Barometrinen paine on voima, joka kohdistuu maapallon pintaan sen yläpuolella olevan ilmamassan vaikutuksesta. Paineen määrä missä tahansa paikassa maapallon pinnalla on yhteydessä lämpötilaan, korkeuteen ja painovoimaan. Lämpimämpi ilma on vähemmän tiheää kuin kylmempi ilma. Kylmemmillä ilmamassoilla on korkeampi paine ja lämpimillä ilmamassoilla matalampi paine. Auringon säteily lämmittää ilmakehää enemmän päiväntasaajan lähellä ja vähemmän navoilla. Ilmakehän kierto on seurausta tämän lämpenemisen epätasapainon lieventämisestä, ja sitä mutkistaa entisestään maapallon pyöriminen.
Pohjoisella pallonpuoliskolla matalapainejärjestelmän ympärillä olevat tuulet pyörivät vastapäivään; korkeapainejärjestelmässä tuulet pyörivät myötäpäivään (eteläisellä pallonpuoliskolla tämä on päinvastoin). Nämä painejärjestelmät ovat yksi suurimmista sääennustemalleihin vaikuttavista tekijöistä.
Suuri osa sääennusteisiin menevästä datasta tulee satelliiteista, mutta satelliitit eivät voi mitata painetta suoraan. Mallintekijät joutuvat sen sijaan turvautumaan pienten ajelehtivien poijujen mittauksiin, jotka tarjoavat vain vähän paikannuskontrollia. Saildrone-miehittämättömät pinta-alukset (USV) tallentavat paikan päällä meteorologisia ja valtamerihavaintoja, kuten tuulen nopeutta ja suuntaa, kosteutta, meren ja ilman lämpötilaa, klorofylliä, aaltojen korkeutta ja suuntaa – ja tietysti ilmanpainetta.
Saildronien tietoja käytetään ymmärtämään paremmin valtamerten ekosysteemissä tapahtuvia muutoksia, validoimaan muita näytteenottoalustoja ja parantamaan sääennusteita. Saildrone Forecast -sovellus iOS:lle on ensimmäinen säätyökalu, joka integroi purjehdusluotainten keräämät tiedot erittäin korkean resoluution ennusteisiin, ja se sisältää nyt myös globaalin ilmanpaineen karttapeittona.
Kuka tahansa, joka on joskus katsonut säätiedotusta paikallisuutisista, on ainakin satunnaisesti tutustunut barometriseen paineeseen (jota joskus kutsutaan myös ilmakehän paineeksi tai yksinkertaisesti ilmanpaineeksi). Meteorologit viittaavat usein korkeapainejärjestelmiin, jotka viittaavat kauniiseen säähän, ja matalapainejärjestelmiin, jotka voivat asuinpaikasta riippuen merkitä ukkosmyrskyjä, lumimyrskyjä, hurrikaaneja tai tornadoja.
Aurinkosäteily lämmittää maapalloa; osa tästä lämmöstä siirtyy sitten ilmakehään. Valtameret, jotka peittävät 72 % maapallon pinnasta, imevät suurimman osan planeetalle saapuvasta auringon säteilystä, ja merivirrat auttavat myös jakamaan lämpöä lämpimämmistä tropiikeista napa-alueille (valtameri ja ilmakehä tekevät kumpikin noin puolet tästä työstä). Ilmanpaine-erot voivat voimistua, kun ilma liikkuu lämpimämpien ja viileämpien merialueiden tai maa- ja valtameren rajojen yli. Suurin osa maanpäällisistä sateista johtuu valtameren yläpuolella oleviin ilmamassoihin kulkeutuvasta kosteudesta. Lämpötilan, tuulten ja virtausten lisäksi ilmanpaine vaikuttaa siihen, kuinka paljon kaasua pintavesi pystyy pitämään sisällään, ja sitä käytetään myös laskettaessa hiilidioksidin osapaineita ilmakehässä ja pintameressä.
Yleisin barometrisen paineen mittaamiseen käytetty laite on aneroidibarometri, joka koostuu pienestä, ilmatiiviistä laatikosta, joka puristuu tai taipuu ilmanpaineen noustessa ja laskiessa liikuttaen neulaa helppolukuista asteikkoa pitkin. Valtameressä Global Drifter Program (GDP) -ohjelmassa käytetään pinta-ajoluotainta, pieniä pyöreitä palloja, jotka on kiinnitetty riippuköyteen ja varustettu lämpömittarilla ja ilmapuntarilla. Kun laitteet on sijoitettu, ne ajelehtivat merivirtojen mukana ja tallentavat lämpötilaa, painetta ja sijaintia noin 18 kuukauden ajan (antureita käyttävien D-kennoisten paristojen keskimääräinen käyttöikä), ennen kuin ne joutuvat mereen.
Saildrone USV -aluksissa on vakioanturipaketin osana kapasitiivinen absoluuttinen paineanturi, jossa käytetään kahden jäykän levyn väliin sijoitettua ohutta metallipalaa. Ilmanpaineen muuttuessa levy muuttaa muotoaan, jolloin kapasitanssi kasvaa tai pienenee, mikä muunnetaan mitattavaksi sähköiseksi signaaliksi. Saildronet toimivat tuuli- ja aurinkoenergialla ja liikkuvat itsenäisesti määrättyjen reittipisteiden mukaan. Ne voidaan laukaista ja noutaa mistä tahansa laiturista, ja ne on suunniteltu suorittamaan useita tehtäviä vaikeimmissakin meriolosuhteissa.
Saildrone Forecast visualisoi ilmanpaineen isobaarina – kartalle piirrettyinä viivoina, jotka yhdistävät samanpaineisia pisteitä. Painearvot ilmoitetaan isobaarissa millibaareina; keskimääräinen paine merenpinnan tasolla on 1013,25 millibaaria. Isobaarit ovat käyttökelpoisia, kun halutaan paikantaa voimakkaat painegradientit (jotka ovat tunnistettavissa isobaarien tiiviistä pakkautumisesta). Suuremmat painegradientit viittaavat voimakkaisiin tuuliin, kun taas pienemmät, asteittaisemmat gradientit viittaavat kevyempiin tuuliin.
Ilmanpaineen päällekkäisyys sijaitsee kerrospaneelissa, ja sitä voidaan tarkastella minkä tahansa muun karttakerroksen kanssa – kokeile kytkeä se päälle Tuuli-kerroksen päälle saadaksesi visuaalisen selityksen siitä, miten painegradientit osoittavat tuulen voimakkuuden. (Huomautus: Ilmanpaine näkyy parhaiten pienennettynä; jos karttaa zoomataan liian lähelle, isobaarigradientit eivät ehkä näy). Siirrä lämpötilakerroksessa pyyhkäisintä edestakaisin tai toista aikasilmukka ja seuraa, miten paineen muutokset vaikuttavat alueesi säähän. Kun olet valinnut Pilvikerroksen ja Ilmanpaineen päällekkäisyyden, voit seurata, miten merestä alkunsa saava sää kantautuu maalle.
Sovelluksen viimeaikaisiin päivityksiin kuuluu myös pilvikerroksen parannettu renderöinti korkeamman resoluution tietojen avulla sekä parannetut tuuli- ja virtausnuolet. Optimoitu mallien sisäänottojärjestelmä esittää uudet ennustetiedot sovelluksessa nopeammin.
Lataa Saildrone Forecast ilmaiseksi App Storesta iPhonelle ja iPadille. Kysymyksiä? Lue Saildrone Forecastin usein kysytyt kysymykset. Kuten aina, otamme mielellämme vastaan palautetta, kun jatkamme sääennustekokemuksen uudistamista.