Η ατμόσφαιρα της Γης βρίσκεται σε συνεχή κίνηση εξαιτίας των διαφορών στη θερμοκρασία, στην ατμοσφαιρική πίεση και της άνισης θέρμανσης της επιφάνειας της Γης από τον Ήλιο. Η κίνηση αυτή του αέρα προκαλεί την παγκόσμια ατμοσφαιρική κυκλοφορία, η οποία είναι υπεύθυνη για τον σχηματισμό των κύριων ζωνών ανέμων και ατμοσφαιρικής πίεσης γύρω από τη Γη.
Οι παγκόσμιες ζώνες ανέμων είναι μεγάλης κλίμακας συστήματα επικρατούντων ανέμων, οι οποίοι πνέουν με σχετικά σταθερές κατευθύνσεις σε διαφορετικά γεωγραφικά πλάτη. Διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στη διαμόρφωση των καιρικών συνθηκών, στην κατανομή της θερμότητας και της υγρασίας, στην επίδραση που ασκούν στα ωκεάνια ρεύματα και στη διαμόρφωση των κλιματικών συνθηκών σε ολόκληρο τον πλανήτη.
ΖΩΝΕΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗΣ ΠΙΕΣΗΣ
Η ατμοσφαιρική πίεση είναι η δύναμη που ασκείται στην επιφάνεια της Γης λόγω του βάρους του αέρα. Η κατανομή της πίεσης σε ολόκληρο τον πλανήτη συνδέεται στενά με τη θερμοκρασία και την κατακόρυφη κίνηση του αέρα.
Υπάρχουν τέσσερις κύριες ζώνες ατμοσφαιρικής πίεσης σε κάθε ημισφαίριο:
Α. ΙΣΗΜΕΡΙΝΗ ΖΩΝΗ ΧΑΜΗΛΩΝ ΠΙΕΣΕΩΝ (0°)
Η ζώνη αυτή βρίσκεται γύρω από τον Ισημερινό, όπου οι ηλιακές ακτίνες προσπίπτουν σχεδόν κάθετα καθ' όλη τη διάρκεια του έτους. Η έντονη θέρμανση προκαλεί την άνοδο θερμού και υγρού αέρα, δημιουργώντας μια περιοχή χαμηλής ατμοσφαιρικής πίεσης.
Είναι επίσης γνωστή ως Διατροπική Ζώνη Σύγκλισης (Intertropical Convergence Zone – ITCZ), όπου συναντώνται οι βορειοανατολικοί και οι νοτιοανατολικοί αληγείς άνεμοι. Η περιοχή αυτή χαρακτηρίζεται από ανοδικές κινήσεις του αέρα, σχηματισμό νεφών, έντονες βροχοπτώσεις και συχνές καταιγίδες.
Β. ΥΠΟΤΡΟΠΙΚΕΣ ΖΩΝΕΣ ΥΨΗΛΩΝ ΠΙΕΣΕΩΝ (Περίπου 30° Β και 30° Ν)
Οι ζώνες αυτές εμφανίζονται περίπου στις 30 μοίρες βόρειου και νότιου γεωγραφικού πλάτους από τον Ισημερινό. Ο αέρας που ανέρχεται κοντά στον Ισημερινό κινείται προς μεγαλύτερα γεωγραφικά πλάτη στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας, ψύχεται και σταδιακά κατέρχεται σε αυτά τα γεωγραφικά πλάτη.
Ο κατερχόμενος αέρας δημιουργεί υψηλή ατμοσφαιρική πίεση και γενικά ξηρές συνθήκες. Πολλές από τις μεγαλύτερες ερήμους του κόσμου βρίσκονται μέσα ή κοντά σε αυτές τις ζώνες.
Οι περιοχές αυτές είναι επίσης γνωστές ως ζώνες των νηνεμιών των αλόγων (Horse Latitudes).
Γ. ΥΠΟΠΟΛΙΚΕΣ ΖΩΝΕΣ ΧΑΜΗΛΩΝ ΠΙΕΣΕΩΝ (Περίπου 60° Β και 60° Ν)
Οι ζώνες αυτές εντοπίζονται περίπου στις 60 μοίρες βόρειου και νότιου γεωγραφικού πλάτους από τον Ισημερινό. Εκεί, οι σχετικά θερμοί δυτικοί άνεμοι συναντούν τους ψυχρούς πολικούς ανατολικούς ανέμους, προκαλώντας την ανοδική κίνηση του αέρα.
Η άνοδος του αέρα δημιουργεί χαμηλή ατμοσφαιρική πίεση και ευνοεί τον σχηματισμό νεφών, τις βροχοπτώσεις και τη συχνή εμφάνιση καταιγίδων.
Δ. ΠΟΛΙΚΕΣ ΖΩΝΕΣ ΥΨΗΛΩΝ ΠΙΕΣΕΩΝ (Περίπου 90° Β και 90° Ν)
Οι ζώνες αυτές εμφανίζονται γύρω από τον Βόρειο και τον Νότιο Πόλο. Ο εξαιρετικά ψυχρός και πυκνός αέρας κατέρχεται προς την επιφάνεια της Γης, δημιουργώντας υψηλή ατμοσφαιρική πίεση.
Οι περιοχές αυτές χαρακτηρίζονται γενικά από πολύ χαμηλές θερμοκρασίες, καθοδικές κινήσεις του αέρα και περιορισμένες βροχοπτώσεις.
ΚΥΡΙΕΣ ΠΑΓΚΟΣΜΙΕΣ ΖΩΝΕΣ ΑΝΕΜΩΝ
Οι παγκόσμιες ζώνες ανέμων αποτελούνται από επικρατούντες ανέμους που πνέουν στην επιφάνεια της Γης εξαιτίας των διαφορών στην ατμοσφαιρική πίεση και της περιστροφής της Γης.
Υπάρχουν τρία κύρια συστήματα ανέμων σε κάθε ημισφαίριο.
Α. ΑΛΗΓΕΙΣ ΑΝΕΜΟΙ (TRADE WINDS)
Οι αληγείς άνεμοι πνέουν από τις υποτροπικές ζώνες υψηλών πιέσεων προς την ισημερινή ζώνη χαμηλών πιέσεων.
Διακρίνονται σε δύο κατηγορίες:
ΒΟΡΕΙΟΑΝΑΤΟΛΙΚΟΙ ΑΛΗΓΕΙΣ ΑΝΕΜΟΙ: Πνέουν από τα βορειοανατολικά προς τα νοτιοδυτικά στο Βόρειο Ημισφαίριο.
ΝΟΤΙΟΑΝΑΤΟΛΙΚΟΙ ΑΛΗΓΕΙΣ ΑΝΕΜΟΙ: Πνέουν από τα νοτιοανατολικά προς τα βορειοδυτικά στο Νότιο Ημισφαίριο.
Οι αληγείς άνεμοι παρουσιάζουν γενικά σταθερή κατεύθυνση και ιστορικά υπήρξαν ιδιαίτερα σημαντικοί για τις θαλάσσιες μεταφορές. Επίσης, επηρεάζουν τις τροπικές βροχοπτώσεις και την ωκεάνια κυκλοφορία.
Β. ΕΠΙΚΡΑΤΟΥΝΤΕΣ ΔΥΤΙΚΟΙ ΑΝΕΜΟΙ (PREVAILING WESTERLIES)
Οι επικρατούντες δυτικοί άνεμοι πνέουν από τις υποτροπικές ζώνες υψηλών πιέσεων προς τις υποπολικές ζώνες χαμηλών πιέσεων.
Εμφανίζονται κυρίως μεταξύ 30° και 60° γεωγραφικού πλάτους και στα δύο ημισφαίρια.
Η γενική κατεύθυνσή τους είναι:
* Από τα νοτιοδυτικά προς τα βορειοανατολικά στο Βόρειο Ημισφαίριο.
* Από τα βορειοδυτικά προς τα νοτιοανατολικά στο Νότιο Ημισφαίριο.
Οι άνεμοι αυτοί επηρεάζουν την κίνηση των καιρικών συστημάτων και των καταιγίδων, ιδιαίτερα στις εύκρατες περιοχές.
Γ. ΠΟΛΙΚΟΙ ΑΝΑΤΟΛΙΚΟΙ ΑΝΕΜΟΙ (POLAR EASTERLIES)
Οι πολικοί ανατολικοί άνεμοι προέρχονται από τις πολικές ζώνες υψηλών πιέσεων και πνέουν προς τις υποπολικές ζώνες χαμηλών πιέσεων.
Εμφανίζονται κυρίως μεταξύ 60° και 90° γεωγραφικού πλάτους και στα δύο ημισφαίρια.
Η γενική κατεύθυνσή τους είναι:
* Από τα βορειοανατολικά προς τα νοτιοδυτικά στο Βόρειο Ημισφαίριο.
* Από τα νοτιοανατολικά προς τα βορειοδυτικά στο Νότιο Ημισφαίριο.
Είναι γενικά ψυχροί και σχετικά ξηροί, επειδή προέρχονται από τις πολικές περιοχές.
ΤΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΤΩΝ ΤΡΙΩΝ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΚΩΝ ΚΥΤΤΑΡΩΝ ΤΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ
Η παγκόσμια ατμοσφαιρική κυκλοφορία ερμηνεύεται συνήθως μέσω τριών κύριων κυττάρων κυκλοφορίας σε κάθε ημισφαίριο.
Α. ΚΥΤΤΑΡΟ HADLEY (0°–30°)
Το κύτταρο Hadley λειτουργεί μεταξύ του Ισημερινού και περίπου των 30° γεωγραφικού πλάτους. Η έντονη ηλιακή θέρμανση προκαλεί την άνοδο του θερμού αέρα γύρω από τον Ισημερινό. Ο αέρας κινείται προς τους πόλους στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας, κατέρχεται περίπου στις 30° γεωγραφικού πλάτους και επιστρέφει προς τον Ισημερινό κοντά στην επιφάνεια της Γης με τη μορφή των αληγών ανέμων.
Β. ΚΥΤΤΑΡΟ FERREL (30°–60°)
Το κύτταρο Ferrel εντοπίζεται μεταξύ περίπου 30° και 60° γεωγραφικού πλάτους. Ο αέρας κοντά στην επιφάνεια της Γης κινείται γενικά προς τους πόλους με τη μορφή των επικρατούντων δυτικών ανέμων, ενώ στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας ο αέρας επιστρέφει προς τον Ισημερινό.
Γ. ΠΟΛΙΚΟ ΚΥΤΤΑΡΟ (60°–90°)
Το πολικό κύτταρο λειτουργεί μεταξύ περίπου 60° και 90° γεωγραφικού πλάτους. Ο ψυχρός αέρας κατέρχεται πάνω από τις πολικές περιοχές και κινείται προς μικρότερα γεωγραφικά πλάτη κοντά στην επιφάνεια της Γης, με τη μορφή των πολικών ανατολικών ανέμων. Στη συνέχεια, ανέρχεται ξανά κοντά στην υποπολική ζώνη χαμηλών πιέσεων.
ΤΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ CORIOLIS (ΔΥΝΑΜΗ CORIOLIS)
Το φαινόμενο Coriolis είναι η φαινομενική εκτροπή της κίνησης του αέρα και άλλων σωμάτων, η οποία προκαλείται από την περιστροφή της Γης.
Επηρεάζει την κατεύθυνση των παγκόσμιων ανέμων ως εξής:
* Στο Βόρειο Ημισφαίριο, ο κινούμενος αέρας εκτρέπεται προς τα δεξιά.
* Στο Νότιο Ημισφαίριο, ο κινούμενος αέρας εκτρέπεται προς τα αριστερά.
* Η επίδρασή του είναι ασθενέστερη στον Ισημερινό και ισχυρότερη προς τους πόλους.
Το φαινόμενο Coriolis αποτελεί έναν από τους σημαντικότερους παράγοντες που ευθύνονται για τις χαρακτηριστικές κατευθύνσεις των παγκόσμιων ζωνών ανέμων.
Η ΔΙΑΤΡΟΠΙΚΗ ΖΩΝΗ ΣΥΓΚΛΙΣΗΣ (ITCZ) ΚΑΙ ΟΙ ΖΩΝΕΣ ΝΗΝΕΜΙΑΣ (DOLDRUMS)
Η Διατροπική Ζώνη Σύγκλισης είναι μια ευρεία ζώνη χαμηλής ατμοσφαιρικής πίεσης κοντά στον Ισημερινό, όπου συγκλίνουν οι βορειοανατολικοί και οι νοτιοανατολικοί αληγείς άνεμοι.
Εξαιτίας της έντονης ηλιακής θέρμανσης, ο θερμός και πλούσιος σε υγρασία αέρας ανέρχεται σε αυτή την περιοχή, προκαλώντας τον σχηματισμό νεφών, καταιγίδων και έντονων βροχοπτώσεων.
Οι σχετικά ασθενείς άνεμοι κοντά στην επιφάνεια της Γης, στις περιοχές γύρω από τον Ισημερινό, συνδέονται παραδοσιακά με τον όρο «Doldrums» (ισημερινές ζώνες νηνεμίας). Ωστόσο, η Διατροπική Ζώνη Σύγκλισης δεν χαρακτηρίζεται πάντοτε από πλήρη άπνοια, καθώς μπορούν να εμφανιστούν ισχυρές καταιγίδες και άνεμοι μεταβαλλόμενης κατεύθυνσης.
ΣΗΜΑΣΙΑ ΤΩΝ ΠΑΓΚΟΣΜΙΩΝ ΖΩΝΩΝ ΑΝΕΜΩΝ ΚΑΙ ΠΙΕΣΗΣ
Οι παγκόσμιες ζώνες ανέμων και ατμοσφαιρικής πίεσης είναι σημαντικές επειδή:
* Κατανέμουν τη θερμότητα από τις τροπικές περιοχές προς τα μεγαλύτερα γεωγραφικά πλάτη.
* Επηρεάζουν τα παγκόσμια πρότυπα βροχοπτώσεων και την κατανομή των ερήμων.
* Ελέγχουν την κίνηση και την εξέλιξη των καιρικών συστημάτων.
* Επηρεάζουν τα επιφανειακά ωκεάνια ρεύματα και τη θαλάσσια κυκλοφορία.
* Επηρεάζουν τις γεωργικές δραστηριότητες μέσω της επίδρασής τους στις βροχοπτώσεις και στο εποχικό κλίμα.
* Επηρεάζουν τις αεροπορικές και θαλάσσιες μεταφορές.
* Συμβάλλουν στην κατανόηση της κατανομής των τροπικών, εύκρατων και πολικών κλιμάτων.
ΓΕΩΛΟΓΙΚΗ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΣΗΜΑΣΙΑ
Η παγκόσμια ατμοσφαιρική κυκλοφορία έχει σημαντική σημασία για τη γεωλογία και τις διεργασίες που διαμορφώνουν την επιφάνεια της Γης.
Τα ατμοσφαιρικά συστήματα ανέμων μεταφέρουν σκόνη, άμμο και άλλα χαλαρά ιζήματα από τη μία περιοχή στην άλλη μέσω των αιολικών διεργασιών. Συμβάλλουν στον σχηματισμό και στη μετακίνηση αμμοθινών, αποθέσεων λόες (loess) και άλλων ιζηματογενών σχηματισμών που σχετίζονται με τη δράση του ανέμου.
Η κατανομή των ζωνών ατμοσφαιρικής πίεσης επηρεάζει επίσης τις βροχοπτώσεις και την εξάτμιση, οι οποίες με τη σειρά τους επηρεάζουν τη χημική αποσάθρωση, τη φυσική αποσάθρωση, τη διάβρωση, τη μεταφορά ιζημάτων και τον σχηματισμό των εδαφών.
Επιπλέον, η ωκεάνια κυκλοφορία που προκαλείται από τους ανέμους επηρεάζει τις παράκτιες διεργασίες, την κατανομή των θαλάσσιων ιζημάτων και την ανταλλαγή θερμότητας μεταξύ της ατμόσφαιρας και των ωκεανών.ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ
Οι παγκόσμιες ζώνες ανέμων και ατμοσφαιρικής πίεσης αποτελούν θεμελιώδη στοιχεία του συστήματος ατμοσφαιρικής κυκλοφορίας της Γης. Δημιουργούνται κυρίως εξαιτίας της άνισης θέρμανσης από την ηλιακή ακτινοβολία, των διαφορών στην ατμοσφαιρική πίεση και της περιστροφής της Γης.
Οι κύριες ζώνες ατμοσφαιρικής πίεσης αποτελούνται από την ισημερινή ζώνη χαμηλών πιέσεων, τις υποτροπικές ζώνες υψηλών πιέσεων, τις υποπολικές ζώνες χαμηλών πιέσεων και τις πολικές ζώνες υψηλών πιέσεων. Αντίστοιχα, τα τρία κύρια συστήματα ανέμων είναι οι αληγείς άνεμοι, οι επικρατούντες δυτικοί άνεμοι και οι πολικοί ανατολικοί άνεμοι.
Δασικές πυρκαγιές
Πλημμύρες
Καύσωνας
Καταιγίδες
Χιονοπτώσεις - Παγετός