Meteorologia
advertisement
METEOROLOGIA I KLIMATOLOGIA Stacja meteorologiczna, ogródek meteorologiczny – miejsce wykonywania pomiarów i obserwacji meteorologicznych. Stacja meteorologiczna jest wyposażona w poletko pomiarowe (ogródek meteorologiczny) – trawiasty obszar o wymiarach 15×15 m, na terenie którego są zainstalowane przyrządy meteorologiczne. Podstawowy zestaw przyrządów to klatka meteorologiczna z kompletem termometrów, wiatromierz, deszczomierze, termometry gruntowe, heliograf, ewentualnie przyrządy do pomiarów promieniowania słonecznego. Na terenie stacji meteorologicznej wykonuje się pomiary: temperatury powietrza na wysokości 2 m nad poziomem gruntu, temperatury powietrza na wys. 5 cm npg., wilgotności powietrza na wysokości 2 m npg., ciśnienia powietrza, wysokości opadu atmosferycznego, czasu usłonecznienia, widzialności meteorologicznej etc. Na nieotrawionym, przekopanym poletku meteorologicznym zorientowany w osi wschód- zachód mierzy się temperaturę gruntu na głębokości 5, 15, 50 i 100cm. Oprócz tego oblicza się parowanie. METEOROLOGIA – dział pomiaru bezpośredniego pomiaru słonecznego i natężenia; Roczniki meteorologiczne wychodziły do 1984 roku, po tym okresie utajniono je; Fizyka atmosfery – dział geofizyki; Mechanika, termodynamika, optyka, elektryczność i magnetyzm – ATMOSFERA; METEOR – ciało niebieski; AEROLOGIA – aeros – powietrze, za pomocą radiosond do wysokości 40km; AERONOMIA – badania powyżej 40km; METEOROLOGIA – nauka o pogodzie, bada zjawiska zachodzące w atmosferze, zjawiska pogodowe związane są z procesami dynamicznymi; Ogólna – składa się: meteorologia dynamiczna – o ruchach powietrza; fizyczna – inne – optyczne; Stosowana – meteorologia synoptyczna – zajmuje się teorią i technikami przewidywania pogody; agrometeorologia – na potrzeby rolnictwa, morska, lotnicza, tropikalna, arktyczna; PROBLEMY METEOROLOGICZNE: 1. Skład i budowa atmosfery; 2. Obieg ciepła w atmosferze na powierzchni ziemi ze szczególnym obiektem zainteresowania promieniowania; 3. Obieg wilgoci, stany skupienia wody; 4. Ruchy powietrza w różnych skalach: globalnej, regionalnej i lokalnej; 5. Elektryczność atmosferyczna; 6. Zjawiska optyczne, akustyczne; 7. Przewidywanie zmian warunków pogodowych; 8. Współzależność zjawisk atmosferycznych i życia organicznego na ziemi, a także różnych form działalności człowieka na Ziemi; ELEMENTY POGODY: Usłonecznienie – czas trwania bezpośredniego promieniowania słońca; HELIOMETRIA; AKTYNOMETRIA – natężenie, moc; TERMOMETRIA – temperatury; Ciśnienie atmosferyczne – BAROMETRIA; Wilgotność powietrza – HIGROMETRIA; Ruch powietrza (wiatr) – ANENOMETRIA – anemometry; Opady atmosferyczne – mierzy się ich sumy – NUWIOMETRIA – deszczomierz, nuwiometr; Pokrywy śnieżne, grubość, gęstość śniegu; Parowanie wody – EWAPOROMETRIA – ewaporometry, wilgotność; Stan gruntu – jego uwilgotnienie, wilgotność; Cykl badawczy rozpoczyna się od obserwacji, potem tworzy się teorie, a później szuka się udowodnienia – potwierdzenia; FAKTY Z HISTORII: Dzieło Arystotelesa; Traktat Hipokratesa o ruchu powietrza; Kronika pogody – XIV wiek – okolice Oxfordu; Później zaczęto tworzyć w Szwajcarii; XV i XVI wiek – księgi astronomiczne, kupieckie; 1 przyrządem do pomiaru wilgotności powietrza – XV wiek; Leonardo da Vinci – przyrząd do pomiaru siły wiatru; Termometr – 1579 rok – Galileusz; Anemometr; Wszystkie te przyrządy udoskonalono; XVII wiek – barometr; Połowa XVII wieku – początek kompleksowych, instrumentalnych zjawisk meteorologicznych – sieć Florentyńska; XVIII wiek – skale termometryczne; skala Farenheita, Kelwina i Celsjusza; Warszawa – początek 1776 roku – systematyczne obserwacje meteorologiczne za pomocą urządzeń instrumentalnych; Sieć monachijska – Żagań na Śląsku; XIX wiek – I rocznik meteorologiczny „Dostrzeżenia meteorologiczne w Warszawie”; I połowa XIX wieku – I mapy pogodowe – synaptyczne; Sieć warszawska – z niej powstałą narodowa stacja pogodowa; Początek XX wieku – obecność tropopauzy; badania za pomocą balonu; Polska brała udział w pracach Roku Polarnego 1992/4; stacja meteorologiczna na wyspie Niedźwiedziej; Od zakończenia II WŚ powstał instytut Hydrologiczno – Meteorologiczny; 1950 rok – powołanie światowej organizacji Meteorologicznej, siedziba w Szwajcarii. Kieruje i obserwuje okresowe badania, zmiany klimatu, konsekwencje związane z tym; ATMOSFERA: Składniki powietrza: Główne: Azot – 78%, Tlen – 21%, Argon – 0,93%, dwutlenek węgla – 0,033% (w latach liczy się jego czas przebywania w atmosferze) – 99% objętości suchego powietrza; Drugorzędne: niezmienne – gazy szlachetne: neon, hel, krypton, ksenon, tlenek węgla, wodór; zmienne – ozon, związki siarki, azotu i inne; PARA WODNA H2O – 0,2 – 2,5% średnio, granica – 4%, para wodna jest ważna; Skąd się bierze i gdzie występuje? Para wodna dostaje się dzięki parowaniu wody z powierzchni ziemi, powierzchni roślin – transpiracja, gruntu porośniętego roślinnością – ewapotranspiracja; Potencjalne – mało możliwe w danych warunkach pogodowych przy niewyczerpalnych zasobach wody do parowania; z mórz; Rzeczywiste – parowanie z lądu; Para wodna dostaje się do atmosfery. Najwięcej jest jej w najniższej warstwie atmosfery; OZON – powstawanie: O2 + energia – O + O (promieniowanie UV); O2 + O + M – O3 + M (zderzenie); O3 + energia – O2 + O (wiązany przez Cl); O3 + O – O2 + O OZON pochłania promieniowanie krótkie, ultrafioletowe, Ozon powstaje w pewnej warstwie 20 – 30km; ma szczególnie podwyższoną temperaturę – ta warstwa działa też jako gaz cieplarniany – częściowo pochłania ziemskie promieniowanie; Ilość ozonu – 3mm; występuje w przypowierzchniowej warstwie ziemi. Jego obecność jest szkodliwa; DWUTLENEK WĘGLA: procesy spalania, dużo w obszarach zurbanizowanych, chłodne wody oceaniczne i powierzchnie roślin pochłaniają go. Jest on gazem cieplarnianym – pochłania promieniowanie ziemskie; Podstawowym gazem cieplarnianym jest para wodna. Współdziała z dwutlenkiem węgla; BUDOWA ATMOSFERY: Troposfera; Stratosfera; Mezosfera; Jonosfera; Egzosfera; Termosfera; 80 – 100km – warstwa powietrza normalna, powyżej – występowanie składników zgodnie z ciężarem właściwym; Ze względu na skład dzielimy: 1) Zjonizowana; 2) Jonizacja powietrza – powyżej 80km JONOSFERA; Ze względu na zawartość tlenu do oddychania do wysokości 4km – WORMOKSYDOWA warstwa do oddychania, od 4 – 15km – zawartość tlenu maleje – HIPOKSYDOWA, powyżej – brak tlenu – ANOKSYDOWA; Ze względu na zmianę temperatury w atmosferze jakie dokonują się na wysokości: 1) Spadek temperatury w miarę wysokości : troposfera, stratosfera – 99%, mezosfera, termosfera – 1%; 2) Wzrost; 3) Znów spadek; 4) Znów wzrost; Między nimi są warstwy przejściowe o różnej grubości – pauzy: tropopauza, strato pauza i menopauza; STRATOSFERA – obłoki iryzujące, odbijane są fale dźwiękowe; MEZOSFERA – nocne obłoki świecące – świecenie nieba; Służba pogody w Polsce (XII – 1986 rok); Stacje meteorologiczne – około 60 (w 1 godzinę); Posterunki meteorologiczne – około 286 (co 6 godzin); Posterunki opadowe – około 1400; Stacje pilotażowe – 20; Stacje aerologiczne – 4; 1. 2. 3. 4. Skład atmosfery ziemskiej; Budowa atmosfery ziemskiej (podziały na warstwy według różnych kryteriów); Źródła, występowanie i znaczenie w atmosferze: pary wodnej, dwutlenku węgla, ozonu; Charakterystyka warstw atmosfery wydzielonych na podstawie zmian temperatury z wysokością: troposfery, stratosfery, mezosfery, termosfery; PROMIENIOWANIE: Sposób rozprzestrzeniania się energii bez udziału środowiska materialnego; Istoty: energia: kwantowa; Fala elektromagnetyczna. Posługujemy się długością fali; Promieniowanie temperaturowe – temperatura powierzchni emitora; Promieniowanie korpuskularne tzw. Wiatr słoneczny ale do powierzchni ziemi nie dociera; Widmo promieniowania jest bardzo szerokie; Zakres promieniowania widzialnego od 0,360 mikrometra do 0,760 µm; Promieniowanie widzialne – optycznym okiem; Fale radiowe; Jednostki energetyczne: energię przechodzącą w czasie t przez pole powierzchni S prostopadłej do kierunku rozchodzenia się promieniowania; cal/cm2; PRAWA PROMIENIOWANIA (ciało doskonale czarne – emituje i wypromieniowuje energię do temperatury swojej powierzchni): PRAWO KIRCHOFFA: e(λ,T)/a(λ,T) = constans – stosunek emisji do absorpcji jest stały, a dla ciała czarnego wynosi 1; PRAWO PLANCKA: E = f (λ,T) – temperatura powierzchni T i długości fali; PRAWO STEFANA BOLTZMANA: E = б * T4 – całkowita ilość energii wysyłana przez jakieś ciało jest wprost proporcjonalna do 4; б = 8,26 * 10-11 cal/cm3 bezwzględnej temperatury tego ciała; Rozkład promieniowania w zależności od długości fali – Krzywa PLANCKA; PRAWO WIENA – długość fali przy, której długość jest największa jest odwrotnie proporcjonalna; λmax * T = a; λmax = a/T, a = 0,2892cm * stop; PROMIENIOWANIE SŁONECZNE: Jest podstawowym czynnikiem klimatycznym. Jest motorem cyrkulacji ruchu powietrza. Możliwy jest obieg wody w przyrodzie, dostarcza energię do parowania. Fotosynteza. Jest prawie w całości krótkofalowe. Maksimum energii 0,47µm, barwa niebiesko – zielona. Na podczerwieni – 47%, na widzialnym – 46% i na nadfiolet – 7% promieniowania dochodzi do powierzchni Ziemi w postaci wiązki promieni równoległych. Ilość promieniowania dochodząca do górnej atmosfery to 1367 W/m2 (nie równa się 3,5%) – STAŁĄ SŁONECZNA; Promieniowanie przechodząc przez atmosferę ulega osłabieniu. Jest pochłaniane. Po dojściu do Ziemi dostaje uszczerbku. Pochłania je para wodna, CO2, O3. Ozon pochłania promieniowanie krótkie i pewną ilość podczerwieni; CO2 pochłania silnie w podczerwieni; Łącznie atmosfera pochłania 15% energii słonecznej jaka przez nią przepływa; ROZPRASZANIE – zmiana kierunku promieni na skutek napotkania różnych cząstek w atmosferze. Do powierzchni ziemi dochodzi pewna część 2/3 w postaci rozproszonej dochodzi do ziemi. Zależy od wielkość cząstek rozpraszających. Jest odwrotnie proporcjonalne do 4 potęgi długości fal. Rozpraszane jest promieniowanie krótkie, fioletowe, błękitne; Pochłanianie i rozpraszanie wpływa na osłabienie promieniowania; OSABIENIE PROMIENIOWANIA – PRAWO BOUGUERA: IB = IO * pm; p – współczynnik przezroczystości atmosfery, m – masa optyczna atmosfery; Stałą słoneczna x współczynnika przezroczystości atmosfery do potęgi m, gdy kąt maleje miąższość atmosfery zwiększa się; NATĘŻENIE BEZPOŚREDNIEGO PROMIENIOWANIA SŁONECZNEGO – mierzymy zawsze na powierzchnię prostopadłą. Trzeba uwzględnić sinus wysokości kąta; Ir = Is * sinh, Ir – natężenie promieniowania słonecznego (cal/cm3) na powierzchnię poziomą; Promieniowanie na powierzchni ziemi: Bezpośrednie IB * sinh; Rozproszone IO = a/24 * I2; Całkowite Ir = IB * sinh + IB; Pochłonięte (IB * sinh + ID) (1 – A) – zdolność powierzchni ziemi do pochłaniania promieniowania; Część promieniowania dochodzącego do powierzchni ziemi jest odbite – ALBEDO – zdolność powierzchni ziemi do odbijania promieniowania słonecznego, inaczej stosunek promieniowania odbitego do padającego; BILANS PROMIENIOWANIA KRÓTKOFALOWEGO (odbitego od powierzchni ziemi); PROMIENIOWANIE ZIEMI – ziemia wysyła promieniowanie Ez w stronę atmosfery; EFEKTYWNE – Ee = Ez – Ea – promieniowanie zwrotne z atmosfery; Większe promieniowanie (efektywne) jest w dzień, większe w nocy ponieważ w dzień są większe temperatury; Jest duże jeśli w atmosferze są chmury. Jeżeli nie ma chmur to traci promieniowanie. Gdy są chmury jest para wodna, która to promieniowanie pochłania a później chmury je wysyłają powrotem w stronę ziemi (następuje retransmisja). Wypromieniowanie efektywne jest silne przy pogodnej, bezchmurnej nocy; BILANS PROMIENIOWANIA POWIERZCHNI ZIEMI; R = (IB * sinh + Ia) (1 – A) – (Ez – Ea) – straty promieniowania ziemskiego; Wszystkie strumienie energii promienistej dopływającej i uchodzącej z powierzchni ziemi – promieniowanie krótkofalowe tylko bilans może przyjmować dodatnie i ujemne wartości. Dodatni w ciągu dnia, w nocy bilans jest ujemny bo nie ma zwrotnego promieniowania z atmosfery – duże straty. Wymiana między grubszą warstwą ziemi a atmosferą; Wymiana między powierzchnią ziemi a atmosferą: Ruch turbulencyjny – wymiana ciepła jest dynamiczna, ciepło przemieszcza się ku górze, dlatego jest cieplej – odczuwalny strumień ciepła; Parowanie z powierzchni Ziemi. Powierzchnie się. Para wodna ulega kondensacji., wydziela się ciepło kondensacji. Na parowanie ciepła jest pobierane a gdy kondensacja oddawane; Utajony strumień ciepła, który przemieszcza się za pośrednictwem pary wodnej: składa się na to odczuwalny strumień ciepła, turbulencyjny; SKŁADOWE BILANSU CIEPLNEGO ZIEMI; Bilans energetyczny – R + T + G + LE = O; R – bilans radiacyjny – dodatni w dzień, ujemny w nocy, T – strumień turbulencyjny (ciepło + powietrze), G – wymiana z gruntem przez przewodnictwo z podłożem, E – ewaporacja – wymiana ciepła drogą utajoną; WARUNKI CIEPLNE; AMPLITUDA TEMPERATURY – największa jest na powierzchni. Jest to różnica między najniższą a najwyższą temperaturą; Dobowe zmiany temperatury sięgają w Polsce do 1m; roczne zmiany temperatury sięgają do 19m; Pionowy gradient temperatury przy powierzchni Ziemi jest bardzo duży (nawet o 30˚ dla 1mm); Odczuwalny strumień ciepła – wymiana ciepła, do której dochodzi gdy porcje powietrza ogrzewają się przy powierzchni Ziemi w ruchu turbulencyjnym; Wymiana ciepła = wymiana turbulencyjna ciepła; Utajony strumień – porusza się dzięki fazowym przemianom wody. Odbywa się poprzez efekt parowania wody w jednym miejscu a skraplaniem pary w innym miejscu; Rosa i szron – ciepła pora roku, bezchmurna, bezwietrzna pogoda – bardzo mocno wychładza się podłoże; Konwekcja – uporządkowany ruch powietrza (lub cieczy), prądy wznoszące i opadające; a) Powierzchnie lądowe – szybko się nagrzewają i szybko stygną; b) Powierzchnie wodne – wolno się nagrzewają ale dłużej trzymają ciepło; Redukcja temperatury do temperatury morza – polega na dodaniu środkowego gradientu temperatury mierzonego na poziomie morza; TERMOMETRY CIECZOWE: Rtęciowe; Alkoholowe; Termometr maksymalny; Termometr minimalny; t˚C = tK - 273˚ t˚C = (t˚F - 32˚) * 5/9 t˚C = t˚R * 5/4 t K = t˚C + 273˚ t˚F = t˚(9/5 + 32˚) t˚R = t˚C * 4/5 TERMOMETRY KOLANKOWE: Gruntowe; Wyciągowe; TERMOGRAF; TERMOMETRY ELEKTRYCZNE: Oporowy; Termopara; Termobateria; USŁONECZNIENIE: Heliograf Campbella - Swzgl = Srz/Smax * 100%; Usłonecznienie względne – stosunek rzeczywistego usłonecznienia do maksimum usłonecznienia; Do pomiaru promieniowania bezpośredniego: Pirheliometr kompensacyjny - IB = k* i2; Solhymetr Gorczyńskiego (natężenie promieniowania bezpośrednio na płaszczyznę prostopadłą do kierunku padania promieni); Termostos Molla; WILGOTNOŚĆ – jest to zawartość pary wodnej w powietrzu; e – prężność pary wodnej a – wilgotność bezwzględna Q = 0,623ep U, f – wilgotność względna E – maksymalna prężność pary wodnej przy temperaturze 20˚C T – temperatura w Kelwinach; x – stosunek zmieszania (ile g przypada na powietrze suche; d – niedosyt wilgotności; P – ciśnienie atmosferyczne; q – wilgotność właściwa powietrza – jest to stosunek masy pary wodnej do masy powietrza wilgotnego; Q = 220eT [g/m3] U = e/E * 100% x = 0,622 e/P - e D = E – e [hPa] Prężność pary wodnej: Wzór psychromatyczny: e = EW – A (tS – tW)P [hPa] tS – termometr suchy; tW – termometr wilgotny; Maksymalna prężność pary wodnej – 26,4; E = 26,4 f = 36% e = 9,6 WYKŁAD 3: „TERMODYNAMIKA”; PIONOWY GRADIENT TEMPERATURY : Przy ruchu w górę porcja suchego powietrza ochładza się o 1°C na każde 100m; Przy ruchu w duł, porcja suchego powietrza jest sprężana i wydziela się ciepło (powietrze ogrzewa się ponieważ występuje praca), temperatura wzrasta o 1°C na każde 100m; PROCES ADJABATYCZNY- polega na zmianie temperatury przemieszczającego się pionowo powietrza, na skutek zmian wewnętrznego ciśnienia atmosferycznego (a nie na skutek ciepła wydzielanego z otoczenia); Nasycona para wodna p[przemieszcza się dzięki kondensacji (zawiera nasyconą parę wodną i produkty kondensacji) wraz ze wzrostem temperatury para wodna będzie się skraplać na skutek ochładzania i będzie się wydzielać ciepło (praca), powietrze ochładza się około 0,6°C na każde 100m; Natomiast przy ruchu w duł, porcja powietrza jest sprężana (bo rośnie ciśnienie) wiec ogrzewa się i będzie następowało parowanie (ciepło będzie pobierane z otoczenia), porcja powietrza będzie się ogrzewać o 0,6°C na każde 100m; PIONOWY GRADIENT TEMPERATURY – nazywa się suchoadjabatyczny; PIONOWY GRADIENT TEMPERATURY – nazywa się wilgotnoadjabatyczny; Podczas ruchu w górę dochodzi do ochładzania powietrza, potem zamarza para i w pewnym momencie para staje się nasycona po czym zmienia się w inne produkty kondensacji; PRĄDY KONWEKCYJNE: Przy ruchu wznoszącym temperatura masy powietrza i otoczenia schładza się lecz otoczenie szybciej od porcji powietrza i to powietrze jest im wyżej tym cieplejsze w stosunku do otoczenia. Następuje coraz to szybsze wznoszenie (wznoszenie konwekcyjne), jest w równowadze chwiejnej; Przy ruchu opadającym jest w równowadze stałej, temperatura otoczenia musi wrócić do poprzedniego stanu więc otoczenie szybciej się schładza; KONWEKCJA może być termiczna bądź dynamiczna; Temperatura potencjalna – jest to temperatura rzeczywista z danego poziomu sprowadzona adiabatycznie do poziomu morza (przeliczana) zgodnie z gradientem sucho – adiabatycznym na temperaturę panującą na poziomie morza; PIONOWY GRADIENT TEMPERATURY – γT = -ΔT/ΔH Gradient większy niż 1, świadczy o równowadze chwiejnej; Wysokość pozioma kondensacji: H = 1,2 (t – td) H – wysokość hektometrach; T – temperatura powietrza; Td – temperatura punktu rosy; Wzrost produkcji kondensacji !!! Łączenie kropel – KOAGULACJA; MECHANIZMY POWSTAWANIA CHMUR: WYKŁAD 4: „ZJAWISKA ATMOSFERYCZNE”; GATUNKI CHMUR (pozostałe): Fibratus (prostoliniowe lub nieregularne zakrzywione włókna); Cencinus uncinus; Spisatus (gęste chmury); Kastellanos; Stratiformis; Nebulozus (mglisty); Lentikularis (w kształcie soczewki); Fraktur (Cu, St); Capillatus (Cb Cap); Calvus (Cb, Cal); Vertebratus; Radiatus; Duplikatu; Undulatus; Lakunozus; Opalus (chmura gruba); Translucilus (chmura prześwitująca); Perlucilus (przerwy przez które przechodzą promienie słoneczne); Capullatus Indus (kowadło Ob.); Mammatus; WARUNKI KONIECZNE ABY ZACHODZIŁA KONDENSACJA: Musi być nasycone parą; Musi posiadać jądra kondensacji; Koagulacja – łączenie się kropel wody; Występuje koagulacja grawitacyjna i turbulencyjna; HYDROMETEORY (zachmurzenie): Mgła radiacyjna; Mgła z parowania; LITOMETEORY (powstają na skutek obecności pyłów w atmosferze): Tzw. Zmętnienie atmosfery; ELEKTROMETEORY (zjawiska optyczne: tęcza, halo, łuski, słońca poboczne); Chmura – jest widzialnym zbiorem bardzo małych kropelek wody lub kryształków lub też kropelek wody i kryształków lodu jednocześnie zawieszonych swobodnie w atmosferze; Cirrus – chmury w kształcie oddzielonych delikatnych włókien lub wąskich pasm; Cirrocumulus – cienka biała ławica lub warstwa chmur bez cieni złożona z bardzo małych członów; Cirrostratus – przejrzysta o włóknistym lub gładkim wyglądzie; pokrywająca niebo całkowicie lub częściowo; Altocumulus – biała lub szara ławica lub warstwa chmur wskazująca na cienie i złożona z płatków zaokrąglonych brył; Altostratus – warstwa chmur szarych bądź niebieskawych o wyglądzie prążkowanym i słońce jest widoczne jak przez matowe szkło; Stratocumulus – szara lub biaława, posiada prawie ciemne części; Stratus – na ogół szara warstwa chmur o jednolitej podstawie, mogąca dać opad mżawki, śniegu ziarnistego jeśli słońce to jego zarys jest wyraźny; Cumulus – oddzielone na ogół gęste o ostrych zarysach rozwijających się w kierunku pionowym, w kształcie pagórków, kopuł lub wież (przypomina kalafior); METEOR – zjawisko występujące w atmosferze lub na powierzchni gruntu w postaci zawiesin, opadów lub osadów składających się z udowodnionych lub nieudowodnionych cząstek ciekłych lub stałych; może ona być również zjawiskiem natury optycznej lub elektrycznej; PRODUKTY CHMUR: Deszcz – As, Ns, Sc, Cu, Cb; Mżawka – St; Śnieg – As, Ns, Sc, Cu, Cb; Śnieg ziarnisty – St; Krupy śnieżne – Sc, Cu, Cb; Pył diamentowy – St; Niebo bezchmurne; Grad – Cb; Krupy lodowe – Cb; Ziarna lodowe – As, Ns; Fotometeory: o Halo – As, Cs, Ci, St, Cb (w górnej warstwie); o Wieniec – Cc, Cs, Ac, As, Sc, St, Cu; o Iryzacja – Cc, Ac, Sc; o Tęcza – Cu, Cb; WYKŁAD 5 : „CIŚNIENIE ATMOSFERYCZNE”; Barometr rtęciowy – zanurzona rurka wypełniona rtęcią; Jednostka – mm słupa rtęci; 760 mm słupa rtęci – przeciętne ciśnienie; Na barometrze znajduje się termometr. Przed sprawdzeniem ciśnienia sprawdza się temperaturę aby wnieść poprawki: samej rtęci jak i obudowy (rozszerzalność rtęci); Druga poprawka (stała): Umieszcza się go na poziomie morza i 45˚ szerokości geograficznej; Barometry metalowe: Kilka barometrów metalowych tworzy barograf; Jednostki ciśnienia: 1 Pa = 1Nm-2 1hPa = 100Nm-2 1hPa = 1mb = 0,75mm Hg 1mm Hg = 1,33 hPa Standardowe ciśnienie atmosferyczne: 1 atm = 1013,25 hPa = 760mm Hg Na 16km mamy 100 hPa Powierzchnia izobaryczna – utworzona z punktów o tym samym ciśnieniu atmosferycznym; Mapy topografii barycznej; Mapy topografii względnej; Wzór BABINETTA: Zmiana ciśnienia z wysokością (dokładnie do 1m, do wysokości około 400m); H = 8000 * 2(P1 – P2)/P1 + P2 * (1 + α + tśr) H – różnica wysokości dwóch poziomów; P1 – ciśnienie na niższym poziomie; P2 – ciśnienie na wyższym poziomie; α – współczynnik rozszerzalności cieplnej powietrza; tśr – średnia temperatura warstwy powietrza; Redukcja ciśnienia do poziomu morza jeśli znamy ciśnienie na innym poziomie i temperaturę na tym poziomie; STOPIEŃ BARYCZNY – mówi ile trzeba zmienić wysokość aby ciśnienie zmieniło się o 1hPa; H = 8000/P1 * (1 + α tśr) H = 8000/1000 = 8m/hPa przy czym P = 1000 hPa i tśr = 0˚C; WZÓR LAPLACE`A: H = 18 400 lg * P1/P2 * (1 + αtśr) Wyże: klin, siodło baryczne; Niże: zatoka niżowa, bruzda niżowa; Poziomy gradientu ciśnienia – to jest siła działająca prostopadle do izobar i skierowana w stronę ciśnienia najwyższego a jego wartość oblicza się jako różnica ciśnienia przypadająca na stopień geograficzny γ = - ΔP/sopień geograficzny [hPa/111km] WIATR – poziomy ruch powietrza; Wiatromierz WILDA: Prędkość wiatru – droga cząsteczek w czasie; Siła wiatru – nacisk na poziomu przeszkody; Strzałka wskazuje z skąd wieje wiatr a nie do skąd; SKALA BOFORTA: 0 – cisza; 8 – wiatr łamie gałęzie drzew (wicher); 11 – gwałtowna wichura (30m/s); Przykład sił decydujących o występowania wiatru; Wiatr geostroficzny (zgodny z izobarami); Siła Coriolisa – działa prostopadle do wektor prędkości przy czym na półkuli PN działa w prawo a na PD w lewo; Wiatr gradientowy; SKALA EKMANA: BARYCZNE PRAWO WIATRU – wiatr wiejący w plecy to po lewej mamy ciśnienie niskie a po prawej wysokie w gradiencie atmosferycznym, a w dolnej warstwie podobnie z tym że kąt jest mniejszy; Wiatr halny (fenowy); WYKŁAD 5 : „MASY POWIETRZA”; Z bieguna PN (polarne); Antarktyczne; Masy zwrotnikowe; Masy równikowe; Masy morskie; Masy kontynentalne; Masy morskie i równikowe nabierają cech poprzez dłuższy kontakt z podłożem (przynajmniej 2 tygodnie); Masy mają zdolność do zmian swoich cech (translacji); Masy świeże; Masy przetransformowane (stałe); Warstwy lub strefy pomiędzy różnymi masami powietrza to fronty atmosferyczne; Fronty główne; Fronty wtórne (pomiędzy różnymi odmianami pochodzącymi z tej samej strefy geograficznej); Masa ciepłego powietrza wślizguje się pod masę chłodniejszą; natomiast jeśli chłodna masa powietrza dogania ciepłą to wchodzi klinem pod nią ponieważ jest cięższa; Front stacjonarny – fronty, które przesuwają się równolegle ale w przeciwnym kierunku; OKLUZJA – połączenie się frontów (zimnego i ciepłego); Fronty klimatologiczne – średnie położenia strefy przejściowej między głównymi masami powietrza; Wpływ masy z zachodu – przewaga cyrkulacji zachodniej; Oscylacja północno – atlantycka; Niże baryczne przesuwają się ku wschodowi, a później na północ; KLIMATOLOGIA; Polega na: Analizie układu przestrzennego danych meteorologicznych; Korzysta się z różnych danych: Instrumentalne: wyniki i dane z samopisów (odczytuje się wartości co godzinę); Dzieł sztuki; Wszystkie dane muszą być skontrolowane; Kontrola merytoryczna – czy wyniki jednego elementu nie przeczą drugiemu elementowi; Odpowiedni dobór danych z odpowiedniego okresu – minimum 10 lat; Dane muszą być synchroniczne – jeżeli dane z kilku stacji, czasem są niekompletne, wpisuje się średnie wartości; Żeby ciągi danych były homogeniczne, zmiana ustawienia powoduje zerowanie; Każda wartość w tym ciągu zależy tylko od warunków klimatycznych;
