Meteorologia - skydive białystok
advertisement
Meteorologia Atmosfera ziemska Temperatura Ciśnienie Wiatr Chmury Fronty atmosferyczne Prognoza Meteorologia Meteorologia jest nauką zaliczaną do nauk geofizycznych, a przedmiotem jej badań jest budowa, właściwości oraz procesy zachodzące w atmosferze ziemskiej. Sam termin jest pochodzenia greckiego (meteoros- zjawisko atmosferyczne lub niebieskie, „unoszące się w powietrzu” i logosnauka, wiedza). Meteorologia dzieli się na kilka dyscyplin, zajmujących się badaniem poszczególnych rodzajów procesów atmosferycznych. Główne gałęzie tej nauki to: synoptyka, aktynometria, aerologia, optyka atmosferyczna, meteorologia dynamiczna, elektryczność atmosferyczna. Wykonywanie skoków spadochronowych, w dużym stopniu zależy od pogody czyli chwilowego stanu atmosfery. Posiadając wiedzę z zakresu meteorologii, można zaplanować i przewidzieć, jaką działalność można prowadzić w danym dniu, czy też tygodniu. Wiedza ta, wsparta przez informacje dostarczane przez służbę meteorologiczną, może posłużyć do określenia charakteru zjawisk atmosferycznych, ich położenia i rozmiaru, tym samym w znacznym stopniu zwiększyć bezpieczeństwo lotów i skoków. Atmosfera ziemska Atmosfera ziemska jest powłoką gazu otaczającego kulę ziemską. W skład tego gazu, zwanego powietrzem, wchodzą głównie tlen i azot, wyodrębniono także wiele innych składników, w tym w powietrzu atmosferycznym istnieje pewna ilość różnorodnych zanieczyszczeń pyłowych i gazowych. Niezwykle ważnym składnikiem atmosfery, jest para wodna. Występuje ona w ilościach niestałych, wynoszących najczęściej 1 do 4%. Atmosfera rozpoczyna się bezpośrednio na powierzchni planety, i sięga, jak przyjęto, do wysokości 2000 km . Skład powietrza jest stały do wysokości 20 km. Powyżej tej granicy następują pewne zmiany, lecz do wysokości 100 km są one bardzo nieznaczne. Skład atmosfery Nazwa gazu Azot Tlen Argon Dwutlenek węgla Neon Hel Krypton Ksenon Wodór Ozon Symbol N2 O2 Ar CO2 Ne He Kr Xe H2 O3 Zawartość w % 78, 09 20,95 0,93 0,03 0,0018 0,0005 0,0001 0,000008 0,0005 0,000005 Atmosferę możemy podzielić na pięć warstw. Są to tzw. „sfery”, charakteryzujące się pewnymi swoistymi własnościami nie występującymi w innych warstwach. Pomiędzy poszczególnymi sferami znajdują się warstwy przejściowe, zwane „pauzami” jak np. tropopauza, stratopzauza. Podział atmosfery Warstwa atmosfery Troposfera Stratosfera Mezosfera Termosfera Egzosfera Wysokość do ok.11km 11- 50km 50-90 km 90-800km 800- 2000km Prawie wszystkie zjawiska atmosferyczne zachodzą w najniższej warstwie atmosfery tj. troposferze, dlatego zajmiemy się jej szczegółowym omówieniem. Troposfera zalega od powierzchni ziemi do wysokości, na której ustaje spadek temperatury wynoszący 0,6° na każde 100 metrów wysokości. Troposfera dzieli się na dwie warstwy: warstwę tarciową do 1500 m i atmosferę swobodną powyżej 1500 m. W troposferze powstają chmury, opady i burze, a także zawarta jest w niej prawie cała para wodna. Dzięki swojemu składowi gazowemu umożliwia rozwój i życie roślin oraz zwierząt, w tym również ludzi. Wobec tego, że troposfera zalega w bezpośrednim kontakcie z powierzchnią ziemi, wszelkie zjawiska w niej zachodzące, wynikają z tego kontaktu. Również powierzchnia ziemi ma duży wpływ na masy powietrza np. temperaturę, wiatr itp. Podział atmosfery Temperatura Temperatura powietrza ma ścisły związek z porą roku, podłożem, nad którym zalega dana masa powietrza oraz wysokością, nasłonecznieniem, wilgotnością itp. Temperatura powietrza obniża się wraz ze wzrostem wysokości. Zjawisko to nazwano pionowym gradientem temperatury i określa się go w ° C na 100 m. Przyjmuje się, że temperatura powietrza spada średnio 0,6° na 100 m. W dolnej części troposfery może nastąpić przejściowy wzrost temperatury, czyli inwersja, której często towarzyszy zjawisko izotermii- utrzymywania się stałej temperatury. Oba omówione zjawiska występują w dolnych partiach troposfery na wysokości 300 - 700 m. Ciśnienie Ciśnienie atmosferyczne to siła jaką wywiera powietrze na powierzchnię ziemi. Wartość ciśnienia wynosząca średnio 1033 G/cm² ulega ciągłym niewielkim zmianom, co pociąga za sobą zmiany składu i cech atmosferycznych. W praktyce ciśnienie atmosferyczne mierzone jest w mm Hg, w milibarach (mb) lub w paskalach (Pa). 1 milibar= 1000 dyc/cm². Milibar i mm Hg mają się do siebie, jak 1 : 0,75, czyli 1000 mb = 750 mm Hg. 1 mb = 0,1 kPa (kilopaskal). Ciśnienie atmosferyczne spada wraz ze wzrostem wysokości. Jest to związane z rozrzedzaniem się powietrza w górnych warstwach atmosfery. W dolnych warstwach atmosfery ciśnienie nie jest jednakowe. Linie łączące na mapie punkty o jednakowym ciśnieniu atmosferycznym nazywamy izobarami; informują one o rozkładzie ciśnienia. Obszar o obniżonym ciśnieniu nazywamy niżem (cyklonem), wewnątrz niego ciśnienie spada ku centrum, a ruch powietrza odbywają się spiralnie w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, do środka niżu. Obszar o podwyższonym ciśnieniu nazywamy wyżem (antycyklonem), wewnątrz niego ciśnienie rośnie ku centrum, a ruch powietrza odbywają się spiralnie w kierunku zgodnym do ruchu wskazówek zegara, od środka niżu. Obszarem niskiego ciśnienia jest również tzw. zatoka niżowa, czyli wydłużona część niżu. Obszarem wysokiego ciśnienia jest klin wyżowy, czyli wyciągniętą częścią wyżu. Obszarem przejściowym między dwoma krzyżującymi się niżami i wyżami jest tzw. siodło baryczne. Wiatr Wiatrem nazywamy poziome przemieszczanie się powietrza z obszarów o podwyższonym ciśnieniu nad obszary o niższym ciśnieniu. Ten poziomy ruch powietrza spowodowany jest nierównomiernym rozkładem ciśnienia. Prędkość wiatru określa się w metrach na sekundę lub kilometrach na godzinę. Aby przeliczyć prędkość wiatru z m/s na km/h należy pomnożyć liczbę m/s przez 3,6 i odwrotnie np.: 5 m/s x 3,6 = 18 km/h 40 km/h: 3,6 = 11,11 m/s Zasadnicze parametry charakteryzujące wiatr to jego siła i kierunek. Siła wiatru głównie zależy od różnicy ciśnienia na danym obszarze. Jednak w warstwie przyziemnej przemieszczające się masy powietrza napotykają różnorodne przeszkody, powodujące czasami duże zróżnicowanie siły i kierunku wiatru. Najbardziej przyczyniają się do tego formy ukształtowania terenu, zwłaszcza rozległe łańcuchy górskie, ale w warunkach lotniska i przyległego do niego terenu takie zmiany mogą być powodowane nawet przez budynki oraz wysoki drzewostan. Wiatr towarzyszy zmianom pogody, nadchodzącym frontom atmosferycznym, burzom. Ale może występować również lokalnie, jak np. wiatry termiczne, związane z występowaniem prądów termicznych. Powstają wtedy gdy ogrzane powietrze unosi się do góry, a powstająca w ten sposób „dziura” zasysa powietrze z najbliższej okolicy. Wiatry termiczne występują przy ziemi, są zmienne, krótkotrwałe, mają niewielki zasięg, ale często mogą być bardzo silne. Lokalnym wiatrem jest np. halny wiejący w górach, morska bryza. Chmury Obecność pary wodnej w powietrzu atmosferycznym ma decydujący wpływ na stan pogody. Naturalnie nie widoczna, w przypadku osiągnięcia stanu przesycenia, łatwo ulega kondensacji, czyli skropleniu, stając się widoczna w postaci białego obłoku. Zjawisko kondensacji może nastąpić, w przypadku oziębienia powietrza zawierającego parę wodną (temperatura powietrza musi spaść do temperatury punktu rosy, czyli do temperatury, gdy para wodna ulega skropleniu) lub przy jej zetknięciu z tzw. „jądrami kondensacji”- drobinami zanieczyszczeń pyłowych unoszących się w atmosferze. Znaczna część produktów kondensacji pary wodnej zawieszona jest w powietrzu, na różnych wysokościach; jeżeli występują na wysokości przekraczającej 300 metrów, noszą nazwę chmur, jeżeli poniżej, noszą nazwę mgły. Chmury podzielono na cztery rodziny i dziesięć rodzajów. Każdy rodzaj ma symbol wywodzący się z języka łacińskiego i nazwę. Podział chmur Rodzina Chmury wysokie Chmury średnie Chmury niskie Nazwa Średnia wysokość Rodzaj Symbol Cirrus Ci pierzaste 6000 Cirrostratus Cs warstwowe pierzaste 6000 Cirrocumulus Cc kłębiaste pierzaste 6000 Altocumulus Ac średnie kłębiaste 2000 polska podstawa wierzchołek granica pojawienie się ich zwiastuje zmianę pogody na gorszą troposfery 6000 Altostratus As średnie warstwowe 2000 6000 opady sięgające powierzchni Ziemi, mają charakter ciągły i występują w postaci deszczu lub śniegu; opady występują także w postaci smug poniżej podstawy chmur, w ciepłej porze roku niekiedy wyparowując przed osiągnięciem powierzchni Ziemi Stratocumulus Sc kłębiaste warstwowe 600 2000 słabe opady deszczu, śniegu lub krup śnieżnych Stratus St niskie warstwowe 300 600 opad w postaci mżawki, a w zimie śniegu ziarnistego lub słupków lodowych Nimbostratus Ns warstwowe deszczowe 300 600 ciągłe opady deszczu lub śniegu 2500 rzadkie opady powstające z tych chmur mają charakter przelotny, dość często cechuje je duże natężenie 8000 opady mają charakter przelotny i zazwyczaj cechuje je duże natężenie; z tym rodzajem chmur są związane opady gradu i burze Chmury pionowe Charakterystyka Cumulus Cumulonimbus Cu Cb kłębiaste kłębiaste deszczowe 800 300 Podczas skraplania pary wodnej tworzą się na powierzchni ziemi: rosa, szadź i szron oraz gołoledź, a w swobodnej atmosferze powstaje zamglenie i mgła. Przyjmuje się, że mgły występują wówczas, gdy widoczność pozioma nie przekracza 1000 metrów. Jeśli sięga 2000 m, mówimy, że występują zamglenia. Rodzaje mgieł klasyfikuje się wg sposobu ochładzania się powietrza, a więc mamy mgły: frontowe, z wyparowania, radiacyjne (z wypromieniowania), adwekcyjne (napływowe) i adwekcyjno-radiacyjne. Rodzaje chmur Fronty atmosferyczne Powietrze ma różne własności fizyczne, czyli różną temperaturę, wilgotność, ciśnienie itp. Skupiska powietrza o podobnych parametrach tych właściwości tworzą masy np. masa powietrza ciepłego, chłodnego, wilgotnego itd. Warstwy przejściowe pomiędzy nimi noszą nazwę frontów. Na obszarze, przez który przechodzi front następuje bardzo szybka zmiana elementów meteorologicznych. Wyróżnia się trzy rodzaje frontów: Front ciepły- powietrze ciepłe nasuwa się na miejsce chłodnego. W okresie letnim frontowi ciepłemu towarzyszą ciągłe, długotrwałe, kilkudniowe opady, występujące przed frontem na głębokość do 300 km. Po przejściu frontu często występują mżawki lub słabe deszcze. Widzialność jest ograniczona. Zimą front ciepły przynosi odwilż i opady śniegu. Zbliżanie się frontu ciepłego można przewidzieć po rodzaju tworzących się chmur (cirrostratus) i zmianie ciśnienia (obniża się). Front chłodny- powietrze chłodne przesuwa się wypierając powietrze cieplejsze. Przejściu frontu towarzyszy znaczne oziębienie, opady, i częste burze. Front chłodny przesuwa się znacznie szybciej niż ciepły. Poza strefą frontu panuje pogoda zmienna, lecz często występują przejaśnienia. Poza strefą opadów, sięgającą do 200 km, widoczność jest bardzo dobra. Wyróżniamy dwa rodzaje frontu chłodnego (w zależności od prędkości przemieszczania się i gwałtowności zachodzących zjawisk atmosferycznych). Front chłodny opóźniony - przemieszcza się powoli. Przyczyną jest to, że wypierane ciepłe powietrze najpierw wznosi się gwałtownie w przedniej, stromo pochylonej powierzchni frontowej, po czym płynnie wznosi się nadal wzdłuż górnej części tej powierzchni. W przypadku tego frontu najpierw tworzą się chmury niskie. Front chłodny przyspieszony - przemieszcza się szybciej od frontu chłodnego opóźnionego. Jego cechą charakterystyczną jest występowanie zachmurzenia typu pionowego (cumulonimbus). Fronty tego typu występują najczęściej latem i towarzysza im gwałtowne ulewy, burze i silne wiatry. Front okluzji- występuje w przypadku dogonienia frontu ciepłego przez szybciej poruszający się front chłodny. Okluzji z reguły towarzyszą opady ciągłe, powoli przechodzące w przelotne. W zależności od rodzaju masy powietrza, która dogania poprzedzającą rozróżniamy: okluzję ciepłą i chłodną. Okluzja ciepła - występuje, gdy front chłodny cieplejszy dogania front chłodny zimniejszy, wypierając zalegający pomiędzy nimi front ciepły. Okluzja chłodna - występuje, gdy front chłodny zimniejszy napływa na front chłodny cieplejszy, wypierając zalegający pomiędzy nimi front ciepły. Burza- gdy powietrze we wnętrzu chmury kłębiastej jest cieplejsze od otaczającego, unosi się do góry. Ponieważ wraz z nim unosi się para wodna- chmura rozbudowuje się w kierunku pionowym. Rozbudowująca się chmura zasysa przez podstawę coraz większą ilość powietrza, zwiększając gwałtownie swą objętość i stając się chmurą burzową. Wewnątrz takiej chmury panuje bardzo ożywiona cyrkulacja powietrza, a prądy wstępujące mogą nawet przekraczać 30 m/s. Burzom towarzyszą wyładowania elektryczne między chmurami lub między chmurą a ziemią., opady deszczu, czasami gradu, gwałtowne, porywiste wiatry, posiadające ogólny kierunek do centrum burzy. Właśnie ze względu na te cechy, dla prowadzonych lotów i skoków burza jest bardzo niebezpieczna. Prognoza Każdy skoczek spadochronowy sam odpowiada za decyzję o wykonaniu skoku spadochronowego (za wyjątkiem ucznia- w jego przypadku decyduje instruktor). Skoczek wybiera sprzęt, określa rodzaj zadania w powietrzu, powinien również dokonać analizy meteorologicznej warunków w jakich skok odbędzie się. Niektóre z danych można pozyskać na podstawie własnej wiedzy, obserwacji, problemy zaczynają się gdy pogoda jest zmienna, niepewna, albo gdy próbujemy określić warunki wybiegają w czasie. Problem ten możemy rozwiązać sięgając po specjalną , lotniczą prognozę pogody. Organizator skoków zobowiązany jest do udostępnienia danych (Prognoza Obszarowa), które taką analizę umożliwiają, trzeba jednak wiedzieć jak ją odczytywać, interpretować. Prognoza obszarowa jest opracowywana przez poniżej wymienione biura prognoz dla poszczególnych rejonów z ważnością 4-11 UTC, 10-17 UTC, 16-23 UTC (czas letni) oraz 5-12 UTC, 11-18 UTC, 17-23 UTC (czas zimowy). Biuro Prognoz Szczecin – rejon 1 wraz z lotniskiem EPKO; Biuro Prognoz Gdynia – rejon 2; Biuro Prognoz Poznań – rejon 3 i 4 wraz z lotniskami EPZP, EPLS, EPOM; Biuro Prognoz Wrocław – rejon 5,6,7 i 8; Biuro Prognoz Białystok – rejon 9 i 10; Centralne Biuro Prognoz Lotniczych Warszawa-Okęcie – rejon 11 wraz z lotniskami EPRA, EPMM i 12. W sytuacjach awaryjnych (dot. możliwości opracowywania standardowych informacji meteorologicznych) rejon 18 (obszar na północ od równoleżnika 53º), 19 (obszar pomiędzy równoleżnikami 51º-53º) i 20 (obszar na południe od równoleżnika 51º) w uzgodnieniu ze służbą informacji powietrznej – FIS WARSZAWA Biuro Prognoz Kraków – rejon 13 wraz z lotniskiem EPKK, 14 wraz z lotniskiem EPRZ, 15, 16 i 17. Prognoza obszarowa podaje podstawowe informacje dot. min. rodzaju, wysokości, pokryciu chmurami, kierunek i siłę wiatru, zjawiska atmosferyczne, izotermę, ciśnienie, itp. Informację podawane są w formie komunikatów w określonych godzinach, na stronie internetowej Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej. W treści depeszy używa się znormalizowanego systemu skrótów.
