Μετρώντας τον καιρό
Κάθε πρωί, όταν ξυπνάς, θέλεις να ξέρεις αν θα βρέξει, αν θα κάνει ζέστη ή κρύο και αν θα φυσάει. Αλλά πώς μπορούμε να ξέρουμε όλα αυτά με ακρίβεια και όχι απλώς «με το μάτι»; Η απάντηση βρίσκεται στη μέτρηση. Ο καιρός μετριέται με ειδικά όργανα, το καθένα από τα οποία «διαβάζει» ένα διαφορετικό χαρακτηριστικό της ατμόσφαιρας. 🌦️
Στην Κύπρο, το Τμήμα Μετεωρολογίας καταγράφει κάθε μέρα εκατοντάδες μετρήσεις που αφορούν στις καιρικές συνθήκες. Οι μετρήσεις αυτές γίνονται χρησιμοποιώντας έναν μεγάλο αριθμό ειδικών οργάνων και μας βοηθούν να παρακολουθούμε τον καιρό, να τον καταγράφουμε και να προβλέπουμε πώς θα εξελιχθεί.
Ο καιρός «συμβαίνει» κυρίως στο χαμηλότερο στρώμα της ατμόσφαιρας, την τροπόσφαιρα, που έχει ύψος περίπου κατά μέσο όρο. Εκεί βρίσκονται σχεδόν όλοι οι υδρατμοί και εκεί θερμαίνεται ο αέρας από τη Γη. Γι' αυτό όλα τα όργανα μέτρησης του καιρού μετρούν τι συμβαίνει σε αυτό ακριβώς το στρώμα.
Τι μετράμε στον καιρό;
Ο καιρός δεν είναι ένα μόνο πράγμα, αλλά ένας συνδυασμός πολλών στοιχείων που αλλάζουν συνέχεια. Για να τον περιγράψουμε σωστά, πρέπει να μετρήσουμε ξεχωριστά το καθένα από αυτά:
- τη θερμοκρασία του αέρα (πόσο ζεστός ή κρύος είναι),
- τη βροχή (πόσο νερό πέφτει),
- τον άνεμο (πόσο δυνατά φυσάει και από πού),
- την πίεση του αέρα,
- την υγρασία (πόσους υδρατμούς περιέχει ο αέρας),
- και την ηλιοφάνεια (πόση ώρα λάμπει ο Ήλιος).
Για κάθε ένα από αυτά τα στοιχεία υπάρχει και ένα ξεχωριστό όργανο. Ας τα γνωρίσουμε ένα προς ένα.
Το θερμόμετρο 🌡️
Το θερμόμετρο είναι το όργανο με το οποίο μετράμε τη θερμοκρασία του αέρα. Είναι ίσως το πιο γνωστό όργανο του καιρού, αφού παρόμοιο χρησιμοποιούμε και στο σπίτι όταν έχουμε πυρετό.
Η θερμοκρασία μετριέται σε βαθμούς Κελσίου, με σύμβολο . Για παράδειγμα, μια ζεστή καλοκαιρινή μέρα στην Κύπρο μπορεί να έχουμε , ενώ ένα κρύο χειμωνιάτικο πρωινό μπορεί η θερμοκρασία να πέσει κοντά στους .
Στους μετεωρολογικούς σταθμούς δεν υπάρχει ένα μόνο θερμόμετρο. Χρησιμοποιούνται συνήθως:
- το θερμόμετρο μέγιστων θερμοκρασιών, που καταγράφει την πιο υψηλή θερμοκρασία της ημέρας, και
- το θερμόμετρο ελάχιστων θερμοκρασιών, που καταγράφει την πιο χαμηλή θερμοκρασία.
Έτσι, οι μετεωρολόγοι ξέρουν όχι μόνο πόση είναι η θερμοκρασία τώρα, αλλά και πόσο ανέβηκε και πόσο κατέβηκε μέσα στο εικοσιτετράωρο.
Η θερμοκρασία και η θερμότητα δεν είναι το ίδιο πράγμα.
- Η θερμοκρασία είναι η μέτρηση του πόσο θερμό ή ψυχρό είναι ένα σώμα.
- Η θερμότητα είναι η ενέργεια που μεταφέρεται μεταξύ σωμάτων με διαφορετικές θερμοκρασίες (από ένα θερμό σώμα σε ένα ψυχρότερο).
Με πιο απλά λόγια: το θερμόμετρο μετρά τη θερμοκρασία, όχι τη θερμότητα.
Το βροχόμετρο 🌧️
Το βροχόμετρο μετρά πόση βροχή έπεσε σε έναν τόπο μέσα σε ένα ορισμένο χρονικό διάστημα (συνήθως μέσα σε μία ημέρα). Πρόκειται δηλαδή για το όργανο που μετρά το κατακρήμνισμα με τη μορφή βροχής.
Η βροχή μετριέται σε χιλιοστά, με σύμβολο . Όταν λέμε ότι έπεσαν βροχής, εννοούμε ότι, αν το νερό δεν έφευγε πουθενά, θα σχημάτιζε ένα στρώμα πάχους πάνω στο έδαφος.
Το βροχόμετρο μοιάζει με ένα δοχείο με ένα χωνί στο πάνω μέρος, το οποίο συγκεντρώνει το νερό της βροχής ώστε να μετρηθεί με ακρίβεια η ποσότητά του.
Το ανεμόμετρο 💨
Το ανεμόμετρο μετρά την ταχύτητα του ανέμου, δηλαδή πόσο δυνατά φυσάει. Θυμήσου ότι ο άνεμος είναι ο αέρας που μετακινείται οριζόντια από τον έναν τόπο στον άλλο.
Η ταχύτητα του ανέμου μετριέται σε χιλιόμετρα την ώρα, με σύμβολο . Ένα ελαφρύ αεράκι μπορεί να έχει ταχύτητα λίγων , ενώ ένας πολύ δυνατός άνεμος μπορεί να ξεπεράσει τα .
Το ανεμόμετρο έχει συνήθως τρία ή τέσσερα μικρά κύπελλα (κουταλάκια) στερεωμένα σε έναν άξονα. Όταν φυσάει, ο άνεμος σπρώχνει τα κύπελλα και τα κάνει να περιστρέφονται: όσο πιο γρήγορα γυρίζουν, τόσο πιο δυνατός είναι ο άνεμος.
Ο ανεμοδείκτης 🧭
Ο ανεμοδείκτης δεν μας λέει πόσο δυνατά φυσάει, αλλά από ποια κατεύθυνση φυσάει ο άνεμος. Δηλαδή, μας δείχνει αν ο άνεμος έρχεται από τον Βορρά, τον Νότο, την Ανατολή ή τη Δύση.
Είναι ένα βέλος που μπορεί να περιστρέφεται ελεύθερα. Όταν φυσάει, ο άνεμος γυρίζει το βέλος έτσι ώστε αυτό να δείχνει προς την κατεύθυνση από την οποία έρχεται ο άνεμος. Συνήθως ο ανεμοδείκτης συνοδεύεται από ενδείξεις των σημείων του ορίζοντα (Βορράς, Νότος, Ανατολή, Δύση), για να διαβάζουμε εύκολα την κατεύθυνση.
Οι άνεμοι παίρνουν το όνομά τους από την κατεύθυνση από την οποία φυσούν, και όχι προς την οποία πηγαίνουν. Έτσι, «βόρειος άνεμος» είναι ο άνεμος που έρχεται από τον Βορρά. Ο ανεμοδείκτης και το ανεμόμετρο δουλεύουν σαν ομάδα: το ένα μας λέει πόσο δυνατά φυσάει και το άλλο από πού.
Το βαρόμετρο
Το βαρόμετρο μετρά την πίεση του αέρα, δηλαδή το «βάρος» της ατμόσφαιρας που πιέζει προς τα κάτω σε κάθε σημείο της Γης. Παρόλο που δεν το νιώθουμε, ο αέρας έχει βάρος και πιέζει συνέχεια πάνω μας και πάνω σε ό,τι μας περιβάλλει.
Η πίεση του αέρα μετριέται σε εκτοπασκάλ, με σύμβολο . Το βαρόμετρο είναι πολύ σημαντικό όργανο, γιατί οι αλλαγές στην πίεση του αέρα προμηνύουν αλλαγές στον καιρό: γι' αυτό οι μετεωρολόγοι το παρακολουθούν με μεγάλη προσοχή.
Το υγρόμετρο
Το υγρόμετρο μετρά την υγρασία του αέρα, δηλαδή πόσους υδρατμούς περιέχει ο αέρας. Όταν ο αέρας έχει πολλή υγρασία, νιώθουμε τον καιρό «βαρύ» και αποπνικτικό, ενώ όταν έχει λίγη υγρασία, ο αέρας είναι ξηρός.
Η υγρασία εκφράζεται συνήθως ως ποσοστό () και μας δείχνει πόσο κοντά είναι ο αέρας στο να «γεμίσει» με υδρατμούς. Η μέτρηση της υγρασίας μας βοηθά να καταλάβουμε αν είναι πιθανό να σχηματιστεί ομίχλη, δροσιά ή σύννεφα.
Ο μετρητής ηλιοφάνειας ☀️
Ο μετρητής ηλιοφάνειας καταγράφει για πόσες ώρες μέσα στην ημέρα έλαμψε ο Ήλιος χωρίς να τον κρύβουν τα σύννεφα. Η ηλιοφάνεια μετριέται δηλαδή σε ώρες. Είναι μια χρήσιμη μέτρηση, γιατί ο Ήλιος είναι η βασική αιτία της θέρμανσης του αέρα και, τελικά, της δημιουργίας του καιρού.
Συγκεντρωτικός πίνακας των οργάνων του καιρού
Ας συγκεντρώσουμε τώρα όλα όσα μάθαμε σε έναν πίνακα, ώστε να τα θυμάσαι εύκολα:
| Όργανο | Τι μετρά | Μονάδα μέτρησης |
|---|---|---|
| Θερμόμετρο 🌡️ | Τη θερμοκρασία του αέρα | Βαθμοί Κελσίου |
| Βροχόμετρο 🌧️ | Την ποσότητα της βροχής | Χιλιοστά |
| Ανεμόμετρο 💨 | Την ταχύτητα του ανέμου | Χιλιόμετρα την ώρα |
| Ανεμοδείκτης 🧭 | Την κατεύθυνση του ανέμου | Σημεία ορίζοντα (Β, Ν, Α, Δ) |
| Βαρόμετρο | Την πίεση του αέρα | Εκτοπασκάλ |
| Υγρόμετρο | Την υγρασία του αέρα | Ποσοστό |
| Μετρητής ηλιοφάνειας ☀️ | Τη διάρκεια της ηλιοφάνειας | Ώρες |
Ο μετεωρολογικός σταθμός
Όλα αυτά τα όργανα δεν βρίσκονται σκόρπια το ένα εδώ και το άλλο εκεί. Είναι συγκεντρωμένα και τοποθετημένα με προσοχή σε έναν ειδικό χώρο που ονομάζεται μετεωρολογικός σταθμός. Ένας τέτοιος σταθμός λειτουργεί, για παράδειγμα, στην περιοχή του Ακάμα στην Κύπρο.
Για να είναι σωστές και αξιόπιστες οι μετρήσεις, ο μετεωρολογικός σταθμός πρέπει:
- να βρίσκεται σε ανοικτό χώρο, ώστε τίποτε να μην εμποδίζει τον άνεμο, τη βροχή ή τον Ήλιο, και
- να είναι μακριά από οποιοδήποτε κτήριο, γιατί τα κτήρια αλλάζουν την κίνηση του αέρα και τη θερμοκρασία γύρω τους και θα «χάλαγαν» τις μετρήσεις.
Τα θερμόμετρα του μετεωρολογικού σταθμού δεν αφήνονται εκτεθειμένα στον ανοιχτό αέρα. Τοποθετούνται μέσα σε ένα ειδικό ξύλινο κουτί, γνωστό ως «Stevenson Screen» (κλωβός του Stevenson). Το κουτί αυτό:
- προστατεύει τα θερμόμετρα από τον παγετό και από τις ακτίνες του Ήλιου, αλλά
- επιτρέπει στον αέρα να περνά ελεύθερα ανάμεσά τους.
Έτσι τα θερμόμετρα καταγράφουν τη σωστή θερμοκρασία του αέρα και όχι τη θερμοκρασία που θα είχαν αν τα χτυπούσε απευθείας ο Ήλιος.
Χάρη στους μετεωρολογικούς σταθμούς και στα όργανά τους, οι επιστήμονες μπορούν να συγκρίνουν τις μετρήσεις πολλών ημερών, μηνών και χρόνων. Αυτό δεν τους βοηθά μόνο να μας πουν τι καιρό θα κάνει αύριο, αλλά και να παρακολουθούν πώς αλλάζει το κλίμα ενός τόπου με το πέρασμα του χρόνου. 📈