16

PYTANIA NA KOLOKWIUM Z METEOROLOGII

1.  Skład i budowa atmosfery
2.  temperatura punktu rosy
3.  właściwości poszczególnych warstw atmosfery; odbijanie fal radiowych itp.
4.  zjawiska optyczne: tęcza, miraże, zorze polarne (opisać)
5.  elementy obserwowane i mierzone na statku i w porcie:

a.  ciśnienie
b.  temperatura (ciepło)
c.  wyże i niże baryczne
d.  izobary
e.  gradient ciśnienia

6.  stany atmosfery (obojętny, układ wysokiego/niskiego ciśnienia – schematy)
7.  podstawowe rodzaje chmur i zjawiska jakie przynoszą; wielkość zachmurzenia
8.  falowanie – prędkość wiatru, skala stanu morza
9.  rodzaje mgieł, ich powstawanie i cechy
10.  prawa ruchu mas powietrza: poziomy gradient ciśnienia i siła Coriolisa (wraz ze wzorem)
11.  wiatr geostroficzny (wraz ze schematem)
12.  Międzykontynentalna strefa zbieżności pasatów – przyczyny i wpływ
13.  rodzaje wiatrów na routing charts + wiatry regionalne (wybrać 2 i omówić)
14.  masy powietrza
15.  niże baryczne (ppm, pzm)
16.  fronty
17.  cyklony (stadia powstawania + kategorie)
18.  pogoda w cyklonie
19.  ustalanie toru cyklonu
20.  miejsca występowania cyklonów
21.  główne cechy cyklonu
22.  oznaki zwiastujące cyklon
23.  żegluga w cyklonie
24.  profilaktyka na kotwicowisku w morzu i w porcie przy przejściu cyklonu

Powietrze - jednorodna mieszanina gazów stanowiąca atmosferę ziemską.
Atmosfera - gazowa powłoka otaczająca planetę o masie wystarczającej do
utrzymywania wokół siebie warstwy gazów, w wyniku działania grawitacji.

Skład atmosfery:

a) stałe składniki pow.

- azot(78%);
- tlen(21%);
- argon(1%);

b) zmienne składniki pow.:

- para wodna,
- dwutlenek węgla;
- dwutlenek siarki;
- ozon

Wilgotność powietrza:

- wilgotność bezwzględna masa pary wodnej wyrażona w gr. zawarta w 1m³
  powietrza,
- wilgotność właściwa – masa pary wodnej wyrażona w gramach zawarta w 1 kg
powietrza (z parą wodną),
- wilgotność względna – wyrażony w procentach stosunek ciśnienia cząstkowego pary
wodnej  zawartej  w  powietrzu  do  prężności  pary  wodnej  nasyconej  w  tej  samej
temperaturze.

Punkt rosy – czyli temp., do której pow. z obecną ilością pary wodnej musi ochłodzić się by
nasycić się.
(Psychrometr – do pomiaru wilgotności pow.
Lizymetr – do pomiaru wielkości zapasu wody w glebie.).

Temperatura  –  ruch  wew.  materii  przenoszenia  ciepła  przez  konwekcje(ruch  pion),bardzo
mało przez przewodnictwo adwekcje(ruch poz.)
Ciepło – ilość drgań/uderzeń cząsteczek między sobą.
Ciśnienie – wielkość skalarna, wartość siły działającej prostopadle do pow. podzielona przez
powierzchnię na jaką ona działa.750mmHg; 1013,27hPa
Gradient ciśnienia – jest to różnica ciśnienia w kierunku poziomym odniesiona do jednostki
odległości liczona w kierunku prostopadłym do izobar od ciśnienia wyższego do niższego.
Niż  atmosferyczny  –  obszar  obniżonego  ciśnienia  atmosferycznego,  w  którym  ciśnienie
maleje ku środkowi.
Wyż atmosferyczny – obszar podwyższonego ciśnienia atmosferycznego, w którym ciśnienie
rośnie ku środkowi.

Warstwy atmosfery:

a) Troposfera (ok. 12km – 18 równik; 8 biegun) sfera przyziemna, spadki temp. do -
60°C, w troposferze zachodzą główne procesy kształtujące pogodę i klimat; warstwa
skupiająca ponad połowę powietrza atmosfery. Poniżej 5 km n.p.m. znajduje się 50%
całego atmosferycznego powietrza. Występuje w niej para wodna, która skraplając się
tworzy chmury (Tropopauza).
b)  Stratosfera  (12–40km)  brak pary  wodnej, wzrost wysokości pow. się rozrzedza a
ciśnienie  maleje  (na  19km  ciśnienie  atmosferyczne  równe  z  ciśn.  nasyconej  pary
wodnej. w temp. 37°C)
c) Ozonosfera (15-40km) brak pionowych ruchów powietrza; pochłania
promieniowanie UV
d)  Mezosfera  (40–80km)  temp.  0  -  -70°C.  spadek  temperatury  wraz  z  wysokością
(Mezopauza)
e)  Jonosfera  (80–2000km)  -  zawiera  duże  ilości  jonów  i  swobodnych  elektronów,
powstających  na  skutek  jonizacji  cząsteczek  gazu  atmosferycznego  pod  wpływem
promieniowania kosmicznego oraz nadfioletowego promieniowania słonecznego.
f)  Termosfera  (85–500km)  zjawisko  zorzy  polarnej,  wzrost  temperatury  nawet  do
400°C
g) Egzosfera (500–2000km) brak tlenu; słabe oddziaływanie grawitacyjne

Tęcza  –  powstaje  w  wyniku  rozszczepienia  światła  załamującego  się  i  odbijającego  się
wewnątrz kropli wody o kształcie zbliżonym do kulistego.

Miraż  –  zjawisko  powstania  pozornego  obrazu  odległego  przedmiotu  w  wyniku  różnych
współczynników załamania światła w warstwach powietrza o różnej temp.

Zorza  polarna  –  zjawisko  świetlne  obserwowane  na  wysokich  szerokościach
geograficznych,  głównie  za  kołem  podbiegunowym,  chociaż  w  sprzyjających  warunkach
bywa widoczna nawet w okolicach 50. równoleżnika.

Chmury wysokie (6-12km):

- Cirrus;
- Cirrostratus(d,ś,kś,zl,g);
- Cirrocumulus;

Chmury średnie (2-6km):

- Altostratus (d,ś,zl);
- Altocumulus;

Chmury niskie (do 2km):

- Stratus(m,śz,sl);
- Stratocumulus (d,ś,kś);
- Nimbostratus(d,ś,zl);

Chmury o budowie pionowej (0.5-6 km):

- Cumulus(d);
- Cumulonimbus

Skala Beauforta:
- 8B (sztorm) - 32w;
- 12B (huragan) - 64w.

Stan morza - 0 – 9 (14m wys.fali)

Mgła – krople wody (lub kryształy lodu) zawieszone w pow., których dolna podstawa styka
się z powierzchnią ziemi.

7. podstawowe rodzaje chmur i zjawiska jakie przynoszą; wielkość zachmurzenia

Chmury są to zawiesiny mikroskopijnych cząstek cieczy (głównie wody) lub ciał stałych (lodu) w atmosferze.
Powstają w wyniku kondensacji pary wodnej, czyli przejściu znajdującej się w powietrzu pary wodnej ze stanu
gazowego w ciekły lub resublimacji tj. przejściu pary wodnej w stan stały skupienia (lód).
Chmury wysokie: Cirrus (Ci) Pierzaste Cirrocumulus (Cc)Kłębiasto-pierzaste Cirrostratus (Cs)Warstwowo-
pierzaste
Chmury średnie Altocumulus (Ac)Średnie kłębiaste Altostratus (As)Średnie warstwowe
Chmury niskie Stratocumulus (Sc)Kłębiasto-warstwowe Stratus (St)Niskie warstwowe
Chmury pionowe Nimbostratus (Ns)Warstwowe deszczowe Cumulus (Cu)Kłębiaste Cumulonibus
(Cb)Kłębiaste deszczowe
Poszczególne chmury:
Cirrus (Ci) – pierzasta - Chmura pierzasta w kształcie białych włókien, nitek, ławic lub wąskich pasm o
jedwabistym wyglądzie, podstawa chmury 7-10 km długość od 10 do 1000 km. Powodują opady, które nie
docierają na ziemię. Sygnalizują dużą zmianę pogody. Może towarzyszyć im silny porywisty wiatr.
Cirrocumulus (Cc) - kłebiasto – pierzasta - Chmura kłębiasto - pierzasta, występuje w postaci cienkiej białej
ławicy, płat lub warstw chmur bez cieni, złożona z małych członów połączonych ze sobą lub oddzielonych w
kształcie ziaren, zmarszczek. Chmury cirrocumulus są zawsze na tyle przejrzyste, że umożliwiają określenie
położenia Słońca i Księżyca. Zapowiadają nadejście frontu chłodnego.
Cirrostratus (Cs) - warstowo – pierzasta - Chmura warstwowo - pierzasta występująca jako przejrzysta biaława
zasłona z chmur o włóknistym lub gładkim wyglądzie, pokrywająca niebo całkowicie lub częściowo, która nie
zaciera konturów słońca lub księżyca, lecz powoduje zjawisko "halo". Zasłona chmur cirrostratus może być
prążkowana lub przybierać wygląd mglisty. Brzeg chmur jest niekiedy ostro zarysowany, lecz częściej
zakończony chmurami cirrus na kształt frędzli. Chmury Cirrostratus powstają wskutek powolnego wznoszenia
się rozległych warstw powietrza do dostatecznie dużych wysokości. Wysokość występowania 6,5 - 10 km.

Altocumulus (Ac) - średnia kłebiasta - Chmura średnia, kłębiasta, biała lub szara warstwa albo ławica chmur, na
ogół wykazująca cienie, złożona z rozległych płatów, wydłużonych równoległych walców itp., które mogą być
rozdzielone pasmami czystego nieba. Płaty chmur altocumulus są często obserwowane równocześnie na dwóch
lub więcej poziomach. Pojedyncze elementy układają się w grupy, ciągi i zwoje w jednym lub dwu kierunkach.
Wysokość występowania 3 - 5.5 km. Sygnalizują nadejście frontu chłodnego.
Altostratus (As) - średnia warstwowa - Należą do piętra średniego, jednak ich górne części mogą przenikać i do
piętra górnego. Ich pionowa grubość wynosi już kilometry; jest to płat lub warstwa chmur szarawych albo
niebieskawych, pokrywających niebo całkowicie lub częściowo, o wyglądzie prążkowanym, włóknistym lub
jednolitym i miejscami tak cienka, ze Słońce jest widoczne najwyżej jak przez matowe szkło. Chmury średnie
warstwowe są typowymi chmurami mieszanymi: obok nadzwyczaj drobnych kropelek wody występują w nich
również drobne płatki śniegu. Dlatego takie chmury dają opady. Opady te jednak są bardzo słabe i podczas
ciepłej pory roku z reguły wyparowują w drodze ku powierzchni Ziemi. W zimie z tych chmur pada często
drobny śnieg.
Nimbostratus (Ns) - warstwowa deszczowa - Szara warstwa chmur, często ciemna, o wyglądzie rozmytym
wskutek mniej lub bardziej ciągłego opadu deszczu lub śniegu w większości przypadków dochodzącego do
ziemi. Chmura ta jest wszędzie tak gruba, że całkowicie przesłania Słońce. Grubość dochodzi do kilku
kilometrów, mając początek w piętrze dolnym i rozprzestrzeniając się do piętra średniego, a często również i do
górnego. W górnej części warstwy budowa tych chmur jest podobna do budowy tych chmur Altostratus (
średnich warstwowych ), natomiast w dolnej mogą one zawierać również duże krople wody oraz płatki śniegu.
Dlatego warstwa tych chmur ma wygląd bardziej ciemnoszary; tarcze ciał niebieskich przez nią nie
przeświecają. Z tych chmur z reguły pada ciągły deszcz lub śnieg, dosięgający powierzchni Ziemi. Pod warstwą
chmur warstwowych deszczowych występują często bezkształtne skupienia niskich poszarpanych chmur,
szczególnie "ponurych" na tle chmur warstwowych deszczowych. Jest klasyczną chmurą deszczową opady są z
długotrwałe i obfite, zawsze ciągłe.
Stratocumulus (Sc) - kłębiasto – warstowa - Szara lub biała, bądź częściowo szara, częściowo biała ławica, płat
lub warstwa chmur, posiadająca prawie zawsze ciemne części, złożona z zaokrąglonych brył, walców itp.,
połączonych ze sobą lub oddzielnych od siebie i nie posiadających wyglądu włóknistego. Większość regularnie
ułożonych małych członów chmury ma pozorną szerokość większą od pięciu stopni. W większości przypadków
chmury kłębiasto - warstwowe składają się z drobnych, jednorodnych kropelek, przy ujemnych temperaturach
przechłodzonych, i nie dają opadów. Zdarza się jednak, że pada z nich słaba mżawka lub przy niskich
temperaturach bardzo drobny śnieg. Przynoszą przelotne opady, zwiastują załamanie pogody. Są one przyczyną
zjawiska "halo", często można przez nie widzieć słońce/księżyc.
Stratus (St) - niska warstwowa - Są to chmury najbliższe powierzchni Ziemi: na terenie równinnym ich
wysokość nad powierzchnią Ziemi może wynosić zaledwie kilkadziesiąt metrów. Na ogół szara warstwa chmur
o dość jednolitej podstawie, składająca się z kropelek wody, z której może padać mżawka. Lecz przy
dostatecznie niskich temperaturach występują w tych chmurach elementy stałe; wówczas mogą wypadać z nich
na Ziemię słupki lodowe, drobny śnieg lub krupa śnieżna. Jeśli Słońce jest widoczne przez chmurę, to jego zarys
jest wyraźny. Chmura Stratus nie powoduje występowania zjawisk halo. Chmura Stratus występuje niekiedy w
postaci postrzępionych ławic; wówczas nazywają się Fractostratus (chmury niskie warstwowe, postrzępione).
Przynosi opad deszczu zwykle zapowiada trzydniówkę. Może towarzyszyć jej mgła lub mżawka zanim zacznie
się właściwy opad. Z reguły wiatry są umiarkowane.
Cumulus (Cu) – kłębiasta - Oddzielne, na ogół gęste chmury o ostrych zarysach, rozwijające się w kierunku
pionowym w kształcie pagórków, kopuł lub wież, których górna część przypomina często kalafior. Oświetlone
przez Słońce części tych chmur są przeważnie lśniąco białe. Podstawa ich jest stosunkowo ciemna i prawie
pozioma. Pod Słońce wydaje się, że chmury są ciemne, otoczone jasną obwódką. Chmury kłębiaste występują
często tak licznie, że tworzą ławice. Czasami mają one postrzępione brzegi i wówczas noszą nazwę
Fractocumulus (chmury kłębiaste postrzępione). Chmury kłębiaste składają się tylko z kropel wody i zwykle
opadów nie dają. Jednak w obszarach zwrotnikowych, gdzie wodność chmur jest duża, wskutek łączenia się
poszczególnych kropli, chmury te mogą dawać nieduże deszcze. Zwiastun dobrej pogody i umiarkowanego,
porywistego wiatru, łączący się w zbite "stadka" zwiastuje deszcz za kilka dni. Należy uważać na występujące w
jej pobliżu szkwały. Przy silnym rozwoju pionowym mogą dać opad.
Cumulonimbus (Cb) - kłębiasta deszczowa - Stanowi dalsze stadium rozwojowe chmur kłębiastych. Występuje
jako potężna chmura o dużej rozciągłości pionowej w kształcie góry lub wielkich wież i sięgają często od piętra
dolnego aż do górnego. Przesłaniając Słońce, mają "ponury" wygląd i zmniejszają w dużym stopniu oświetlenie.
Przynajmniej część jej wierzchołka jest zazwyczaj gładka, włóknista lub prążkowana i prawie spłaszczona.
Część ta rozpościera się w kształcie kowadła lub rozległego pióropusza. Poniżej podstawy, często ciemnej,
niejednokrotnie występują niskie, postrzępione chmury połączone z podstawą lub oddzielone od niej. W górnych
częściach chmury kłębiaste deszczowe składają się z kryształków lodu, natomiast w dolnych - z kryształków
lodu oraz kropelek wody różnych wielkości, do największych włącznie. Mogą występować jako odosobnione
lub w postaci długiego szeregu połączonych chmur. Przynosi bardzo gwałtowne i silne porywy wiatru, zwiastuje
sztorm. Dają one opady przelotne (ulewy); są to deszcze o dużym natężeniu, którym towarzyszy niekiedy grad, a
w zimie - obfity, gęsty śnieg i krupa. Związane są z nimi często zjawiska burzowe. Dlatego chmury te nazywane
są też chmurami burzowymi. Na ich tle obserwuje się często tęczę. Pod podstawą tych chmur, podobnie jak i pod
podstawą chmur warstwowych deszczowych, występują często skupienia chmur postrzępionych (gatunku
Fractostratus lub Fractocumulus).

8. falowanie – prędkość wiatru, skala stanu morza

Falowanie oceanu najczęściej wywołuje wiatr. Badanie tego typu falowania polega na wyjaśnianiu mechanizmu
przekazywania energii wiatru powierzchni wody. Skomplikowaną, dynamiczną jego strukturę, objawiającą się
pulsacją prędkości i kierunku, potwierdza bardzo szerokie widmo fal o różnej częstotliwości. Przepływ

powietrza nad wodą ma charakter turbulentny. Z tego powodu powstają miejscowe różnice ciśnień, prowadzące
do ruchu cząsteczek. Przy długotrwałym wianiu (pod wpływem tych ściśle ze sobą powiązanych zjawisk)
kształtują się fale o regularnym profilu. Z czasem rośnie ich amplituda i energia. Dzięki lepkości ruchy
cząsteczek są przenoszone ku warstwom zalegającym głębiej. Przez cały czas oddziaływania wiatru na
powierzchnię następuje energetyczne zasilanie fal. Prędkość wiatru musi jednak być większa od prędkości
rozchodzenia fal. Gdy wieje z mniejszą siłą lub zmieni kierunek, nastąpi osłabienie falowania. Gdy z większą
grzbiety fal od strony nawietrznej wydłużają się, a po zawietrznej są bardziej strome. Przy bardzo silnym wietrze
wierzchołki są zrywane i przemieszczane w powietrzu w postaci piany. Na pierwotnej fali mogą tworzyć się fale
drugiego, trzeciego lub wyższych rzędów.
Stan morza - umowne określenie stanu powierzchni morza w zależności od wysokości występującej fali. Do
określenia stanu morza wykorzystuje się dziesięciostopniową skalę Douglasa:

stan morza

wysokość fali [m]

0,0-0,1

0,1-0,5

0,5-1,25

1,25-2,5

2,5-4,0

4,0-6,0

6,0-9,0

9,0-14,0

ponad 14

Skala Beauforta - skala siły wiatru:

Wiatr Długość

fal [m]*

Wysokość
fal [m]*

°B Nazwa

Działanie wiatru na
lądzie

Stan powierzchni morza

km/h Mm/h

0 Cisza

Dym wznosi się
pionowo

Tafla morza jest lustrzana.

0-1

1 Powiew

Dym lekko zbacza

Powierzchnia lekko zmarszczona
(mała łuskowata fala).

2-6

1-3

do 5

0.1-0.2

2 Wiatr słaby

Ledwie
odczuwalny
podmuch

Drobna krótka fala o szklistych
grzbietach.

7-12 4-6

do 15

0.2-0.3

3 Wiatr łagodny

Poruszają się liście
na drzewach

Dłuższe fale o wierzchołkach
sporadycznie spienionych,
łamanie się fal wywołuje
krótkotrwałe szmery.

13-18 7-10

do 25

0.6-1.0

Wiatr
umiarkowany

Poruszają się małe
gałązki

Wyraźne długie fale, pokryte
białą pianą na grzbietach,
łamaniu się fal towarzyszy szum.

19-26 11-16

do 50

1.0-1.5

Wiatr dość
silny

Poruszają się
gałęzie, ostre
podmuchy

Zaczynają się tworzyć duże fale,
których grzbiety pokryte są białą
pianą, sporadycznie pojawiają się
bryzgi. Morze szumi.

27-35 17-21

do 75

2.0-2.5

6 Wiatr silny

Poruszają się
konary drzew

Fale stają się strome, piana grzyw
zaczyna układać się w pasma,
szum łamiących się fal, liczne
bryzgi.

36-44 22-27

do 100

3.0-4.0

Wiatr bardzo
silny

Mniejsze drzewa
poruszają się z
pniami

Fale coraz dłuższe i bardziej
strome, zdmuchiwana z ich
grzbietów piana układa się w
pasma. Głośny szum morza.

45-54 28-33

do 135

4.0-5.5

8 Sztorm

Poruszają sie duże
drzewa, utrudnione
chodzenie

Tworzą się wysokie góry wodne,
wierzchołki fal są porywane
przez wiatr, układają się w
wyraźne, długie pasma. Urywany
ryk morza.

55-65 34-40

150-200 5.5-7.5

9 Silny sztorm

Wiatr zrywa dachy,
łamie silne pnie

Ogromne fale, wiatr porywa
grzywy fal i unosi pył wodny,
znacznie osłabiający widoczność.
Ryk morza.

66-77 41-47

150-200 7.0-10.0

Bardzo silny
sztorm

Wiatr wyrywa
drzewa z
korzeniami

Ogromne i długie fale, liczne
bryzgi układają się w długie
pasma, morze jest białe od piany.
Morze grzmi.

78-90 48-55

do 250

9.0-12.5

Gwałtowna
wichura

Działanie wiatru
jest silnie niszczące

Ogromne i długie fale tak
wielkie, że statki znajdujące się w
dolinie przestają być widoczne,
widzialność zmniejszona przez
bryzgi.

91-
104

56-63

do 300

11.5-14.0

12 Huragan

Działanie wiatru
jest druzgocące,
np. wiatr niszczy
budynki

Huragan unosi w powietrzu tak
wiele pyłu wodnego, że
praktycznie nie ma żadnej
widoczności.

ponad
104

powyżej
63

i dluższe

15.0 i
wyższe

9. rodzaje mgieł, ich powstawanie i cechy

Mgła jest to zawiesina bardzo małych (o średnicy poniżej 0,05 mm) kropelek wody (przy b. niskich
temperaturach — kryształków lodu) w przyziemnej warstwie powietrza, zmniejszająca widzialność
poniżej 1 km. Powstaje wskutek kondensacji pary wodnej zawartej w atmosferze. Istnieją różne rodzaje
mgieł.

Mgła radiacyjna powstaje nad lądem wskutek silnego ochłodzenia się powietrza od

zimnego podłoża, którego temperatura spada w wyniku wypromieniowania ciepła (np.
podczas pogodnej nocy).

Mgła adwekcyjna tworzy się w ciepłej masie powietrza napływającej nad chłodne

podłoże; szczególnie często występuje nad powierzchnią zbiorników wodnych.

Smog jest to bardzo gęsta mgła powstająca w obszarze wielkich miast lub ośrodków

przemysłowych, unosząca cząstki zanieczyszczeń. Jest ona niebezpieczna dla
człowieka, niekiedy powoduje gwałtowny wzrost śmiertelności wskutek chorób dróg
oddechowych i układu krążenia.

10. prawa ruchu mas powietrza: poziomy gradient ciśnienia i siła Coriolisa (wraz ze
wzorem):

Poziomy gradient ciśnienia

Charakterystyka: Pomiędzy obszarami Ziemi występują poziome różnice ciśnienia; gradient
skierowany jest do niższego ciśnienia wzdłuż normalnej do powierzchni izobarycznej, wyraża
się go w hPa/100

Konsekwencje: Siła Coriolisa - podstawowa siła powodująca poziomy ruch i wzrost jego
prędkości; inne siły mogą ten ruch hamować, lub odkształcać jego kierunek
to  siła  będąca  wynikiem niezgodności  pomiędzy  prędkością  kątową  obracającą  się  Ziemi  a
jej-  malejącą  szerokością  geograficzną-  prędkością  liniową.  Jeśli  masa  powietrza  zacznie
wędrówkę  z  nad  równika  w  kierunku  północnym,  to  zachowując  swoją  bezwładność
(prędkość  wyjściową)  napływać  będzie  nad  obszary,  które  obracają  się  od  niej  wolniej.
Następować  będzie,  jej  odchylanie  się  od  kierunku  wyjściowego  w  prawo.  Im  dalej  od
równika  tym  skręcanie  będzie  większe,  aż  na  określonej  szerokości  przyjmie  ono  kierunek
równoleżnikowy,  podobnie  na  półkuli  południowej-  masa  powietrza,  wędrując  na  południe
przybiera kierunek zachodni (skręca w lewo).

11. Wiatr geostroficzny:

Rozpatrzmy jednostajny ruch powietrza w układzie izobar prostoliniowych i

równoległych do siebie, zakładając jednocześnie brak tarcia. Przy takim założeniu na
powietrze będą działać tylko dwie siły – siła poziomego gradientu ciśnienia i siła Coriolisa.
Pod wpływem siły gradientu powietrze zaczyna się poruszać prostopadle do izobar, ale
natychmiast pojawia się siła Coriolisa odchylająca poruszające się powietrze w prawo (na
półkuli południowej w lewo). W stosunkowo krótkim czasie obydwie siły równoważą się.
Ponieważ kierunek siły gradientu nie ulega zmianie, więc równoważąca ją siła Coriolisa musi
być skierowana przeciwnie. W rezultacie wiatr wieje równolegle do izobar.
Taki wiatr, który wieje z jednostajną prędkością wzdłuż izobar prostoliniowych (przy
zaniedbaniu tarcia), nazywa się wiatrem geostroficznym.

Wartość liczbową prędkości wiatru geostroficznego określa się z warunku równowagi

sił gradientu i Coriolisa:

sin

2 sin

, gdzie V

– prędkość wiatru geostroficznego.

Można sformułować następujące wnioski:

1. Kierunek wiatru geostroficznego pokrywa się z kierunkiem izobar
2. Wiatr geostroficzny wieje zawsze w ten sposób, że na półkuli północnej niskie

ciśnienie pozostaje z lewej strony, a wysokie z prawej strony, jeśli patrzeć w
kierunku wiatru (mając wiatr w plecy). Na półkuli południowej na odwrót. Jest to
tzw. Prawo Buys-Ballota.

3. Prędkość wiatru geostroficznego jest wprost proporcjonalna do gradientu ciśnienia

lub, mówiąc inaczej, jest odwrotnie proporcjonalna do odległości między
izobarami. Im mniejsza odległość między izobarami (większy gradient) tym
większa prędkość wiatru geostroficznego i odwrotnie. Ponadto rośnie ona w miarę
zmniejszania się gęstości powietrza i szerokości geograficznej. Wobec tego przy
jednakowej wartości gradientu ciśnienia prędkość wiatru geostroficznego na
dużych wysokościach, a także niskich szerokościach geograficznych jest większa
niż na małych wysokościach lub w wyższych szerokościach geograficznych.

4. W bezpośrednim sąsiedztwie równika, gdzie

sin

dąży do zera, pojęcie wiatru

geostroficznego traci sens.

12. Międzykontynentalna strefa zbieżności pasatów:

W pobliżu międzyzwrotnikowej strefy obniżonego ciśnienia pasaty zanikają, a ruchy

poziome powietrza ustępują ruchom pionowym związanym z intensywną konwekcją
(pionowym przenoszeniem energii cieplnej) . W rezultacie między pasatami obydwu półkul
tworzy się strefa przejściowa – strefa międzypasatowa. Pokrywa się ona z międzyzwrotnikową
strefą obniżonego ciśnienia. Strefę tę nazywamy międzyzwrotnikową strefą zbieżności (w
skrócie MSZ). Występowanie MSZ jest jedną z głównych właściwości cyrkulacji w
szerokościach zwrotnikowych.

Szerokość MSZ waha się przeciętnie nad oceanami od około 2 do 10˚ szerokości

geograficznej. Przy intensywnej zbieżności pasatów MSZ staje się wąska. W tym wypadku
wskutek silnej konwekcji powstają wypiętrzone chmury Cb z silnymi opadami, burzami i
porywistymi wiatrami w pasie szerokości od około 20 do 150 Mm. Wówczas MSZ przyjmuje
charakter frontu zwrotnikowego. Z reguły im węższa jest linia strefa zbieżności, tym
intensywniejsze są procesy w niej zachodzące.

13. Rodzaje wiatrów na routing charts:

- I – Ogólna cyrkulacja

- II – monsuny

- III – wiatry lokalne

Monsuny – pewne obszary Ziemi mają specyficzny ustrój wiatrów polegający na tym że w
dolnej części troposfery zimą przeważają wiatry z jednego kierunku lub sektora widnokręgu,
a latem z innego (zwykle przeciwnego). Są to tzw. Obszary monsunowe, a wiejące w nich
wiatry – o charakterystycznych dominujących w danej porze roku kierunkach, noszą nazwę
monsunów. Do klasycznych obszarów monsunowych zalicza się północną część Pacyfiku,
włączając w to przyległe wybrzeża Azji i archipelagi wysp aż po północny skraj Australii.
Bezpośrednimi przyczynami pojawiania się monsunów są sezonowe zmiany ciśnienia nad
kontynentami Azji, Afryki, Australii i wodami oceanów, oraz przemieszczanie się wyżów
podzwrotnikowych i międzyzwrotnikowej strefy obniżonego ciśnienia.

Wiatry lokalne:

 Norther – silny wiatr północny pojawiający się zimą nad Zatoką Meksykańską.

Osiąga często prędkość sztormu. W miarę przesuwania się ku Morzu Karaibskim
słabnie.

 Sumatra – wiatr o charakterze sztormowego szkwału występujący w cieśninie

Malakka i na sąsiednich obszarach. Towarzyszy mu gwałtowna burza i deszcz.
Pojawia się w okresie od monsunu letniego . Nadchodzi zwykle w nocy.

 Sirocco – wiatr z kierunków południowych występujący nad morzem

Śródziemnym. Pojawia się w ciągu całego roku, choć najczęściej latem.
Bezpośrednią przyczyną tworzenia się sirocco są niże przemieszczające się nad
Morzem Śródziemnym z zachodu na wschód. Ponieważ postaje nad obszarami
Afryki i Półwyspu Arabskiego, więc na początku swej drogi nad morzem jest
bardzo suchy, gorący i zapylony. Przechodząc dłuższą drogę nad wodą, staje się
wilgotny. W basenie Morza Śródziemnego występuje pod bardzo wieloma
nazwami.

14. Masy powietrza:

Wielkie objętości powietrza o poziomych rozmiarach rzędu tysięcy kilometrów i

pionowych rzędu kilku kilometrów, charakteryzując się względną jednorodnością swych
właściwości, tj. temperaturą, wilgotnością, zapyleniem itd., nazywa się masami powietrza.
Strefy przejściowe pomiędzy masami powietrza o różnych właściwościach noszą nazwę
powierzchni frontowych. Każdą masę powietrza można sklasyfikować i odróżnić od innej,
stosując odpowiednie kryteria.

Kształtowanie się mas powietrza zachodzi nad obszarami o stosunkowo jednorodnym

podłożu, nad którymi powietrze zalega lub krązy w prawie zamkniętym układzie cyrkulacji.
Układami zapewniającymi dostatecznie długotrwałe – dla przyjęcia określonych cech –
przebywanie powietrza nad danym obszarem są przede wszystkim stacjonarne wyże i niże.
Masy powietrza mogą też się formować podczas powolnego przemieszczania się powietrza
ponad obszarami oceanicznymi o jednorodnych cechach termicznych. Przeciętny czas
niezbędny do ukształtowania się masy powietrza nad danym obszarem wynosi około 4-10
dób. Obszary, nad którymi kształtują się masy powietrza nazywa się obszarami źródłowymi.

Gdy masy powietrza o różnych właściwościach na siebie nachodzą, zmieniają się

panujące warunki, a co za tym idzie – właściwości fizyczne przemieszczającej się masy
powietrza. Jest to transformacja mas powietrza.

Cechy mas powietrza zmieniające się wolniej niż inne (cechy konserwatywne):

- temperatura potencjalna

- wilgotność właściwa

- (wilgotność bezwzględna)

- (temperatura punktu rosy)

- (przeźroczystość powietrza)

- (zwykła temp. powietrza powyżej warstwy tarcia (w szczególności nad morzem))

Masy powietrza dzieli się na ciepłe i chłodne. Podział ten dotyczy mas przemieszczających
się po wyjściu z obszaru źródłowego.

15. Niże baryczne:

Niżem barycznym nazywa się system niżowy, w którym występują zazwyczaj układy

frontalne. Nacisk jest tutaj położony na to, że niż baryczny jest zjawiskiem pogodowym, a nie
po prostu obszarem niskiego ciśnienia. Wraz z przyjściem centrum niżu obserwuje się spadek
ciśnienia i zazwyczaj zmianę innych parametrów, takich jak temperatura czy zachmurzenie.

Wbrew potocznym oczekiwaniom wiatr w rozwiniętym (czasowo) niżu barycznym nie

wieje od obszaru ciśnienia wysokiego do niskiego, lecz równolegle do linii stałego ciśnienia.
W niżu wiatry wieją cyklonalnie, czyli na półkuli północnej przeciwnie do wskazówek zegara.

Niż (ciśnienie) i cyklon (kierunek wiatru) są synonimami.

Cyklogeneza niżów (cyklonów) średnich szerokości

Cyklogeneza: Początkowe stadium cyklogenezy,
kiedy wiatry wieją w przeciwnych kierunkach

Systemy niżów barycznych średnich szerokości czerpią energię z różnicy temperatur
pomiędzy ciepłym i zimnym powietrzem. Na płaszczyźnie pomiędzy nimi rozwijają się
zaburzenia, które prowadzą do wślizgiwania się cieplejszego powietrza nad powietrze
zimniejsze. Proces ten nazywany jest czasami pasem transmisyjnym - transportującym
wilgotność i ciepło z obszarów południowych. Ruch tego zaburzenia na zachód powoduje, że
obserwujemy cykl zimnego-ciepłego-zimnego powietrza. Z cyklogenezą związane jest
zjawisko powstawania frontów atmosferycznych.

Zjawisko niżów barycznych charakterystyczne dla średnich szerokości nie występuje w
obszarach tropikalnych czy w podzwrotnikowych.

16. Fronty:

Fronty atmosferyczne- linia wzdłuż której płaszczyzna frontowa (strefa styku mas powietrza
o różnych  właściwościach fizycznych), przecina się z powierzchnią Ziemi-   to linia  frontu
lub  front.  Ze  względu  na  duże  odchylenie  płaszczyzny  frontowej  dowolnej  części  do
powierzchni  Ziemi,  szerokość  linii  frontu  wynosi  od  kilku  do  kilkunastu  km.  Fronty
atmosferyczne  istnieją od kilku do  kilkunastu dni przechodząc w tym czasie  określone fazy
rozwojowe.  Ze  względu  na  rolę  i  znaczenie  cyrkulacji  atmosfery,  fronty  atmosferyczne
dzielimy na: główne i wtórne.
Fronty główne- (klimatologiczne) rozdzielają się na kuli ziemskiej geograficzne rodzaje mas
powietrza: front zwrotnikowy, polarny i arktyczny.
Front  ciepły-  front  atmosferyczny  poprzedzający  ciepłe  powietrze  napływające  na  miejsce
ustępującego przed nim powietrza chłodnego. Podczas ustępowania, powietrze chłodne jako

cięższe  trzyma  się  blisko  ziemi.  Płaszczyzna  frontowa  jest  w  związku  z  tym  ustawiona
ukośnie do powierzchni Ziemi, tworząc z nią kąt ostry.
Front  chłodny-front  atmosferyczny  poprzedzający  chłodne  powietrze  napływające  na
miejsce  ustępującego  przed  nim  powietrza  ciepłego.  Powietrze  chłodne  jako  cięższe,  wbija
się  w  postaci  klina  w  powietrze  ciepłe,  które  ustępuje  częściowo  pod  jej  naporem,  a
częściowo  jest  wypychane  do  góry.  Ze  względu  na  szybkość  przemieszczania  się  fronty
chłodne dzieli się na: przemieszczające się wolno I-rodzaju, przemieszczające się szybko II-
rodzaju. Różnią się one charakterem zachmurzenia i rodzajem opadów

17. Stadia rozwoju cyklonu

•  Stadium  powstawania.  Rozpoczyna  się,  gdy  w  polu  ciśnienia  powstaje  ośrodek  niskiego
ciśnienia, a  wokół  niego  powstaje  cyrkulacja  wirowa  o  charakterze  cyklonalnym.  Ciśnienie
na  tym  obszarze  wynosi  wtedy  ok.  1000  hPa,  silne  prądy  wstępujące  prowadzą  z  kolei  do
powstania  wypiętrzonych  chmur  kłębiastych.  Pionowy  zasięg  tworzącego  się  cyklonu  jest
jeszcze wtedy niewielki.

• Stadium dojrzewania. Ma właściwie charakter burzy zwrotnikowej. Ciśnienie szybko spada
i w krótkim czasie tworzy się oko cyklonu. Wokół niego powstaje wąski pas o szerokości 40-
50  km,  charakteryzujący  się  wiatrami  o  huraganowych  prędkościach  -  ponad  33  mxs-1.
Zwarty  układ  chmur  tworzy  wąskie  pasma,  zbliżające  się  spiralnie  do  oka  i  otaczające  je
niemal pionową ścianą. Symetrycznie zbudowany cyklon sięga już do wysokości 6-8 km.

•  Stadium  dojrzałości.  Ciśnienie  przestaje  się  obniżać,  chociaż  wieją  nadal  huraganowe
wiatry,  które  stopniowo  słabną.  Obszar  objęty  cyklonem  rozszerza  się  do  największych
rozmiarów.  Zanika  symetria  całego  układu  -  strefa  najgorszej  pogody  jest,  względem
kierunku ruchu, większa po prawej niż po lewej stronie (na półkuli południowej odwrotnie).
W tym stadium cyklon sięga aż do tropopauzy.

• Stadium zanikania. Kiedy już tajfun dostanie się nad ląd albo przemieści się nad oceanem
ku wyższym szerokościom geograficznym i znajdzie się nad chłodniejszą powierzchnią
wody, maleje jego intensywność, zanika oko huraganu i symetryczna budowa układu. Na 20-
30o zmienia swój kierunek na wyraźnie południkowy i kieruje się w stronę wyższych
szerokości geograficznych. Dociera do strefy umiarkowanej i przekształca się zwykle w
głęboki ośrodek niżowy umiarkowanych szerokości geograficznych. Huragany powstają
przede wszystkim u wybrzeży Afryki w okolicy Zielonego Przylądka i stamtąd przez
Atlantyk zmierzają ku wybrzeżom Stanów Zjednoczonych, następnie zmieniają swój
kierunek na północno-wschodni i przemieszczają się dalej ku Europie i Azji. Niektóre z nich
docierają nawet na Syberię.

Kategorie:
Ze względu na różny stopień gwałtowności, jaki osiągają zaburzenia atmosferyczne w strefie
międzyzwrotnikowej dzieli się je na:

niże tropikalne-wiatr do 33 węzłów (7 B),
sztormy tropikalne – wiatr od 34 do 63 węzłów (8 – 11 B),
cyklon tropikalny – wiatr powyżej 63 węzłów (12 B)

18. Pogoda w cyklonie:

Oko  cyklonu  to  obszar  bezchmurny,  z  niewielką  prędkością  wiatru.  Naokoło  tego
niewielkiego (o średnicy kilkunastu - kilkudziesięciu kilometrów) obszaru zamyka się szeroki
(zwykle  50-150  km)  pierścień  niebotycznych  burzowych  chmur.  Występują  tutaj  ulewne
opady,  a  wiatr  osiąga  ogromną  prędkość  i  ma  niszczycielską  siłę.  Graniczną  prędkością
wiatru,  od  której  mówi  się  o  cyklonie  tropikalnym,  jest  120  km/h,  ale  w  wielu  cyklonach
wiatr osiąga znacznie większą prędkość.
Fale sięgające  nawet do 20m.

19. Tory cyklonu:

- cyklon idzie do bieguna
- cyklon trzyma się jednej izobary
- na lądzie cyklon mija po 1 dobie
- cyklon przemieszcza się równolegle do izobar
- ciśnienie leżące na zewnątrz cyklonu określa jego tor

20. Miejsca Występowania Cyklonów:

a) Atlantyk – tylko jego część północna

– Morze Karaibskie i Zatoka Meksykańska

– Wielkie Antyle i wyspy Bahama

– Wyspy Zielonego Przylądka

b) Ocean Indyjski – część północna:

– Morze Andamańskie

– Zatoka Bengalska

c) Ocean Indyjski - część południowa:

- Na północ od Wyspy Tromelin

- Kanał mozambicki (Madagaskar)

-północno zachodnie wybrzeże Australii

d) Pacyfik północny:

- Filipiny
- Wyspa Guam

e) Pacyfik Południowo zachodni:

- Nowe Hebrydy

- Wyspy Fidżi

21. Główne Cechy Cyklonu:

- niże
- wysoki gradient ciśnienia
- silne wiatry
- Cyrkulacja powietrza (wir) jednorodnego powietrza
- izobary mają kształt zbliżony do okrągłego

22. Oznaki zwiastujące Cyklon:

- temperatura powierzchni oceanu nie mniejsza niż 26 stopni
- temperatura powietrza nieznacznie niższa od wody
- wysoka temperatura punktu rosy
- fala wschodnia – 12-13 węzłów
- antycyklonalna cyrkulacja powietrza w górnych warstwach troposfery
- mała zmienność wiatrów ze wzrostem wysokości, słabe wiatry przy powierzchni morza

Cyklony zachodzą tylko w 10% przypadków, w których zachodzą okoliczności sprzyjające ich
powstawaniu.

23. Żegluga w cyklonie:

- unikamy zbliżenia się do oka cyklonu
- niepewność co do położenia – przyjmujemy że znajdujemy się w pierwszej ćwiartce połówki
niebezpiecznej.
- na półkuli północnej trzymamy okręt prawą burtą do wiatru, na południowej lewą.
- w cyklonie należy zapewnić statkowi jak najlepszą stateczność oraz ograniczenie złego
oddziaływania fal interferencyjnych na kadłub (szczelny kadłub, sprawne ocieki, wyrzucenie
za burtę ładunku pokładowego)
- wychodząc z oka sztormować na półkuli północnej prawą burtą, na południowej lewą.