A T M O S F E R A
Budowa i skład chemiczny	Pojęcia:
Krążenie powietrza
		atmosfera, troposfera, stratosfera, ciśnienie, wiatr, mgła, chmura, pogoda, klimat, mapy pogody, wyż, niż, bruzda wysokiego ciśnienia, klin niskiego ciśnienia	rodzaje wiatrów i rozkład na ziemi, rodzaje chmur, rozkład klimatu masy powietrza,
Przebieg i rozmieszczenie ciśnienia atmosferycznego
Wiatr
Wilgotność i opady
Chmury
Mgły i zamglenia
Pogoda a klimat
Klimaty na kuli ziemskiej
Służba meteorologiczna, mapy pogody i klimatu
Wpływ pogody i klimatu na życie człowieka

Klimaty na kuli ziemskiej

Klimat - to charakterystyczny dla danego obszaru zespół zjawisk i procesów atmosferycznych kształtujących się pod wpływem właściwości fizycznych i geograficznych tego obszaru, określony na podstawie wieloletnich obserwacji.

Strefy klimatyczne i ich charakterystyka
Okołorównikowa	śr. roczna temp. 20°C, pory roku wyznacza rozkład opadów	równikowy	ponad 20°C przez cały rok, opady = 2000 mm, najwyższe przy zenitalnych położeniach Słońca
				podrównikowy wilgotny	ponad 20°C przez cały rok, opady = 1000-2000 mm
				podrównikowy suchy	znaczne wahania temp., opady = 1000 mm
		Zwrotnikowa	śr. roczna temp. powyżej 20°C, temp. najzimniejszego miesiąca = 10°C - 20°C, opady głownie latem	zwrotnikowy suchy	duże wahania temp., brak opadów, występują gwałtowne ulewy
				zwrotnikowy morski	małe wahania temp., dużo opadów
				monsunowy gorący	małe wahania temp., duże opady w czasie monsunu letniego
		Podzwrotnikowa	śr. temp. roczna = 10°C - 20°C, śr. temp. najchłodniejszego mies. = 0°C - 10°C, opady w chłodnej porze roku	śródziemnomorski	gorące lata, opady wyst. zimą
				podzwrotnikowy monsunowy	gorące lata, duże opady podczas monsunu letniego
				podzwrotnikowy suchy	duże wahania temp., mało opadów
		Umiarkowana	śr. temp. 0°C - 10°C	umiarkowany ciepły	morski, lądowy, przejściowy, monsunowy
				umiarkowany chłodny	morski, lądowy
		Okołobiegunowa	śr. temp. poniżej 0°C	subpolarny	najcieplejszy miesiąc = powyżej 0 °C, opady z przewagą śniegu
				polarny	mrozy przez cały rok, opady śniegu

Klimat strefy równikowej

Do tej strefy dopływa przez cały rok duża i wyrównana ilość promieniowania słonecznego. Tu występuje równikowa bruzda niskiego ciśnienia - linia zbieżności pasatów. Z przyczyn termicznych i dynamicznych konwekcja jest najbardziej rozwinięta. Przy intensywnym parowaniu na miejscu i dzięki dopływowi powietrza "pasatowego" transportującego znaczne ilości pary wodnej (jeżeli pochodzi znad morza), powietrze okolic przyrównikowych jest bardzo wilgotne, co zwiększa potencjalnie jego chwiejność i sprzyja konwekcji. Ta ostatnia osiąga w tej strefie najwyższy pionowy zasięg. Z kolei doprowadza to do obfitej kondensacji, do bujnego rozwoju chmur kłębiastych i burzowych w dzień (nad lądami) i do opadów. Dlatego nie notuje się tu najwyższych temperatur (przy powierzchni Ziemi). Wilgotne i ciepłe powietrze zapobiega większym stratom energii przez nocne wypromieniowanie, które przyczynia się jednak miejscami do częstego powstawania mgły. Roczne amplitudy temperatur są na nizinach minimalne (do 2°C) i małe w ciągu doby. Suma opadów jest duża, przeważnie ponad 1500-2000 mm rocznie. Blisko równika, na nizinach (dorzecza Konga i Amazonki, Indonezja) brak w zasadzie pory suchej przy 1-2 okresach maksimum opadów (przy zenitalnym położeniu Słońca i zależnie od regionalnej cyrkulacji). W miarę wzrostu odległości od równika amplitudy temperatur wzrastają, sumy opadów maleją, zaznaczają się wyraźniej pory suche, najpierw dwie, potem jedna - długa, o najwyższych temperaturach pod koniec jej trwania. Pory suche pojawiają się w czasie, gdy linia konwergencji pasatów oddali się wraz ze Słońcem w kierunku zwrotnika w tej samej, a przede wszystkim drugiej półkuli.

Klimat strefy zwrotnikowej

Większa część obszarów należących do tej strefy na obu półkulach to stepy i pustynie. Tylko tam, gdzie wieją stale (często) lub okresowo wiatry od morza (pasaty, monsuny) klimat może być wilgotny (Floryda). Panującymi układami barycznymi są antycyklony. Są one najbardziej ustalone nad oceanami. Inwersje związane z wyżami hamują rozwój konwekcji, większego zachmurzenia i opadów. Inwersje pasatowe wzmacniane są przez wpływ chłodnych prądów morskich występujących u zachodnich wybrzeży lądów. Tu pojawiają się częste mgły. Nad lądami rozwija się intensywna konwekcja przy pogodnym niebie (burze pyłowe). Tylko w rzadkich przypadkach może ona przebić warstwę inwersyjną i przekroczyć poziom kondensacji. Wówczas dochodzi do gwałtownych burz i ulew. Przy przeważającej pogodzie bezchmurnej dochodzi do bardzo silnego nagrzania dziennego i ochłodzenia w nocy. Amplitudy temperatur zwłaszcza dobowe są dużo większe niż w poprzedniej strefie. Notowano tu na pograniczu z następną strefą najwyższe temperatury powietrza, przekraczające 55° C (Kalifornia, Libia).

Klimat strefy podzwrotnikowej

Pogoda i klimat kształtują się tu w porze letniej, podobnie jak w strefie zwrotnikowej, w warunkach pogody wyżowej pod wpływem przeważających zwrotnikowych mas powietrznych. W chłodnym półroczu natomiast występuje w tej strefie intensywna działalność cyklonalna właściwa klimatom strefy umiarkowanej przy przewadze cyrkulacji zachodniej i przy przewadze polarnych mas powietrznych. W związku z tym najmniej opadów jest w lecie, najwięcej w okresie od jesieni do wiosny.

Lato o zdecydowanej przewadze pogodnych dni jest ciepłe lub upalne, zima na ogół chmurna i łagodna o temperaturach średnich rzędu 10-12°C. Tylko w odmianach kontynentalnych obniża się ona bardziej. O porach roku decyduje tu w równym stopniu roczny przebieg temperatur i roczny przebieg opadów.

Klimat strefy umiarkowanej

Klimaty tej strefy kształtują się pod wpływem częstych zmian pogody związanych z działalnością cyklonalną przy ogólnej przewadze cyrkulacji zachodniej. Tylko w obszarach o cechach wybitnie kontynentalnych działalność cyklonalna jest słabsza. Tu w chłodnej porze roku panują często antycyklony, przynajmniej częściowo uwarunkowane przyczynami termicznymi. Najbardziej stały z nich jest zimowy wyż azjatycki zrastający się z wyżami zwrotnikowymi w jeden pas wysokiego ciśnienia półkuli północnej. Przyczynia się on do rozwoju monsunów zimowych w południowej i wschodniej Azji. W letnim półroczu miejsce tego wyżu zajmuje niż z ośrodkiem przesuniętym bardziej na południe.

Latem, przy dniu znacznie dłuższym od nocy sumy dobowe promieniowania dopływającego do powierzchni Ziemi są duże. W związku z tym średnie temperatury miesięcy letnich mogą być wysokie, w klimatach kontynentalnych niewiele niższe od występujących w strefie poprzedniej. Temperatury zimowe mogą być natomiast bardzo niskie. W obszarach, do których częsty i łatwy dostęp mają morskie masy powietrzne zarówno zimowe spadki temperatur, jak i letnie ich wzrosty są silnie złagodzone. W klimatach wybitnie morskich mogą one utrzymywać się w zimie nawet powyżej zera stopni.

Amplitudy temperatur wzrastają wraz ze wzrostem kontynentalizmu od ok. 10-15 stopni do 45 stopni Celcjusza i więcej. Podobnie zróżnicowane są sumy opadów od 1000 i więcej milimetrów w odmianach wybitnie morskich do 300 i mniej - w kontynentalnych, suchych. W obszarach nadmorskich przeważają obfite opady jesienno-zimowe, w kontynentalnych - letnie, którym sprzyja intensywna konwekcja dzienna, uwarunkowana termicznie. Jest ona tym silniejsza, im suchsze jest podłoże, a więc przede wszystkim w klimatach suchych tej strefy, w obszarach śródlądowych. Na tych obszarach pojawiają się też suche wiatry i burze pyłowe. Omawianą strefę cechuje duża różnorodność klimatów: od wybitnie wilgotnych - nadmorskich do pustynnych - śródlądowych; od łagodnych do skrajnych, jeżeli chodzi o stosunki termiczne. Te ostatnie decydują głównie o porach roku

Klimat obszarów okołorównikowych

Klimaty obszarów okołobiegunowych kształtują się pod wpływem zasadniczych różnic warunków solarnych i oświetleniowych: bardzo długiego letniego dnia polarnego oraz długiej zimowej nocy polarnej. Znaczna ilość energii, uzyskiwanej z promieniowania słonecznego w lecie i z adwekcji cieplejszych mas powietrznych, zużywana jest w półroczu letnim na stapianie śniegów i lodów, w mniejszym stopniu na parowanie. Dlatego temperatura najcieplejszego miesiąca nie przekracza tu +10 stopni Celcjusza, o ile nie znajdują się w pobliżu dodatkowe źródła ciepła, jak np. ciepłe prądy morskie. Woda z powierzchni morza, gdzie są takie prądy paruje intensywnie. Jej wysoka stosunkowo temperatura przyczynia się stale, a zwłaszcza zimą, do wzrostu chwiejności równowagi powietrza tym wiekszej, im jest ono chłodniejsze. Stąd nad cieplejszymi oceanami w pobliżu lądów, wysp i pól lodowych rozwija się wyjątkowo intensywna cyklogeneza i działalność cyklonalna w zimie (niże - aleucki i islandzki oraz obszary subantarktyczne). Silne wiatry i sztormy są tu zjawiskiem prawie codziennym od początku jesieni do początku wiosny. Przy dużej względnej wilgotności powietrza łatwo dochodzi do kondensacji pary wodnej w powietrzu. Z wyjątkiem obszarów o cechach kontynentalnych panuje na ogół pogoda chłodna, mglista, chmurna bądź pochmurna.

W klimatach wybitnie kontynentalnych amplitudy roczne temperatur są znaczne. Nie osiągają one jednak tych wielkości, jakie spotykane są w strefie poprzedniej, gdyż letnie temperatury są tu niskie.

klimatów Ziemi

• System klimatyczny jest złożony. Jest sterowany przez zjawiska zachodzące zarówno w atmosferze, jak i oceanach oraz przez inne elementy systemu, takie jak: kriosfera ( lodowce górskie, lód morski i lądolody), geosfera ( lądowa część powierzchni Ziemi ) i biosfera (organizmy żyjące w oceanach i na lądach ).Elementy te są powiązane licznymi sprzężeniami trudnymi do prognozowania, ponieważ różne procesy i zjawiska występują w bardzo szerokiej skali czasowej. Zasięg czasowy typowego sprzężenia zwrotnego zachodzącego pomiędzy różnymi elementami w systemie klimatycznym waha się od pojedynczego dnia do milionów lat.

• Podstawowym procesem sterującym systemem klimatycznym jest promieniowanie słoneczne. Atmosfera ziemska jest prawie zupełnie przeźroczysta dla dochodzącego do niej krótkofalowego promieniowania Słońca ,w związku z czym powietrze nie nagrzewa się bezpośrednio od niego zbyt mocno. Energia słoneczna natomiast powoduje nagrzewanie się powierzchni Ziemi , która następnie wypromieniowuje otrzymane ciepło w postaci promieniowania długofalowego absorbowanego przez niektóre gazy , ogrzewając w ten sposób atmosferę.

• Wielkość ocieplenia spowodowana promieniowaniem słonecznym jest uzależniona od charakteru powierzchni Ziemi. Zarówno ocean, jak i ląd ogrzewają się niejednakowo, podobnie jak tereny porośnięte roślinnością absorbują i odbijają energię słoneczną w innym stopniu niż pustynie czy pokrywa lodowa. W ten sposób zróżnicowanie powierzchni ziemskiej prowadzi do nierównomiernego rozkładu energii na powierzchni Ziemi.

• Oceany mają znaczny wpływ na współczesny klimat .Na przykład powierzchniowe, dryfto-we prądy morskie, takie jak Golfsztrom, przenoszą ze sobą ogromne ilości ciepła z niskich szerokości geograficznych do rejonów chłodniejszych, ogrzewając w ten sposób sąsiadujące z nim powietrze. Inne prądy powierzchniowe niosą zimną wodę w kierunku równika, która działa ochładzająco na atmosferę. Gdzie indziej, szczególnie na zachodnich wybrzeżach kontynentów, wiatry powodują odpływ wód powierzchniowych, a wtedy zimne wody głębinowe zastępują je, również powodując ochładzanie się atmosfery.

• Głębinowe prądy morskie oddziałują na długo okresowe zmiany klimatu. W większości oceanów wody powierzchniowe charakteryzuje wyższa temperatura i mniejsza gęstość niż wód położonych głębiej. Dlatego utrudnione jest przemieszczanie się wód powierzchniowych do strefy głębokiego oceanu. Tylko w niektórych regionach, szczególnie w okolicach Antarktydy oraz północno - zachodniego Oceanu Atlantyckiego, występują specyficzne warunki parowania (zwiększające zasolenie wody), gdzie zimowe ochłodzenie prowadzi do zwiększania się gęstości wody i tym samym umożliwia pionową wymianę wód morskich. Ten proces formowania się wód głębinowych jest nadal nie do końca rozpoznany, lecz niewątpliwie bardzo ważny. Jest to podstawowy proces transportu ciepła i rozpuszczonego węgla z wód powierzchniowych do głębin oceanicznych, gdzie może on pozostawać przez tysiąclecia lub dłużej. Zmiany w dynamice głębinowych prądów morskich mogły stanowić jedną z naturalnych przyczyn fluktuacji klimatu w przeszłości, zaś udział tego procesu w magazynowaniu i emitowaniu "nadmiaru" węgla może współoddziaływać z czynnikami antropogenicznymi na zmiany klimatu w przyszłości.

• Powierzchnia lodu odbija znaczną część dochodzącego promieniowania słonecznego z powrotem w przestrzeń kosmiczną. Zatem każda zmiana w ilości lodu i śniegu pokrywającego powierzchnię Ziemi - a niektóre modele klimatyczne sugerują, że pokrywa lodowa Morza Arktycznego może zniknąć w cieplejszym klimacie - spowoduje zmiany w ilości promieniowania słonecznego pochłanianego przez powierzchnię Ziemi.

• Rola biosfery w systemie klimatycznym jest nadal niezbyt dobrze zrozumiała. Na biosferę składają się żywe organizmy zamieszkujące lądy i morza. Stanowią one element systemu klimatycznego, odgrywający ważną rolę w obiegu węgla. Ponadto roślinność lądowa wpływa na wielkość promieniowania i odbicia, bilans ciepła, wilgotność, a także wymianę energii - czyli czynniki kształtujące klimat. Ze względu na złożoność procesów biologicznych naukowcy mogą jedynie bardzo ogólnie oszacować rolę biosfery w systemie klimatycznym. Trzeba będzie przeprowadzić jeszcze wiele badań, aby określić ilościowo udział biosfery w zmianach klimatu.

• Pozostało jeszcze wiele do poznania również jeżeli chodzi o atmosferę. I chociaż atmosfera jest w szerokim zakresie badana i modelowana ( szczególnie dla potrzeb prognoz pogody ), pozostaje jeszcze wiele niepewności związanych ze zmiennością klimatu. Jedną z największych niewiadomych pozostaje rola chmur. Czy odgrywają one rolę ochładzającą poprzez przechwytywanie i odbijanie promieni słonecznych, czy ocieplającą poprzez zmniejszanie promieniowania ziemskiego? Obserwacje satelitarne wykazują, że prawdopodobnie chmury oddziałują na obydwa wymienione sposoby, lecz wynik tego oddziaływania pozostaje nadal nieokreślony. Jeszcze mniej pewny jest rezultat tego oddziaływania w przypadku wystąpienia globalnego ocieplenia. Zmiany wielkości zachmurzenia oraz rodzaju chmur mogą zwiększyć ocieplenie ( pozytywne sprzężenie ) lub je zmniejszyć ( negatywne sprzężenie ). Kolejną niewiadomą jest stopień wymiany gazowej i cieplnej pomiędzy atmosferą i innymi elementami systemu klimatycznego.

Należy przeprowadzić znacznie więcej badań w celu ułatwienia naukowcom prognozowanie nadchodzących zmian klimatu. Według Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu ( IPCC ), aby ulepszyć możliwości prognozowania , musimy lepiej zrozumieć różne procesy klimatyczne, szczególnie te związane z chmurami, oceanami i obiegiem węgla. Powinniśmy także udoskonalać systematyczne obserwacje elementów meteorologicznych w skali globalnej, kontynuować badania zmian klimatu w przyszłości, rozwijać prace nad modelami ziemskiego systemu klimatycznego, zwiększać poparcie dla krajowych i międzynarodowych działań naukowych na rzecz klimatu - szczególnie w krajach rozwijających się, jak również ułatwić międzynarodową wymianę danych klimatycznych.

---