Қазақстан республикасының білім және ғылым министрлігі семей қаласының ШӘКӘрім атындағы

Муссондардың атмосферадағы циклондық және антициклондық әрекетімен байланысы жақсы көрінеді. Бұлар циклондар мен антициклондар орнықты болған және бірінен бірінің маусымдык басымдылығы бар жерде байқалады. Қысқы орнықты антициклондар мен жазғы циклондар қоңыржай ендіктерде материктердің шығыс бөлігі үстінде орнауының арқасында муссондар материктердің шығыс шеткі аймақтарында дамыған.

Мусссондар тропосфераның тек төменгі километрлік қабатын қамтиды, бұлардың үстінде ауаның қарсы ағыстары болмайды (антимуссон). Қыста муссон құрылықтан соққанда ол батыс тасымалымен сай келеді, жазда ол, төменде, тропосферада мұның үстінде үстемдік ететін батыс тасымалын бұзады.

Муссондардың тарауы қоңыржай ендіктермен шектелмейді.Олар тропиктік ендіктерде де жақсы білінеді.

Июльде экваторлық депрессия мен субтропиктік антициклондар шеткері солтүстікке таралады. Пассаттардың таралу облысы солтүстікке қарай ығысады.Осы кезде оңтүстіктен экваторлық депрессияға қарай іргелес алқапта (оның январлық және орташа жағдайлары арасында) пассаттар орнын бағыты қарама-қарсыға жақын желдер алады, өйткені ауа экватордан солтүстікке ығысатын экваторлық депрессияға қарай бағытталады. Январьға қарай оңтүстік бірте-бірте ығыса отырып, экваторлық депрессия мен субтропиктік антициклондар шеткергі оңтүстік жағдайды алады (мұнда депрессия кей жерлерде ғана экватордан оңтүстікке байқарлықтай енеді). Солтүстік жарты шардағы пассаттар экваторлық алқапта июльдегі экватордан соғатын үстемдік еткен желдерді ауыстыра отырып экваторға дейін жетеді. Сонымен маусым бойынша қарама-қарсы жел алмасу облысы (қыста басым шығыстық, жазда басым батыстыққа) тропиктік (экваторлық) муссондар облысы пайда болады. Экватордан соғатын жазғы муссон жаңбырлы ауа райын әкеледі. Қысқы муссон дегеніміз тиісті жарты шардың пассаты, ол жауын-шашынды өте аз әкеледі.

Пассаттар мен экватордан соғатын оларға қарама-қарсы желдер бар жерде біресе солтүстікке, біресе оңтүстікке (маусымына қарай) үздіксіз алмасып отыратын тропиктік фронт орналасады.

Мұхит үстінде, құрылық ықпалынан тыс, экваторлық депрессия мен жоғары қысымды субтропиктік облысының маусымдық ығысуы онша байқалмайды. Құрылық үстінде жыл бойындағы қысым өзгерістері бұл ығысулардың масштабын едәуір арттыра түседі де, нәтижесінде тропиктік муссондардың таралу облысы үлкен кеңістікті қамтиды. Үнді мүхиты бассейнінде жоғары қысым облыстарының ығысуына және тропиктік муссондардың пайда болуына Евразия мен Африканың ықпалы ерекше күшті көрінеді.

Тропосфераның муссондық циркуляциясы дегеніміз бүған әр текті төселме беттің ықпалын көрсететін жалпы атмосфера циркуляциясының маңызды бөлімі.

Атмосфераның жалпы циркуляциясының фонында жергілікті себептермен шағын көлемдегі циркуляция туады, олардың ішінде бастысы рельеф ықпалы.

Жергілікті циркуляцияларға бриздер, тау аңғары желдері, фендар, боралар жатады. Бұларды да жергілікті желдер деп атайды.

Бриздер теңіздердің, үлкен көлдердің және кейбір ірі өзендердің жағаларында туады да тәулік ішінде жел бағытының шұғыл ауысуымен сипатталады.

Күндіз суға қарағанда құрылық күштірек қызғанда, оның үстінде ауаның өрлей қозғалысы пайда болады да, жоғарыда суқоймасы жаққа ағады. Жерге таяу қабаттарда жел теңізден, құрылыққа таңертеңгі сағат.8–10-нан соғады. Бұл теңіз бризі.

Құрылық жаққа кеткен ауаның орны, оның теніз үстіне төмен түсуімен толықтырылады.

Жағалық бриз күн батқаннан кейін пайда болады да, құрылық судан гөрі күштірек суынғанда түнде соғады. Ауаның циркуляциясы күндізге қарама-қарсы. Бүл жоғары өрлей аққанда (күндіз құрылықта, түнде су үстінде) бұлттар түзіледі, төмен қарай аққанда аспан бұлтсыз болады.

Күндіз құрылық пен су арасындағы температураның айырмашылығы түнге қарағанда көп болатындықтан, теңіз бриздері жағалық бриздерге қарағанда күштірек көрінеді; олардың жылдамдығы (7 м/сек-қа дейін) артық, қуаттылығы едәуір (1000 м-ге дейін), таралу алқабы кең (100 км-ге дейін).

Температураның тәуліктік тербелістері үлкен жерде бриздер -ерекше дамыған болады. Сондықтан да тропиктік ендіктерде олар жыл бойы, қоңыржай және биіктік ендіктерде тек жазда, әсіресе ашық ауа кезінде байқалады.

Бриздер мұхиттар, теңіздер, үлкен көлдер, ең мол сулы өзендер жағаларында, ал кейде батпақ шеттерінде, орман батпақтарында пайда болады, бірақ мұнда бұлар нашар білінеді.

Бриздер сияқты тау-аңғарлық желдердің 24 сағаттық кезеңділігі болады. Бұл өзара байланысты екі бөлімнен: беткей желдері мен өзіндік тау-аңғарлық желдерінен тұратын жергілікті циркуляция. Беткей желдері дегеніміз бір деңгейдегі беткей бетінде және еркін атмосферада ауаның әр түрлі қызуы мен суынуының нәтижесі. Күндіз бұлт аз ауа райында беткей бетіңдегі ауа сол деңгейдегі, бірақ бұл беткейден біраз аралықтағы ауаға, яғни еркін атмосфераға, қарағанда күштірек қызады. Қысымдағы айырмашылық нәтижесінде беткей бойлап, оның жоғары қарай, ал жоғарыда аңғар жаққа қарай қозғалысы пайда болады. Аңғар үстінде ауа төмен түседі де беткейге қарай қозғалады. Түнде көрініс керісінше, ауа беткеймен төмен, төменде аңғарға қарай қозғалады, анғар үстінде бұл көтеріледі де беткейге қарай кетеді.

Өзіндік тау-аңғарлық желдер сол биіктіктегіге көршілес жазық үстіндегі ауаға қарағанда тау аңғарындағы ауаның күштірек қызып, әрі суынатындығынан туған, сондықтан күндіз ол аңғардың табанын бойлап жоғары көтеріледі (аңғар желі) түнде төмен ағады (тау желі). Беткей желдері мен өзіндік тау-аңғарлық жел бірігіп жергілікті циркуляцияның күрделі системасын құрайды.

Фен мен бора дегеніміз ауа ағысына рельеф ықпалымен туатын бей-берекет желдер.

Фен дегеніміз көбінесе қар мен мұздықтар бүркеген таудай соғатын жылы, құрғақ және ұйтқып соғатын жел. Бұл тау жотасынын, екі жағында -атмосфералық қысымның айырмашылығы үлкен болғанда туады. Қысымы төмен жаққа жота арқылы асып түсіп ауа жел жақ беткейде салқындайды (конденсация шегіне дейін 100 м-де 1°-қа және конденсация шегінен жоғарыда 100 м-де 0,5–0,6°-қа) және ылғалын жоғалтады (бұлт түзіледі, жауын-шашын жауады). Асу биіктігінде бастапқы көтерілуге қарағанда барынша төмен температурасы және сол температурадағы максимальды ылғал мөлшеріне сәйкес абсолюттік ылғалдылығы болады.

Желдің ық жақ беткейінде төмен түсе отырып, ауа адиабаттық түрде қызады және фенге тән сипатқа (салыстырмалы жоғары температураға және салыстырмалы аз ылғалдылыққа) ие бола отырып қанығу нүктесінен алыстайды.

Фен көбінесе қыста және көктемде соғады. Ауа ылғалдылығының дефициті кезінде, ол қардың тез еріп, булануын тудырады (фенді қар жегіш деп атайды), ал көктемде өсімдіктің құрғауына әсер етеді. Феннің ұзақтығы бірнеше сағаттан бірнеше тәулікке дейін болады. Жел жылдамдығы тымықтықтан – 20 км/сек-қа дейін жетеді. Фен кеңінен тараған. Фенге туыстас желдер – чинук – Скалистый тауларында, фен тәрізді желдер пуэльче –Чили Андтарында, зонда – Аргентина Кордильерлерінде, бохарок – Суматрада, гибли – Ливияда, чили– Туиисте, сарат –Мароккода т. б. Фен тәрізді желдерге сирокконы да жатқызуға болады (Жерорта теңізінің оңтүстігі), өйткені ол жотадан асып соғады. Фен қыздыруы Ауғанстаннан Ту-ран ойпатына афганец түскенде де байқалады.

Бора дегеніміз биік емес (1000 м-ге дейін) жағалық таулардан теңіз жаққа соғатын суық, күшті жел.

Бора құрылық үстіндегі суық жел, су үстіндегі жылы желден биік емес жота арқылы бөлінген жағдайда туады. Суық ауа жота алдында бірте-бірте жиналады да сол арқылы асып түсіп, үлкен жылдамдықпен төмен, теңізге қарай жылжиды. Төмен түсе отырып ауа адиабаттық түрде қызады, бірақ суық және жылы ауа температураларының айырмасы бәрібір үлкен болып қала береді. Нәтижесінде жағалықтағы температура бірден төмендейді.

Новороссийск борасы жақсы зерттелген. Варда жотасында құрылық жақтан Қара теңізге қарай Мархот асуынан асып (450 м) суық ауаның массасы жылжиды. Желдің жылдамдығы 40 м/сек, жеке жағдайларда 60 м/сек-қа жетеді. Теңіз жағасындағы температура кейде – 20–25° С-қа дейін төмендейді. Жел тудырған судың шашырандылары қатып қалады да, қалыңдығы 4 м-ге дейінгі мұз қабаты жағаларды тез жабады. Сондай-ақ жағадағы түрлі заттарды және теңіздегі кемелерді жабады. Bopa теңізде жағадан көп дегенде 3–5 км аймақта пайда болатындықтан, кемелер бухталардан кетуге асығады.

Бора Байкалдьің батыс жағында (сарма), Жаңа Жерде (таулық), Далмат жағалауында (далмат борасы), Прованста (мистраль), Техаста (норзер), Антарктида жағасында және тағы басқа жерлерде байқалады.

Суық ауа өзінің салмағымен төмен түсетін жерде ағын желдері де болады. Бұған, ең алдымен тәулік уақытына тәуелсіз соғатын мұздық желдерді жатқызуға болады. Бұлар Антарктикалық мұзды үстіртке өте тән больш келеді.

№ 4. Ауа райы мен оны болжау.

1. Ауа райы туралы ұғым.

«Ауа райы» мен «климат» ұғымдарын бөле-жара қарауға болмайды, өйткені бүлардың екеуі де атмосфераның күйіне жатады.

Ауа райы дегеніміз осы сәттегі немесе қысқа уақыт аралығындағы, мысалы, тәулік ішіндегі (тәулік ауа райы) белгілі бір жердегі атмосфераның күйі. «Тәуліктер ауа райы» үғымы өте маңызды, өйткені тәуліктер дегеніміз атмосфера күйінің заңды өзгерістерінің ең қысқа табиғи кезеңі. Бұл өзгерістерді – ауа райы элементтерінің: ауаның температурасы мен ылғалды-лығының, бұлттылықтың, жауын-шашынның, атмосфера қысымының, желдің тәуліктік барысын бақылай отырып, қадағалауға болады.

Климат дегеніміз де атмосфераның күйі, бірақ белгілі бір кеңістікке немесе түгелдей алғанда Жерге тән күйі. Атмосфераның осындай күйі туралы түсінікті оның алмасуларының заңдылықтарын, яғни ауа райы режимін анықтауға мүмкіндік беретін ауа райы туралы көп жылдық мәліметтердің негізінде ғана алуға болады.

Сонымен ауа райы мен климат өзара байланысты. Климат ауа райы арқылы қабылданады, ол ауа райынан қалыптасқандай болады. Ауа райы болса, белгілі бір климаттың фонында алып қаралады.

Атмосфераның күйі жеке алынған элементтер, мысалы, температура немесе жауын-шашын арқылы емес, олардың комплексімен сипатталады. Бұл комплексте ауа райының барлық элементтері өзара байланысты, әрі бұлардың біреуінің өзгерістері бүкіл комплекске әсер етеді. Біз ауа райы жеке элементтері бойынша емес, тұтас қабылдаймыз, мұнда элементтердің қайсысы болсын ең маңызды болып көріне алады. Организмдер, мысалы, бірдей ыстық ауа райын, бірақ бір жағдайда ылғалды, екіншісінде, құрғақ, желдің немесе желсіз т. б. ауа райын түрліше қабыл алады.

Ауа райын жүйелі түрде бақылап отыру, оны зерттеу бір тәуліктік ауа райының комплекстік типтерін бөлуге мүмкіндік береді. Әр тәуліктің ауа райын қайсыбір типке жатқызуға болады. Ауа райының типтерін үш улкен топқа; аязды 0° арқылы ауыспалы және аязсыз ауа райларына біріктіреді. Әрбір топта ауа райы бірнеше кластарға бөлінеді.

Аязсыз ауа райының тек орташа тәуліктік қана емес, сондай-ақ минимальды, 0°-тан жоғары ауа температурасы болады. Бұлар оң радиациялық баланс шарттарына (сирегірек нейтральды) сай келеді.

Аязсыз ауа райының кластары:

I. Құрғақты қуаңшылық (t 0сс >22°, гсс <40%) 2.

II. Қоңыржай құрғақшылық (t0cc >22°, гсс40-тер 60%-ке дейін).

III. Шамалы бұлтты.

Алғашқы үш кластың ауа райы тұрақты антициклонмен байланысты.

IV. Күндіз бұлтты. Күндіз фронт өткенде немесе жылы беттен ауа қызғанда пайда болады.

V. Түнде бұлтты. Фронт түнде өткенде немесе теңіздің беті қүрылықпен салыстырғанда жылы болғанда пайда болады.
VI. Жауын-шашынсыз бұлыңғыр.

VII. Жауын-шашынды бұлыңғыр (жаңбырлы).

VI және VII кластардың ауа райыңың шыққан тегі фронтальдық.

VIII. Ылғалды тропиктік (t °сс >22°, гсс >80%). Жылу мен ылғалдың молшылық жағдайларына тән.

0° арқылы өтпелі ауа райлары. Егер орташа тәуліктік температура оң болса, онда минимумды температурада теріс; егер орташа тәуліктік температура теріс болса, минимумды температура оң болады. Мұндай ауа райы әдетте өтпелі маусымдарда болады.

0° арқылы өтпелі ауа райының кластары.

IX. Күндіз бұлтты. Бұл ауа райы желді және жауын-шашынды фронттар өткенде жиі болады.

X. Күндіз ашық. Бұл жоғарғы қысым кезінде пайда болады. Біздің еліміздің оңтүстік аудандарында бұл жылдың суық кезінде болуы мүмкін.

А я з д ы а у а р а й ы. Бұлар үшін тіпті 0°-тан төмен максимумды температура тән болып келеді. Аязды ауа райы теріс рациональды баланс жағдайларына, кебінесе жоғарылаған атмосфералық қысым кезіне сай келеді.

Аязды ауа райының кластары.

X және XI. Әлсіз және шыңылтыр аяздар (t°cc 0°-тан– 12°, 4-қа дейін).

Күн радиациясының шағын теріс балансының жағдайларына сай келеді.. XII. Едәуір аязды (t °сс – 12°, 5-тан – 22°, 4-қа дейін).

XIII. Күшті аязды (t cc – 22,5-тан – 32°,4-қа дейін).

XIV. Үскірік аязды (t°cc –32°, 5-тан – 42°, 4-қа дейін).

XV. Өте-мөте аязды (t°cc –42°, 5-тан төмен) .

Ауа райының қарастырылған классификациясы адамдардың өмірі мен қызметіне бұлардың ықпалын ескере отырып жүргізілген және практикада пайдаланылып жүр.

Классификациядан ауа райын радңациялық балансқа қарай ғана емес, сондай-ақ қандай атмосфералық процестер – фронттың немесе ішкі массалық, яғни бір ауа массасымен байланысты процестердің басымдылығына қарай ажыратқан жөн болады (бұлар циклондарда да антициклондарда да болуы мүмкін, бір-ақ фронт бойынша емес).

Ішкі массалық процестер төселме беттен ауаның қызуымен немесе суынуымен байланысты. Бірінші жағдайда температура жоғарылайды, конвекция туады, будақ бұлттар түзіледі. Екіншісінде ауаның температурасы төмендейді, конвекция жерге таяу қабатта ғана болуы мүмкін. Фронт бойьшша ауаның көтерілуінен туған фронттық процестер барлық жағдайларда бұлттардың түзілуімен, жауын-шашын, желмен қоса-қабат болады, бірақ жылы және суық фронттардың ауа райы әр түрлі. Жылы фронт үшін қатпарлы бұлттардың басым болуы, ақ жауын, әлсіз желдер; суық фронт үшін будақ жаңбырлы бұлт, нөсерлі жаңбыр, ұйтқыма желдер тән болып келеді. Жалпы әсіресе, фронт сызығы өткен кезде, фронттық ауа райы өте күрделі және өзгергіш келеді.

Циклондар мен антициклондардың үнемі орын ауыстырып тұруы қоңыржай ендіктердегі атмосфера циркуляциясыньщ ерекшелігі, ауа-райынын, өзгергіштігінің себебі. Циклонның жақындап келе жатқандығы туралы қысымның төмендеуі мен тез қозғалатын шарбы бұлттардың, бірте-бірте шарбы-қатпарлы бұлттарға ауысатын жылы фронт бұлттарының пайда болуы паш етеді. Циклонның алдыңғы бөлігі ақ жауын беретін қатпарлы-жаңбырлы бұлттардан, артқы жағы нөсерлі жаңбыр жауатын будақ-жаңбырлы бұлттардан құралған. Жел циклон өткенде бақылау орнынан циклонның қайсы белігімен өтетіндігіне қарай, оңтүстік бөлігінде оңтүстіктен оңтүстік батысқа және солтүстік батысқа, солтүстік бөлігінде оңтүстік шығыстан шығысқа және солтүстікке өзгеріп отырады. Желдердің ауысуы температураның тиісті ауысуын тудырады.

Антициклондар үшін ауаның төмен түсу қозғалысы, температура инверсиясы тән болады, сондықтан антициклондағы ауа райы аз бұлтты да құрғақ, жазда ыстық, қыста суық. Жылдың жылы кезінде инверсия қабаты астында жадағай будақ бұлттар пайда бола алды, тәулік пен жылдың суық уақытында тұмандар мен қатпарлы бұлттардың түзілуі мүмкін (ауаның суынуы). Инверсия қабатының үстінде толқынды бұлттар болуы мүмкін. Антициклонның ішкі жағында желдер әлсіз (кебіне толық желсіз) және шет-шетінде әр түрлі күште болады.

Ауа райының өзгерістері барлық ендіктерде байқалады. Алайда, егер қоңыржай ендіктердегі ауа райы өте өзгергіш болса, онда экваторлық ендіктерде циклон әлі дами қоймаған бұл біршама тұрақтылығымен көзге түседі. Тәулік ішінде беттің және оның үстінде тұратын ылғал ауаның (конвекцияның дамуы, бұлттардың түзілуі, бұлардан нөсерлі жаңбырдың жаууы) тәуліктің бір бөлігінде қызуымен және екінші бөлігінде олардың күшті салқындауымен байланысты атмосфера күйінің ауық-ауық өзгерістері болады. Экваторлық ендіктерде ауа райының жылдық режимі біркелкі келеді. Түрлі ендіктердегі ауа райының айырмашылығы радиация балансының әр қилылығы мен атмосфера циркуляциясы арқылы түсіндірілді.

Ауа райын болжау. Ауа райын зерттеудің практикалық маңызы орасан зор. Оны болжау халық шаруашылығының барлық салаларына керек. Ауа райын болжаумен синоптикалық метеорология деп аталатын метеорология бөлімі шүғылданады.

Ауа райының алдын ала айтылуы метеорологиялық және аэрологиялық станциялардың кең жүйесі бір мезетте жүргізетін жүйелі бақылаулардың негізінде ғана мүмкін болады. Ауа райы туралы мәліметтерді алу мен болжауларды жасау және бұларды мүдделі ұйымдар мен халыққа хабардар етіп жеткізумен шүғылданатын мекемелер ауа райы Қызметі ұйымына бірі-геді. Ауа райы Қызметі барлық елдерде дерлік бар. СССР-де СССР Министрлер Советі жанындағы Мемлекеттік гидрометеорологиялық қызмет құрамына енеді, Ауа райы Қызметінің Орта-ық ғылыми-зерттеу және методикалық органы Гидрометеорологиялық орталық болып табылады. Республикалық, өлкелік және облыстық орталықтарда Гидрометеоқызметтің жергілікті басқармасына бағындырылған ауа райы Бюролары ұйымдас-тырылған. Ауа райы Қызметіне бірден-бір программа бойынша тәулігіне 00, 03, 0,6 т. б. сағаттарда Гринвич уақыты бойынша бір мезетте сегіз рет бақылау жүргізетін бірнеше метеорологиялық станциялар (синоптикалық метеорологиялық станциялар) енгізілген.

Әдеттегі метеостанциялардан басқа жолы қиын аудандарда (таулар, шөлдер т. б.) автоматикалық метеостанциялар жұмыс істейді. Атмосфераның күйі туралы мәліметтерді сондай-ақ корабльдерден, самолеттерден, ракеталардан, метеорологиялық спутниктерден береді.

Цифрлық телеграммалар түрінде гидрометеорологиялық орталыққа келіп түсетін орасан көп түпкі информациялар (бұлар күніне бірнеше жүз мың болып түседі) электрондық есептеу машиналарында өңделеді, бұл енді атмосфера қысымының нақты және болжау өрістерінің сызылған карталарын береді. Бұл карталар фотоаппараттардың көмегімен республикалар, облыс-тар т. б. ауа райының карталары (синоптикалық карталар) мен оның болжауын жасау үшін негіз ретінде жергілікті болжау жүйелеріне беріледі.

Синоптикалық картаға радио немесе телеграф арқылы кодыланған метеотелеграммамен берілген өзінің бақылау пункттеріндегі ауа райы туралы деректер шартты таңбалармен және цифрлармен (Бүкіл дүние жүзілік метеорологиялық ұйым қабылдаған схема бойьшша) түсіріліп отырылады.

элементтер бойынша деректермен шектеледі. Бұдан басқа аэрологиялық, диаграммалар, графиктер (мысалы, жоғарылаған сайын температураның өзгерістері) жасалады т. б.

Ауа райының биіктік карталары абсолюттік және салыстырмалы топография карталары циклондар мен антициклондардың фронттық зоналар мен фронттардың құрылымдық ерекшеліктерін анықтауға мүмкіндік береді. Бұлар процестердің даму сипатын, қысым өрістерінің өзгеріс себептерін, тропосферадағы температура мен желді анықтау үшін қажет.

Ауа райы карталары – оны алдын ала болжауға арналған негіз. Ауа райын болжаудың синоптикалық методы бірден-бір болмағанымен әзірге әлі бастысы болып отыр. Болжаудың сандық методтары, мысалы, атмосфералық процестер гидродинамикасы теңдеулерін интегралдау жолымен оның өзгерістерін алдын ала айту барған сайын зор маңызға ие болып отыр. Бас-тапқы шарттар – ауа райының элементтерін: температураны, ауа ылғалдылығын және қысымды т. б. бақылау деректері.

Ауа райын болжау мейлінше күрделі, өйткені бұлардың тұрақты дамуында өзара әрекет жасайтын факторлардың бүкіл комлпексін есепке алу қиынға түседі.

Қысқа мерзімді, болжауларды жасау үшін (1–3 тәулікке) атмосфера процестерінің дамуына алдын ала жағдай жасаған себептер ашылады. Содан соң теориядан белгілі заңдылықтар мен қолда бар деректер негізінде таяудағы уақыт ішіндегі олардың дамуының ең ықтимал бағытын анықтайды.

Атмосфера процестерінің дамуында тез өзгерістер болмаған жағдайларда болжауларды жасау біршама жеңіл және олар мейлінше дұрыс болып шығады. Ауа райының сәтсіз болжалуы көбіне көп синоптикалық процестердің тез қайта құрылуын анықтаудың қиыншылықтарымен, атмосфера объектілерінің жылдамдығы мен бағыты өзгерістеріне байланысты. Қысқа мерзімді болжаулардың орташа алғанда дәл келулігі 80%-тен аспайды. Арнайы болжаулар үлкен дәлдігімен (авиация, флот, ауыл шаруашылығы т. б. үшін), жалпы болжаулар дәлдігінің аздығымен көзге түседі. Болжау мерзімі неғұрлым көп болса, оның дәлдігі соғүрлым аз болады.

Ауа райының ұзақ мерзімдік болжаулары шағын алдын ала (8–4 тәулікке) және үлкен алдын ала (ай, маусым) болжаулар болып бөлінеді. Бұларда тек ауа райының жалпы сипаттамасы мен оның шұғыл өзгерістерінің шамаланған мезгілдері көрсетіледі. Ауа райының ұзақ мерзімді болжауын жасау мәселесі бұдан да гөрі күрделірек және бұлардың дәлдігі қысқа мерзімді болжау дәлдігінен едәуір аз.

Ұзақ мерзімді болжауларды жүйелі түрде жасау СССР-де Б. П. Мультановский ұсынған және басқа ғалымдар дамытқан методы бойынша 1922 жылы басталды. Ұзақ кезеңдегі синоптикалық карталарды зерттеу негізінде 4–8 тәулік ішінде (табиғи синоптикалық кезең) біршама үлкен территорияда жалпы тұрғыда қысым ерісінің негізгі жүйелері мен ауа массаларының үстемдік ететін тасымалы сақталатындығы анықталған, сондықтан ауа райының жалпы сипаты сақталады да күтпеген өзгерістер болмайды. Кезең басындағы атмосфера процестері дамуының бағытын біле отырып, оның қалған күндеріндегі ауа райы туралы пайымдауға болады.

Траекториялар және циклондар мен антициклондар қайталауларының көпжылдық байқаулары негізіңде жасалған карталар олардың атмосфера әрекеттері орталықтарымен: Азор максимумымен, Исландия минимумымен т. б. байланысын көрсетеді. Циклондар мен антициклондардың «жақсы көретін» қозғалыс бағыттары бар екендігі және атмосфера әрекеті орта-лықтарынан осьтер бойынша (Нордкап, венгрия, кара және т. б.) орын ауыстыратыны табылды. Ұзына бойында белгілі осьтер үйлесуі сақталатын «синоптикалық маусымдар» бөлінді. Метеорологтар жылдың осындай 6 «маусымы» бар деп санайды: көктемгі (12 марттан), жаздың алғашқы жартысы (7 майдан), жаздың екінші жартысы (30 июньнен) күзгі (22 августан), қыс алды (15 октябрьден) және қысқы (21 декабрьден). Синопти-калық «маусымдардың» басталу мезгілі етіп көпжылдық байқаулардың орташасы алынған. Нақтылы жылда 20–40 күнге ауытқу болуы мүмкін.

Ауа райының айлық, маусымдық болжамын жасай отырып, мұның алдындағы айлардың (сол жылғы) және бірқатар өткен жылдардың синоптикалық жағдайларын мұқият зерттейді, процестер ұқсас дамиды деп жобалай отырып, ұқсас синоптикалық жағдайларды іріктеп алады (карта – аналогтер), ауа райын болжап айтады. Әр айдың метеорологиялық процестерінің жылдың басқа айларының арасында аналогтері бар екендігі статистикалық тәсілмен табылып отыр. Мәселен, октябрьдің атмосфералық процестерінің 73% жағдайлары январь процестеріне ұқсайды. Ауа райын болжағанда да осы тәуелділік пайдаланылады. Түпкілікті болжау болжап айтудың түрлі тәсілдерінің қаншалықты ақталатынын есепке ала отырып бүтін бір қатар-жеке болжамдар негізінде жасалады.

Ұзақ мерзімді болжамдардың дәл келуі әлі онша емес. Мәселен, айға арналған болжамның дәлдігі 70%-тен аспайды. Төтенше ұзақ мерзімді болжамдар туралы айтуға болады, бірақ бұл шешілуі әлі қашық климат болжамдарының проблемасы болады.

Ауа райын болжаудың методтарын жетілдіре түсу кептеген ғалымдар мен мамандардың: синоптиктердің, климатологтердің, океанологтердің, физиктердің, математиктердің, есептеу-техникасы жөніндегі, метеорологиялық спутниктер системасы жөніндегі мамандардың күш-жігерін біріктіруді талап етеді. Соңғы екі онжылдық ішінде жасанды спутниктер мен ЭВМ ауа райы-қызметінің дамуына орасан зор ықпал етті. ЭВМ орасан көп метеоинформацияны (болжамды есептеп шығаруды қоса алғанда) өңдеуге мүмкіндік берді. Жасанды спутниктер бүкіл Жер бетіндегі ауа райы туралы мәлімет алуға жол ашты. Бұларда Жердің кескінін және планетаның жарық түсіп түрған жағының бүлттылығын беретін телевизиялық аппаратура бар, Инфрақызыл аппаратура Жердің түндік жағын қарап көруге жол ашады. Актинометриялық аппаратура Жердің жылулық балансы туралы мәлімет алу үшін қызмет етеді.

Спутниктер түрлі орбиталардан Жерді түрлі жағынан «қарап», жарты шарды түгелдей бірден (бір спутниктен), «көре» алады. «Метеор» метеорологиялық спутниктердің системасын ұйымдастыру олардың үздіксіз жұмысын, планетадағы атмосфераның күйі туралы үздіксіз информацияны қамтамасыз етеді. Қазірдің өзінде-ақ ғылымның ерекше тармағы, спутниктік метеорология қалыптасқан, бұл адамға тәуелсіз қалыптасатын ауа райын болжауларда ғана емес, сөзсіз жалпы үлкен роль атқарады. Ауа райына белсенді ықпал етудің алғашқы әрекеттері де жасалған (жасанды жауын-шашын, бұршақпен күрес т. б.).

Ауа райын ғылыми басқару проблемасы тұр. Мұның шешілуі адамзаттың әл-ауқатының жақсара түсуіне де әсер етер еді.. Шек дегенді білмейтін атмосфераға қатысты мәселе болғанда халықаралық ыктымақтың қажеттілігі ерекше сезіледі. Бұл Бүкіл дүние жүзілік метеорологиялық ұйым (ВМО) арқылы жүзеге асырылады. – Көп нәрсе Мельбурндағы, Вашингтондағы және Москвадағы үш дүние жүзілік Гидрометеорологиялық орталық бастап отырған ВМО жанындағы ауа райының Бүкіл дүние жүзілік қызметіне (ВСП) байланысты болады.

2. 
   Ауа райының жергілікті белгілері.
   

Жергілікті белгілер бойынша ауа райын болжап айтқанда төмендегідей ережені пайдаланады. Егер бүгінгі ауа райы кешегідей болса, оның өзгеру белгілері болмаса, онда ертең де шамамен бүгінгідей болады. Егер ауа райының өзгеру белгілері байқалса, бұлардың жиынтығын пайдаланады.

Ауа райының жергілікті белгілерін бақылау табиғаттағы құбылыс байланыстарын көріп мұндағы болып жатқан процестерді түсінуге мүмкіндік береді. Сондықтан мектепте мұндай бақылауларды ұйымдастырудың маңызы өте зор.

Ауа райын зерттеу – бұл бір мезетте климатты зерттеу, өйткені атмосфера күйі зерттеледі.

1. 
   Күн радиациясы климат түзуші фактор ретінде.
   

Сонымен Күннің электромагниттік сәуле шашуы — күн радиациясы географиялық қабықта өтетін процестер энергиясының негізгі көзі. Бұл радиацияның 46%-і көрінерлік (толқындарының ұзындығы 0,40-тан 0,75 мк дейін), ал 54%-і көрінбейтін, яғни көз қабылдамайтын (оның 7%-і толқындарының ұзындығы 0,002-ден 0,4 дейінгі ультра күлгін радиация және 47%-і толқындарының ұзындығы 0,75 мк-дан артық (инфрақызыл радиация) радиациядан тұрады. Күн радиациясының 99%-і қысқа толқынды (0,1-ден 4 мк дейін),ұзын толқынды радиацияға (4-тен 100—120 мк дейін) 1%-тен азы тиеді. Күн радиациясы интенсивтілігін өлшеу бірлігі ретінде күн сәулелері бағытына перпендикуляр абсолют қара дене бетінің 1 см²-і 1 минутта жұтқан жылу калориясының мөлшері алынады (кал/см². мин). Күннің жер атмосферасына келетін сәулелік энергия тасқыны өте тұрақты болып келеді. Оның интенсивтілігін күн тұрақтылығы (Л_о) деп атайды да, 1,98/см²-мин² балап алады. Жыл ішінде Жерден Күнге дейінгі қашықтықтың өзгеруіне сәйкес күн тұрақтылығы ауытқып тұрады: ол январьдың басына қарай көбейіп, июльдің басына қарай азаяды. Күн тұрақтылығының жылдық ауытқуы +3,5% құрайды. Егер күн сәулелері жер бетіне барлық жерге тік түссе, онда атмосфера жоқ жағдайда, оның әрбір квадрат сантиметрі жылына 1000 ккал-дан артық күн сәулесін қабылдаған болар еді. Бірақ Жер шар тәріздес, сондықтан да күн сәулелері барлық жерде тік түспейді және сонымен қатар әрқашанда Жердің тек жартысын ғана жарық қып тұрады. Сондықтан жер бетінің әрбір 1 см²-іне орта есеппен жылына шамамен 260 кал ғана келеді.

Күн радиациясы интенсивтілігінің сәулелердің түсу бұрышына байланыстылығын қарастырайық. Радиацияның максимум мөлшерін күн сәулелерінің бағытына перпендикуляр бет қабылдайды, өйткені бүл жағдайда оған түсетін күн сәулелері шоғырының бүкіл энергиясы алаңда сәулелер шоғыры қимасы — а — тең қимамен таралады. Сол сәулелер шоғыры көлбей түскенде оның энергиясы енді үлкен алаңға (Ъ қимасы) жайылады да, беттің аудан бірлігі оны аз мөлшерде қабылдайды. Неғұрлым сәулелердің құлау бұрышы аз болған сайын, соғұ-лым күн радиациясының интенсивтілігі де аз болады.

Күн сәулелерінің құлау бұрышы (Күннің биіктігі) 23°27'с. е.-тен 23°27' о. е.-ке дейін ғана (яғни тропиктердің аралығында) 90°-қа тең бола алады. Қалған ендіктерде ол әрқашанда 90°-тан аз болады. Сәулелердің кұлау бұрышының азаюына сәйкес жер бетіне түсетін күн радиациясының интенсивтілігі де азаюға тиіс. Күннің биіктігі барлық ендіктерде жыл бойы және тәулік бойы тұрақты болып қалмайтындықтан күн жылуының мөлшері үздіксіз өзгеріп түрады.

Үстіңгі беттің қабылдайтын күн радиациясының мөлшері оған күн сәулелерінің жарық түсіру ұзақтығына тура байланысты болады.

Экваторлық белдеуде (атмосферадан тыс) Күн жылуының мөлшері жыл.бойы онша көп ауытқымайды, ал биік ендіктерде бұл ауытқу өте үлкен мөлшерге жетеді.

Қыс кезінде күн жылуы кірісінің жоғарғы және төменгі ендіктер арасындағы айырмасы өте үлкен. Жаз кезінде үздіксіз жарық жағдайда полярлық аудандар тәуліктік күн жылуының Жердегі максимум мөлшерін қабылдайды. Бұл мөлшер солтүстік жарты шарда жазғы күн тоқырау күні экватордағы жылудынң тәуліктік жиынтығынан 36% асып кетеді. Дегенмен экватордағы күннің ұзақтығы бұл кездегі полюстегідей 24 сағат емес 12 сағат болғандықтан уақыт бірлігіне тиетін күн радиациясьшың мөлшері экваторда ең көп қалпында қалады.