Meteorologia synoptyczna

Paweł Bogawski

Zagadnienia

Masy powietrza i ich klasyfikacje

Stany równowagi atmosfery

Fronty atmosferyczne

Układy baryczne a charakter pogody

Mapa synoptyczna – oznaczenia

Depesze meteorologiczne,
kodowanie, rozkodowywanie

http://www2.vims.edu/bridge/DATA.cfm?Bridge_Location=archive090
6.html

Uwarstwienie atmosfery

Masa powietrza

Duża objętość powietrza, sięgająca nawet kilku
tysięcy kilometrów w poziomie i kilka km w pionie,
odznaczająca się znaczną jednorodnością cech
fizycznych takich jak temperatura i wilgotność.

Masa powietrza nabywa określone właściwości
zależne od podłoża na jakim się tworzy. Aby masa
powietrza w pełni nabrała cechy fizyczne od
podłoża musi zalegać 5-10 dni nad danym
terenem.

Sprzyjające obszary: rozległe powierzchnie wodne
i zwarte obszary lądowe i stabilne układy
wysokiego ciśnienia.

Podczas przemieszczania się dochodzi do tzw.
starzenia się masy powietrza (transformacji).

Stany równowagi atmosfery

Równowaga chwiejna

r. stała

r. obojętna

http://www.stronameteo.go-longhorn.net/strona,wiedza/w_rownowaga.htm

Równowaga obojętna występuje natomiast, kiedy temperatura
w pionie jest wyrównana, izotermia.

Klasyfikacja termiczna mas powietrza

Ciepła masa powietrza – masa, która
przemieszczając się nad danym obszarem
ochładza się (oddaje ciepło podłożu)

Chłodna masa powietrza – masa, która
przemieszczając się nad danym obszarem
ogrzewa się (pobiera ciepło z podłoża)

Sytuacje, kiedy
przypisujemy cechy
ciepłej masy powietrza:

-powietrze przemieszcza się
od niższych do wyższych
szerokości geogr

-znad otwartego akwenu
wolnego od lodu nad pokryty
lodem

-w okresie zimy znad oceanu
na ląd

-w okresie lata znad lądu nad
obszary morskie

Sytuacje, kiedy
przypisujemy cechy
chłodnej masy powietrza:

-powietrze przemieszcza się od
wyższych do niższych
szerokości geogr

-znad zlodzonego akwenu na
nie pokryty lodem

-w okresie zimy znad
wychłodzonego lądu nad
obszary morskie

-w okresie lata znad oceanu
nad nagrzany ląd

Procesy zachodzące podczas
ochładzania ciepłej masy
powietrza:

-wzrost wilgotności względnej

-obniżenie poziomu kondensacji
pary wodnej

-ustala się typ równowagi stałej, z
częstą izotermią lub inwersją (brak
ruchów konwekcyjnych)

-rozbudowane w kierunku
poziomym chmury warstwowe
(Stratus), z niewielkimi opadami,
często w postaci mżawki

-niekiedy rozległe mgły
adwekcyjne (w Europie najczęściej
zimą i wczesną wiosną)

-ograniczona widzialność pozioma

Procesy zachodzące podczas
ogrzewania chłodnej masy
powietrza:

-wilgotność względna <70 %

-stopniowe ogrzewanie się od
podłoża sprzyja rozwojowi
konwekcji – ustala się równowaga
chwiejna

-rozwój chmur o budowie
pionowej, głównie z rodzaju Cu,
Cb i Sc z przelotnymi opadami,
niekiedy gradu

-zmienne zachmurzenie nieba,
niekiedy bardzo małe, okresy z
pogodą bezchmurną i dobrą
widzialnością

-redukcja zanieczyszczeń
atmosferycznych

Główne sytuacje
sprzyjające transformacji
mas powietrza w zimie

Główne sytuacje
sprzyjające transformacji
mas powietrza w lecie

Źródło: Woś A. (1999): Meteorologia dla geografów, PWN Warszawa

Dlaczego na pustyni Atacama lub Namib,
położonych przy zimnym prądzie morskim brak
lub niewiele opadów?

Źródło: Woś A. (1999): Meteorologia dla geografów, PWN Warszawa

Klasyfikacja geograficzna mas
powietrza

-powietrze arktyczne (PA - na S antarktyczne)

-powietrze polarne (PP)

-powietrze zwrotnikowe (PZ)

-powietrze równikowe (PR)

Te masy powietrza o względnie jednorodnej
charakterystyce meteorologicznej są rozdzielone
wąskimi strefami przejściowymi, które nazywamy
frontami klimatologicznymi (głównymi). W ich
obrębie gwałtownie zmieniają się takie parametry
jak wilgotność czy temperatura powietrza.

Przykład frontu klimatologicznego: front arktyczny

Źródło: Woś A. (1999): Meteorologia dla geografów, PWN Warszawa

6 luty 1952
powierzchnia
izobaryczna
500 hPa, 03
GMT. Duże
zagęszczenie
izoterm
wskazuje
położenie
frontu.

Fronty klimatologiczne zmieniają swoje
położenie w ciągu roku podobnie jak cały
system cyrkulacji atmosferycznej.

Latem przesuwają się bardziej na północ,
zimą bardziej na południe.

Wynika to z różnic w dostarczaniu energii
słonecznej w różnych obszarach.

Front arktyczny ma pewne zafalowania – podobnie
jak inne fronty główne. Masy powietrza z północy
przemieszczają się na południe i masy z południa
na północ.

Ścierają się one ze sobą w umiarkowanych
szerokościach geograficznych, dla których typowe
jest powstawanie funkcjonowanie i zanik frontów
atmosferycznych – granic między masami
powietrza o różnych cechach fizycznych, głównie
temperaturze.

Czyli tak jak w przypadku frontów
klimatologicznych, ale w mniejszej skali. Fronty
atmosferyczne są związane z niżami barycznymi.

Rozwija się wyraźny front
główny, stacjonarny

Rozwój zafalowania na
froncie głównym

Ustala się cyrkulacja
cyklonalna

Początek okluzji

Rozwój frontu
zokludowanego

Cyklon rozmywa się

Schemat powstawania niżów barycznych w szerokościach
pozazwrotnikowych – zapoczątkowanie na froncie głównym

Procesy
zachodzące
na obszarze
niżu

Koźmiński Cz., Michalska
B., (1999): Ćwiczenia z
agrometeorologii

Front ciepły

Powietrze ciepłe
wślizguje się nad
zalegające
powietrze chłodne i
wypiera je.

http://earth.usc.edu/~stott/Catalina/WeatherPatterns.html

Cechy charakteryzujące front ciepły...

-wolno się przemieszcza (czas przejścia kilkanaście godzin
do kilku dni)

-wolne, adiabatyczne ochładzanie, systematyczna
kondensacja i formowanie się szeregu charakterystycznych
chmur Ci un, Cs, As, Ns, St

-bardzo mały kąt nachylenia powierzchni frontowej

-rozległy obszar zachmurzenia – chmury rozbudowane
poziomo i opady na znacznym terenie, długotrwałe, często
mżawka

-podczas przejścia frontu wzrasta temperatura, maleje
widzialność (częste mgły)

Powietrze zimne
wypiera ciepłe
napływając
najpierw w niższe
warstwy atmosfery

Front chłodny

http://earth.usc.edu/~stott/Catalina/WeatherPatterns.html

Cechy charakteryzujące front chłodny

-stosunkowo szybko się przemieszcza (zwykle 1-2 godzin)

-powietrze ciepłe jest wypierane do góry (konwekcja) w
strefie frontu, przez co ustala się równowaga chwiejna
atmosfery, tworzą się charakterystyczne chmury Cu i
szczególnie Cb

-kąt nachylenia powierzchni frontowej jest znacznie
większy niż w ciepłym froncie

-stosunkowo niewielki obszar zachmurzenia – do tego
zachmurzenie zmienne. Opady głównie przelotne, często
gwałtowne, lecz krótkotrwałe, zdarza się grad.

-podczas przejścia frontu dość szybko spada temperatura,
mniejsze ograniczenie widzialności niż przy froncie ciepłym

Front
zokludowany

Okluzja
typu
chłodnego

Okluzja typu
ciepłego

Źródło: Woś A. (1999): Meteorologia dla geografów, PWN Warszawa

Front stacjonarny

Front ten
przemieszcza się
bardzo wolno lub
wcale. Sytuacja
zachodzi
szczególnie, kiedy
wiatr w górnej
części troposfery
wieje równolegle
do linii frontu.

http://www.windows2universe.org/earth/Atmosphere/tstorm/stat
_front.html

Pogoda na obszarze niżu:
-opady, zachmurzenie,
-ograniczona widzialność
-mała amplituda dobowa
temperatur

Pogoda na obszarze wyżu:
-bezchmurnie, bez opadu
-bezwietrznie lub wiatr słaby
-chłodno, duża amplituda
dobowa temperatur

Pogoda na obszarach o wysokim i niskim
ciśnieniu – w telegraficznym skrócie

Rodzaje pogód:

-pogody frontalne z charakterystyką
przedstawioną na poprzednich slajdach –
odpowiednią dla każdego frontu.
Stosunkowo niewielka część wszystkich
pogód.

-pogody wewnątrzmasowe – zachodzące
wewnątrz jednej stosunkowo jednorodnej
masy powietrza – na obszarze przez
który nie przebiegają żadne fronty.
Znaczna większość wszystkich pogód.

Mapa synoptyczna z dnia 22 maja 1994, godz. 2.00

Źródło: Woś A. (1999): Meteorologia dla geografów, PWN Warszawa

O jakich elementach trzeba powiedzieć

-temperatura (podana przy danej stacji)

-kierunek i prędkość wiatru

-opad i inne zjawiska meteorologiczne –
czy występuje i jakie jest jego nasilenie

-zachmurzenie

-masy powietrza obecne na danym
obszarze

-ciśnienie

-spróbować określić w przybliżeniu
wilgotność

Oznaczenia na mapach synoptycznych

Mapa synoptyczna

Przykładowa mapa synoptyczna z 29.11.2010

http://www.wetterzentrale.de/topkarten/tkfaxbraar.htm