METEOROLOGIA I OCEANOGRAFIA 1
Wykńady prof. Marsza (jesien 1994)
Program w/g ulotki.
Generalnie: góo wna informacja docierajaca na statki to mapy faksymilowe. Z tych najbardziej przydana jest Analiza dolna (Surface Analisis)
Wybor map Faksymilowych
III tom R/O Signals.
Aktualnie R/O Signals zawieraja zestaw obszro w prognostycznych, kto re kiedys byóy publikowane w osobnym atlasie.
Kaz da stacja ma swoje obszary prognostyczne - chlubny wyjatek to Baótyk (wszystkie stacje podaja te same obszary).
Ukóad informacji w R/O Signals
Znak rozpoznawczy KHz Moc
Informacje o mapie:
Symbol
Skala mapy
Wspo órze dne
A05
1:5000000 punkto w kran cowych
Schedule
Symbol obszaru
Tres c mapy
Godziny nadawania
Definicja obszaru
(GMT)
(ilos c linii i il.obroto w be bna)
Na statku przydatne sa :
- mapy analiz powierzchniowych
- mapy prognoz powierzchniowych
Pomoce klimatyczne
1. Locja
2. Atlasy morkie (rzadko znajduja sie na statkach, kazdy ma inny ukóad i tres c; 3. Trasy klimatyczne : angielskie Routening Charts, USA Pilot Charts.
Sa to mapu z podanymi optymalnymi - pod wzgle dem klimatycznym - trasami z pkt. A do B pod warunkiem, ze dane pogodowe sa przecie tne dla danego regionu i zblizone do tych podanych na mapie. Mapy publikowane sa dla kazdego rejonu i kaz dego miesiaca. Ze wzgle do w pogodowych trasy z A do B moga sie ro z nic od tras z B do A.
Informacje na mapie :
- ro z a wiatro w o wycinkach 5/5 o, wewnatrz info o :
a) ilos ci obserwacji;
b) ilos ci dni z wiatrami zmiennymi;
c) ilos ci dni ciszy
_____________________________________________________________________________________
____ ł Krzysztof Janiszewski
- 1 -
Meteorologia 1
- prady - grubos c strzaóek s wiadczy o procencie wyste powania. Opis podaje s rednie wartos ci pradu:
- zasie g lodu staóego i zasie g go r lodowych
- strefy zakazu zrzuto w wo d zaolejonych
- szereg maóych mapek:
• s rednie cis nienie atmosferyczne
• widzialnos c
• trajektorie sztormo w
• mgóy
• due points
Podane trasy klimatyczne nie sa najkro tsze, i (jak wyzej) cze sto sa tylko jednokierunkowe np na Pacyfiku.
Mapy faksymilowe
Przygotowanie do podro zy winno polegac na:
- wyborze odpowiednich stacji (obszar, zasie g, informacja)
Uwaga: odbierac renomowane stacje
Stacje b.dobre:
⇒ S.Africa
⇒ niemieckie
⇒ brytyjskie
⇒ kanadyjskie
⇒ australijskie
⇒ japon skie
⇒ rosyjskie
Stacje dobre:
⇒ USA dla Pacyfiku
Stacje sóabe (zóe):
⇒ USA dla Atlantyku
⇒ hiszpan skie
⇒ francuskie
Stacje nierzetelne:
⇒ argentyn skie
_____________________________________________________________________________________
____ ł Krzysztof Janiszewski
- 2 -
Meteorologia 1
- wybrac:
- mapy powierzchniowe (odbio r ca 3-6 hrs po obserwacji - obraz rzeczywistych warunko w);
- mapy prognoz - przewidywany stan atmosfery w przyszóos ci (12h,24h,48h,72h) Interpretacja map powierzchniowych i map prognoz jest dokóadnie taka sama.
Komentarz:
- przy analizie map ograniczyc sie do potrzebnego wycinka mapy an nie do ca óej mapy;
- nie bawic sie w analizy rucho w fronto w i rucho w H i L - to robia znacznie lepiej prognostycy.
Analiza map faksimile
Schemat interpretacji mapy:
∗ kierunek i pre dkos c wiatru
∗ widzialnos c pozioma
∗ zachmurzenie i opady
∗ temperatura
∗ inne zjawiska
1. Kierunek i pre dkosc wiatru
Kierunek wiatru okres lamy w sposo b jakos ciowy - wiatr zawsze wieje w kierunku nizszgo cis nienia (analiza po kto rej stronie izobary jest nizsze cis nienie) i jest odchylony od izobary przecie tnie o 10-15o.
Osobliwosci w polu wielkosci i polu kierunku.
- w centrach wyzo w :
- w obszarach bezgradientowych:
_____________________________________________________________________________________
____ ł Krzysztof Janiszewski
- 3 -
Meteorologia 1
- w klinach wysokiego cis nienia
- w zatokach nizowych:
-przy silnych wygie ciach izobar kierunek wiatru moz e sie zmienic o prawie 150o : _____________________________________________________________________________________
____ ł Krzysztof Janiszewski
- 4 -
Meteorologia 1
Uwaga: mapy faksymilowe najcze sciej prezentowane sa w rzucie gnomonicznym !
Z uwagi na taka ich prezentacje kierunki wiatru wyznaczac wzgle dem miejscowych poóudniko w: Okreslanie pre dkosci wiatru
1. Skala na mapach
_____________________________________________________________________________________
____ ł Krzysztof Janiszewski
- 5 -
Meteorologia 1
Uwaga: jezeli skala nie podaje jaki wiatr jest na mapie to jest to wiatr geostroficzny.
W zwiazku z tym wynikowa wartos c dla powierzchni morza winna byc
przemnozona przez 0.7.
Vw = 0.7 * Vwg gdzie Vwg - pre dkos c wiatru geostroficznego
Zaleznos c pre dkos ci wiatru nad ro znymi powierzchniami:
- wspo óczynnik dla morza
- 0.70
-
" dla póaskiego, nieporosnie tego ladu
- 0.50
-
" dla pago rkowatego,poros nie tego ladu
- 0.35
2. Przy braku skali na mapie:
2.1 Vw = f(GB) gdzie : Vw - pre dkos c wiatru
GB- gradient baryczny (zmiana cis nienia
atmosferycznego na 1o na kole wielkim).
∆p (hPa)
Gb= ------------ gdzie: ∆p - zmiana cis nienia mie dzy sasiednimi lo (1o)
izobarami;
lo - odlegóos c izobar w o poóudnika
4.81 * GB
Vw = ------------- wiatr geostroficzny [ m/sek ]
sin ϕ
4.81 * GB
Vw = 0.7* ---------------
wiatr na pow.morza (10 m) [ m/sek ]
sin ϕ
Przykóad:
_____________________________________________________________________________________
____ ł Krzysztof Janiszewski
- 6 -
Meteorologia 1
∆ϕ
a) lo = ------- gdzie n - ilos c odcinko w "a" w 5o odlegóos ci mapy n
5o
lo = ------ = 2.38
2.1
∆p
b) GB = ----- = 2.1
lo
4.81 * 2.1
c) Vw = 0.7 * ----------- = 8.85 m/sek
sin 53o
3. Metoda przyblizona
Vw = k * GB [ m/sek ]
gdzie
k - wspo óczynnik proporcjonalnos ci
ϕ | k
-----------------
20-30o | 6.5
30-40o | 6.0
40-50o | 5.0
50-60o | 4.0
60-70o | 3.6
70-90o | 3.2
-----------------
Uwaga: wartos ci k nie interpolowac o szerokos c miejsca obserwacji !!!
Przykóad za danymi jak w 2 :
Vw = k * GB = 4.0 * 2.1 = 8.4 m/sek
V wiatru w porywach : Vwp = 1.4 - 1.5 * Vw
Wszystkie 3 metody stosowac moz na powyz ej 20o szerokosci.
_____________________________________________________________________________________
____ ł Krzysztof Janiszewski
- 7 -
Meteorologia 1
Pre dkosc wiatru w strefie mie dzyzwrotnikowej.
Na wielkos c ma wpóyw b.szybko zmieniajaca sie sióa Coriolisa.
Na ro wniku wiatr prostopadóy do izobar, na biegunach ro wnolegóy.
Mapy analiz tropikalnych konstruowane sa inaczej niz dla stref umiarkowanych szerokos ci.
_____________________________________________________________________________________
____ ł Krzysztof Janiszewski
- 8 -
Meteorologia 1
lub ( np w strefach monsunowych:
Liczenie pre dkos ci wiatru w strefie 20o S - 20o N jest zmudne i niedokóadne. Z rego óy sie nie liczy a korzysta z map j.w.
Jezeli chciemy juz liczyc to GB 1ha/o odpowiada pre dkos c wiatru okoóo 1 m/s Inne elementy meteorologiczne z mapy faksymile.
Trzeba poste powac wg okres lonego algorytmu. Do tego trzeba wyznaczyc obszar (np 5 x 5o) aby nie pro bowac okres lania elemento w pogody na caóym prezentowanym wycinku kuli.
Do analizy i okres lenia pogody potrzebne sa dodatkowe wiadomos ci o masach powietrza - w skro cie MA (Masa Atmosferyczna) :
Pogoda wewnatrzmasowa - pogoda w obre bie jednej MA
Pogoda frontalna - pogoda na styku dwo ch MA.
_____________________________________________________________________________________
____ ł Krzysztof Janiszewski
- 9 -
Meteorologia 1
Rodzaje mas powietrza (mas atmosferycznych).
Masy powietrza moga byc :
kontynentalne
morskie
stad podziaó:
Ak
Am
Pk
Pm
Zk
Zm
R
Masa ro wnikowa jest w zasadzie jednorodna i nie podlega ro z nicowaniu na morska i kontynentalna.
⇒ Powietrze arktyczno-kontynentalne tworzy sie przez caóy rok nad Grenlandia i obszarami poóudniowymi oraz na obszarami pokrytymi zwartym lodem o duz ej gruboSci. Masy od - kilku az do - 40o - zawartos c pary maóa mimo, ze moze byc duz a wilgotnos c wzgle dna (%).
Maksymalna ilos c powietrza to ilos c pary, kto ra w danej masie moze sie znales c i zalezy tylko od temperatury.
Przezroczystos c doskonaóa - z powierzchni nakto rych sie tworzy nie ma mozliwos ci zanieczyszczen naturalnych i ludzkich.
Zima na po ónocy granica mas powietrza arktyczno-kontynentalnego przesuwa sie na poóudnie do Pón.Skandynawi, Po ówyspu Kola i Pón.Rosii.
⇒ Powietrze arktyczno-morskie tworzy sie na obszarach, gdzie jest mozliwos c wymiany mie dzy woda a powierzchnia. Temp - kilka do - kilkanas cie, widocznos c dobra, wilgotnos c wzgle dna 85-90%.
Tworzy sie na poóudniu woko ó Antarktydy, ale w lecie i niewielkie ilos ci.
⇒ Powietrze polarno-kontynentalne nd obszarami ladowymi Europy, Azji Srodkowej, Kanady od Poó. cze s ci Alaski az do najbardziej poóoz onych na poó. wschodnich stano w USA.
W lecie wypada pów.iberyjski, Azja s rodkowa.
Poó.granica w USA do przyladka Hatteras i biegnie do przyladka Finisterre.
_____________________________________________________________________________________
____ ł Krzysztof Janiszewski
- 10 -
Meteorologia 1
Na poó. tylko fragment Am.poó. o sóabych cechach pow.polarno-kontynentalnego.
Skrajne skontrastowanie termiczne. Zima nisie temperatury (az do -30/40o). Sa to wdedy najniz sze temperatury (nawet do -70o).
W porze zimowej powietrze jest suche i nie ma najlepszej przezroczystos ci.
W porze letniej nagrzewa sie do + kilkunastu do + kilkudziesie ciu stopni, wilgotnos c wzgle da stosunkowo duz a, ale pow. jest suche. Przejrzystos c sóaba (najaktywniejsza dziaóalnos c powietrza).
⇒ Powietrze polarno-morskie nad Atlantykiem i nad Pacyfikiem (od Japonii do Vancouver). NA poóudniu przestrzen 40o S do granicy wody antarktycznych.
Staóa temperatura w ciagu roku 5/6o do 18/20o na po ónocnej/poóudniowej granicy.
Temperatura wody zmienna od 18 do 20o - ale sa obszary gdzie temperatura ro zni sie o 8o.
Zima kilka stopni. Takie tez temperatury maja masy powietrza.
Wilgotnos c wzgle dna ok 80%, dobra przezroczystos c.
⇒ Powietrze zwrotnikowo-kontynentalne: Afryka, Indie,Chiny s r.wschodnie do po ó.cze s ci indochin. Nad Poó USA, Meksyk do Am.S rodkowej.
Poóudnie - poó.Afryki, Australia (za wyjatkiem Tasmanii i Pón.cze s ci).
Caóy rok dodatnie temperatury, latem > 35o (nawet 40o+), zima spada do 20-20o+. Powietrze jest b.suche i posiada niska wilgotnos c wzgle dna. Najmniejsza przejrzystos c powiertrza.
⇒ powietrze zwrotnikowo-morskie
Temp. od +20o do +28/30o na granicy przyro wnikowej. Zmiany w ukóadzie lato-zima minimalne (2,/3o).
Caóy czas wysoka wilgotnos c wzgle dna 75-80% i ogromny zaso b pary wodnej.
Przezroczystos c na ogo ó dobra.
⇒ powietrze rownikowe.
Am.S rodkowa, Karaibe, Pón.Am.Poó wraz z Amazynkaa, Sr.Afryka do Kongo, zima na po ónocy od ro wnika do 10o S, w naszym lecie od 5-8o S do wybrzez y Azjii (to wschodni obszar Afryki) .Caóy pas wysp Indochin z Pón.Australia, po ro wniku do 10o N z rozszerzeniem pod USA.
Temperatura nizsza niz zwrotnikowe (ca 26o).
Wilgotnos c 90-100% (bliz ej 100%), duza ilos c pary wodnej, stad mniejsza przezroczystos c niz powietrza zwrotnikowego.
Zadnych istotnych zmian w skali roku.
Procesy w masach atmosferycznych.
Jezeli masa sie ruszyóa to przez pewien czas zachowuje swoje wartos ci, ale w trakcie poruszania sie naste puje proces transformacji mas atmosferycznych.
Np Pow polarne znad Atlantyku. Temp.16/18o, wilgotnos c 80%, dobra przejrzystos c. Trafia na lad i powoli sie schóadza - uwalnia wode , mgóy, ozie bienie. Potem przechodzi go ry i pada stale ochóadzajac sie .
Wchodzi naste pnie nad kontynent (ozie biony) i schóadza sie . Wilgotnos c wzgle dna staóa, ale ilos c pary wodnej juz maóa.Przezroczystos c dobra.
Czyli PPm ---- u nas jest PPms .
s - stare; PP - Powietrze Polarne
Jezeli dalej to:
PPms ----- PPk
Proces transformacji zalez y od czasu i drogi czyli od pre dkos ci ruchu masy. Im V wyzsze tym proces transformacji na jedn.drogi jest mniejszy.
_____________________________________________________________________________________
____ ł Krzysztof Janiszewski
- 11 -
Meteorologia 1
Proces ten trzeba kaz dorazowo uwzgle dnic.
Wiatr geostroficzny od kilkuset (400 m) do kilku kilometro w. Wiatr ten póynie ro wnolegle do izobar. Chcac okres lic ilos c masy, kto ra do nas dopóywa poste pujemy jak niz ej:
jedziemy wzdóuz izobar w odwrotnym kierunku niz wiatr i znajdujemy H skad masa sie wywodzi.
Stopien transformacji oceniamy znajdujac pre dkos c przenosu (zage szczone izobary - szybko).
Pm ------ Pk proces b.dóugi i wolny (Pm - powietrze morskie; Pk - powietrze kontynentalne) Pk------- Pm proces óatwy i szybki.
Na wielu mapach wyste puje na izobarach strzaóka wskazujaca ruch masy powietrza.
Caóoksztaót pogody uzalezniony jest od relacji podóoz a i masy powietrza.
Kierunki przemieszczania sie mas powietrza:
Algorytm okreslania innych warunkow pogodowych:
A) jaki typ pogody ?
wewnatrzmasowa
frontalna
(w obre bie jednej MA)
(na styku 2 MA)
jaka masa (MA)?
Ksztańtowanie pogody wewnatrzmasowej.
zalezy od nast. warunko w:
- dynamika temperatury powietrza
- " wilgotnos ci wzgle dnej
- " pary wodnej
- " ?
B) jaka masa ?
_____________________________________________________________________________________
____ ł Krzysztof Janiszewski
- 12 -
Meteorologia 1
• -----> blizsze okres lenie wóas ciwos ci masy
|
|
• jaki stosunek temp masy do temp podóoza
| |
| |
tma>tp tma<tp
Obserwowana jest anomalia w dolnych warstwach masy ( wzrost temperatury w miare spadku wysokos ci)
- inwersja. Inwersja uniemoz lwia powstawanie prado w pionowych. Wyste puje tu ro wnowaga staóa.
Jezli brak rucho w wste pujacych tzn nie be dzie takich zjawisk jak:
- konwekcja (brak moz liwos ci tworzenia sie chmur cunulus (cu) i cumulonimus (CB) czyli brak opado w przelotnych.
C) jaka jest ro znica temperatur masy atm. i podᶈoza ?
tma>tp
|
|
jaki zaso b pary wodnej
| |
duz a maóa
a) duz a
zacznie spadac temperatura, gdy osiagnie punkt rosy rozpocznie sie proces kondensacji pary wodnej PW i utworzy sie mgóa adwekcyjna.
|
|
jaki wiatr ?
0.5-7 m/s >7 m/s
mgóa adwekcyjna brak mgóy
chmury warstwowe
(sratus)
wiatr> 7 m/s
_____________________________________________________________________________________
____ ł Krzysztof Janiszewski
- 13 -
Meteorologia 1
Wiatr < 7 m/sek:
Ge stos c mgóy proporcjonalny do ro znicy temperatury wody i powietrza i proporcjonalna do ilos ci pary wodnej w masie (wie cej pary - wie cej mgóy). Moze to byc tylko zamglenie.
W kazdym razie nastapi ograniczenie widzialnos ci. Niebo niewidoczne - mgóa wysoka.
Gdy powstanie stratus (St) to:
- niebo niewidoczne
- mozliwos c wystapienia opadu (mrzawka)- opad ciagóy
- widzialnos c pozioma obniz ona (opad oraz mikrokrople wody) - czyli mglisto b) Powietrze suche, mańy zasob pary wodnej
∗ - obniznie temp w warstwie przywodnej i nic wie cej. Pogoda be dzie czysta, óadna
∗ - brak chmur Cu
∗ - moga wyste powac chmury pie tra wysokiego lub s redniego
∗ - widzialnos c pozioma okres lona przez przejrzystos c powietrza masy
∗ - brak opado w
a) i b) niezalezna od masy powietrza (polarne, arkt zwrotnikowe).
_____________________________________________________________________________________
____ ł Krzysztof Janiszewski
- 14 -
Meteorologia 1
Temp. masy atm. niz sza od temp podńoz a
Wyksztaóca sie ro wnowaga chwiejna powodujaca intensywna konwekcje (silne ruchy wste pujace) silna konwekcja
|
|
jaka wilgotnos c powietrza ?
Przy duz ej ro znicy ten proces staje sie gwaótowny (ro wnowaga skrajnie chwiejna) jaka wilgotnos c powietrza
| | |
duza
pary duzo duza wzgl.maóa maóo par maóo pary
A B C
A.
⇒ - gwaótowny rozwo j chmur kóe biastych
Cu Hum cumulus huminis ----> Cu mediocris ----> cumulus congestus---> cumulonimbus (Cb)
⇒ - zachmurzenie ogo lne zmienne (4-8)
_____________________________________________________________________________________
____ ł Krzysztof Janiszewski
- 15 -
Meteorologia 1
⇒ - congestus/c.nimbus - wypady wodne - przelotne intensywne opady, burze
⇒ - szkwaóy burzowe
⇒ - widzialnos c zro znicowana (opady-zóa badz obnizona, brak opado w - dobra) B.
⇒ - rozwo j chmur:
C.hum---> C.med. ---> stratocumuus (Sc)
⇒ - zachmurzenie 7-8 (cze s ciej 8)
⇒ - brak opado w (jezeli opady sa to kro tkotrwaóe przelotne, zima krupa, sóaby s nieg)
⇒ - widzialnos c dobra, lub b.dobra (brak pary)
_____________________________________________________________________________________
____ ł Krzysztof Janiszewski
- 16 -
Meteorologia 1
C.
Mimo silnych prado w konwekcyjnych brak tworzenia sie chmur. Nawet jezeli dotra, to maóo pary i tworza sie maóe chmurki.
⇒ - zachmurzenie 1-2 lub bezchmurnie
⇒ - chmury C.humilis (1000 - 1500 m)
⇒ - pow. przejrzyste
⇒ - brak opado w
⇒ - duze amp. temperatur dzien /noc
_____________________________________________________________________________________
____ ł Krzysztof Janiszewski
- 17 -
Meteorologia 1