OGÓLNA CYRKULACJA ATMOSFERY.

Czynnikiem w skali globalnej czynnikiem klimatotwórczym łączącym obieg ciepła i wilgoci jest ogólna cyrkulacja atmosfery. Ona doprowadziła do powstania i występowania obecnie stref klimatycznych na ziemi. Z pojęciem ogólna cyrkulacja atmosfery łączy się szereg aspektów transportu mas powietrza oraz przepływu energii cieplnej i wilgoci. Ogólna cyrkulacja atmosfery warunkuje planetarny rozkład ciśnienia.

Najważniejszą funkcją ogólnej cyrkulacji atmosfery jest południkowy transport ciepła i wilgoci z rejonu międzyzwrotnikowego gdzie jest ich nadmiar w rejon biegunów gdzie występuje ich deficyt. O roli cyrkulacji atmosfery w tym aspekcie świadczy fakt iż różnica temperatur powietrza po między równikiem a biegunami wynosi realnie 44⁰ zaś przy braku cyrkulacji atmosfery wynosiła by 83⁰C. Od przedstawionego modelu ogólnej cyrkulacji atmosfery w realnej atmosferze występują odchylenia związane z silnie rozwiniętym przemieszczaniem się wyżów i niżów oraz regionalnym oddziaływaniem podłoża co powoduje powstawanie cyrkulacji masowych.

CHMURA- jest to widzialny zbiór produktów kondensacji pary wodnej w postaci kropelek wody lub kryształków lodu lub też kropelek wody i kryształków lodu jednocześnie zawieszonych w swobodnej atmosferze.

Podstawą do klasyfikacji chmur przyjętą w całym świecie jest zewnętrzny wygląd chmur. Klasyfikację chmur podaje międzynarodowy atlas chmur. Klasyfikacji tej wyróżnia się: rodzaje, gatunki, odmiany chmur. Rodzaj chmur określa podstawową formę jaką najczęściej posiada dana chmura.

RODZAJE CHMUR:

Cirrus-Ci-pierzasta

Cirrucumulus-Cc-pierzasto-kłębiasta

Cirrostratus-CS-PIERASTO-WARSTWOWA

Altocumulus-Ac-średnia kłębiasta

Altostratus-As-średnia warstwowa

Nimbostratus-Ns-warstwowo deszczowa (opadowa}

Stratocumulus-Sc-warstwowo kłębiasta

Stratus-St-warstwowa

Cumulus-Cu- kłębiasrta

Cumulunimbus-Cb- kłębiasta deszczowa {opadowa}

Ze względu na powstanie chmury dzielimy na trzy podstawowe grupy:

1. Chmury kłębiaste- do których zaliczamy cumulus, cumulonimbus. Chmury te powstają w wyniku rozwoju konwekcji termicznej mają tendencję do rozwoju pinowego i są w kształcie pagórków, kopuł lub wierz o wyraźnie zarysowanych obrzeżach.Związane są z nimi burze, opady przelotne i silne wiatry.

2. Chmury warstwowe- występujące w ciągłych warstwach o dużej rozciągłości poziomej. Podstawa tych chmur jest zwykle rozmyta, postrzępiona i trudna do dokładnego określenia. Chmury te często łączą się z mgłami.Zalicza się do nich: Altostratus, Nimbostratus, Stratus. Niskie chmury warstwowe Stratus powstają często w wyniku ochłodzenia się dolnych warstw powietrza od podłoża.

3. Chmury falowe- wyst. W rejonach fal powstających na styku dwóch mas powietrza, różniących się temperaturą i wilgotnością. Do tych chmur w zależności od poziomu ich występowania zalicza się: stratocumulus, altocumulus, cirrocumulus.

Masą powietrza nazywamy olbrzymią objętość powierza o jednorodnych właściwościach takich jak temperatura, pionowy gradient temp. Przeźroczystość, wilgotnośc, intensywność i charakter zjawisk atmosferycznych. Ażeby powstała jednorodna masa powietrza, powietrze musi się przemieszczać od 2-3 dni na tej samej szerokości geograficznej i nad tym samym rodzajem podłoża(ląd lub woda). Obszary w których powstają masy powietrza nazywamy obszarami źródłowymi . Zewzględu na ich położenie w tzw. geog.klasyfikacji mas powietrza wyróżniamy: Masy ArktycznePA, PAm( morskie) PAk(kontynentalne) 3 Masy polarne (PP), PPm(morskie), PPk (kontynentalne). Masy zwrotnikowe PZ, PZm, PZk. Masy równikowe PR.

W podziale termicznym wyróżnia się masy ciepłe, chłodne i lokalne.

Masa ciepła jest to taka masa która napływając nad dany obszar przynosi ocieplenie zaś sama ulega ochłodzeniu. Masa chłodna przynosi ochłodzenie sama ulega ogrzaniu. Masa lokalna jest to taka masa będąca w równowadze termicznej z podłożem. Pod względem termodynamicznym masy powietrza dzielimy na masy stałe i masy chwiejne.

W zależności od pochodzenia geograficznego rejonu powstania i pory roku te same masy powietrza mogą okazywać różne właściwości, termodynamiczne a tym samym określać warunki rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń powietrza.

FRONTY ATM.

Masy powietrza o różnych właściwościach fizycznych dzielą fronty atmosferyczne. Są to wąskie strefy przejściowe w rejonie których następuje intensyfikacja zjawisk atmosferycznych oraz gradientów wartości parametrów meteorologicznych. Główne typy mas powietrza oddzielają główne fronty atmosferyczne. Główny front arktyczny oddziela pow. arktyczne od pow. polarnego. Zaś główny front polarny oddziela główny front polarny od frontu zwrotnikowego.

Ponieważ masy powietrza od PA poprzez PP, PZ do PR są coraz cieplejsze i są w ciągłym ruchu główne fronty atmosferyczne są pofalowane i dzielą się na odcinki frontów ciepłych i frontów chłodnych. Jeżeli za odcinkiem frontu głównego napływa masa chłodna nosi on charakter frontu ciepłego. Jeśli za odcinkiem frontu głównego napływa masa ciepła nosi on charakter frontu ciepłego. Styk powierzchni frontowej z powierzchnią ziemi nosi nazwę linii frontu. Fronty ciepłe najczęściej w formie najbardziej rozwiniętej występują w okresie zimy.

Front chłodny pierwszego rodzaju wyst. w okresie zimy ma system zachmurzenia i zjawisk zbliżony do odwruconego frontu ciepłego. Front ten daje opady ciągłe śniegu, śniegu z deszczem, deszczu w strefie o szerokości 200-300 km. Front chłodny drugiego rodzaju występuje w ciepłej porze roku i na jego czele powstaje łańcuch chmur Cumulonimbus dający intensywne opady przelotne i burze. Ponieważ fronty chłodne mają prędkość większą od frontów ciepłych następuje więc połączenie systemu chmur frontu chłodnego z systemem zachmurzenia frontu ciepłego i tak powstające fronty noszą nazwę frontu okluzji.

EFEKT SZKLARNIOWY.

Atmosfera ziemska jest w znacznym stopniu przepuszczalna dla krótkofalowego promieniowania słońca. Energia tych fal ogrzewa pow. ziemi w sposób różny w zależności od szer. geogr. danego regionu. Energia cieplna dochodząca do pow. ziemi jest transportowana prądami morskimi oraz prądami ogólnej cyrkulacji atmosfery z rejonów zwrotnikowych ku biegunom. W całości kulę ziemską można przyjąć jako ciało szare emitujące określoną ilość energii. E=e6T⁴ wzór SŁ Bolcman który określa ilość energii jaką emituje ciało szare o temp. T. Ziemia wysyła energię w postaci fal długich (podczerwonych) ponieważ zaś ilość energii otrzymanej i wysyłanej jest stała jaj temp. jest stabilna. 0,25(l-a)xS=e5T⁴ Z pow. równania wyliczono teor. wartość temp. pow. ziemi która wynosi ok. 254°K tj. (-19°C). Wyniki praktycznych pom. temp. pow. ziemi pokazały iż rzeczywista wartość temp. pow. ziemi wącha się w przedziale 286-288°K(+13-+15)°C. Ogrzana pow. ziemi wysyła promieniowanie podczerwone które jest pochłaniane przez gazy zaw. w atm. Wytworzona w ten sposób energia cieplna ogrzewa warstwy pow. które wtórnie wysyłają promieniowanie podczerwone, część tej energii przechodzi w przestrzeń podplanetarną , cześć zaś jako tzw. promieniowanie zwrotne wraca ku pow. ziemi powodując jej ogrzanie (efekt szklarniowy).

Wielka 5-tka gazów szklamiowychiCOz-50°,metan-15, ozon-12, tlenki azotu-6, freony-14. Wzrost temp. pow. ziemi i powietrza powoduje zanikanie pokrywy lodowej na biegunach. Prowadzi to do wzrostu poziomu mórz i oceanów. Nastąpi zalanie dużych pow. obszarów przybrzeżnych. Wzrost temp. wód oceanicznych spowoduje większe parowanie wody, wzrost zachmurzenia, zmianę systemu ogólnej.

Budowa atmosfery:

Troposfera jest najniższą warstwą atmosfery o grubości od 7-8 km. Nad biegunami, od 17-18km. Nad równikami. W troposferze temperatura spada wraz ze wzrostem wysokości o ok. 6,5 st na 1km. y- pionowy gradient temp. W troposferze zawarta jest prawie cała para wodna wyst. w atmosferze. Jej kondensacja prowadzi do rozwoju procesów chmurotwórczych wyst. opadów,mgieł i zamgleń . Tropopauza warstwa przejściowa która oddziela troposferę od stratosfery. Ma grubość od 200- 2000 m. W warstwie tej wraz ze wzrostem wysokości temp. powietrza albo utrzymuje wartość stałą albo wzrasta wraz z wysokością. Zjawisko to nosi nazwę izotenni ub inwersii. Stratosfera wysŁnad tropopałzą i sięga do wys. 50-55km. Wyrużniamy wnie warstwę dolną chłodną sięgającą do wys.ok. 35 km. i warstwę górną ciepłą o śr. temp. ok. 6 „C zwaną ozonosferą.W warstwie tej wyst. kondensacja ozonu który chroni życie na ziemi.

INWERSJE TEMPERATURY.

Tam gdzie temp. ma wartość stałą przy wzroście wysokości wyst warstwa izotermii. Zaś jeśli temp. wzrasta wraz ze wzrostem wysokości wysL warstwa inwersii termicznej. Oba przypadki inwersji izotermii noszą wspólną nazwę warstw hamujących , ponieważ ich występowanie utrudnia lub uniemożliwia rozwój turbulencji i konwekcji termicznej hamuje rozwój pionowych ruchów powietrza a tym samym transport ciepła i wilgoci utrudniając powstawanie chmur orazprowadzać do kumulacji ffitropogenicznych zanieczyszczeń.Ze względu na wysokość występowania inwersje dzielimy na inwersje przyziemne (przygruntowe) i inwersje górne lub uniesione. Ze względu na mechanizmy powstawania wyróżniamy : Inwersje radiacyjne [Zwypromieniowania) są to inwersje powstające w czasie bezchmurnych i bezwietrznych nocy gdy intensywnemu wychłodzeniu ulega podłoże i przylegające do niego warstwy powietrza. Inwersje adwekcyjne[napływowe) Wyst. najczęściej w chłodnej porze roku w czasie napływu ciepłych morskich mas powietrza nad wychłodzony kontynent Inwersje mieszane radiacyjne adwekcyjne. W inwersjach górnych wyróżniamy: Inwersje turbnlencyjne — występują gdy cienka warstwa powietrza posiadająca dużą prędkość rzutu zasysa od dołu i od góry powietrze do niej przyległe. Inwersje osiadania-obejmują olbrzymie przestrzenie występując nad układami wysokiego ciśnienia. Inwersje frontowe-są związane z frontami atmosferycznymi kiedy masa ciepła po powierzchni frontowej wślizguje się nad masę chłodną.

---