CIŚNIENIE

CIŚNIENIE

POWIETRZA i

POWIETRZA i

WIATR

WIATR

ogólna cyrkulacja

ogólna cyrkulacja

atmosfery

atmosfery

Wykład 7

Wykład 7

Spadek ciśnienia atmosferycznego wraz ze

Spadek ciśnienia atmosferycznego wraz ze

wzrostem wysokości w chłodnym i ciepły

wzrostem wysokości w chłodnym i ciepły

powietrzu

powietrzu

km

1

2

3

4

5

6

1000 hPa

km

1

2

3

4

5

6

1000 hPa

Słup powietrza

o średniej

Temperaturze

-10

o

C

Słup powietrza

o średniej

Temperaturze

+10

o

C

526 hPa

500 hPa

546 hPa

500 hPa

350 m

Układy powierzchni izobarycznych w ciepłych i

Układy powierzchni izobarycznych w ciepłych i

chłodnych obszarach atmosfery

chłodnych obszarach atmosfery

p

P+1

P+2

P-1

P-2

P-3

P+3

Obszar ciepły

Obszar chłodny

990

995

1000

Niż

990

995

1000

Wyż

1000

1005

1010

Zatoka niskiego

ciśnienia

1015

1020

1025

Klin wysokiego

ciśnienia

1010

1005

1020

1015

1015

1020

1005

1010

Siodło baryczne

UKŁADY BARYCZNE

Ciśnienie atmosferyczne

Ciśnienie atmosferyczne

a wiatr

a wiatr

B

A

C

1015

1010

1005

G = 5/AB * AC

Wyż

Niż

Poziomy gradient ciśnienia

Siła Coriolisa
Siła tarcia
Siła odśrodkowa

Na ruch poruszającej się
cząstki powietrza
wpływają:

Działanie siły

Działanie siły

Coriolisa

Coriolisa

na poruszające się ciało po

na poruszające się ciało po

powierzchni wirującej Ziemi

powierzchni wirującej Ziemi

A

B

C

p1

ג

p2

D

ג

Biegun

C

p1

ג

p2

D

ג

Półkula
północn
a

Półkula
południow
a

A

Działanie siły Coriolisa

Działanie siły Coriolisa

na poruszające się ciało po powierzchni

na poruszające się ciało po powierzchni

wirującej Ziemi

wirującej Ziemi

Wiatr w atmosferze swobodnej

Wiatr w atmosferze swobodnej

990

995

1000

Niż

990

995

1000

Wiatr gradientowy

G

C

V

A

G

C

V

Wyż

A

G – wektor poziomego
gradientu

barometrycznego

C – wektor siły Coriolisa

T – wektor siły tarcia

V – wektor kierunku wiatru

A – wektor siły odśrodkowej

Wiatr w atmosferze swobodnej

Wiatr w atmosferze swobodnej

990

995

1000

Niż

990

995

1000

Wyż

Wiatr gradientowy

Siły określające kierunek i

Siły określające kierunek i

prędkość wiatru w warstwie

prędkość wiatru w warstwie

przyziemnej

przyziemnej

1015

1010

1005

Wyż

Niż

G

C

T

V

90

o

38

o

G – wektor poziomego gradientu

barometrycznego

C – wektor siły Coriolisa

T – wektor siły tarcia

V – wektor kierunku wiatru

ω –

kąt pomiędzy kierunkiem siły gradientu

barometrycznego, a kierunkiem wiatru

ω

ω

Wiatr w przyziemnej warstwie

Wiatr w przyziemnej warstwie

powietrza

powietrza

Reguła Buys-Balotta

Reguła Buys-Balotta

Na półkuli północnej,

Na półkuli północnej,

jeśli ustawimy się

jeśli ustawimy się

plecami do kierunku z

plecami do kierunku z

którego wieje wiatr,

którego wieje wiatr,

ciśnienie niskie znajduje

ciśnienie niskie znajduje

się na lewo i nieco z

się na lewo i nieco z

przodu, a ciśnienie

przodu, a ciśnienie

wysokie na prawo i

wysokie na prawo i

nieco w tył od miejsca w

nieco w tył od miejsca w

którym stoimy. Na

którym stoimy. Na

półkuli południowej jest

półkuli południowej jest

odwrotnie.

odwrotnie.

Niż

Wyż

Kierunek wiatru

Wiatr w przyziemnej warstwie

Wiatr w przyziemnej warstwie

powietrza

powietrza

Na półkuli północnej

Na półkuli północnej

1000

1005

1010

Zatoka niskiego

ciśnienia

N

1010

1005

1000

Niż baryczny

Wiatr w przyziemnej warstwie

Wiatr w przyziemnej warstwie

powietrza

powietrza

Na półkuli północnej

Na półkuli północnej

W

1010

1005

1000

Wyż baryczny

1015

1020

1025

Klin wysokiego

ciśnienia

Wiatr w przyziemnej warstwie

Wiatr w przyziemnej warstwie

powietrza

powietrza

Na półkuli północnej

Na półkuli północnej

1010

1005

1020

1015

1015

1020

1005

1010

Siodło baryczne

a

b

c

d

Wiatr w przyziemnej warstwie

Wiatr w przyziemnej warstwie

powietrza

powietrza

W

N

N

W

OGÓLNA CYRKULACJA

OGÓLNA CYRKULACJA

ATMOSFERY

ATMOSFERY

Teoretyczna cyrkulacja powietrza na nie wirującej

Teoretyczna cyrkulacja powietrza na nie wirującej

Ziemi

Ziemi

WYŻ

NIŻ

Rzeczywista cyrkulacja powietrza wirującej Ziemi

Rzeczywista cyrkulacja powietrza wirującej Ziemi

Komórka
Hadleya

Komórka
Ferrela

Komórka polarna

MSZ

Cyrkulacja pasatowa

Cyrkulacja pasatowa

ANTYPASATY

PASATY

RÓWNIK

Cyrkulacja pasatowa

Cyrkulacja pasatowa

Schemat cyrkulacji atmosfery w strefie

międzyzwrotnikowej

(M. Holec, P. Tymański 1973)

Cyrkulacja cyklonalna w strefie

Cyrkulacja cyklonalna w strefie

umiarkowanej

umiarkowanej

RÓWNIK

N

Teoretyczny rozkład ciśnienia przy założeniu

Teoretyczny rozkład ciśnienia przy założeniu

jednorodności powierzchni na Ziemi

jednorodności powierzchni na Ziemi

międzyzwrotnikowa
(równikowa) strefa
obniżonego
ciśnienia

podzwrotnikowa strefa
podwyższonego ciśnienia

strefa obniżonego ciśnienia
szerokości umiarkowanych

strefa podwyższonego
ciśnienia położona w
okolicach
okołobiegunowych

Rzeczywisty rozkład ciśnienia na Ziemi z

Rzeczywisty rozkład ciśnienia na Ziemi z

uwzględnieniem kontynentów

uwzględnieniem kontynentów

międzyzwrotnikowa
(równikowa) strefa
obniżonego
ciśnienia

podzwrotnikowa
strefa
podwyższonego
ciśnienia

strefa obniżonego ciśnienia
szerokości

umiarkowanych

strefa
podwyższonego
ciśnienia położona
w okolicach
okołobiegunowych

GEOGRAFICZNY ROZKŁAD CIŚNIENIA – STYCZEŃ

GEOGRAFICZNY ROZKŁAD CIŚNIENIA – LIPIEC

Cyrkulacja atmosfery w szerokościach

Cyrkulacja atmosfery w szerokościach

międzyzwrotnikowych

międzyzwrotnikowych

Zjawisko El Nino

Zjawisko El Nino

„Dzieciątko Jezus” i

„Dzieciątko Jezus” i

La Nino „Dziewczynka”

La Nino „Dziewczynka”

Zatoka San Francisko zima 97/98
źródło: USGS Fact Sheet

LIMA, 9 maja 2002 roku (AlertNet)
źródło: Reuters alert net

Temperatura powierzchniowych wód oceanicznych w listopadzie
2003.
U zachodniego wybrzeża Ameryki Południowej widoczny jest obszar oceanu o
obniżonej temperaturze wody. Jest to Prąd Peruwiański (Humboldta). Jesienią
2003 roku nie występowało zjawisko El Niño.

Zjawisko El Nino

Zjawisko El Nino

A

U

S

T

R

A

L

IA

A

M

E

R

Y

K

A

P

O

Ł

U

D

N

IO

W

A

Zjawisko El Nino - warunki

Zjawisko El Nino - warunki

normalne

normalne

Zjawisko El Nino

Zjawisko El Nino

A

U

S

T

R

A

L

IA

A

M

E

R

Y

K

A

P

O

Ł

U

D

N

IO

W

A

Zjawisko El Nino

Zjawisko El Nino

Zjawisko La Nino

Zjawisko La Nino

A

U

S

T

R

A

L

IA

A

M

E

R

Y

K

A

P

O

Ł

U

D

N

IO

W

A

Wpływ El Nino i La Nino na temperaturę i

Wpływ El Nino i La Nino na temperaturę i

opady

opady

Wpływ El Nino

Wpływ El Nino

Pożary w Indonezji, 30 września

Pożary w Indonezji, 30 września

1997 r

1997 r

.

.

Silne zjawisko El Niño, które wystąpiło od

Silne zjawisko El Niño, które wystąpiło od

połowy 1997 do połowy 1998 roku, było

połowy 1997 do połowy 1998 roku, było

powodem wystąpienia w 1997 roku

powodem wystąpienia w 1997 roku

katastrofalnych pożarów w Indonezji.

katastrofalnych pożarów w Indonezji.

źródło: NOAA / significant event imigary

źródło: NOAA / significant event imigary

EUROPA – CYRKULACJA POWIETRZA W STYCZNIU

EUROPA – CYRKULACJA POWIETRZA W LIPCU

Równik

Siły określające kierunek i

Siły określające kierunek i

prędkość wiatru w atmosferze

prędkość wiatru w atmosferze

swobodnej

swobodnej

1015

1010

1005

Wyż

Niż

G

C

V

G – wektor poziomego gradientu

barometrycznego

C – wektor siły Coriolisa

V – wektor kierunku wiatru

ω –

kąt pomiędzy kierunkiem siły gradientu

barometrycznego, a kierunkiem wiatru

Siły określające kierunek i

Siły określające kierunek i

prędkość wiatru w warstwie

prędkość wiatru w warstwie

przyziemnej

przyziemnej

1015

1010

1005

Wyż

Niż

G

C

T

V

90

o

38

o

G – wektor poziomego gradientu

barometrycznego

C – wektor siły Coriolisa

T – wektor siły tarcia

V – wektor kierunku wiatru

ω –

kąt pomiędzy kierunkiem siły gradientu

barometrycznego, a kierunkiem wiatru

ω

ω

Wiatr w atmosferze swobodnej

Wiatr w atmosferze swobodnej

Wiatr geostroficzny

Wiatr geostroficzny

(ruch cząstki powietrza

(ruch cząstki powietrza

odbywa się po liniach prostych)

odbywa się po liniach prostych)

jest to wiatr, spełniający jednocześnie

jest to wiatr, spełniający jednocześnie

następujące warunki:

następujące warunki:

–

odbywa się w płaszczyźnie poziomej,

odbywa się w płaszczyźnie poziomej,

–

nie działają w nim siły tarcia,

nie działają w nim siły tarcia,

–

prędkość wiatru na danym poziomie jest ustalona

prędkość wiatru na danym poziomie jest ustalona

i wszędzie jednakowa, zarówno co do wielkości,

i wszędzie jednakowa, zarówno co do wielkości,

jak i kierunku,

jak i kierunku,

–

jedynymi siłami zewnętrznymi są siła ciężkości i

jedynymi siłami zewnętrznymi są siła ciężkości i

siła poziomego gradientu ciśnienia.

siła poziomego gradientu ciśnienia.

Wiatr gradientowy

Wiatr gradientowy

(ruch cząstki powietrza

(ruch cząstki powietrza

odbywa się po liniach zakrzywionych)

odbywa się po liniach zakrzywionych)

jest to wiatr spełniający warunki:

jest to wiatr spełniający warunki:

–

poziomy wiatr stacjonarny,

poziomy wiatr stacjonarny,

–

nie działają w nim siły tarcia,

nie działają w nim siły tarcia,

–

warunki równowagi wyznaczają: siła poziomego

warunki równowagi wyznaczają: siła poziomego

gradientu ciśnienia, siła Coriolisa i siła

gradientu ciśnienia, siła Coriolisa i siła

odśrodkowa.

odśrodkowa.

Wiatr w atmosferze swobodnej

Wiatr w atmosferze swobodnej