CIŚNIENIE
CIŚNIENIE
POWIETRZA i
POWIETRZA i
WIATR
WIATR
ogólna cyrkulacja
ogólna cyrkulacja
atmosfery
atmosfery
Wykład 7
Wykład 7
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