Vær

thumb|right|Tordenvær på Madeira. thumb|250px|Hagl thumb|right|Vind kan gjøre store skader. Vær omfatter alle de forskjellige kortvarige fenomenene som opptrer i atmosfæren til et himmellegeme. De mest vanlige fenomenene på Jorden inkluderer vind, tordenvær, regn, sludd, hagl og snø, som opptrer i troposfæren eller de lavere delene av atmosfæren. Været drives av forskjeller i energien fra solen. Fordi sollys treffer jorden med varierende vinkel blir forskjellige steder oppvarmet i varierende grad. Dette forårsaker temperaturforskjeller som fører til global vind og indirekte også alle andre værfenomen. Direkte årsaker til vær er variasjoner i temperatur, fuktighet, atmosfærisk trykk, skydekke, vind og høyde. Alle bortsett fra høyde er påvirket, i varierende grad, av forskjeller i oppvarming.

Kilder til været thumb|right|Det er solens stråler som skaper vær. Været kan endre seg mye fra dag til dag, og blir registrert av meteorologer som målinger av lufttrykk, temperatur, fuktighet, skydekke, vind og nedbør. Kilden til at disse faktorene endrer seg er solen. Det at jorden er kuleformet og har forskjellig fordeling av landmasser og hav, fører til at jorden blir varmet opp svært ujevnt. Ekvatorområdene får mye mer solinnstråling enn polområdene, fordi solen står høyere på himmelen over ekvator. Atmosfæren er slik at den hele tiden prøver å komme i likevekt, og det vil si at atmosfæren prøver å jevne ut temperaturforskjellen som oppstår på grunn av den ujevne solinnstrålingen ved å føre varm luft mot polene og kald luft mot ekvator.

Den intense oppvarmingen nær ekvator får denne luften til å stige. Luften stiger helt til den når toppen av troposfæren. Luftlagene over troposfæren (i stratosfæren) er svært stabile og hindrer videre stigning. Den stigende luften begynner å bre seg ut horisontalt i retning polene, men temperaturen i denne høyden er derimot svært kald, og luften blir gradvis avkjølt. Den avkjølte luften begynner å synke igjen når den har nådd 25-35° nord eller sør. Dette storskala strømmønsteret på hver side av ekvator kalles hadleyceller. Flere slike atmosfæriske celler er med på å føre energi fra ekvator mot polene og på den måten utjevne temperaturforskjellene. På grunn av jordrotasjonen og corioliskraften den medfører blir disse storskala luftstrømmene bøyd av i tillegg til at de blir bremset ved friksjon mot overflaten. Dette fører til komplekse strømningsmønstre og virvler vi kjenner igjen som høytrykk og lavtrykk, som igjen fører til værforandringer på bakken.

Fordi jordaksen heller, vil solinnstrålingen variere på forskjellige tider av året. I juni heller den nordlige halvkule mot solen, og får derfor mer solstråling enn i desember da den nordlige halvkule vender vekk fra solen. Denne effekten skaper årstider. Presesjon i en planetbane rundt solen vil påvirke hvor mye solenergi planeten vil motta på et gitt tidspunkt i løpet av året og påvirke klimaet på planeten.

Værets komponenter Følgende avsnitt dekker de viktigste tilstandene i atmosfæren som utgjør vær.

Stråling

Den elektromagnetiske strålingen fra solen, solstrålingen, omtales innen meteorologien som kortbølget stråling og har på jordoverflaten en bølgelengde i intervallet 0,29-3 µm. Den sammenlagte solstrålingen, direkte eller diffus, som treffer en flate, kalles globalstråling og kan måles med en såkalt pyranometer. Variasjoner i solstrålingens intensitet avhenger blant annet på skydekke og solstrålenes vinkel mot jordoverflaten på det aktuelle stedet og på den aktuelle tiden.

Også jorden stråler og gir opphav til såkalt terrest stråling, som i hovedsak er stråling med bølgelengder i intervallet 3-100 µm. Det finnes også en innkommende stråling i samme frekvensområde. Dette området benevnes i meteorologien som langbølget stråling og måles med et såkalt pyrgeometer. Den langbølgete strålingen varierer ikke mellom dag og natt eller mellom ulike årstider. Derimot forekommer det en variasjon avhengig av skydekke, der tett skydekke gir høyere langbølget stråling sammenlignet med klart vær.

Stråling er ekstremt viktig for menneskeheten i mange aspekter. For eksempel er energien vi får gjennom solstrålingen en forutsetning for fotosyntesen samt for det lyset som den gir, som gjør at vi kan oppfatte omgivelsene våre.

Temperatur

thumb|right|Temperatur måles med et termometer. Atmosfærens temperatur (på jorden: lufttemperaturen) er ett av de mest studerte og omtalte værfenomenene. Temperatur er et mål på bevegelsen i molekylene og den styres i stor grad av solstrålingen. Vår opplevelse av varme og kulde avhenger riktignok ikke bare på temperaturen, men også av vindens avkjølingseffekt samt stråling og luftfuktighet.

Foruten solstråling varierer temperaturen med høyde over havet. På større høyder er lufttrykket lavere, noe som fører til fallende temperatur. På den andre siden kan det også være kaldere i dalsøkk, noe som skyldes at den tyngre kaldere luften "renner ned" og samles i søkket. En annen faktor som påvirker temperaturen er nærheten til hav, som har en utjevnende effekt på temperaturen. Også vinden kan påvirke temperaturen ved at den kan forflytte kald eller varm luft.

Trykk

Trykket i atmosfæren (på jorden: lufttrykket) er tyngden per overflateenhet av de gasser som finnes i den tenkte søylen ovenfor flaten. Trykket måles med et barometer og innen meteorologien anvendes vanligvis enheten hPa. Gjennomsnitts lufttrykk på jorden ved havnivå er 1013,2 hPa. Trykket minker med høyden over havet ettersom mengden av luft over minker. Lufttrykket er riktignok ikke konstant ved en viss høyde over havet, men avhenger i stor grad av forekomsten av høytrykksområder og lavtrykksområder som dannes ved oppvarming av atmosfæren fra solstrålingen.

Vind thumb|right|Mennesker har utnyttet vinden i lange tider. Her en vindmølle i Sønderho, Fanø, Danmark.

Vind er storskala bevegelser i atmosfæren. Vinder skapes av horisontale forskjeller i atmosfærisk trykk og kan bevege seg i alle retninger - horisontalt, vertikalt og i virvler. På jorden har områdetypiske og årlig tilbakevendende vinder av spesiell karakter ofte blitt gitt spesielle navn, som for eksempel harmattan, monsun og scirocco. Vindhastigheten måles med et anemometer og angis vanligvis i meter per sekund (m/s). Vindstyrke måler vindens effekter snarere enn den aktuelle vindhastigheten og kan benevnes etter Beauforts skala. Vindretning måles med en vindfløy. Enkel vindmåling kan også foregå ved hjelp av en vindpølse som raskt gir en oppfatning av vindhastighet og vindretning.

Vinden har en utjevnende innvirkning på både trykk og temperatur. Vinden er interessant for muligheten til å utvinne energi fra vindkraften gjennom for eksempel vindmøller og vindkraftverk. Kraftige vinder kan være ødeleggende gjennom stormer, orkaner og intensive virvelvinder, såkalte tornadoer.

Fuktighet

Fuktighet er et mål på mengden eller andelen vanndamp som finnes i atmosfæren. Fuktigheten kan angis enten som absolutt eller relativ fuktighet. Absolutt fuktighet angir den faktiske mengden vanndamp i for eksempel g/m3. Relativ fuktighet oppgir andelen vanndamp i forhold til den maksimalt mulige dampmengden ved aktuell temperatur, i prosent. Den maksimale mengden vanndamp som luften kan inneholde (100 % relativ luftfuktighet) avhenger av temperaturen. For eksempel er det ved +14 ℃ 12 g/m3 mens det ved +24 ℃ er 22 g/m3. For å måle fuktigheten benyttes et hygrometer eller et psykrometer.

På jorden dannes luftfuktigheten gjennom direkte fordampning fra blant annet vannansamlinger, is og bakken. Dette kalles evaporasjon. Planter avgir også vanndamp gjennom transpirasjon.

Skyer

Skyer er observerbare ansamlinger av svært små vanndråper eller iskrystaller i jordens (eller et annet himmellegemes atmosfære. Tåke er skyer som når jordoverflaten og der sikten er mindre enn 1 kilometer. Er sikten mellom 1 kilometer og 1 mil omtales det i stedet som dis.

Skyer kan forekomme i mange ulike former og til og med farger. Meteorologer klassifiserer skyer ut fra høyde og utseende.

Skydekket er interessant for oss mennesker da det begrenser solstrålingen på bakken og iblant fører til nedbør. Tåke har alltid utgjort problemer for mennesker i trafikken både til sjøs og på land.

Nedbør thumb|right|Ved lave temperaturer kan fuktighet i luften krystalliseres på bakken og gjenstander, såkalt rimfrost.

Nedbør er en meteorologisk samlebenevnelse for ulike former for materie som faller fra himmelen. På jorden er det først og fremst nedfall av vann som forekommer. Vannedbør forekommer blant annet i form av regn, snø og hagl. Ofte angis mengden nedbør i millimeter, noe som da viser til hvor høyt vannet (i flytende form) skulle nå over bakken dersom det ikke ble absorbert av overflaten. 1 millimeter nedbør er det samme som 1 liter/m². For at nedbør skal dannes kreves luftfuktighet, kondensasjonskjerner og avkøling. Tre viktige typer av nedbør er orografisk nedbør, frontal nedbør og konvektiv nedbør.

På andre planeter forekommer nedbør av annen materie enn vann. For eksempel tror man at det regner metan på Titan.Space.com: 'Titanic' Discovery: Earth-like Weather & Methane Rain

Nedbøren på jorden har avgjørende innflytelse på alt levande da den har stor betydning for tilgangen til vann. Samtidig som regn iblant kan redde en avling, kan den en annen gang være helt ødeleggende. Å forutsi nedbør og tekniske hjelpemiddel for å styre vanntilgang har blitt svært viktig.

Tordenvær

Torden er lyden fra lyn som er elektriske utladninger i atmosfæren. Disse elektriske utladningene avgir mye varme i brøkdeler av et sekund. Denne varmen gjør at luftens molekyler settes i bevegelse. Dette opplever vi som den karakteristiske lyden av torden. Tordenvær forekommer ofte i forbindelse med cumulonimbusskyer.

Lyn kan føre til branner og kan ved direkte treff være dødelig for mennesker.

Optiske fenomener

Blant lysfenomenene i været finnes blant annet regnbue, isblink, Sankt Elms ild, halofenomen og fata morgana.

Klima

Klima er i praksis gjennomsnittsværet i et område på jorden. Meteorologiske variabler som gjennomsnittlig nedbør i løpet av en måned og daglige maksimums- og minimumstemperaturer over en tidsperiode er noen av variablene som forteller hva slags klima som kan forventes innenfor et område. I tillegg består klima også i hvor ofte det kan forventes visse værsituasjoner og ekstremverdier (for eksempel største målte nedbørsmengde). For å få et klimatisk bilde over et område trengs som oftest målinger i en periode på minst 30 år. Jo lengre måleperioder man har, jo bedre oversikt over klimaet vil man få. Parametere som måles er blant annet temperatur, nedbør, fuktighet, soltimer, skydekke, vindstyrke, maksimale vindkast og solstråling.

På samme måte som været endrer seg fra dag til dag, endrer også klimaet seg, men over mye lengre tidsrom. Historiske nedtegnelser kan gi en pekepinn på hvordan klimaet har endret seg enkelte steder, men det er også andre metoder som gjør at vi kan si noe om det generelle klimaet på jorda langt tilbake i tid. Tolkninger av årringer, koraller og prøver fra permanente isbreer viser at klimaet har forandret seg og det fins mange teorier som prøver å forklare disse endringene.

Forsking på klimaet de siste 20-30 åra har også vist at vi mennesker har en betydelig innvirkning på klimaet, særlig ved å slippe ut gasser som påvirker de atmosfæriske forholdene. Det blir i dag forsket mye på hvordan klimaet kommer til å endre seg de neste hundre årene, og forskerne er langt fra enige om hvilke endringer som kommer og hvor mye av endringene som eventuelt er menneskeskapte og hvor mye som er naturlige klimaendringer. Det er i dag likevel stort sett enighet om at den globale temperaturen (gjennomsnittstemperaturen for hele jorden) øker, og vil komme til å øke i lang tid framover, og at menneskene har en stor del av skylden for dette.

Værvarsling

thumb|right|En målestasjon for måling av værvariabler.