Pressure system

A pressure system is a peak or lull in the sea level pressure distribution, a feature of synoptic-scale weather. The surface pressure at sea level varies minimally, with the lowest value measured 87 kilopascals (26 inHg) and the highest recorded 108.57 kilopascals (32.06 inHg). High- and low-pressure systems evolve due to interactions of temperature differentials in the atmosphere, temperature differences between the atmosphere and water within oceans and lakes, the influence of upper-level disturbances, as well as the amount of solar heating or radiationized cooling an area receives. Pressure systems cause weather to be experienced locally. Low-pressure systems are associated with clouds and precipitation that minimize temperature changes throughout the day, whereas high-pressure systems normally associate with dry weather and mostly clear skies with larger diurnal temperature changes due to greater radiation at night and greater sunshine during the day. Pressure systems are analyzed by those in the field of meteorology within surface weather maps.

A low-pressure area is a region where the atmospheric pressure at sea level is below that of surrounding locations. Low-pressure systems form under areas of wind divergence that occur in the upper levels of the troposphere.^[1] The formation process of a low-pressure area is known as cyclogenesis.^[2] Within the field of atmospheric dynamics, areas of wind divergence aloft occur in two areas:

• On the east side of upper troughs, which form half of a Rossby wave within the Westerlies (a trough with large wavelength, which extends through the troposphere).
• Ahead of embedded shortwave troughs, which have smaller wavelengths.

Diverging winds aloft ahead of these troughs cause atmospheric lift within the troposphere below, which lowers surface pressures as upward motion partially counteracts the force of gravity.^[3]

تتشكل المنخفضات الحرارية نتيجة التسخين الموضعي الناجم عن زيادة سطوع الشمس فوق الصحاري وغيرها من الكتل الأرضية. ولأن كثافة الهواء الدافئ في هذه المناطق أقل من كثافة الهواء المحيط بها، يرتفع هذا الهواء الدافئ، مما يُخفض الضغط الجوي بالقرب من تلك المنطقة من سطح الأرض. [ ^{4 ] تُساهم} المنخفضات الحرارية واسعة النطاق فوق القارات في تكوين تدرجات ضغط تُحرك دورات الرياح الموسمية . ^{[ 5 ]} كما يُمكن أن تتشكل مناطق الضغط المنخفض نتيجة نشاط العواصف الرعدية المنظمة فوق المياه الدافئة. ^{[ 6 ]} وعندما يحدث هذا فوق المناطق المدارية بالتزامن مع منطقة التقارب بين المدارين ، يُعرف باسم منخفض الرياح الموسمية . ^{[ 7 ]} تصل منخفضات الرياح الموسمية إلى أقصى امتدادها الشمالي في أغسطس، وإلى أقصى امتدادها الجنوبي في فبراير. ^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]} وعندما يكتسب منخفض الحمل الحراري دورانًا واضحًا في المناطق المدارية، يُطلق عليه اسم إعصار مداري . ^{[ 6 ]} يمكن أن تتشكل الأعاصير المدارية خلال أي شهر من شهور السنة على مستوى العالم، ولكنها قد تحدث في نصف الكرة الشمالي أو نصف الكرة الجنوبي خلال شهر نوفمبر. ^{[ 11 ]}

يؤدي الرفع الجوي الناتج عن تقارب الرياح المنخفضة في منطقة الضغط المنخفض السطحي إلى تكوّن السحب وربما هطول الأمطار . ^{[ 12 ]} تعمل سماء منطقة الضغط المنخفض الملبدة بالغيوم على تقليل التباين اليومي في درجات الحرارة . ولأن السحب تعكس ضوء الشمس ، فإن الإشعاع الشمسي قصير الموجة الوارد يكون أقل، مما يؤدي إلى انخفاض درجات الحرارة خلال النهار. أما في الليل، فإن تأثير امتصاص السحب للإشعاع طويل الموجة الصادر ، مثل الطاقة الحرارية من سطح الأرض، يسمح بانخفاض درجات الحرارة اليومية بشكل أكبر في جميع الفصول. وكلما كانت منطقة الضغط المنخفض أقوى، كانت الرياح أقوى في محيطها. ^{[ 13 ]} في جميع أنحاء العالم، تتواجد أنظمة الضغط المنخفض في أغلب الأحيان فوق هضبة التبت وفي الجانب المحمي من جبال روكي . ^{[ 14 ]} في أوروبا، وخاصة في المملكة المتحدة وهولندا ، تُعرف أنظمة الطقس ذات الضغط المنخفض المتكررة عادةً باسم المنخفضات الجوية. كان أدنى ضغط جوي غير إعصاري مسجل 870 هيكتوباسكال (26 بوصة زئبقية) ، وقد حدث في غرب المحيط الهادئ أثناء إعصار تيب في 12 أكتوبر 1979. ^{[ 15 ]} 

ترتبط أنظمة الضغط المرتفع عادةً برياح خفيفة على سطح الأرض وهبوط في الجزء السفلي من طبقة التروبوسفير . وبشكل عام، يؤدي الهبوط إلى جفاف الكتلة الهوائية عن طريق التسخين الأديباتي أو الانضغاطي. ^{[ 17 ]} ولذلك، عادةً ما يجلب الضغط المرتفع سماءً صافية. ^{[ 18 ]} خلال النهار، ونظرًا لعدم وجود غيوم تعكس ضوء الشمس، تزداد كمية الإشعاع الشمسي قصير الموجة الوارد ، مما يؤدي إلى ارتفاع درجات الحرارة. أما في الليل، فإن غياب الغيوم يعني عدم امتصاص الإشعاع طويل الموجة الصادر (أي الطاقة الحرارية من سطح الأرض)، مما يؤدي إلى انخفاض درجات الحرارة الصغرى خلال النهار في جميع الفصول. عندما تخف الرياح السطحية، يمكن أن يؤدي الهبوط الناتج مباشرةً تحت نظام الضغط المرتفع إلى تراكم الجسيمات في المناطق الحضرية أسفل منطقة الضغط المرتفع، مما يؤدي إلى انتشار الضباب . ^{[ 19 ]} وإذا ارتفعت الرطوبة النسبية في الطبقات السفلى من الغلاف الجوي إلى حوالي 100% خلال الليل، فقد يتشكل الضباب . ^{[ 20 ]}

ترتبط أنظمة الضغط العالي القوية، وإن كانت منخفضة الارتفاع، والتي تتحرك من خطوط العرض العليا إلى خطوط العرض الدنيا في نصف الكرة الشمالي، بكتل هوائية قطبية قارية. ^{[ 21 ]} يمكن أن يؤدي الانقلاب الحراري الحاد والمنخفض إلى ظهور مناطق من السحب الطبقية المستمرة ، والمعروفة شعبياً باسم "الضباب المضاد للإعصار". يعتمد نوع الطقس الناتج عن الضغط الجوي المرتفع على منشئه. على سبيل المثال، قد تؤدي امتدادات الضغط الجوي المرتفع فوق جزر الأزور إلى ظهور الضباب المضاد للإعصار خلال فصل الشتاء، حيث تسخن قاعدتها وتحبس الرطوبة أثناء تحركها فوق المحيطات الدافئة. أما أنظمة الضغط العالي التي تتشكل شمالاً وتمتد جنوباً، فغالباً ما تجلب طقساً صافياً. ويعود ذلك إلى تبريد قاعدتها (بدلاً من تسخينها)، مما يساعد على منع تشكل السحب. أعلى ضغط جوي تم تسجيله على الإطلاق على الأرض هو 1085.7 هيكتوباسكال (32.06 بوصة زئبقية) تم قياسه في تونسونتسينجيل، منغوليا في 19 ديسمبر 2001. ^{[ 22 ]} 

تحليل الطقس السطحي هو نوع من خرائط الطقس التي تُظهر مواقع مناطق الضغط المرتفع والمنخفض ، بالإضافة إلى أنواع مختلفة من الأنظمة واسعة النطاق مثل الجبهات الهوائية . ويمكن رسم خطوط تساوي درجة الحرارة على هذه الخرائط. تُرسَم خطوط تساوي درجة الحرارة عادةً كخطوط متصلة ضمن نطاق حراري محدد. ^{[ 23 ]} تُظهر هذه الخطوط تدرجات درجة الحرارة، مما يُفيد في تحديد الجبهات الهوائية التي تقع على الجانب الدافئ من تدرجات درجة الحرارة الكبيرة. ومن خلال رسم خط التجمد، يُمكن استخدام خطوط تساوي درجة الحرارة لتحديد نوع الهطول. كما تُحلَّل أنظمة الحمل الحراري متوسطة النطاق ، مثل الأعاصير المدارية وحدود التدفق الخارجي وخطوط العواصف الرعدية ، في تحليلات الطقس السطحي.

يُجرى تحليل خطوط تساوي الضغط على هذه الخرائط، ويتضمن ذلك إنشاء خطوط تساوي متوسط ​​ضغط مستوى سطح البحر . تشير الخطوط المغلقة الأقرب إلى مواقع القيم القصوى والدنيا النسبية في مجال الضغط. تُسمى القيم الدنيا مناطق الضغط المنخفض، وتُسمى القيم القصوى مناطق الضغط المرتفع . يُرمز لمنطقة الضغط المرتفع عادةً بالحرف H ، ولمنطقة الضغط المنخفض بالحرف L. تُرسَم أحيانًا مناطق الضغط المنخفض الممتدة، أو المنخفضات، بخطوط بنية سميكة متقطعة على طول محور المنخفض. ^{[ 24 ]} تُستخدم خطوط تساوي الضغط عادةً لتحديد حدود السطح من خطوط العرض الرئيسية باتجاه القطب، بينما تُستخدم تحليلات خطوط الانسياب في المناطق الاستوائية. ^{[ 25 ]} تحليل خطوط الانسياب عبارة عن سلسلة من الأسهم الموازية للرياح، تُظهر حركة الرياح ضمن منطقة جغرافية محددة. تُشير الأسهم C إلى التدفق الإعصاري أو المناطق المحتملة للضغط المنخفض، بينما تُشير الأسهم As إلى التدفق المضاد للإعصار أو المواقع المحتملة لمناطق الضغط المرتفع. ^{[ 26 ]} تُظهر منطقة خطوط التدفق المتداخلة موقع خطوط القص داخل المناطق المدارية وشبه المدارية. ^{[ 27 ]}