Ilm

Ilma põhjustajad

Ilma mõjutavad Maa eri piirkondade temperatuuri ja niiskuse erinevused. Need erinevused on põhjustatud näiteks sellest, millise nurga all (kui kõrgel horisondist) päike paistab (see oleneb laiuskraadist). Kuna planeedi Maa telg on oma orbiidi tasapinna suhtes kaldu, siis langeb päikesevalgust Maa pooluste poole lähenevatesse piirkondadesse erineval määral. Mida kaugemal troopilisest vööndist, seda väiksem on päikesekiirguse kaldenurk, ning seda vähem saavad need paigad soojust. Sama põhjusei vahelduvad ka aastaajad t. Suured õhutemperatuuri erinevused polaaralade ja troopiliste alade õhuvoolude vahel põhjustavad jugavoole. Keskmiste laiuskraadide ilmasüsteemid (näiteks troopilised ülitsüklonid) on põhjustatud jugavoolude ebastabiilsusest. Troopilised ilmanähtused nagu mussoonid ja laiapõhjalised äikesetormid tekivad teistsuguste protsesside mõjul.
Ilmast (pilvisus ja sademed) sõltuv päikesekiirguse ebaühtlane jaotumine põhjustab Maa piirkondade ebaühtlase soojendamine. Selgel päeval on päikesekiirgust rohkem ning siis on ka õhutemperatuur kõrgem. Kõrguse suurenedes muutub õhk jahedamaks, mis on sõltuv õhutemperatuuri vertikaalsest gradiendist (temperatuuri muutus iga 100 m kõrguse suurenemise kohta). Lokaalselt võivad temperatuurierinevused sõltuda aluspinna (veekogud, metsad, jääkate või inimtekkelised objektid) erinevatest füüsilistest omadustest (peegelduvus, konarlikus või soojusmahtuvus). Näiteks maapind soojeneb päikesepaistelisel suvepäeval kiiremini kui veepind.
Pinnatemperatuuri erinevused põhjustavad omakorda õhutiheduse erinevusi. Maapinna kohal soojenenud õhk paisub ning selle õhutihedus väheneb .  Selle tulemusena hakkab kergem õhk tõusma, kõrgemal olev jahedam õhk aga laskuma, tekkinud tsirkulatsiooni tõttu tekib tuul, mille liikumine on maa kerajast kujust põhjustatud Coriolisi ilmingu tõttu spiraalne.Formeerunud lihtsamad süsteemid võivad emergentsetena põhjustada keerukamaid ilmasüsteme ja -nähtusi. Näiteks Hadley vertikaalne tsirkulatsioon või väiksema ulatusega rannikubriisid.

Ilmaennustamine

Sünoptika ehk ilmaennustamine on meteoroloogia osa. Inimesed on püüdnud ilma ennustada juba aegade algusest, kuid formaalselt võib ilmaennustuste alguseks pidada 19. sajandit.  Ilmaennustamiseks on vajalik koguda hulk andmeid atmosfääri olukorra kohta ning tunda atmosfääriprotsesside seaduspärasusi.
Atmosfäär on kaootilises liikumises süsteem, seega väikesed muutused süsteemi ühes osas võivad mõjutada süsteemi terviklikult. Seetõttu on keeruline ennustada ilma rohkem kui paar päeva ette. Samas töötavad ilmateadlased pidevalt selle nimel, et seda piiri nihutada. Ilmaennustajad peavad praegu võimatuks saavutada vähegi kasutatavaid igapäevaseid ennustusi rohkem kui 10 päeva ette.
Kui varem said ilmaennustajad toetuda vaid õhurõhu muutusele, valitsevale pilvkatte ja tuule suuna jälgimisele, siis nüüd kasutatakse ilma prognoosimisel arvutiteid ilma numbriliseks mudeleerimiseks. Parima prognoosmudeli valimiseks on siiski vajalik inimene, kellel on oskus tunda ära ilmamustreid ning seoseid erinevate nähtuste vahel, teadmised mudeli toimimisest ja selle kõrvalekalletest. Atmosfääri kaootiline iseloom, atmosfääri kirjeldavate võrrandite lahendamiseks kuluv mahukas arvutusjõudlus, võimalikud vead algolukorra mõõtmises ja puudulikud teadmised atmosfääriprotsessidest tähendavad seda, et prognoosid muutuvad järjest ebatäpsemaks mida pikemaks venib aeg hetkeolukorra ja prognoositava tulevikuhetke vahel. Erinevate mudelite ja teadmiste kasutamine aitab veavõimalusi vähendada ning valida välja kõige tõenäolisem prognoos.
Igapäevaselt vajavad inimesed ilmaennustusi, et otsustada, kuidas riietuda või millal kas ja kuhu minna. 
Ilmaennustused on eriti olulised äärmuslike ilmaolude puhul. Õigeaegsed eelhoiatused aitavad kaitsta elusid ja vara. Õhutemperatuuri ja sademete prognoos on oluline näiteks põllumajanduses, transpordis, jne.
Läbi ajaloo on inimesed üritanud ilma mõjutada, ning on tõendusmaterjali selle kohta, et inimtegevus (põllumajandus, tööstus) on ilmamustreid tahtmatult muutnud.
Uurides teiste planeetide atmosfääri, on saadud rohkem teavet ilma muutuste põhjustest Maal. Kuulus päikesesüsteemi maamärk, Jupiteri Suur Punane Laik on antitsükloni torm, mis on kestnud vähemalt 300 aastat.

Äärmuslik ilm

Planeedil Maa esinevad keskmised õhutemperatuurid aasta jooksul langevad vahemikku ±40 °C. Maa erinevate kliimatingimustega piirkondades võivad esineda ka kõrgemad või madalamad õhutemperatuurid. Ametlik maailma külmim mõõdetud õhutemperatuur on −89,2 °C (Antarktikas Vostoki polaarjaamas 21. juulil 1983). Kuumim mõõdetud õhutemperatuur on 57,7 °C t (Liibüas Al 'Aziziyahis 13. septembril 1922). Kõrgeim aastane keskmine õhutemperatuur oli 34,4 °C Etioopias Dallolis. Madalaim aasta keskmine õhutemperatuur oli −55,1 °C (Antarktikas Vostoki polaarjaamas). Madalaim aasta keskmine õhutemperatuur inimasustusega piirkonnas oli Kanadas Eurekas (−19,7 °C).

Mõju inimestele

Ilm on otseselt mõjutanud inimkonna ajalugu. Ilm on sekkunud ajaloolistesse sündmustesse ning kliimamuutused on põhjustanud rahvarändeid (näiteks kõrbestumine Lähis-Idas ning jääajal liustikest tekkinud ühendusteede tekkimine), ekstreemsed ilmasündmused on põhjustanud tagasihoidlikumaid inimeste liikumisi ühest piirkonnast teise. 1281. aastal päästis Kamikaze taifuun Jaapani mongolite invasiooni eest. Prantsuse nõuded Florida asjus said lõpu kui 1565. aastal hävitas orkaan prantsuse laevastiku, võimaldades Hispaanial vallutada Fort Caroline'i. Orkaan Katrina laastamistöö tõttu oli 1 miljonit inimest sunnitud lahkuma oma kodust ning asuma elama mujale üle terve USA, see oli suurim populatsiooni ümberpaigutumine Ameerika Ühendriikide ajaloos.
Väike jääaeg põhjustas Euroopas ikaldust ning näljahäda. 1690. aastatel oli Prantsusmaal suurim näljahäda keskajast saati. Soomes suri 1696–1697 näljahäda tagajärjel üks kolmandik elanikkonnast.
Ilm avaldab mõju üksikindiviidide füüsilisele ja vaimsele tervisele. Külma ja kuiva õhku on seostatud migreenidega ning astma ja artriidivalude ägenemisega. Suremus tõuseb kuumalainete ajal rohkem kui väga külmadel perioodidel, eriti ägenevad südameveresoonkonna haigused. Külm ilm on lisaks otsesele mõjule (alajahtumine, gripp, kopsupõletik) seotud inimese terviseprobleemidega ka kaudselt (libedaga kukkumised, avariid, õnnetused, tulekahjud).
Pikad pimedad talved mõjutavad inimeste meeleolu ning võivad kaasa aidata depressiooni tekkimisele. Tuul kannab edasi saastet ning allergeene, mõjutades hingamisteede haigustega inimesi, näiteks astmaatikuid.