη, ποικιλίες κ.ά. χαρακτηριστικά γίνεται ανάλογα με τη μορφολογία, το σχήμα, τη δομή, το ύψος, την κίνηση, τις δυνατότητες βροχής, χαλαζιού κ.ά.
Από ένα μητρικό νέφος μπορούν να προκύψουν απότοκα (θυγατρικά) νέφη κατά δύο τρόπους μεταμόρφωσης: α) Επεκτάσεις του μητρικού παράγουν νέφη διαφορετικού γένους με προσθήκη την κατάληξη -genitus στο μητρικό γένος· π.χ. cirrus altocumulo genitus. β) Ολική εσωτερική μεταμόρφωση νέφους, που του αλλάζει το γένος· στο μητρικό προσθέτουμε την κατάληξη -mutatus· π.χ. stratus stratocumulo mutatus.
Τα 10 γένη (ομάδες) με τα μορφολογικά τους χαρακτηριστικά:
1. Cirrus (Ci) =Θύσανοι, με μορφή λευκών νημάτων από λεπτούς παγοκρυστάλλους, ινώδους υφής και μεταξωτής λάμψης.
2. Cirocumulus (Cc) = Θυσανοσωρείτες. Είναι νέφη υπό μορφή λευκών λεπτών στρωμάτων κοκκώδους υφής από παγοκρυστάλλους.
3. Cirostratus (Cs) = Θυσανοστρώματα. Διαφανή σαν κόμη που σκεπάζει σχεδόν όλο τον ουρανό, σαν πέπλο από παγοκρύσταλλα, μικρού πάχους, μεγάλης όμως οριζόντιας ανάπτυξης.
4. Altocuritus (Αc) =Υψισωρείτες. Λευκό στρώμα από συσσωμάτωμα υδρογονοσταγονιδίων, αδιαφανές, με περίγραμμα.
5. Altostratus (Αs) = Υψιστρώματα. Γκρίζα ή κυανίζοντα νεφικά στρώματα, αυλακωτής μορφής, από νεφοσταγονίδια και παγοκρυστάλλους σε τρία επάλληλα τμήματα.
6. Nimbostratus (Νs) =Μελανοστρώματα. Μελανά νεφικά στρώματα, σχισμένα λόγω συνεχούς πτώσης βροχής ή χιονιού. Αποτελούνται από υδροβροχοσταγονίδια και χιονοκρυστάλλους αρκετού πάχους και μεγάλης κατακόρυφης ανάπτυξης.
7. Stratocumulus (Sc) = Στρωματοσωρείτες. Λευκογκρίζα στρώματα νεφών, με μορφή ψηφίδων, που αποτελούνται από υδροβροχοσταγόνες ή χιονοσφαιρίδια και χιονονιφάδες.
8. Stratus (St) =Στρώματα. Ομοιογενή γκρίζα νέφη που δίνουν ψεκάδες βροχής, παγοβελόνες ή χιονόκοκκους. Αποτελούνται από μικρά υδροσταγονίδια. Όταν είναι λεπτά σχηματίζουν γύρω από τη Σελήνη και τον Ήλιο στέμμα.
9. Cumulus (Cu) =Σωρείτες. Είναι μεμονωμένα νέφη με σαφέστατο περίγραμμα κατακόρυφης ανάπτυξης, υπό μορφή σωρών σαν κουνουπίδια. Αποτελούνται από υδροσταγονίδια βροχής.
10. Cumulonimbus (Cb) =Σωρειτομελανίες. Πυκνά βαριά μαύρα νέφη βροχής κατακόρυφης ανάπτυξης. Σχηματίζονται από υδροσταγονίδια και παγοκρύσταλλα στο ανώτερο μέρος. Περιέχουν νεφοσταγόνες και βροχοσταγόνες σε υπέρτηξη. Οι βροχές συνοδεύονται από αστραπές, βροντές, χαλάζι. Από τη σκοτεινή βάση τους σχηματίζονται ράκη νεφικά. Το πάνω τμήμα διακλαδίζεται σε άκμονα και φτερά.
Τα 14 είδη των νεφών χαρακτηρίζουν ιδιομορφίες σχήματος που οφείλονται στην εσωτερική δομή και δυναμική των νεφών.
1. Fibratus (Fib) = Ινώδη, μεμονωμένα λεπτά νήματα στα Ci, Cs.
2. Uncinus (Unc) = Αγκιστροειδή, απαντούν στο γένος Ci.
3. Spissatus (Spi) = πυκνά σε πάχος γκρίζα νέφη Ci.
4. Castellanus (Cas) = Πυργοειδή, οδοντωτά, κατά στίχους διαταγμένα, που βρίσκονται στα νέφη Ci, Cs, Ac, Sc.
5. Floccus (Flo) = Τολύπες, στο κάτω μέρος με ράκη, στα Ci, Cc, Αc.
6. Stralifarmis (Str) = Στρωματόμορφα οριζόντια στα Αc, Sc, Cc.
7. Nebulosus (Νeb) = Νεφελοειδή νέφη τύπου Cs, St.
8. Lenticularis (Len) = Φακοειδή με σαφή μακρόστενα περιγράμματα και ιριδισμό, που τα συναντάμε σε νέφη Ac, Cs, Sc.
9. Fractus (Fra) = Σχισμένα σαν ράκη, μόνο στα Cu και St.
10. Humilis (Hum) = Χαμηλά πλατυσμένα, νέφη καλοκαιρίας Cu.
11. Mediocris (Med) = Μέτρια στην κατακόρυφη ανάπτυξη Cu.
12. Congestus (Con) = Συσσωρευμένα νέφη Cu, πολύ διακλαδισμένα, μεγάλης κατακόρυφης ανάπτυξης εξογκωμένα σαν κουνουπίδι.
13. Calvus (Cal) =«Φαλακρά» νέφη Cb με διογκώσεις και διακλαδώσεις, που σχηματίζουν λευκές μάζες με κατακόρυφες αυλακώσεις.
14. Capillatus (Cap) = Τριχωτά νέφη Cb με τριχωτούς θυσάνους στο ανώτερο τμήμα. Τα νέφη Cb = Capillatus φέρνουν βροχή, καταιγίδες, λαίλαπες, χαλάζι.
Οι 9 ποικιλίες (varieties) νεφών προκύπτουν από το βαθμό διαφάνειάς τους και τη μορφολογική τους εξέλιξη.
1. Intortus (Ιn) = Συνεστραμμένα νέφη Ci με τμήματα μπερδεμένα.
2. Vertebratus (Ve) = Σπονδυλόμορφα νέφη Ci, σαν ψαροκόκαλα.
3. Undulatus (Un) = Κυματοειδή νέφη Cc, Cs, Ac, As, Sc, St με κυματισμούς κατά στρώματα, λουρίδες κτλ.
4. Radiatus (Ra) = Ακτινωτά από δύο «σημεία ακτινοβολίας» κατά παράλληλες ταινίες, όπως οι δυναμικές γραμμές μαγνητικού διπόλου. Απαντούν σε νεφικούς σχηματισμούς Ci, Ac, As, Cc, Cu.
5. Lacunosus (La) = Φατνοειδή νέφη Ac, Cc, Sc σε λεπτές λουρίδες με τρύπες (φατνία), κυψελίδες.
6. Duplicatus (Du) = Διπλάσια στρώματα το ένα πάνω στο άλλο, σε νεφικούς σχηματισμούς Ci, Ac, Cs, Sc.
7. Translucibus (Tr) = Διαφώτιστα, εκτεταμένα στρώματα νεφών Αc και Sc, διαφανή στο φως Ήλιου και Σελήνης.
8. Opacus (Οp) = Σκιερά νέφη Ac, As, Sc, St αδιαφανή.
9. Perculibus (Pe) = Διαφανή νέφη Ac, Sc εκτεταμένα νεφικά στρώματα με μικρά διάκενα, ώστε να είναι διαφανή.
Τα 6 δευτερεύοντα μορφολογικά γνωρίσματα των νεφών:
1. Incus (Ιnc) = Άκμονας στα Cb με ινώδη μορφή ή ψευδοθύσανοι Ci.
2. Mamma (Mam) = Μαστοειδούς μορφής, κρέμονται στο κάτω μέρος μερικών νεφών Ci, Cc, Ac, As, Sc, Sb.
3. Virga (Vir) = Ουρά προς τα κάτω, στα Cc, Ac, As, Nb, Sc, Cu, Cb.
4. Praecipitatio (Pra) = Υετός, δηλαδή βροχή ψεκάδες, χιόνι, χαλάζι που στάζουν τα βροχοφόρα νέφη As, Ns, Sc, St, Cu, Cb.
5. Arcus (Arc) = Τόξο στα βροχοφόρα νέφη Cb, Cu.
6. Τuba (Τub) = Σάλπιγγα, προεξέχει σαν στρόβιλος, στα Cb, Cu.
Τα 3 απότοκα ή νέφη συνοδείας των κύριων νεφών:
α. Pileus (Ρil) = Καλύπτρα σε μια νεφική κορυφή των Cu, Cb.
β. Velum (Vel) = Πέπλο στα Cu, Cb σε οριζόντιες αναπτύξεις.
γ. Pannus (Ρan) = Ράκη κάποιου νέφους κρέμονται από κάτω. Εμφανίζονται μαζί με κύρια νέφη As, Ns, Cu, Cb.
Ομίχλη. Νέφος που επικάθεται στην επιφάνεια της Γης και προκαλεί ελάττωση της οριζόντιας ορατότητας σε αποστάσεις μικρότερες των 1.000 μ. Το νέφος της ομίχλης αποτελείται κυρίως από μικρά υδροσταγονίδια που έχουν σχηματιστεί από τη συμπύκνωση υδρατμών. Συνεπώς, για να σχηματιστεί ομίχλη, απαραίτητη προϋπόθεση είναι η παρουσία πολλών πυρήνων συμπύκνωσης και ο αέρας να είναι κορεσμένος από υδρατμούς (δηλαδή σχετική υγρασία 100%). Υπάρχουν όμως περιπτώσεις, κυρίως σε βιομηχανικές περιοχές, κατά τις οποίες οι πυρήνες συμπύκνωσης της ομίχλης περιέχουν και ποσότητες διάφορων ενώσεων του θείου, το οποίο προκύπτει από τις καύσεις των εργοστασίων. Έτσι η σχετική υγρασία της ομίχλης είναι μικρότερη από 100.
Οι ομίχλες διακρίνονται σε δύο γενικές κατηγορίες, ανάλογα με τον τρόπο κατά τον οποίο σχηματίζονται: α) σε ομίχλες εξάτμισης και β) σε ομίχλες ψύξης. Οι πρώτες σχηματίζονται από τον εμπλουτισμό του αέρα με μεγάλες ποσότητες υδρατμών οι οποίες προέρχονται από την εξάτμιση υγρού εδάφους, υδάτινων επιφανειών κ.ά., ενώ οι δεύτερες σχηματίζονται από την ψύξη του αέρα, μέχρις ότου αποκτήσει τη θερμοκρασία δρόσου.
Ομίχλες εξάτμισης. Διακρίνονται σε δύο τύπους: α) τις ομίχλες καπνού (steam fogs), και β) τις μετωπικές ομίχλες (frontal fogs). Οι ομίχλες καπνού σχηματίζονται όταν υπάρχει έντονη εξάτμιση από μια υδάτινη και αρκετά θερμή επιφάνεια σε ψυχρό αέρα. Τότε οι υδρατμοί συμπυκνώνονται πολύ γρήγορα και σχηματίζουν υδροσταγονίδια, τα οποία δεν μπορούν να απομακρυνθούν πολύ από την επιφάνεια εξάτμισης, γιατί σε μικρό ύψος απ' αυτή συμβαίνει αναστροφή της θερμοκρασίας λόγω της μεταφοράς θερμότητας προς τα πάνω. Τέτοιες ομίχλες σχηματίζονται συχνά κοντά σε λίμνες και ποταμούς μέσου πλάτους, κυρίως το φθινόπωρο, οπότε υπάρχουν οι κατάλληλες συνθήκες. Ειδικός τύπος τέτοιας ομίχλης σχηματίζεται το χειμώνα στις αρκτικές θαλάσσιες περιοχές. Αυτές οι ομίχλες έχουν μεγάλη ένταση και το ύψος τους μπορεί να φτάσει τα 1.600 μ., ενώ μοιάζουν πολύ με νέφη σωρειτών (Cu). Ονομάζονται αρκτικοί θαλάσσιοι καπνοί. Οι μετωπικές ομίχλες σχηματίζονται κατά την πτώση θερμών σταγόνων βροχής και το πέρασμά τους ανάμεσα από ευσταθή στρώματα ψυχρού αέρα. Έτσι εμφανίζεται το φαινόμενο του υπερκορεσμού, γιατί συμβαίνει εξάτμιση των θερμών σταγόνων προς τον ψυχρό αέρα. Τέτοιες ομίχλες σχηματίζονται κοντά σε ψυχρές και θερμές μετωπικές επιφάνειες.
Ομίχλες ψύξης. Διαιρούνται σε πέντε τύπους: α) μεταφοράς, β) ακτινοβολίας, γ) αναστροφής, δ) ανάμειξης, ε) ανολίσθησης ή κλιτύος.
Οι ομίχλες μεταφοράς σχηματίζονται, όταν μεταφέρεται υγρός αέρας σε ψυχρότερες επιφάνειες, με αποτέλεσμα να παγώσει ο αέρας από κάτω και να αποκτήσει θερμοκρασία μικρότερη από τη θερμοκρασία δρόσου. Ο αέρας πρέπει οπωσδήποτε να βρίσκεται σε κίνηση, οπότε κοντά στην επιφάνεια του εδάφους σχηματίζονται στροβιλοειδείς κινήσεις με αποτέλεσμα η ομίχλη μεταφοράς να έχει τη μεγαλύτερη πυκνότητά της στο ύψος στο οποίο φτάνουν οι κινήσεις αυτές. Όλες οι θαλάσσιες ομίχλες είναι ομίχλες μεταφοράς, εκτός από την περίπτωση του θαλάσσιου καπνού. Το χειμώνα οι ομίχλες μεταφοράς σχηματίζονται πάνω από παγωμένες ή χιονισμένες εκτάσεις στις οποίες μπαίνει από τη θάλασσα θερμός και υγρός αέρας, ενώ το καλοκαίρι οι ομίχλες μεταφοράς σχηματίζονται κυρίως πάνω από ψυχρές υδάτινες επιφάνειες προς τις οποίες μετατοπίζονται θερμές και υγρές μάζες αέρα.
Οι ομίχλες ακτινοβολίας σχηματίζονται όταν στάσιμες ποσότητες υγρού αέρα εφάπτονται με την επιφάνεια του εδάφους, η οποία κατά τη διάρκεια της νύχτας παγώνει λόγω ακτινοβολίας. Έτσι παγώνουν και τα κάτω στρώματα του αέρα με αποτέλεσμα την εμφάνιση μιας αναστροφής της θερμοκρασίας της επιφάνειας σε μικρό ύψος. Το πάχος της αναστροφής ποικίλλει ανάλογα με τις αναταράξεις που συμβαίνουν και έτσι, όταν έχουμε άπνοια οι αναταράξεις είναι σχεδόν ανύπαρκτες και το πάχος της ομίχλης είναι μικρό. Τέτοιες ομίχλες σχηματίζονται κυρίως σε κοιλάδες και επίπεδες βαλτώδεις περιοχές στις οποίες λιμνάζουν ψυχρές μάζες αέρα. Σχηματίζονται επίσης και πάνω από βιομηχανικές περιοχές· αυτές είναι πολύ πυκνές και ανθυγιεινές, γιατί περιέχουν προσμείξεις καπνού και άλλων προϊόντων που προέρχονται από τις καύσεις.
Οι ομίχλες αναστροφής σχηματίζονται στις πάνω επιφάνειες υγρών στρωμάτων αέρα λόγω της παρουσίας αναστροφής θερμοκρασίας. Μερικές φορές η αναστροφή ενισχύεται από καθοδικές κινήσεις του αέρα με ταυτόχρονη ψύξη του πάνω στρώματος του υγρού αέρα με αποτέλεσμα τη δημιουργία νεφών τύπου Stratus. Τέτοιες ομίχλες είναι συχνές στις δυτικές ακτές των ηπείρων των υποτροπικών περιοχών κατά το καλοκαίρι.
Οι ομίχλες ανάμειξης σχηματίζονται όταν ανακατεύονται θερμές και ψυχρές αέριες μάζες, που περιέχουν μεγάλες ποσότητες υδρατμών. Η μάζα του αέρα που προκύπτει από την ανάμειξη έχει θερμοκρασία μικρότερη της θερμοκρασίας δρόσου, οπότε προκύπτει συμπύκνωση των υδρατμών. Τέτοιες ομίχλες σχηματίζονται όταν συναντούνται θερμά με ψυχρά θαλάσσια ρεύματα.
Οι ομίχλες ανολίσθησης ή κλιτύος σχηματίζονται όταν συμβαίνει ανολίσθηση και αδιαβατική ψύξη υγρού αέρα, που μεταφέρεται από τους ανέμους στις προσήνεμες πλαγιές λόφων ή βουνών. Η ομίχλη δημιουργείται όταν οι ανερχόμενες αέριες μάζες φτάσουν στη στάθμη κορεσμού τους.
Η ομίχλη χαρακτηρίζεται ως αχλύς (Mist), όταν η οριζόντια ορατότητα μέσα στη θολωμένη ατμόσφαιρα κυμαίνεται από 1 μέχρι 2 χλμ. Όταν η οριζόντια ορατότητα είναι μεγαλύτερη από 2 χλμ., τότε έχουμε το φαινόμενο της ξερής αχλύος (Haze), ενώ όταν η ορατότητα είναι μεγαλύτερη του 1 χλμ., έχουμε την υγρή αχλύ (Μist). Στην πρώτη περίπτωση η αχλύς αποτελείται από μικρά σωμάτια σκόνης, που σηκώνεται από ξερές περιοχές, και από ξερά και μικρά μόρια χλωριούχου νατρίου. Στη δεύτερη περίπτωση η αχλύς αποτελείται από πολλά μικρά υδροσταγονίδια που σχηματίζουν αραιή ομίχλη. Ξεχωρίζει από την κανονική ομίχλη, γιατί έχει χρώμα υπόφαιο.



Όξινη βροχή. Η βροχή και τα ανάλογα φαινόμενα (χιόνι, υγρασία κ.ά.) των οποίων το νερό είναι περισσότερο όξινο (pH 4 περίπου) από το φυσιολογικό. Η οξύτητα της όξινης βροχής οφείλεται στην παρουσία κυρίως θειικού αλλά και νιτρικού οξέος. Τα οξέα αυτά σχηματίζονται στην ατμόσφαιρα από την αντίδραση των υδρατμών με τα αέρια του διοξειδίου του θείου και των οξειδίων του αζώτου που παράγονται σε μεγάλες ποσότητες από την καύση των ορυκτών καυσίμων (κάρβουνο, πετρέλαιο, μαζούτ κ.ά.). Τα αέρια αυτά παράγονται στις βιομηχανικές και αστικές περιοχές και μεταφέρονται με τα ρεύματα του αέρα. Μετά το σχηματισμό των οξέων η όξινη βροχή φτάνει στο έδαφος, όπου προκαλεί διαβρώσεις των υλικών, καταστροφή των φυτών και ρύπανση των λιμνών.
Η όξινη βροχή είναι ένας πολύ σημαντικός παράγοντας ρύπανσης (μόλυνσης) του περιβάλλοντος. Περιβαλλοντικές μελέτες του 1984 έδειξαν ότι τα μισά δέντρα περίπου στο γερμανικό Μέλανα Δρυμό είχαν υποστεί βλάβες. Στην Κίνα η γρήγορη βιομηχανική ανάπτυξη μετά το 1990 αύξησε δραματικά τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις της όξινης βροχής, έτσι που το 40% του εδάφους της έχει επηρεαστεί, με συνεχή τάση αύξησης του ποσοστού. Είναι φανερό ότι το φαινόμενο της όξινης βροχής είναι στενά συνδεμένο με τη βιομηχανική ανάπτυξη και με το κόστος των παραγόμενων προϊόντων.
Στην Ελλάδα η όξινη βροχή είναι ένα φαινόμενο που εντοπίζεται κυρίως στην περιοχή της πρωτεύουσας, όπου εκτός των επιπτώσεων στους πληθυσμούς των φυτών και των ζώων έχει σοβαρή επίπτωση και στη διάβρωση των μαρμάρινων μνημείων.
Παγετώνας.Μεγάλη μάζα πάγου που κατεβαίνει από τα ψηλότερα σημεία ορεινών συγκροτημάτων προς τα χαμηλότερα, μέσα από κοιλάδες και χαράδρες, όπως ακριβώς οι χείμαρροι και τα ρυάκια. Οι παγετώνες σχηματίζονται στα ψηλά βουνά, καθώς και στις πολικές περιοχές, δηλαδή σε περιοχές, όπου λόγω της χαμηλής θερμοκρασίας, το χιόνι που πέφτει είναι περισσότερο από όσο λιώνει και έτσι συναθροίζονται μεγάλες ποσότητες πάγου. Τα παλιότερα στρώματα πάγου, κάτω από την πίεση των νεότερων, γίνονται πλαστικά και, όταν η διαμόρφωση του εδάφους το επιτρέπει, αρχίζουν να γλιστρούν προς τα κάτω. Έτσι έχουμε το περίεργο φαινόμενο της ροής μιας στερεής (φαινομενικά) μάζας. Ο παγετώνας κατά την κίνησή του μέσα στις κοιλάδες παρασύρει διάφορα υλικά από τα τοιχώματα και το δάπεδό τους. Τα υλικά αυτά αποθέτονται, όταν ο παγετώνας φτάσει σε χαμηλότερα σημεία, όπου, λόγω της υψηλής θερμοκρασίας, αρχίζει να λιώνει. Με τον τρόπο αυτό σχηματίζονται οι λεγόμενες μοραίνες (σωροί από κομμάτια βράχων) των παγετώνων, που διακρίνονται σε μετωπικές και πυθμενικές. Η κίνηση ενός παγετώνα μέσα σε μια κοιλάδα έχει ως αποτέλεσμα τη διάβρωσή της. Κοιλάδες που διανοίχτηκαν από πέρασμα παγετώνων έχουν σχήμα U, ενώ αυτές που διανοίχτηκαν από τη δράση των ποταμών έχουν σχήμα V. Όσο προχωρούμε προς τους πόλους, συναντάμε τους παγετώνες όλο και χαμηλότερα στα βουνά και τελικά στο γεωγραφικό πλάτος της Γροιλανδίας οι παγετώνες φτάνουν ως το επίπεδο της θάλασσας. Στις περιοχές αυτές το ρεύμα του πάγου δε λιώνει, όπως συμβαίνει σε θερμότερα κλίματα, αλλά φτάνει στη θάλασσα και «εκβάλλει» όπως τα ποτάμια, με αποτέλεσμα να πέφτουν μέσα στο νερό τεράστια κομμάτια πάγου, που σχηματίζουν τα παγόβουνα. Οι παγετώνες των πόλων λέγονται ηπειρωτικοί, ενώ οι παγετώνες των βουνών λέγονται αλπικοί. Οι ηπειρωτικοί παγετώνες είναι επίπεδα καλύμματα πάγου. Το πάχος τους στην Ανταρκτική φτάνει τα 500-1000 μ. και σε μερικά σημεία τα 2000 μ. Κάτω από το βάρος της τεράστιας αυτής ποσότητας πάγου, η Ανταρκτική ήπειρος βουλιάζει αρκετά χιλιοστά κάθε χρόνο.
Η δράση των παγετώνων επηρέασε σημαντικά το ανάγλυφο των ηπείρων και το σχήμα των ακτών. Γεωλογικοί σχηματισμοί που θεωρούνται αποτέλεσμα της δράσης των παγετώνων είναι τα φιορδ και οι παγετωνικές λίμνες της Σκανδιναβίας, οι μοραίνες, το πέτρωμα Loess (στρώμα λεπτόκοκκης σκόνης που αποτελεί εξαιρετικά γόνιμο έδαφος).
Ρεύματα, θαλάσσια. Μετακινήσεις μεγάλων μαζών νερού προς ορισμένη κατεύθυνση μέσα στις θάλασσες και τους ωκεανούς. Συνήθως ο όρος θαλάσσια ρεύματα αναφέρεται στις οριζόντιες μετακινήσεις, μπορούν όμως να συμπεριληφθούν και οι κατακόρυφες μετακινήσεις, ανοδικές και καθοδικές, που παρατηρούνται στις θάλασσες και τους ωκεανούς και παίζουν, όπως και οι οριζόντιες μετακινήσεις, σημαντικό ρόλο στην κυκλοφορία της υδρόσφαιρας.
Τα οριζόντια θαλάσσια ρεύματα μπορούν να παρομοιαστούν με ποταμούς που κυλούν μέσα στους ωκεανούς έχοντας ως κοίτη και όχθες νερό επίσης, που διαφέρει όμως ως προς την πυκνότητα, τη θερμοκρασία, την κίνηση, ακόμα και το χρώμα.
Οι παράξενοι αυτοί «ποταμοί» είναι δυνατό να κινούνται στην επιφάνεια, οπότε λέγονται επιφανειακά ρεύματα, ή στον πυθμένα, οπότε λέγονται ρεύματα βάθους. Όταν τα νερά τους είναι θερμότερα από τα νερά που τους περιβάλλουν, λέγονται θερμά ρεύματα, ενώ όταν είναι ψυχρότερα, λέγονται ψυχρά ρεύματα. Αιτίες σχηματισμού των ρευμάτων υπάρχουν πολλές:
α) Η επίδραση των ανέμων, κυρίως των σταθερών αληγών, που οφείλονται στην περιστροφική κίνηση της Γης και φυσούν πάντα προς ορισμένη κατεύθυνση.
β) Οι διαφορές της ατμοσφαιρικής πίεσης από τόπο σε τόπο και κυρίως τα μόνιμα κέντρα χαμηλών και υψηλών πιέσεων, που οφείλονται επίσης στην περιστροφή της Γης και δημιουργούν συνεχείς τοπικές διαφορές στάθμης στους ωκεανούς.
γ) Η εξάτμιση που συμβαίνει με διαφορετική ταχύτητα από τόπο σε τόπο λόγω της διαφορετικής θερμοκρασίας.
δ) Οι εκβολές μεγάλων ποταμών, που προσθέτουν τοπικά μεγάλες ποσότητες νερού μικρής πυκνότητας.
Αυτοί οι παράγοντες επηρεάζονται πολύ από τη μορφολογία του βυθού κάθε περιοχής. Επίσης παρουσιάζουν εποχικές διακυμάνσεις και αυτό έχει ως αποτέλεσμα να μεταβάλλεται περιοδικά η διεύθυνση, η ταχύτητα και η θερμοκρασία των ρευμάτων.
Η κυκλοφορία των ρευμάτων στους ωκεανούς ακολουθεί ορισμένους βασικούς κανόνες. Στην περιοχή του ισημερινού, όπου συγκλίνουν οι βορειοανατολικοί αληγείς του βόρειου ημισφαιρίου, και οι νοτιοανατολικοί αληγείς του νότιου ημισφαιρίου, δημιουργείται ένα σταθερό ρεύμα, το θερμό ισημερινό ανατολικό ρεύμα. Το ρεύμα αυτό υπάρχει τόσο στον Ατλαντικό όσο και τον Ειρηνικό και Ινδικό. Στις υποτροπικές περιοχές επικρατούν δυτικοί άνεμοι, που καθορίζονται από τα σταθερά υποτροπικά κέντρα υψηλής ατμοσφαιρικής πίεσης. Οι άνεμοι αυτοί στρέφουν την κυκλοφορία προς τα ανατολικά σχηματίζοντας έτσι ένα κύκλωμα σε κάθε ημισφαίριο. Στο βόρειο ημισφαίριο το κύκλωμα στρέφεται κατά τη φορά των δεικτών του ρολογιού, ενώ στο νότιο ημισφαίριο αντίθετα (βλ. σχ. 1). Υπάρχουν δύο κυκλώματα στον Ατλαντικό, δύο στον Ειρηνικό και ένα στον Ινδικό.
α) Κύκλωμα του Βόρειου Ατλαντικού. Το ανατολικό ισημερινό ρεύμα του Βόρειου Ατλαντικού ξεκινάει από το Πράσινο Ακρωτήριο, διασχίζει τον ωκεανό και φτάνει στις ακτές της Νότιας Αμερικής. Ακολουθώντας τη μορφολογία των ακτών της Γουιάνας και της Βενεζουέλας, στρέφεται βορειοδυτικά και φτάνει στις Αντίλλες. Εκεί χωρίζεται σε δύο κλάδους. Ο ένας περνά από τις εξωτερικές ακτές των Αντιλλών και φτάνει στις Μπαχάμες. Ο άλλος περνά την Καραϊβική θάλασσα φτάνοντας στον Κόλπο του Μεξικού και λέγεται Ρεύμα των Αντιλλών.
Στον Κόλπο του Μεξικού εκβάλλει ο ένας από τους μεγαλύτερους ποταμούς της Γης, ο Μισισιπής. Οι τεράστιες ποσότητες νερού που συγκεντρώνονται και θερμαίνονται στον Κόλπο, βγαίνουν από το στενό μεταξύ Φλόριντα και Κούβας ως ένα θερμό και ορμητικό ποτάμι. Είναι το Ρεύμα του Κόλπου (Gulf Stream). Το ρεύμα αυτό στα ανοιχτά της Φλόριντα συναντά το ρεύμα των Αντιλλών, στρέφεται προς βορρά και ακολουθεί τις αμερικανικές ακτές. Κάτω από την επίδραση των δυτικών ανέμων της υποτροπικής ζώνης το ρεύμα στρέφεται συνέχεια προς τα ανατολικά και απομακρύνεται διαρκώς από τις ακτές. Έτσι, διασχίζει τον Ατλαντικό και φτάνει στην Ευρώπη. Η μεγαλύτερη μάζα των νερών περνά ανάμεσα από την Ισλανδία και τη Μ. Βρετανία, φτάνει στις ακτές της Νορβηγίας και χάνεται προς το Βόρειο Πόλο.
Στα μέσα του Ατλαντικού ένας κλάδος του ρεύματος στρέφεται προς τα νοτιοανατολικά και μετά προς τα νότια και φτάνει ως τις ακτές της Βόρειας Αφρικής. Είναι το ψυχρό Ρεύμα των Καναρίων νήσων, που τελικά κατεβαίνει ως το Πράσινο Ακρωτήριο και ενώνεται με το ανατολικό ισημερινό ρεύμα. Ο Βόρειος Ατλαντικός δέχεται και δύο ψυχρά ρεύματα από το Βόρειο Πόλο. Το Ρεύμα της Ανατολικής Γροιλανδίας και το Ρεύμα του Λαμπραντόρ, που κατεβαίνει από τον κόλπο του Μπάφιν και φτάνει ως τη Νέα Γη. Στα ανοιχτά της Νέας Γης συναντιέται το Ρεύμα του Κόλπου με το Ρεύμα του Λαμπραντόρ. Αποτέλεσμα της συνάντησης αυτής είναι η δημιουργία του ψυχρού τείχους, μιας περιοχής όπου επικρατούν συχνές ομίχλες.
β) Κύκλωμα του Νότιου Ατλαντικού. Το ανατολικό ισημερινό ρεύμα του Νότιου Ατλαντικού ξεκινάει από τον κόλπο της Γουινέας, κινείται προς τα δυτικά, διασχίζει τον ωκεανό και φτάνει στο ακρωτήριο Σεντ Ροκ (Saint Rock) της Βραζιλίας. Εκεί χωρίζεται σε δύο κλάδους. Ο ένας στρέφεται προς τα βόρεια και συναντά το κύκλωμα του Βόρειου Ατλαντικού. Ο άλλος στρέφεται προς τα νότια, περνά το θερμό ρεύμα, τις ακτές της Βραζιλίας, στρέφεται προς τα ανατολικά με την επίδραση των δυτικών ανέμων της υποτροπικής ζώνης και κλείνει το κύκλωμα βρέχοντας τις δυτικές ακτές της Νότιας Αφρικής ως ψυχρό ρεύμα (βλ. χάρτη κυκλωμάτων του Ατλαντικού).
γ) Κύκλωμα του Βόρειου Ειρηνικού. Το ανατολικό ισημερινό ρεύμα του Βόρειου Ειρηνικού ξεκινάει από τις δυτικές ακτές της Κεντρικής Αμερικής, διασχίζει τον ωκεανό και φτάνει στις Φιλιππίνες, όπου στρέφεται προς τα βόρεια. Διαβρέχει τις ανατολικές ακτές της Ταϊβάν και της Ιαπωνίας ως ένα θερμό ρεύμα και ονομάζεται Κουροσίβο (ή Κουροσίο). Όσο ανεβαίνει στα βορειότερα γεωγραφικά πλάτη, στρέφεται ανατολικά, διασχίζει τον Ειρηνικό και φτάνει στις ακτές της Βόρειας Αμερικής. Εκεί χωρίζεται σε δύο κλάδους. Ο ένας στρέφεται προς τα βορειοδυτικά και βρέχει τις ακτές της Αλάσκας ως θερμό ρεύμα. Ο άλλος, ο μεγαλύτερος, στρέφεται προς τα νοτιοανατολικά και έπειτα προς τα νότια και βρέχει τις ακτές της Καλιφόρνιας ως ψυχρό ρεύμα, ώσπου τελικά συναντά το ισημερινό ανατολικό ρεύμα και κλείνει το κύκλωμα.
δ) Κύκλωμα του Νότιου Ειρηνικού. Το ανατολικό ισημερινό ρεύμα του Νότιου Ειρηνικού, από τις δυτικές ακτές της Νότιας Αμερικής, διασχίζει τον ωκεανό και φτάνει στις ανατολικές ακτές της Αυστραλίας, όπου στρέφεται προς τα νότια και έπειτα βορειοανατολικά, καθώς εμποδίζεται από τη Νέα Ζηλανδία. Διασχίζει τον ωκεανό και φτάνει στις ακτές της Χιλής, τις οποίες διαβρέχει ως ψυχρό ρεύμα. Τελικά, συναντά στα ανατολικά του Περού το ανατολικό ισημερινό ρεύμα.
ε) Κύκλωμα του Ινδικού. Ο Ινδικός ωκεανός δεν επεκτείνεται πολύ προς τα βόρεια, γι’ αυτό δε σχηματίζει διπλό κύκλωμα, όπως οι άλλοι δύο ωκεανοί. Υπάρχει και ένας ακόμη παράγοντας που επηρεάζει την κυκλοφορία των ρευμάτων. Πρόκειται για τους μουσώνες, που φυσούν το καλοκαίρι από τον ωκεανό προς την ξηρά και το χειμώνα αντίθετα. Κατά το χειμώνα η διεύθυνση των ρευμάτων στο Βόρειο Ινδικό συμπίπτει με τη διεύθυνση του μουσώνα, ενώ το καλοκαίρι επικρατούν τα ανατολικά ρεύματα. Στο Νότιο Ινδικό το ανατολικό ισημερινό ρεύμα ξεκινά από τις ακτές της Ιάβας και της Σουμάτρας, διασχίζει τον ωκεανό και φτάνει στις ακτές της Ανατολικής Αφρικής. Διαβρέχει τις ανατολικές ακτές της Μαδαγασκάρης, έπειτα στρέφεται προς τα ανατολικά με την επίδραση των υποτροπικών ανέμων και φτάνει στις ακτές της Αυστραλίας, όπου κλείνει το κύκλωμα του Νότιου Ινδικού (βλ. χάρτη κυκλωμάτων Ινδικού-Ειρηνικού).
Στο νότιο ημισφαίριο υπάρχει ένα ακόμη σημαντικό ρεύμα: το ψυχρό δυτικό περιπολικό ρεύμα, που κινείται γύρω από την Ανταρκτική. Το ρεύμα αυτό οφείλεται στην ειδική μορφολογία του νότιου άκρου των ηπείρων, που αφήνουν ανάμεσα στις ακτές της Ανταρκτικής και τις νότιες ακτές της Αμερικής, Αφρικής και Αυστραλίας ένα στενό διάδρομο, καθώς επίσης οφείλεται και στους βορειοδυτικούς ανέμους που επικρατούν στην περιοχή. Ψυχρές μάζες από το ρεύμα αυτό περνούν τους τρεις ωκεανούς και ενισχύουν τους ψυχρούς κλάδους των κυκλωμάτων τους.
Υγρομετρία. Το σύνολο των μέσων και των ενεργειών που χρησιμοποιούνται για τον καθορισμό της περιεκτικότητας της ατμόσφαιρας σε υδρατμούς. Η υγρομετρία είναι αντικείμενο της μετεωρολογίας. Η εξάτμιση λόγω θερμότητας των νερών των θαλασσών, των λιμνών, των ελών κτλ. έχει ως αποτέλεσμα τον εμπλουτισμό του ατμοσφαιρικού αέρα με υδρατμούς, των οποίων η ποσότητα είναι συνάρτηση ορισμένων παραγόντων. Η ποσότητα των υδρατμών δεν μπορεί μόνη της να είναι κριτήριο της υγρομετρικής κατάστασης του ατμοσφαιρικού αέρα. Ως σημείο αναφοράς χρησιμοποιείται η ποσότητα των υδρατμών, η οποία είναι απαραίτητη, ώστε ο αέρας να κορεστεί από υδρατμούς. Αυτό φυσικά εξαρτάται κυρίως από τη θερμοκρασία του ατμοσφαιρικού αέρα και από την ύπαρξη ή όχι ανέμου. Έτσι για τη θερμοκρασία 15°C ο κορεσμένος αέρας περιέχει 12,78 γραμμάρια υδρατμών σε κάθε κυβικό μέτρο. Αν στην ίδια θερμοκρασία ο αέρας περιέχει 6,39 γραμμάρια στο κυβικό μέτρο, τότε ο λόγος αν εκφραστεί σε % θα δώσει τη σχετική υγρασία του αέρα, δηλαδή αυτή θα είναι 50%.
Σχετική υγρασία του αέρα λέγεται ο λόγος της μάζας των υδρατμών που υπάρχουν σε ορισμένο όγκο αέρα προς τη μάζα των υδρατμών που χρειάζονται, ώστε ο αέρας να γίνει κορεσμένος στην ίδια θερμοκρασία. Η σχετική υγρασία παρουσιάζει τόσο ημερήσια όσο και ετήσια κύμανση, ενώ μεταβάλλεται ανάλογα με το ύψος και το γεωγραφικό πλάτος.
Απόλυτη υγρασία του αέρα λέγεται το ποσό των υδρατμών σε γραμμάρια, το οποίο περιέχεται σ’ ένα κυβικό μέτρο ατμοσφαιρικού αέρα.
Ειδική υγρασία του αέρα λέγεται το βάρος των υδρατμών σε γραμμάρια που περιέχεται σε 1 κιλό μείγματος ξηρού αέρα και υδρατμών.

No comments:

Post a Comment