Ćw.3

„Zastosowanie wzoru barometrycznego”

Ciśnienie- jest siłą wywieraną na jednostkę powierzchni. Mówiąc o ciśnieniu atmosferycznym mamy na myśli ciśnienie wywierane przez słup powietrza atmosferycznego na jednostkę powierzchni Ziemi. Wartość ciśnienia maleje wraz z wysokością . Wyżej w atmosferze jest mniej cząstek i atomów, tak więc ciśnienie maleje. Jednostką najczęściej używaną dla określenia wartości ciśnienia atmosferycznego jest hektopaskal (hPa).

10⁵ N/m² = 1000hPa = 1bar

Ciśnienie mierzymy przy pomocy słupka rtęci którą powietrze jest w stanie utrzymać na pewnym poziomie w rurce.

Jeżeli powietrze jest w stanie utrzymać 760 mm słupa rtęci w warunkach standardowych to mamy ciśnienie równe 1013,25 hPa.

Wartość ciśnienia obserwowanego na danej stacji jest nazywana ciśnieniem na poziomie stacji. Aby można było porównywać wartości ciśnień z wielu stacji należy te wartości zredukować do tego samego poziomu (zwykle poziom morza) przy standardowych warunkach.

Redukcja do poziomu morza jest zadowalająca w wielu regionach. Mapy synoptyczne ciśnienia na średnim poziomie morza są powszechnie stosowane przez meteorologów. Odczytów dokonuje się z dużej liczby stacji, redukuje się do poziomu morza i nanosi na mapy synoptyczne. Na tej mapie wykreśla się izobary czyli linie łączące punkty o tym samym ciśnieniu. Izobary mogą być bardzo blisko siebie, co wskazuje na to, że idąc od niskiego ciśnienia do wysokiego i przecinając przy tym izobary natrafiamy na gwałtowne zmiany ciśnienia.

Gradient ciśnienia to różnica ciśnienia przypadająca na jednostkę długości mierzoną w kierunku prostopadłym do izobar od wysokiego do niskiego ciśnienia.

Istnieją różne typy układów ciśnienia.

Wyż baryczny- jest to obszar objęty takim układem zamkniętych izobar w którym ciśnienie rośnie ku środkowi układu.

Niż baryczny to obszar objęty takim układem zamkniętych izobar, w którym ciśnienie maleje ku środkowi układu.

Zatoka niskiego ciśnienia - wydłużenie izobar w głąb obszaru o wyższym ciśnieniu.

Bruzda niskiego ciśnienia - wąski i wydłużony pas między dwoma wyżami.

Klin wysokiego ciśnienia - obszar wysokiego ciśnienia wchodzący występem w stronę niskiego ciśnienia.

Wał wysokiego ciśnienia - wydłużony pas wysokiego ciśnienia między dwoma niżami.

Siodło baryczne jest to układ ciśnienia między leżącymi naprzeciw siebie dwoma wyżami i dwoma niżami.

Wszystkim układom towarzyszy określony ruch powietrza.

W tym ćwiczeniu mamy za zadanie zredukować wartość ciśnienia z 55 stacji i na tej podstawie wykonać mapę baryczną Polski. Posługujemy się w tym celu wzorem barometrycznym uwzględniającym wysokość stacji oraz temperaturę.

gdzie:

p₂ - ciśnienie zredukowane do danego poziomu(z₂) (np. poziom morza)

p₁ - ciśnienie na poziomie stacji(z₁);

g - przyspieszenie ziemskie 9,81 m/s²

R - stała gazowa 8,315 J/mol*K

M - masa molowa powietrza 0,02896 kg/mol

T_m - średnia temperatura między poziomami z₁ i z₂

Przykład obliczenia:

Stacja Aleksandrowice; wysokość 398 m.n.p.m.; temperatura na stacji 16,0°C; ciśnienie na stacji 969,7hPa.

Aby obliczyć T_m należy znać temperaturę na poziomie z₂.

T(z₂) = 0,6*(z₁ - z₂)/100 + T(z₁)

T(z₂) = 0,6*(398)/100 + 16,0 = 18,4°C

Obliczamy średnią arytmetyczną

T_m = (16,0 + 18,4)/2 = 17,2°C = 290,4K

---