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 H

2

O – 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:

O

2

+ energia – O + O (promieniowanie UV);

O

2

+ O + M – O3 + M (zderzenie);

O

3

+ energia – O

2

+ O (wiązany przez Cl);

O

3

+ O – O

2

+ 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. Skład atmosfery ziemskiej;

2. Budowa atmosfery ziemskiej (podziały na warstwy według różnych kryteriów);

3. Źródła, występowanie i znaczenie w atmosferze: pary wodnej, dwutlenku węgla, ozonu;

4. 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/cm

2

;

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 * T

4

– całkowita ilość energii wysyłana przez jakieś ciało

jest wprost proporcjonalna do 4; б = 8,26 * 10

-11

cal/cm

3

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;

λ

max

* T = a; λ

max

= 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/m

2

(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, CO

2

, O

3

. Ozon pochłania promieniowanie

krótkie i pewną ilość podczerwieni; CO

2

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: I

B

= I

O

* p

m

; 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/cm

3

) na powierzchnię poziomą;

Promieniowanie na powierzchni ziemi:

•

Bezpośrednie I

B

* sinh;

•

Rozproszone I

O

= a/24 * I

2

;

•

Całkowite Ir = I

B

* sinh + I

B

;

•

Pochłonięte (I

B

* sinh + I

D

) (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 = (I

B

* 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 K = t˚C + 273˚
t˚C = (t˚F - 32˚) * 5/9 t˚F = t˚(9/5 + 32˚)
t˚C = t˚R * 5/4 t˚R = t˚C * 4/5

TERMOMETRY KOLANKOWE:

•

Gruntowe;

•

Wyciągowe;

TERMOGRAF;

TERMOMETRY ELEKTRYCZNE:

•

Oporowy;

•

Termopara;

•

Termobateria;

USŁONECZNIENIE:

•

Heliograf Campbella - S

wzgl

= S

rz

/S

max

* 100%;

Usłonecznienie względne – stosunek rzeczywistego usłonecznienia do maksimum usłonecznienia;

Do pomiaru promieniowania bezpośredniego:

•

Pirheliometr kompensacyjny - I

B

= k* i

2

;

•

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 = 0,623

e

p

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 = 220

e

T

[g/m

3

]

U = e/E * 100%

x = 0,622 e/P - e

D = E – e [hPa]

Prężność pary wodnej:

Wzór psychromatyczny: e = E

W

– A (t

S

– t

W

)P [hPa]

t

S

– termometr suchy;

t

W

– 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 – γ

T

= -ΔT/ΔH

Gradient większy niż 1, świadczy o równowadze chwiejnej;

Wysokość pozioma kondensacji:

H = 1,2 (t – t

d

)

H – wysokość hektometrach;

T – temperatura powietrza;

T

d

– 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(P

1

– P

2

)/P

1

+ P

2

* (1 + α + tśr)

H – różnica wysokości dwóch poziomów;

P

1

– ciśnienie na niższym poziomie;

P

2

– 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/P

1

* (1 + α tśr)

H = 8000/1000 = 8m/hPa przy czym P = 1000 hPa i tśr = 0˚C;

WZÓR LAPLACE`A:

H = 18 400 lg * P

1

/P

2

* (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;