אפיק:

שקע מוארך  – אזור מוארך של לחץ אויר נמוך מהסביבה שלו.

לרוב נהוג לדבר על מונח של “ציר האפיק” שהוא קו המחלק את האפיק, וחוצה את האיזוברים כמו ערוץ של נחל באנלוגיה לטופוגרפיה. בכל נקודה בציר, יש 3 כיווני עליה, וכיון ירידה אחד.
לרוב אפיקים שכיחים באזורים מסוימים יקבלו את שם האזור למשל אפיק ים סוף – שקע מוערך מעל סודן שנמשך לאורך ים סוף.
אפיק פרסי – מעל המפרץ הפרסי , וכן הלאה.
נדבר עליהם בהרחבה בכתבה 3.

להלן דוגמה של אפיק ים סוף

אפיק ים סוף עם ציר (מסומן בשחור) ממזרח לישראל

מפת רום:

כפי שהוסבר לגבי מפה סינופטית, נהוג לבחון את מפת הרום בעת מתן תחזית לאזור מסוים. המפה נקראת גם מפת ה-500, היות והיא מתייחסת למפלס בו הלחץ mbar 500, בערך מחצית הלחץ על הקרקע, שמתקיים בגובה של כ 5640 מטר מעל פני הים.
נמצא כי אזורי לחץ גובה או נמוך  במפלס זה, בעלי השפעה ניכרת על מזג האויר, והרבה מאוד תהליכים חשובים ניתן לנתח לפי מפה זו.
בשביל לסבך קצת יותר, נהוג להסתכל על מפת גבהים ולא לחץ, כלומר מפה המראה את הגובה בו צפוי לחץ של 500 [mbar]. נקרא גם גובה גיאופוטנציאל.
כך שאם הגובה המוצג גבוה, זה מעיד על לחץ גבוה (עמודת האויר בלחץ mbar 500 עלתה גבוה) ואם הגובה נמוך, זה מעיד על לחץ נמוך (עמודת האויר ירדה מטה כי הלחץ שלה נמוך מהסביבה שלה).

מפת מפלס mbar 500 המציגה רוחות (צבעים) אך גם קוים שווי לחץ המציגים באיזה גובה צפוי לחץ של 500 [mbar]. ראו למשל את מרכז השקע שסימנתי באדום – הגובה של לחץ 500  מתקבל ב-5471 מטר, שהוא גובה נמוך מהגובה הסטנדרטי למפלס 500 (שהוא 5640 מטר) ולכן זהו שקע.
ניתן גם להתרשם שהרוחות בגובה, לרוב חזקות בהרבה מהרוחות בקרקע.

אינוורסיה:

שכבה באטמוספירה בה ככל שעולים הטמפ עולה ולא יורדת.

בשכבת הטרופוספרה, במצב נורמאלי, ככל שעולים בגובה האוויר קר יותר (היות והוא רחוק יותר מהקרקע המתחממת ע”י השמש)
עם זאת גושי אויר מקבלים חום או מאבדים חום סמבפר תהליכים שונים, ולכן יתכן מצב באטמספירה בו יגיע אויר חם יותר מעל אויר קר. מצב זה נקרא “אינוורסיה”  ונבין את חשיבותו בהמשך.
חשוב להבין שהאינוורסיה לא קבועה, אלא משתנה בין יום ליום, ואפילו בין שעה לשעה, וגם עובייה אינו קבוע.

נקודה מהותית בעניין האינוורסיה – היא חוסמת עליית אוויר מעליה, היות ואוויר לא יעלה מעל אויר חם ממנו (היות ואוויר חם ממנו למעשה קל ממנו, כי צפיפותו נמוכה יותר)
ישנם מקרים חריגים שבהם אויר מאולץ לפרוץ את שכבת האינוורסיה בשל אינרציה או דחיפה, אך מקרים אלו יותר נדירים.

אי לכך, בימים של אינוורסיה ניתן האובך, האבק והלחות (ואפילו גלים אלקטרוממגנטיים בתדירות מסוימת) נקלעים בין הקרקע לשכבה זו, כך שמתחת לאינוורסיה, לח, אביך וראות לא טובה, ומעליה אוויר יבש וראות מצוינת.

דוגמה לפרופיל אינוורסיה – הקו האדום מציין טמפרטורה.
בחלק התחתון יורדת עם עלייה בגובה, לאחר מכן עולה (הק זז ימינה)
ולאחר מכן שוב יורדת במגמה סטנדרטית

מקור : https://cleanairplan.ca/blog/2019/01/11/inversions/

דוגמה לאינוורסיה ברורה כפי שצולמה מהחרמון. ניתן לראות את האובך בשכבה התחתונה, והראות הטובה למעלה.
ניתן לראות שמספר עננים בדדים הצליחו “לפרוץ” את מחסום האינוורסיה ועלו טיפה מעל, אך רוב הלחות גם קלואה למטה.
נדבר על תהליכים אלו בהמשך.

מודל:

מודל הוא מונח גנרי המתאר אוסף של משוואות מתמטיות שנועדו לדמות (למדל) את הפיסיקה של תהליכי מזג האוויר. המודל למעשה מחלק את כדור הארץ לשכבות של תאים (ברזולוציה בהתאם למודל כמוסבר בהמשך) מתעדכן מנותנים ממדידים שונים, ומבצע חישוב של הנתונים החזויים במדרגת הזמן הבאה. מודלים אלו פותחו במשך שנים, וממשיכים להתפתח, כשנכנסות עוד משוואות שמתארות תהליכים מסוימים בטבע נכון יותר, או שמבוצעים תיקונים ושיפורים.

ריצה של המודל – למעשה זהו תהליך שקורה 2-4 פעמים ביום, תלוי במודל, והוא בעצם ביצוע החישוב של כל המשוואות, כשמכניסים את התוצאה הקודמת כנקודת פתיחה, בתוספת עדכוני מדידה (מדי רוח, מדי לחץ, מדי טמפרטורה, מדי לחות וכו שמפוזרים בכל העולם). בסיום ה”ריצה” מתקבל הפתרון העדכני – אלו בעצם נקודות שבכל אחת יש טמפ’ חזויה, לחץ חזוי, רוח חזויה, לחות חזויה וכו’.
לרוב למודל מצטרף מספר, למשל – WRF9. המספר מייצג את הרזולוציה של המודל. במקרה הזה 9, המשמעות שלו שכל נקודה בסיום ריצת המודל היא עבור 9 קמ”ר. GFS27 למשל הוא מודל ברזולוציה נמוכה יותר, שנותן פתרון שתקף בכל נקודה ל 27 קמ”ר.
יש לזכור שהמודל גם פותר את המשוואות עבור כל שכבת הטרופספירה (ראו בהמשך), כלומר לפחות עבור גובה-15 ק”מ מפני השטח.
רזולוציה גבוה יותר, דורשת כוח חישוב חזק יותר – היום בהרצות המודלים משתמשים במחשבי העל מהחזקים ביותר בעולם.

כעקרון רזולוציה גבוהה יותר (מספר נמוך יותר בשם המודל) מייצרת חיזוי מדוייק יותר, היות ויש התחשבות טובה יותר במאפייני כל תא שטח קטן, אך יש לזכור שברזולוציות מאוד גבוהות (כגון 1 קמ”ר למשל) עלולות להופיע בעיות או שגיאות גדולות בשל משקול לא מיטבי בין השפעות שונות.

ישנם מודלים עולמיים שרצים על כל נקודה ונקודה בכדור הארץ, כגון GFS ,ECMWF, ICON, וישנם מודלים שמפותחים עבור אזורים גאוגרפים קטנים יותר, ומכילים התחשבות ביותר פרמטרים ומשוואות, מאשר המודלים הגלובאליים, כדוגמת – WRF או COSMO.
מודלים אלו חייבים לקבל את נתוני ההצבה לפני כל ריצה מהמודלים העולמיים, היות ומזג האויר בכל נקודה בכדור הארץ מושפע ממזג האוויר הגלובאלי, כך שלמעשה ריצה של WRF9 למשל, מתחילה מקבלת הנתונים של ריצת GFS27.

המודלים הגלובליים מצוינים בזיהוי השפעות גדולות, וחיזוי ארוך טווח כגון שקע רום שמתחיל באירופה ומגיע אלינו כעבור כשבוע, ואילו המודלים האזוריים יספקו התחשבות באלמנטים מקומיים יותר כגון בריזה, טופוגרפיה ברזולוציה גבוה יותר, קונווקציה וכו’.

מודלים חשובים:

GFS = Global Forecast System

המוכר לכולנו מאפליקציית – windguru. זהו מודל כלל עולמי שרץ קבוע, בפיתוח אמריקאי.
ממדל לא רע לאזורנו, אך ברזולוציה נמוכה, וללא התחשבות בתופעות מקומיות עליהם נלמד בהמשך (בריזה, אפקט ונטורי וכו’).
נוהגים לקרוא לו גם ה”אמריקאי”.
בשימוש נרחב באפליקציית Windguru, וגם ב-WINDY (לא ברירת המחדל)

ECMWF = European Centre for Medium-Range Weather Forecasts
הינו התאחדות של מספר רב של מדינות לטובת ביצוע חישובים עולמיים ומודל רב עוצמה, ברמת דיוק גבוהה. אני מוצא לרוב כי מודל זה מדייק יפה בתהליכים הסינופטיים באזורנו.
מוכר גם בשם “האירופאי”.
התצוגה הזמינה יותר היא בברירת המחדל של ה-WINDY

WRF = WEATHER RESEARCH AND FORECASTING

מודל מקומי שמבוצע עבור אזורים גאוגרפים ספתיפיים ולא כלל עולמיים, אך מאפשר חישובים מדוייקים יותר הודות למידול תהליכים פיסקליים מתקדמים, וכן קבלת נתוני משוב מסנסורים בזמן אמת בקצב גבוה וברזולוציה גבוהה לרוב.
לרוב ניתן לראות ישומים ברזולוציה של 4-9 קמ”ר, ובאתר OPENSKIRON לאחרונה גם הרצה של 1 קמ”ר.
מודל מאוד חשוב ב-WindGuru, וכן באתר OPENSKIRON  בו מבוצעות הרצות ברזולוציה גבוה מאוד 1-4 קמ”ר ע”י דיויד גל היקר.

COSMO = Consortium for Small-scale Modeling

מודל חדש יחסית, המיועד גם הוא לאזורים קטנים, אך מבוצע בו חישוב מדוייק יותר של הפסיקה בין שכבות האטמוספרה, היות והוא לא מניח קירובים של מודלי הידרוסטטיים בין שכבות האטמוספרה, כפי שמבוצע במודלים אחרים.
בנוסף, ההרצה שלו מבוצעת ברזולוציה גבוהה של 1-3 קמ”ר.
מודל זה מבצע שימוש נרחב בשירות המטאורולוגי הישראלי, ואני לפחות מוצא אותו מדויק מאוד בנושא חיזוי גשם, ואף רוחות בקרקע בישראל.

מכ”מ:

“מגלה כיוון מרחק” הינו שם כללי למערכת אלקטרונית שמשתמשת בשידור קרינה אלקטרומגנטית שלאחר שפגעה באויבקט מסויים, משנה את תכונותיה (תדר, כיוון וכו’) וחוזרת למכשיר, שיודע לתרגם את השינויים למרחק, ו/או מהירות האוביקט.

אותנו יעניין בעיקר מכ”מ הגשם, ככלי חשוב לזיהוי המצב הסינופטי, כפי שנלמד בהמשך. מכ”מ הגשם משתמש בקירנה ובאפקט דופלר לחישוב מהירות זרמים אנכיים בעננים, ולפי מהירות הזרמים מעריך את כמות הגשם שהענן מייצר.

חשוב להבין שבשונה ממודל ש”מעריך” מה היה, מכ”מ (ולווין כמוסבר בהמשך) קוראים את התמונה בפועל.

דוגמה לתמונת מכ”מ של השירות המטאורולוגי הישראלי
ככל שהמכ”ם זיהה מהירות אנכים חזקה יותר בתוך הענן (זרמים יורדים) הענן ככל הנראה מוציא גשם רב יותר

לווין:

שם כללי למערכות המקיפות את כדור הארץ או נעות יחד איתו – תלוי במרחקם.
לרוב לווין משמש לתקשורת, אך אותנו מעניין לווין מזג האויר שיכול לצלם מהגובה שטח רחב, ולקבל תמונת עננות וטמפ’ בזמן אמת.

שימוש בלווין חשוב כדי להבין האם המערכת שהמודל חזה במיקומה האמיתי או שהיא במיקום אחר ?  היכן צפויה עננות מפותחת ? וכו’

תמונת לווין שבה רואים את מרכז השקע בים בין סוריה לקפריסין
(סימנתי ב-L) זה המיקום האמיתי של השקע!!! כי זו תמונה שצולמה מהחלל

המיקום החזוי של מרכז השקע (נקודה כחולה) לפי המודל – ביבשה בחופי סוריה

אטמוספירה:

מעטפת הגזים העוטפת את כדור הארץ, ונמשכת אליו בשל כוח הכבידה שלו.
אויר אמנם נחשב כ”קל” אך הוא בעל מסה משמעותית.

אמנם האטמוספרה משתרעת על פני רוחב של כ 10,000 ק”מ, אך רוב תהליכי מזג האויר המעניינים אותנו מתרחשים ב-12-16 ק”מ הקרובים לקרקע – שכבת הטרופוספרה סביב קו המשווה היא עבה יותר – כ-16 ק”מ, וסביב הקטבים כ-10-12 ק”מ.

בשכבה זו, הטמפ’ יורדת עם העלייה בגובה.

תיאור של שכבות האטמוספרה. השכבה שמענינת אותנו, ובה מתקיימים הרוב המוחלט של תהליכי מזג האויר היא השכבה הראשונה – הטרופוספרה עד גובה של כ—16-12 ק”מ

מקור: https://scied.ucar.edu

טמפרטורה:

לכאורה מושג פשוט, אך בשל חשיבותו הרבה לתהליכי מזג האויר, מוצא לנכון לרענן – מבחינה פיזיקלית הטמפרטורה היא גודל המבטא את “רמת התנועה” של חלקיקי החומר ומהווה מדד לאנרגיה הקינטית הממוצעת של החלקיקים.
מכאן, שחימום אויר למשל יגרום לחלקיקים לנוע מהר יותר, ולכן האויר נוטה להתפשט יותר. במצב זה הצפיפות שלו קטנה יותר (הוא הופך להיות קל יותר, לאותה יחידת נפח). נושא זה חשוב מאוד להבנה, כי אויר חם יותר מסביבתו, שואף להתפשט, והתפשטות זו יכולה לקרות רק כלפי מעלה (כלפי מטה חסום מהקרקע, ובצדדים יש אויר “צפוף יותר” בלחץ גבוה יותר.

לכן באופן פשטני (ולא מדויק ב-100%) ניתן לומר שחימום האוויר, מוריד את לחץ האוויר מעל אותו איזור.

מסקנה זו חשובה מאוד לכל המשך הבנת תהליכי מזג האוויר.

גרדיאנט לחץ מקסימלי:

הכיוון בו הפרש הלחצים הגדול ביותר.
הגרדיאנט יתקבל באזור בו קוי האיזוברים במפה הסינופטית הכי צפופים.
הרוח תהיה הכי חזקה באזור זה, אך תנועתה לא בהכרח בכיוון זה, היות ועל הרוח פועלים כוחות נוספים כמו שנראה בפרק 2.

בקו כתום מסומן אזור עם הגרדיאנט הכי חזק במפה (הקוים הכי צפופים)
כיוון הרוח לא בדיוק בכיוון זה – הסבר בפרק 2.

כוח קוריוליס:

כוח מדומה (לא כוח אמיתי שפועל, אלא מורגש רק עבור צופה במערכת הצירים שלו, כשהוא מתבונן על מערכת אחרת – במקרה הזה אדם שנמצא על פני כדור הארץ ומתבונן ברוח שאינה מקובעת לכדור הארץ)  הפועל בעת שקיים אלמנט סיבוב בין הצופה לבין המערכת בפועל הכוח גורם לסטייה של תנועת האוויר (הרוח) על פני כדור הארץ כתלות בכיוון הסיבוב.

סרטון מצוין להסבר כוח קוריליוס בלחיצה על התמונה:

דוגמה להשפעת כוח קוריוליס הנובע מסיבוב קרוסלה:

שני אנשים מסתובבים בקרוסלה – כל עוד לא נעים התנועה של הכדור צפויה (מתמסרים בקו ישר)
כשהקרוסלה מסתובבת ואחד האנשים זורק את הכדור לחברו – הינו מצפים שהכדור ינוע בקו ישר וחברו יתפוס.

הכדור באמת נע בקו ישר – אבל בקו ישר ביחס לבמה!!  כי בזמן שהוא נע באויר, הוא כבר מנותק מהסיבוב של הקרוסלה (למעט הכוח הראשוני שקיבל בהתחלה). לכן תנועת הכדור היא בעיקול.

כשכדור הארץ מסתובב, אנחנו מסתובבים איתו, אך האויר מנותק מתנועה זו (לא לחלוטין, כי קיים חיכוך ואינרציה, אבל לטובת ההסבר זה מספק).

לכן, אם נניח שיש רוח שנעה מהקוטב הצפוני לנקודה באוקיינוס האטלנטי, בשל סיבוב כדור הארץ, אם הרוח תנועה בקו ישר, בפועל היא בעצם תגיע למרכז יבשת דרום אמריקה (ראו תמונה למטה)

דוגמה נוספת להשפעת כוח קורילויס – נניח שיש רמה בקוטב הצפוני, ושקע ליד אמריקה הדרומית (מסומן כ-target)
הינו מצפים שתנועת הרוח תהיה בקו ישר. בפועל, בגלל שכדור הארץ מסתובב, הרוח צפויה להגיע מערבה משם (מרכז יבשת דרום אמריקה)
מקור – https://abyss.uoregon.edu/~js/glossary/coriolis_effect.html

חשוב שוב להדגיש – מבחינת הרוח היא נעה בקו ישר, אבל מבחינת הצופה (אדם העומד ל כדור הארץ ומסתובב יחד איתו) הרוח נעה בעיקול ימינה.

כוח קוריליס למעשה גורם לרוח לנוע במעגל סביב שקע או רמה.

בחצי הכדור הצפוני – נגד כיוון השעון סביב שקע, ועם כיוון השעון סביב רמה.

בחצי הכדור הדרומי – עם כיון השעון סביב שקע, ונגד כיוון השעון סביב רמה.

תאור סכמתי של שקע בהשפעת תנועת סיבוב כדור הארץ – בחצי הכדור הצפוני, מסתובב נגד כיוון השעון, ובחצי הכדור הדרומי עם כיוון השעון מקור: https://lmateotomlinson.wixsite.com/geosummary/single-post/2015/11/17/The-Coriolis-Effect

לתנועה הזו השפעה עצומה על משטר הרוחות, כפי שנראה בפרק הבא בסדרת הכתבות מטראלוגיה לגולשים.