krążenie powietrza w atmosferze

Klimat – fizyczna zagadka!
KRĄŻENIE POWIETRZA
W ATMOSFERZE
Uczniowie Gimnazjum nr 3 w
Czeladzi:
Dawid Kowal
Kamil Szymoniak
Mateusz Cembrzyński
1 z 16
Ruchy powietrza
Ruch pionowy uzależniony jest od temperatury powietrza, ciepłe wędruje do
góry prąd wstępujący ( mała masa), prąd zstępujący zimne
powietrze opada (duża masa) –konwekcja.
Ruch pionowy o charakterze ślizgowym
(wślizgowy i ześlizgowy) wzdłuż zboczy górskich
i powierzchni frontalnych
Ruch Poziomy
Ruch falowy
tzn. wiatr wywołany jest różnicą ciśnień, prądy
próbując wyrównać ciśnienie tworzą spirale .
powstający pod wpływem rzeźby terenu lub
występujący wzdłuż powierzchni inwersyjnych.
2 z 16
Powietrze atmosferyczne krąży wokół Ziemi ponieważ:
Oś Ziemi w czasie ruchu dookoła Słońca ma stały kierunek i
nachylenie
Nierównomierny jest dopływ do powierzchni Ziemi energii
promieni słonecznych
Zróżnicowana jest temperatura Ziemi od której nagrzewa się
powietrze
Powstają przy powierzchni ziemi ośrodki wysokiego i niskiego
ciśnienia
Istnieje przypływ mas powietrza miedzy tymi ośrodkami, czyli
jego krążenie
Mechanizm powstawania wiatrów jest uwarunkowany nierównomiernym nagrzewaniem się
powierzchni Ziemi. Powietrze nad obszarami silniej nagrzewanymi zwiększa swoją
temperaturę, a co za tym idzie – objętość, wypychając nadległe warstwy do góry.
3 z 16
Siła Coriolisa
Efekt Coriolisa - efekt występujący w obracających się układach odniesienia. Dla
obserwatora pozostającego w obracającym się układzie odniesienia, objawia się
zakrzywieniem toru ciał poruszających się w takim układzie. Zakrzywienie to
zdaje się być wywołane jakąś siłą, tak zwaną siłą Coriolisa. Siła Coriolisa jest
siłą pozorną, występującą jedynie w nieinercjalnych układach obracających się.
Dla zewnętrznego obserwatora siła ta nie istnieje. Dla niego to układ zmienia
położenie a poruszające się ciało zachowuje swój stan ruchu zgodnie z I zasadą
dynamiki.
Doświadczenie:
1. Dla nieruchomego obserwatora kulka
porusza się po prostej - nie działa żadna
siła (rys. górny)
2. Dla obserwatora na tarczy kulka zakręca
pod wpływem siły Coriolisa (rys. dolny)
4 z 16
EFEKT ZIEMSKI
W wyniku ruchu obrotowego każdy punkt na Ziemi przesuwa się z zachodu na
wschód poruszając się względem jej środka. Na równiku prędkość punktu
wynosi około 1666 km/h, bieguny natomiast pozostają w miejscu.
Ziemia
obraca
W wyniku
tego:się wokół swojej osi i dlatego dla ciał poruszających się po
powierzchni
występuje
efekt
Coriolisa.
 na półkuliZiemi
północnej
wiatr ma
tendencję
do skręcania w prawo, a na południowej – w
lewo;
Na
północ od równika powoduje on zakrzywienie toru ruchu poruszających
 obiektów
na półkuli w
północnej
są prawe brzegisię
rzek
(odpowiednio:
się
prawo (zmocniej
punktupodmywane
widzenia poruszającego
obiektu),
a na na
południowej – lewe);
południe – w lewo.
 na półkuli północnej wiry wodne oraz cyklony poruszają się odwrotnie do ruchu
wskazówek zegara, a na południowej zgodnie z ruchem wskazówek zegara
5 z 16
NIŻ BARYCZNY
To obszar objęty takim układem zamkniętych izobar, w którym
ciśnienie maleje ku środkowi układu. Jest zjawiskiem
pogodowym. Wraz z przyjściem centrum niżu obserwuje się
spadek ciśnienia i zazwyczaj zmianę innych parametrów, takich
jak temperatura czy zachmurzenie .
WYŻ BARYCZNY
W meteorologii obszar podwyższonego ciśnienia
atmosferycznego, w którym najwyższe ciśnienie jest w środku
układu, skąd na wszystkie strony maleje.
6 z 16z
Krążenie powietrza w strefie równikowej
Rozgrzane nad równikiem powietrze odpływa górą w kierunku biegunów a na jego
miejsce dolnymi warstwami troposfery napływa powietrze zimne od strony
biegunów.
7 z 16
PASATY
Stały wiatr morski o
umiarkowanej sile wiejący w
strefie międzyzwrotnikowej
między 35° szerokości
północnej i 35° szerokości
południowej ze wschodu na
zachód.
ANTYPASATY
Prąd powietrzny płynący w wysokich warstwach
atmosfery w strefie zwrotnikowej, ponad pasatem, w
przeciwnym do niego kierunku.
Na półkuli północnej kierunek
pasatu jest NE, na południowej
SE (zgodnie z działaniem siły
Coriolisa).
Powstaje wskutek cyrkulacji
powietrza wywołanej silniejszym
nasłonecznieniem strefy
równikowej w porównaniu z
obszarami dalszymi .
Cyrkulacja powietrza
8 z 16
WIATRY UKŁADÓW BARYCZNYCH
- są to poziome ruchy powietrza związane z występowaniem układów niżowych i
wyżowych, stanowiących podstawowe układy izobar. W niżach powietrze zmierza
od peryferii do centrum układu niżowego, a w wyżach - od centrum ku peryferiom
układu wyżowego, zgodnie z kierunkiem spadku ciśnienia. Siła Coriolisa i siła
tarcia sprawiają jednak, że przy powierzchni Ziemi wiatry zbaczają od swego
pierwotnego .
MONSUNY
- są to wiatry charakteryzujące się tym, że zmieniają kierunek na przełomie lata i
zimy oraz zimy i lata. W półroczu letnim monsuny wieją z morza na ląd, w zimie z
lądu na morze. Powstają w wyniku dużych różnic temperatur , a w związku z tym
ciśnienia między lądem a morzem. W okresie letnim ląd nagrzewa się bardziej niż
morze. Nad lądem powstaje wskutek tego obszar obniżonego ciśnienia,
powodujący spływ powietrza dołem z oceanu na ląd. Górą natomiast powietrze
przemieszcza się w tym czasie w przeciwnym kierunku - z lądu na ocean. Wiatr
wiejący w ciepłej porze roku z oceanu na ląd jest to monsun letni. W chłodnej
porze roku ocean jest cieplejszy od lądu. Dlatego wiatr wieje w przeciwnym
kierunku - z lądu na ocean. Jest to monsun zimowy.
9 z 16
BRYZY
Są to wiatry występujące na wybrzeżach mórz i wielkich jezior, zmieniające
kierunek dwa razy na dobę. Wiatr wiejący w ciągu dnia (od ok. 10 rano do
zachodu Słońca), z morza na ląd, jest bryzą morską, a wiejący w nocy, z lądu na
morze, bryzą lądową.
Bryza Dzienna
W dzień ciśnienie
skierowany jest z morza
w stronę cieplejszego
lądu, co powoduje ruch
powietrza z morza na ląd
(bryza morska), a nad nią
prąd przeciwny.
10 z 16
Bryza Nocna
W nocy jest odwrotnie: wiatr
wieje dołem z lądu w stronę
cieplejszego morza (bryza
lądowa), a górą znad morza
na ląd.
Wiatry te powstają w związku z dobowym przebiegiem
temperatury powierzchni lądu. W dzień i w nocy występuje więc
zamknięta cyrkulacja powietrza: ląd – morze.
11 z 16
Tornado
Gwałtownie wirująca kolumną
powietrza, będąca jednocześnie w
kontakcie z podstawą cumulonimbusa i
powierzchnią ziemi. Tornada osiągają
różne wielkości, jednak zwykle
przyjmują postać widzialnego leja
kondensacyjnego, węższym końcem
dotykającego ziemi.
Do określania siły tornada (na podstawie
zniszczeń jakie powoduje, a nie jego fizycznych
właściwości) służy skala Fujity posługująca się
symbolami od F0 do F6.
•F0 - wiatr o prędkości poniżej 115 km/h
•F1 - wiatr o prędkości od 115 do 180 km/h (F2 wiatr o prędkości od 181 do 250 km/h
•F3 - wiatr o prędkości od 251 do 330 km/h
•F4 - wiatr o prędkości od 331 do 415 km/h
•F5 - wiatr o prędkości od 416 do 510 km/h
•F6 - wiatr o prędkości powyżej 510 km/h
12 z 16
Trąba powietrzna
Jest gwałtownie wirującą
kolumną powietrza, będąca jednocześnie
w kontakcie z podstawą cumulonimbusa i
powierzchnią ziemi. Tornada osiągają
różne wielkości, jednak zwykle przyjmują
postać widzialnego leja
kondensacyjnego, węższym końcem
dotykającego ziemi. Dolna część leja jest
często otoczona chmurą odłamków i
pyłu.
Najwięcej tornad rocznie notuje się w
USA. Tornado powstaje, gdy masy
powietrza łączą się w chmurach
burzowych. Pierwszymi objawami
tornada są kłębiaste chmury. Następnie
pojawiają się pioruny, deszcz, grad, a na
końcu na ziemię schodzi lej tornada.
13 z 16
Huragan
Jest cyklonem tropikalnym, w
którym szybkość wiatru wynosi powyżej 33 m/s. Siłę
huraganów mierzy się za pomocą skali SaffiraSimpsona.
Huragany powstają nad akwenami, w których
temperatura wody przekracza 26 stopni Celsjusza.
Huragany tworzą się nad wodami Atlantyku, a
najbardziej narażonymi na nie obszarami świata są
południowe rejony Stanów Zjednoczonych oraz
wybrzeża Afryki. Z powodu zmieniającego się klimatu,
to zjawisko jest coraz powszechniejsze w strefach
klimatycznych, gdzie dotąd huragany nie
występowały, czyli w Europie Zachodniej i Środkowej.
14 z 16
huragan Rita
huragan Katrina
huragan Emily
15 z 16
Bibliografia
•www.wikipedia.pl
•www.kabak.republika.pl/3.htm
•www.sciaga.pl
•www.wiking.edu.pl
•www.wiking.edu.pl
•www.iwiedza.net/encyklo/kleter.html
•B. Modzelewska, E. Piełowska: Podstawy geografii fizycznej
•Słownik encyklopedyczny „ Fizyka” pod redakcją R. Cacha
16 z 16