Justyna Drop

OPADY ATMOSFERYCZNE

Wilgotność powietrza, para wodna



Para wodna najobficiej skupia się w dolnej warstwie atmosfery. Przede wszystkim

występuje ona w strefie kontaktu powietrza z powierzchnią oceanów, mórz , jezior,

bagien czy rzek, wreszcie z powierzchnia gruntu oraz górną granicą szaty roślinnej.

Wraz ze wzrostem wysokości szybko maleje zawartość pary wodnej w powietrzu.



Szacuje się, że

w dolnej 1,5 kilometrowej warstwie skupione jest 50 % pary wodnej

znajdującej się wokół globu.



W warstwie sięgającej 11-12 km mieści się aż 99% pary wodnej, czyli w troposferze

zawarta jest praktycznie cała para wodna występująca na Ziemi.



Ogólną prawidłowością jest zmniejszanie zawartości pary wodnej od równika ku

biegunom oraz malejąca zawartość pary wodnej w miarę oddalania się od

zbiorników wodnych.



Intensywność parowania zależy od różnicy powietrza i odparowującej powierzchni,

wilgotności powietrza i prędkości jego ruchu, a także ciśnienia.



Wilgotność powietrza (masa pary w jednostce objętości powietrza) zmienia się wraz

z wysokością. Równocześnie spadek temperatury powoduje zmiany faz, w jakich

występuje woda w powietrzu.

Przy powierzchni Ziemi powszechnie występuje niewidoczna para wodna,

unoszona wraz z prądami wznoszącymi w momencie spadku temperatury poniżej

punktu rosy

( temperatura, w której aktualna prężność pary wodnej staje się

prężnością nasyconą. W powietrzu ochłodzonym do temperatury równej punktowi

rosy następuje kondensacja) i przy obecności jąder kondensacji – przechodzi w stan

cieczy, formując kropelki. Strefa, w której to następuje, nosi nazwę poziomu

kondensacji. Wznoszące się jeszcze wyżej krople wody zamarzają – woda przyjmuje

postać kryształków lodu. Dzieje się to w strefie zamarzania.

Poniżej poziomu kondensacji temperatura obniża się o 1

o

C na 100m. Po przekroczeniu

tego poziomu zmniejsza się do 0,6

o

C na 100m wysokości. Po przekroczeniu

poziomu zamarzania, temp. Obniża się o ok. 0,8

o

C na 100m wysokości

Powstawanie chmur



Wiele zjawisk atmosferycznych ma związek z obecnością wody. Występuje
ona w

3 stanach skupienia:

a) ciekłym

jako woda

b) stałym

jako lód, kryształki lodu, śnieg

c) lotnym

jako para wodna



Woda występująca w zbiornikach wodnych, glebie, roślinach, pochłania
ciepło bezpośrednio z promieniowania słonecznego, a pośrednio z ogrzanej
gleby lub skały. Po ogrzaniu staje się lżejsza i zaczyna parować,
przechodząc w fazę gazową. Para wodna wraz z ogrzanym powietrzem
unosi się do wyższych warstw troposfery. Tam para wodna się ochładza i
ulega skropleniu. Zamienia się w bardzo drobne kropelki wody lub
kryształki lodu, które w powietrzu tworzą

chmury

. W podobny sposób tylko

nisko nad ziemią tworzą się

mgły

.



Chmury mogą powstawać tylko na obszarach niższego ciśnienia
atmosferycznego, ponieważ tylko tam powietrze z zawartą w nim parą
wodną może unieść się do góry.



Chmury

to zbiory mikroskopijnych kropelek wody lub kryształków lodu

zawieszonych w powietrzu.



Stopień pokrycia nieba chmurami to

zachmurzenie

.

Rozwijanie chmur w warunkach

frontów atmosferycznych

Front ciepły

Ciepłe

powietrze

Chłodne powietrze

4

3

2

1

9km

5km

Front
chłodny

Chłodne powietrze

Ciepłe

powietrze

5

1

9km

5km

1

pierzaste

2

warstwowo - pierzaste

3

warstwowe

4

warstwowo - kłębiaste i

kłębiaste

5

kłębiaste

Podział chmur

Istnieje wiele rodzajów chmur i różne ich podziały
1.

ze względu na wysokość podstawy

dzielimy na:

a) niskie – tworzące się poniżej 2 kilometrów
b) średnie – występujące na wysokości do 7 km
c) wysokie – od 5 km do 13 km
2.

ze względu na kształt

:

a) chmury pierzaste,
b) chmury warstwowe,
c) chmury kłębiaste.
3.

ze względu na budowę wewnętrzną

:

a) chmury o rozciągłości poziomej,
b) chmury rozbudowane w pionie (np. cumulus, cumulonimbus), w niektórych

źródłach przyjmuje się, że chmury te nie mieszczą się w klasyfikacji

wysokości, ponieważ sięgają od podstawy do górnej granicy troposfery.

4.

Ze względu na skład

( krople wody, kryształki lodu)

a) chmury jednorodne – zbudowane tylko z kropel lub tylko z kryształków lodu
b) chmury niejednorodne - zbudowane i z kropel wody i kryształków lodu

Chmury

Cb

Ci

Nb

Cs

Cc

As

Cu

St

Sc

Ac

Rodzaje chmur – chmury niskie

Rodzaje chmur – chmury średnie

Rodzaje chmur-chmury

wysokie

Cumulusy i Cumulonimbusy-

chmury o budowie pionowej

• Chmury

Cumulus

wyglądają jak

białe kłębki waty. Zwykle występują
pojedynczo, a między nimi jest
wyraźnie widoczne niebieskie niebo.
Chmury te często przyjmują zabawne
kształty. Są zbudowane z kropel i nie
dają opadów.

•

Cumulonimbus

Jest to największa ze wszystkich chmur.

Jej wierzchołek może sięgać 12 km
(znacznie wyżej niż Mount Everest) i
czasem ma on kształt kowadła. Zdarza
się, że chmury Cumulonimbus mogą
wznosić się na wysokość aż 18 km i
przenikać do stratosfery. Niższe części tej
chmury są zbudowane głównie
z kropelek wody, podczas gdy w
wyższych warstwach przeważają
kryształki lodu. Pionowe prądy powietrza
wewnątrz chmury te mogą osiągać
prędkości nawet ponad 100 km/h.
Towarzyszą im ulewy, często burze

.

Cumulonimbus widziany z kosmosu

cumulusy

Cirrus

• Chmury Cirrus mają kształt włókien lub ptasich piór i zwłaszcza w czasie

przechodzenia frontu ciepłego często są pierwszymi chmurami,
ukazującymi się na niebie. Kształt i kierunek poruszania się chmur Cirrus
może być wskaźnikiem siły i kierunku wiatrów na dużych wysokościach.

• Takie chmury nigdy nie dają opadów deszczu ani śniegu.

Cirrostratusy i cirrocumulusy

cirrostratus

• Chmury te, wyglądające jak jednolita,

biaława i prawie przeźroczysta
zasłona, tworzą się na wysokości
ponad 6 km. Chmury Cirrostratus są
tak cienkie, że można przez nie
wyraźnie obserwować Słońce lub
Księżyc. Gdy promienie Słońca albo
światło Księżyca przechodzi przez
kryształki lodu budujące chmurę
Cirrostratus, ulega zagięciu, co można
obserwować jako

zjawisko halo

, czyli

barwne kręgi występujące wokół
tarczy Słońca lub Księżyca. Chmury
Cirrostratus często są zwiastunami
nadchodzących opadów.

cirrocumulus

• Przybierają one formę małych

białych kłębków, które występują
wysoko na niebie, pojedynczo lub w
długich rzędach. Kiedy kłębki są
ułożone w rzędy, nadają chmurze
specyficzny, pomarszczony wygląd,
przypominający rybie łuski.

Altostratus i Nimbostratus

Altostratus

Chmury Altostratus zbudowane są z kropelek

wody i kryształów lodu. Pokrywają one całe
niebo na obszarze o powierzchni kilkuset
km2. Słońce jest widoczne jak gdyby za
matowym szkłem. Chociaż chmury
Altostratus same przynoszą bardzo małe
opady, często zapowiadają nadchodzące
opady, znacznie większe.

Nimbostratus

Chmury te tworzą ciemno szarą, lśniącą

warstwę i dają opady deszczu lub
śniegu. Można je też rozpatrywać
jako chmury piętra średniego, gdyż
ich miąższość może wynosić
nawet około 3000 m! Chmury te
całkowicie zasłaniają Słońce.

Stratus

• Chmury Stratus tworzą niską warstwę, przykrywają niebo jak koc.

Rozwijają się one w poziomie, w przeciwieństwie do pionowo
rozbudowanych chmur Cumulus. Mogą się też tworzyć jedynie kilka
metrów nad ziemią - są wtedy niczym innym jak mgłą! Zwykle zbudowane
są z kropel, ale w bardzo niskich temperaturach składają się z igiełek
lodowych. Dają opady mżawki lub krupy śnieżnej.

Altocumulus i Stratocumulus

Altocumulus

Chmury te to białe, szare, albo zarówno

białe i szare, kłębiaste albo rozmyte

kłębki ułożone w długich rzędach.

Zwykle posiadają ciemną, zacienioną

podstawę. Chmura Altocumulus bez

tego zacienienia może zostać czasami

pomylona z chmurą Cirrocumulus.

Dają one zjawisko różnobarwnych

grubych pierścieni ciasno

otaczających bryłę Słońca czy

Księżyca

(tzw. ”lisia czapa”)

Stratocumulus

To chmura występująca w postaci

ciemno szarej, kłębiastej warstwy o

dużej rozciągłości. Zwykle chmury

Stratocumulus nie dają opadów.

Często tworzą się po wystąpieniu

ulewy.

Opady i ich pomiar

Opad atmosferyczny

– ogół

ciekłych lub stałych produktów
kondensacji pary wodnej
spadających z chmur na
powierzchnię Ziemi. Do opadów
atmosferycznych zalicza się:
deszcz, mżawkę, śnieg, krupy
oraz grad. Opad, który nie dociera
do powierzchni Ziemi, nazywa się
virgą. Do pomiaru wielkości
opadów stosuje się

deszczomierz

(pluwiometr)

. Wielkość opadów

podaje się w milimetrach (mm)
słupa wody lub litrach na metr
kwadratowy (l/m2) powierzchni
(jednostki te są sobie równe). 1
mm opadu równa się 1 litrowi
wylanej wody na powierzchnię 1
m

2

.

Ulewne deszcze w Polsce mogą
przynieść opady rzędu 30-40mm,
czyli w ciągu trwania tego deszczu
na każdy m

2

powierzchni gruntu

spadło odpowiednio 30 lub 40 l
wody

Deszczomierz
prosty

Rozkład opadów na Ziemi

• Opad atmosferyczny charakteryzuje wielkość zwana sumą opadu w danym

okresie (godzinie, dobie, miesiącu, roku), wyrażana w milimetrach.

• Rozkład opadów atmosferycznych jest na kuli ziemskiej bardzo

zróżnicowany. Zależy przede wszystkim od szerokości geograficznej oraz
rzeźby terenu danego miejsca.

• Rozkład rocznych sum opadów na Ziemi wyraża się za pomocą

izohiet.

Typy opadów atmosferycznych

•

równikowy

o rocznej sumie opadów ponad 2 000 - 3 000 mm. Występują tu

całoroczne opady zenitalne. Obejmuje obszar lasów równikowych Afryki oraz

Amazonię.

•

zwrotnikowy

o rocznej sumie opadów poniżej 250 mm, z jednym okresem

opadowym w ciągu roku i drugim okresem suchym. Strefa zwrotnikowa

charakteryzuje się najmniejszymi opadami na Ziemi. Stanowią ją rozległe

obszary pustynne - Sahara, Namib i część Kalahari w Afryce, Pustynia Arabska

na Półwyspie Arabskim oraz Wielka Pustynia Australijska w Australii. Najniższą

wartość opadów zanotowana na Pustyni Atacama w Chile - 10mm na rok

•

monsunów zwrotnikowych

z dwoma porami roku - suchą i deszczową. W okresie

deszczowym opady wynoszą od 3 000 do 10 000 - 12 000 mm na stacji

Czerrapundżi ( Indie, stoki Himalajów) rocznie. Najwyższy opad wynosił 22990

mm (w 1861), natomiast najniższy 7 000 mm. Obejmuje obszar Azji Południowo-

Wschodniej, Zatoki Gwinejskiej oraz północnej Australii,.

•

śródziemnomorski

z sumą opadów od 500 do ponad 1000 mm rocznie,

maksimum przypada na porę zimową lub jesienną. Obejmuje obszar wybrzeża

Morza Śródziemnego, południowej Afryki, Półwyspu Kalifornijskiego oraz

południowej Australii.

•

szerokości umiarkowanych

podtyp kontynentalny z maksimum opadów

przypadającym na lato, a minimum w zimie. Obejmuje wnętrza kontynentów

położone w umiarkowanych szerokościach geograficznych.

•

szerokości umiarkowanych

podtyp morski z przewagą opadów zimowych.

Obejmuje wybrzeża kontynentów położonych w umiarkowanych szerokościach

geograficznych.

•

polarny

z niewielkimi opadami, zazwyczaj poniżej 500 - 250 mm rocznie. Ich

maksimum przypada w lecie. Obejmuje obszary położone za kołami

podbiegunowymi.

Rodzaje opadów

atmosferycznych

Osady atmosferyczne

• Kiedy wilgoć zawarta w powietrzu osadza się na chłodnych

powierzchniach przedmiotów, gruntu, roślin to

osad atmosferyczny.

Zalicza się do nich: