Meteorologia zajmuje się zjawiskami i procesami fizycznymi, które rozgrywają, Się w atmosferze. To nauka doświadczalna, w której stosuje się doświadczenia bierne.
Elementy meteorologiczne – Temperatura powietrza, wilgotność powietrza, prędkość i kierunek wiatru, ciśnienie atmosferyczne, opad atmosferyczny, zachmurzenie, mgły i zamglenia , osady atmosferyczne-> rosa, szron, szadź, gołoledź.
Grubość i gęstość pokrywy śnieżnej stan powierzchni gruntu, temperatury przy powierzchni gruntu oraz na określonych głębokościach, zamiecie, wity pyłowe, piaskowe, fotometeory ty .
Pogoda- Chwilowy stan atmosfery nad danym obszarem określony przez układ powiązanych ze sobą elementów meteorologicznych.
Gałęzie meteorologiczne
- dynamiczna- zajmuje Się badaniem dynamiki i szybkością zmian elementów meteorologicznych
- synoptyczna- prognozowanie zmian elementów meteorologicznych, określa stan pogody nad danym obszarem
- aktynometria- zajmuje się metodyką i aparaturą pomiarową promieniowania słońca ziemi i atmosfery.
-aerologia
Klimatologia – nauka o klimacie tj. o stwierdzaniu na podstawie wieloletnich obserwacji układów i stanów pogody charakterystycznych dla danego obszaru zaliczana do nauk geograficznych.
Stan pogody- przedmiot badań meteorologii i klimatologii
Klimat- układ charakterystycznych dla danego obszaru stanów pogody w okresie wieloletnim. Jest on wynikiem współdziałania promieniowania słonecznego, cyrkulacji atmosfery i obiegu wody.
Procesy klimatotwórcze- obieg ciepła, obieg wilgoci i cyrkulacja atmosfery.
Czynniki geograficzne wpływające na klimat: szerokość geograficzna, rozmieszczenie lądów i mórz, pokrywa roślinna, śnieżna , lodowa, bariery orograficzne, działalność człowieka.
Gałęzie klimatologii:
- ogólna poznanie procesów kształtujących typy klimatów
- regionalna poznanie procesów kształtujących klimat dla danych obszarów
-stosowana- m.in. bioklimatologia, agroklimatologia
- techniczna
Obserwacje meteorologiczne w przeszłości
-2 poł. I w Ne. Informacja o cyrkulacji monsunowej-> wyprawy rzymian do Indii i Chin.
- Arystoteles „Meteorologia czyli nauka o tym co jest w powietrzu”. Zgromadził wiedzę na temat 4 żywiołów tj. ogień, woda, ziemia i powietrze.
- wielkie odkrycia geograficzne
K. Kolumb- odkrycie pasatu
Vasco da Gama odkrycie monsunu.
G. Hadley wyjaśnienie mechanizmów powstania cyrkulacji monsunowej.
Przyrządy meteorologiczne.
Galileusz- Konstrukcja przedmiotu do pomiaru temperatury.
Torricel- wykazał że istnieje ciśnienie atmosferyczne.
Rozwój stacji badawczych przypadł na XVII wiek Badania Antarktydy dopiero w XX wieku.
Najstarsze sieci obserwacyjne:
- Florentyńska (1654) 11 stacji
- Wileńska
-Galicyjska
-Warszawska(1866)
-pruska i rosyjska
Najdłuższe ciągi obserwacyjne w Polsce:
-Warszawa od 1779
- Kraków do 1792
-Gdańsk od 1884
Światowa organizacja meteorologiczna (WMO) jest od 1951r. wyspecjalizowaną agendą ONZ zajmuje się problemami związanymi z klimatologią, hydrologią operacyjną i meteorologią Działa od 1951. Została powołana do celów naukowych celem jest przeprowadzenie badań sieci koordynacyjnych, porównywanie wyników i publikowanie danych w skali mezoklimatycznej. Do organizacji należą grupy ze 179 państw. Stacje badawcze rozmieszczone są według znanego porządku
Prowadzi swoją działalność przez 5 organów konstytucyjnych:
-kongres meteorologiczny
- rada wykonawcza
- 6 asocjacji Regionalnych
- 8 komisji Technicznych
-5 programów WMO
Główne cele:
Wymiana informacji, udostępnianie ich na arenie międzynarodowej.
Organizacja sieci meteorologicznej w Polsce
Instytut meteorologii i gospodarki wodnej
Państwowa służba Hydrologiczno Meteorologiczna
Hydrologiczno-Meteorologiczna Służba prognoz Służba prognoz
służba pomiarowo obserwacyjna Meteorologicznych Hydrologicznych
System pomiarowo obserwacyjny:
- sieć stacji synoptycznych
- sieć posterunków hydrologiczno- meteorologicznych.
- sieć radarów meteorologicznych POLRAD
- sieć wykrywania i lokalizacji wyładowań elektrycznych PERUN
- sieć pomiarów aerologicznych
- stacja odbioru danych satelitarnych
Istnieje 61 stacji synoptycznych. 53 stacje I rzędu. Całodobowe pomiary i obserwacje z wykorzystaniem aparatury standardowej i automatycznej uzupełniające je obserwacje wizualne. Stacja wykorzystuje podstawowy lub rozszerzony zakres pomiarowy.
8 stacji II rzędu Całodobowe pomiary z wykorzystaniem aparatury automatycznej przez 8-12h dziennie. Obserwacje wizualne. Wykonuje pomiary podstawowe. Lub rozszerzone.
Podstawowy zakres pomiarowy obejmuje:
Automatyczna stacja meteorologicznaMAWS301 lub MILOS z czujnikami:
- ciśnienia atmosferycznego w ogródku meteorologicznym
- temperatura w klatce meteorologicznej
- temperatura gruntu na głębokości 5, 10, 20, 50 ,100cm
- wilgotność względna
- prędkość i kierunek wiatru (wiatromierz na wysokości )
- Widzialność pozioma
- wysokość opadu
- Usłonecznienie
- rozpoznanie hydro i litometeorów
2 Ciśnienie atmosferyczne – termometr cyfrowy PA11
3 Temperatura w klatce na wysokości minimalna i maksymalna minimalna przy powierzchni gruntu i na głębokości ach 5, 10, 20, 50, 100cm (termometry rtęciowe i toluenowe)
4 psychometr Assmana – wilgotność względna, punkt rosy, niedosyt wilgotności, prężność pary wodnej.
5 Opad atmosferyczny deszczomierz, pluwiometr
6 usłonecznienie heliograf kulkowy
7 zachmurzenie- obserwacje
8 rodzaje i gatunki chmur – obserwacje
9 wysokość i podstawy chmur- obserwacje
10 stan gruntu, grubość pokrywy śnieżnej – obserwacje
11 zjawiska meteorologiczne – obserwacje
opadu – / powierzchni
Rozszerzony zakres pomiarowo obserwacyjny
Automatyczna stacja meteorologiczna MAWS 301 z czujnikiem wysokości podstawy chmur
Parowanie z swobodnej powierzchni wody (basen ewaporometryczny o pow. 9 lub , tratwa ewaporometryczna, klatka meteorologiczna, deszczomierz)
Elementy promieniowania słonecznego ( promieniowanie całkowite, rozproszone, odbite, w 3 pasmach widma słonecznego, bezpośrednie)
Pionowe sondaże atmosfery – aerologia
Pomiary na zlecenie głównego inspektora ochrony środowiska
Pomiary w ramach umowy z Narodowym Funduszem środowiska i gospodarki wodnej- chemizm opadów atmosferycznych
Pomiary wykonywane co 1h
Nieustanne obserwacje zjawisk i pogody 24h / rok
Automatyczne stacje synoptyczne I i II rzędu wykonują pomiary w sposób ciągły o pełnej godzinie, przygotowywanie są depesze SYNOP ( trafia do sieci teleinformatycznej, IMGW później do biura prognoz, globalnego systemu telekomunikacyjnego, światowej organizacji meteorologicznej).
Dane są przekazywane do centralnej bazy danych Historycznych ; regionalne stacje Toruń i Olsztyn
Przyrządy meteorologiczne (wybrane):
Termometry gruntowe, termometr i czujnik w klatce, widzialnościomierz, miernik wysokości podstawy chmur
Stacje klimatologiczne (61) III rzędu.
Pomiary i obserwacje przy wykorzystaniu aparatury standardowej i automatycznej są wykonywane w 3 terminach (6 12 i 18 utc) u nas 2h później latem i 1h później zimą uzupełniają je obserwacje wizualne przez całą dobę.
Podstawowy zakres pomiarowy :
Temperatury w klatce, temperatury ekstremalne
Wilgotność powietrza
Prędkość i kierunek wiatru
Wielkość opadu
Obserwacje wizualne
Ewentualnie stosowany jest rozszerzony zakres pomiarowy.
Posterunki meteorologiczne 149 (4 rząd)
Pomiary i obserwacje przy wykorzystaniu aparatury standardowej i automatycznej są wykonywane w 3 terminach (6 12 i 18 utc) u nas 2h później latem i 1h później zimą uzupełniają je obserwacje wizualne przez całą dobę.
Posterunki opadowe 5 rzędu 1027
Pomiary i obserwacje przy wykorzystaniu aparatury standardowej i automatycznej są wykonywane o 6 utc obserwacje wizualne przez całą dobę.
Zakres pomiarowy
- wielkość opadu i grubość pokrywy śnieżnej, obserwacje wizualne, zawartość wody w śniegu,
wlot deszczomierza 200 cm3 1m nad poziomem morza,
radary meteorologiczne m. In w poznaniu warszawie,
sieć lokalizowania i wykrywania wyładowań PERUN. Siedziby w Polsce- Gorzów wielkopolski , Olsztyn, Toruń, Kalisz, Warszawa, Częstochowa.
Sieć pomiarów aerologicznych
Sieć pomiarowo obserwacyjna zwana jest też naziemną. Informacji o tym co się dzieje nad ziemią dostarczają pomiary aerologiczne, czyli pomiary, sondaż atmosfery. Do wysokości 90 km 2 razy dziennie ze stacji aerologicznej. Np. sonda z balonem. Balon meteorologiczny wysyłany jest ze sondą w górne warstwy atmosfery. Sonda której tempo wznoszenia jest znane, przekazuje drogę radiową informacje o zjawiskach w atmosferze.
Stacja odbioru danych satelitarnych.
Stosowane satelity NOAA i EUMETSAT. Mamy:
Geostacjonarne- lecą nad równikiem na wysokości 36000 km i poruszają się zgodnie z ruchem obrotowym ziemi, tak ze wydają się nieruchome. Wysyłają co 30 mil Zdjęcia Afryki, Europy i wschodniego Atlantyku.
Satelity okołobiegunowe- znajdują się na wysokości od 800-1500 km i poruszają się po orbicie przebiegającej na d biegunem N i S. Satelity obserwują całą ziemię i pojawiają się nad każdym miejscem dwa razy na dobę.
SMOK- system monitoringu i osłony kraju
Planowanie osłony przeciwpożarowej
Monitorowanie prognozowanie i ostrzeganie
Inwestycja w infrastrukturę przeciwpożarową
Prewencja
Cele SMOK monitorowanie prognozowanie ostrzeganie przed groźnymi zjawiskami naturalnymi. Gromadzenie i rozpoznawanie informacji o aktualnym i przewidywanym stanie atmosfery i Hydrosfery
Stacje automatyczne – sieć pomiarowa składa się z 9 stacji detekcyjnych. Dokładność lokalizacji wyładowania do 1 km a skuteczność detekcji do 95% (mierzymy czynniki takie jak wyładowanie albo polaryzacja
METEOSAT SG- satelita Uzyskanie 12 kanałów na podstawie obserwacji zmian parametrów np. promieniowanie podczerwone, pomiary zawartości pary wodnej w powietrzu, wartości promieniowania ziemskiego (długofalowe) i Słonecznego(krótkofalowe) i zlodzenia chmur w górnym piętrze.
Modele numeryczne w prognozowaniu pogody- Aladin element systemu prognozującego obejmującego 2 modele.
Budowa atmosfery;
Podizał oparty głównie na składzie chemicznym, wyróżniamy następujące typy atmosfery:
Homosfera mieści się w niej 99,9999% masy atmosfery do 80 km jest jednakowa pod względem składu.
Heterosfera skład zmienia się z wysokością, powyżej 80 km atmosfera ulega zmianie termicznej czyli wzrost wysokości powoduje wzrost temperatury i stopnia termicznego.
II podizał atmosfery
Troposfera- w wyższych szerokościach geograficznych sięga do wysokości 8- 10 km a w niższych i przy równiku do 17-18 km zasięg jej zależy wiec od intensywności prądów wstępujących i mieszania się powietrza, które w strefie okołorównikowej są znacznie większe i dzięki czemu troposfera ulega tam wydźwignięciu. Temperatura spada wraz z wysokością i średni spadek to .6stopnia C na km, temperatura przy powierzchni ziemi wynosi w okolicach równika 20-30 stopni C a w rejonach okołobiegunowych -30 stopni C . W dolnej warstwie troposfery tworzą się chmury warstwowe, deszczowo warstwowe, kłębiaste i warstwowo kłębiaste. Na wysokości 2-6 km występują poziome prądy powietrza czyli adwekcyjne i tworzą się wtedy chmury Altostratus i altocumulus czyli opadowe warstwowe i kłębiaste deszczowe. Górna warstwa troposfery obszar powyższej 6 km aż do tropopauzy jest rejonem powstawania chmur pierzastych czyli cirrusów oraz chmur burzowych czyli cumulonimbus. Istnieje tu para wodna która umożliwia przebieg procesów fizycznych, w warstwie adwekcyjnej odbywa się na wielką skalę transport mas powietrznych ciepłych lub chłodnych, suchych lub wilgotnych z jednego obszaru nad drugi. Zachodzi cyrkulacja powietrza zależy ona od rodzaju podłoża ( lądowe, marskie) i siły Coriolisa. Cyrkulacja zachodzi szczególnie intensywnie w komórce Hadleya na skutek różnicy między ilością promieniowania krótkofalowego a długofalowego. Kształtują się zjawiska pogodowe i klimatyczne. Pirwiastki i związki chemiczne obecne w troposferze to Tlen, Wodór, Azot, Woda i NO2.
Strarosfera- występuje tu warstwo ozonowa utworzona przez O3 i ozon pochłaniając promieniowanie UV ogrzewa się i występuje inwersja temperatury.
Mezosfera sięga do wysokości 80 km temperatura spada do -100 stopni Celsjusza tłumaczy się to ciśnieniem prądów konwekcyjnych i przemieszczenie pionowym w znacznie słabszym stopniu niż w troposferze jak też brakiem absorpcji promieniowania.
Termosfera W odniesieniu do zachodzących w niej zjawisk natury elektrycznej przyjęła się nazwa jonosfery w której pod działaniem promieniowania UV i kosmicznego unoszą się swobodne elektrony i jony dzięki czemu strefa ta odznacza się dobrym przewodnictwem elektrycznym. Powyżej 80 km temperatura wzrasta do ok. 600 stopni Celsjusza na wysokości ok. 400 km . Tak wysokiej temperatury w bardzo rozrzedzonym powietrzu nie można porównać bezpośrednio z temperaturą w naszych warunkach panującą przy powierzchni ziemi w gęstej atmosferze.
Egzosfera ( warstwa zewnętrzna) w niej powietrze jest najbardziej rozrzedzone i znajduje się tam najwięcej promieniowania elektromagnetycznego.
Magnetosfera- pole magnetyczne ziemi jest wytwarzane wokół obiektu astronomicznego w wyniku ruchów jonów . Od strony słońca magnetosfera jest wygięta a po drugiej stronie jest spłaszczona.
Pole magnetyczne co pewien czas ulega przemieszczeniu oś pola magnetycznego jest oddalona od osi ziemskiej o 12 stopni. Magnetosfera jest uzależniona od położenia pola magnetycznego ziemi, wiatru słonecznego i oddziaływania pola magnetycznego międzyplanetarnego.
Pasy von Allena wewnętrzny (od 100-5000km) i zewnętrzny (od 20000-25000km)
Radiacyjne pole z którym dominuje promieniowanie korpuskularne składające się z elektronów i protonów o bardzo dużej energii. Cząstki te wpadając z pułapkę pola magnetycznego ziemi powodują intensywne drgania
Noc polarna- Stratosfera nad Antarktydą jest znacznie chłodniejsza niż nad Arktyką nad obszarem bieguna tworzy się cyrkulacja wirowa spadek temperatury do -80 stopni Celsjusza
Izolacja termiczna i tworzą się chmury stratosferyczne czyli para wodna + kwas azotowy.
Dzień polarny- Natężenie promieniowania słonecznego powoduje wzrost stężenia tlenu w atmosferze pod wpływem ciepła możliwy jest rozkład niektórych pierwiastków np. Baru albo Chloru. Gdy jest cieplej to rozkład zachodzi intensywniej a ozon rozpada się z powrotem na cząsteczki tlenu.
Słońce zbudowane jest z He (28%) i H (70%) pozostałe 2% stanowią Mg, Cu, Ni, Si, S, Se.
Wiek słońca to 4,6 miliarda lat jest gwiazdą średniej wielkości w której zachodzi reakcja termojądrowa z 4 cząsteczek wodoru powstają 2 cząsteczki He i energia. Jednostkowy cykl aktywności słońca wynosi 11 lat. Ogromna ilość energii emitowanej przez słońce rozprasza się w przestrzeni a do ziemi dochodzi zaledwie 1/2000000 jej część w przestrzeni między słońcem a ziemią promieniowanie stanowi jedyną drogę transportu ciepła. Taki ośrodek przez który przechodzi promieniowanie nie absorbowane a więc ośrodek przezroczysty umożliwia dojście promieniowania w całości do górnej granicy atmosfery.
Ilość ciepła dochodzącego do powierzchni ziemi jest zawsze niższa od stałej słonecznej. Atmosfera osłabia promieniowanie które w drodze przez nią lulega pochłanianiu(absorpcji) rozproszeniu (dyfuzji) i odbiciu (refleksji) absorpcja i dyfuzja decydują o ekstynkcji promieniowania czyli jego osłabieniu. Rozproszenie promieni słonecznych zależy od położenia słońca na linii horyzontu. W położeniu prostopadłym jest największa.
Kąt padania promieni słonecznych zmienia się w zależności od szerokości geograficznej pory roku i pory dnia. Stąd też istnieje duża zmienność ilości ciepła otrzymywanego przez różne punkty na ziemi w różnych porach dnia na górnej granicy atmosfery. Strefa równikowa otrzymuje w ciągu całego roku niewiele wahającą się ilość energii słonecznej cieplnej. Okolice bieguna w zimie polarnej nie otrzymują żadnego dopływu energii w postaci promieniowania w lecie ilości te są wyższe nież w tym samym czasie na równiku. Ilość emitowanej energii cieplnej zależy od temperatury ciała promieniującego na drodze eksperymentalnej okazało się ze istnieje górna granica energii jaka może być emitowana przez jednostkę powierzchni danego ciała w danej temperaturze, I taka maksymalna emisja nazywa się promieniowaniem ciała czarnego. A te ciała które przy każdej długości fali wysyłają maksimum promieniowania odpowiadającego danej temperaturze- nazywają się ciałami czarnymi
Śnieg i chmura zachowują się jak ciała czarne w stosunku do długofalowego promieniowania cieplnego intensywnie odbijając promieniowanie krótkofalowe .
Fioletowe 0,4-0,43 mikrometra
Niebieskie 0,43-0,49 mikrometra
Zielone 0,49-0,53 mikrometra
Żółte 0,53-0,58 mikrometra
Pomarańczowe 0,58-0,63 mikrometra
Czerwone 0,63-0,75 mikrometra
Prawo Stefana Boltzmanna
Ono określa zależnośc między energią promieniowania s a temperaturą absolutną T ciała emitującego S=sigma T do 4 [cal/cm2 * minuta] sigma = 8,2681011
Długość fali lambda = b/T4 b=2,8977685 *10-3
Stała słoneczna wynosi 1370 W/m2
Ciała gorące o większej temperaturze i cieple właściwym mają większą długość fali
Prognozowanie pogody
Meteorologia synoptyczna- nauka o pogodzie i jej przewidywaniu w latach 20 XX w. do praktyki meteorologicznej wprowadzono analizę frontalną która opierała się na pomiarze zasięgów frontów atmosferycznych. Dokonywano też pomiarów w górnych warstwach atmosfery i do badanych czynników należy temperatura i ciśnienie.
Mapa synoptyczna Fizyczna mapa geograficzna na której za pomocą umownych symboli międzynarodowych przedstawiane są dane czynniki meteorologiczne występujące na d danym obszarem w jednostce czasu. Przy prognozowaniu pogody używane są obrazy satelitarne.
Etapy powstawania nowoczesnej prognozy pogody:
Zespół równań matematycznych opisujących stan pogody
Program komputerowy i analiza danych między innymi asymilacja czyli przetworzenie danych matematycznych ( do modelu konieczne jest obliczenie średniej z wyników)
Skala przestrzenna prognoz numerycznych
Modele globalne (obejmujące cały obszar ziemi)
Modele mezoskalowe
Numeryczna prognoza pogody- prognoza pogody uzyskana przez rozwiązanie określonego układu równań stanowiącego tzw. model atmosfery . Na podstawie analizy stanów atmosfery rozwija się układ równań opisujących procesy dynamiczne i termodynamiczne w atmosferze.
Najczęstsze błędy modeli na półkuli N
Zaniżona energia kinetyczna cząsteczek w ruchach wirowych
Zaniżona aktywność synoptyczna w rejonach polarnych w zimie.
Przyszłość metodyki synoptycznej:
- prognozy długoterminowe
-rozszerzanie zakresu pomiarowego i programowego
- adaptacja nowych technologii przez synoptyków i ich odbiorców.
Temperatura- średnia energia kinetyczna cząsteczek ciała. Wyrażana w skali C F i Riviera
W 1845 odkrycie 0 absolutnego przez Kelwina
1 stopień C = 1K -273 stopnie
1 stopień C = 1stopień F-32 stopnie * 5/9
1stopień K = 1C +273 stopnie
1 stopień F = 1C*9/5 + 32
1 stopień R = 1C * 4/5
Opis wartości termicznych powietrza można dokonać za pomocą pomiaru wartości zmiennych.
Amplituda dobowa – różnica pomiędzy temperaturą max i min w ciągu dnia i zależy od:
Stopnia zachmurzenia nieba
Pory roku
Pokrycia i formy terenu
Amplituda roczna to różnica pomiędzy średnią temperaturą powietrza najcieplejszego i najchłodniejszego miesiąca w ciągu roku.
Termiczne pory roku
Przedwiośnie temp pomiędzy 0 a 5 stopni C
Wiosna 5-15 stopni C
Lato powyżej 15 stopni C
Jesień od 5-15 stopni C
Przedzimie 0-5 stopni C
Zima poniżej 0 stopni C
Wyróżniamy również przedlecie 10-15 stopni C i polecie 10-15 stopni C
W przebiegu dobowym temperatura osiąga swe maksimum w czasie zenitu słońca a minimum w okresie jego wschodu istnieje zatem wyraźna zależność przebiegu temp w ciągu roku i doby od ruch ziemi dookoła słońca i własnej osi. Tego rodzaju przebiegi to tzw. Okresowe zmiany temperatury. W styczniu równik termiczny jest przesunięta na południe.
Różnice w dobowych temperaturach stacji oceanicznych i kontynentalnych oraz położonych na wschodnim i zachodnim wybrzeżu . W strefie międzyzwrotnikowej średnie roczne temperatury są niższe niż dobowe. Średni spadek jest 0,6 stopnia na 100 metrów. Na stronie południowej stoki są cieplejsze.
Pojemność cieplna- to ilość ciepła wyrażona w kaloriach która jest potrzebna do ogrzania 1g danego ciała o 1 stopień C. Podobnie jak przewodnictwo cieplne zależy od stopnia porowatości gleby i wilgoci. Wzrost wilgoci zwiększa pojemność cieplną a suche powietrze obniża.
Ilość ciepła przenikająca przez jednostkę powierzchni w gruncie:
Przekazywanie ciepła w gruncie
Amplituda wahań zmniejsza się z głębokością roczne wahania temperatury są 19 razy mniejsze niż dobowe. Im dłuższy czas trwania temperatur wysokich lub niskich tym głębsze warstwy odczuwają ich przyrost lub spadek.
Opóźnianie się maksimów i minimów temperatur w glebie w stosunku do terminu ich występowania na powierzchni.
Szata roślinna hamuje dopływ promieniowania słonecznego do powierzchni gruntu z powodu zacieniania go
Przemiany adiabatyczne- zmiany temperatury i ciśnienia wywołane zmianami objętości powietrza unoszącego się lub opadającego zachodzące bez wymiany ciepła z otoczeniem.
Gamma s =1 stopień/100m (sucho)
Gamma W = 0,6stopnia /100m (wilgotno)
Nad lodem powietrze można łatwo nasycić parą wodną
Stan równowagi termodynamicznej w atmosferze
Równowaga chwiejna gamma a (gradient adiabatyczny) < gamma rz( gradient rzeczywisty)
Równowaga obojętna gamma a = gamma rz
Równowaga stała gamma a > gamma rz
Przy równowadze chwiejnej jest możliwa samoczynna konwekcja
Inwersja niska występuje przy podłożu jej przyczyną jest wypromieniowywanie ciepła
Inwersja wysoka występuje na większej wysokości
Inwersja blokuje konwekcję może być wywołana frontami atmosferycznymi albo drobnymi cząstkami zawieszonymi w powietrzu.
Izotermia – brak zamian temperatury wraz z wysokością
Obieg wilgoci i zasoby wodne na ziemi
Ocean światowy 96,5
Wody podziemne 1,7 %
Pokrywa śnieżna lodowa i stała 1,7%
Wilgoć glebowa 0,001%
Lód gruntowy 0.022%
W obiegu wody zachodzą procesy
Parowania
Transport pary wodnej z powierzchni obszaru
Kondensacja pary wodnej
Opad atmosferyczny
Spływ powierzchniowy albo odpływ podziemny.
Wskaźniki wilgotności powietrza
Ciśnienie pary wodnej hPa- ciśnienie wywierane przez parę wodną
Maksymalne ciśnienie pary wodnej hPa maksymalne ciśnienie wywierane przez parę wodną względem powierzchni wody w danej temperaturze.
Wilgotność względna w % - stosunek ciśnienia pary wodnej znajdującej się aktualnie w powietrzu aktualnie w powietrzu w danej temperaturze do ciśnienia pary wodnej nasyconej w tej samej temperaturze.
Niedosyt wilgotności- różnica między ciśnieniem pary wodnej nasyconej i ciśnieniem pary wodnej znajdującej się aktualnie w powietrzu hPa
Wilgotność właściwa w g/kg –ilość gramów pary wodnej zawartej w 1 kg powietrza wilgotnego
Produkty kondensacji pary wodnej
Mgły- zbiorowisko produktów kondensacji pary wodnej w przyziemnej warstwie atmosfery których koncentracja ogranicza widzialność poziomą do 1 km
- mgły lodowa , radiacyjna, adwekcyjna, orograficzna, parowania, frontowa, smog
Smog
Londyński- siarczanowy, kwaśny występuje w okresie zimowym nad ranem po największym ochłodzeniu ze spalania węgla
Fotochemiczny typu Los Angeles (Kalifornijski) – powstaje latem na skutek emisji samochodowych gazów spalinowych i niemetalowych węglowodorów. Zanieczyszczenia te pod wpływem światła ulegają przemiana do NO2 aldehydów, aerozoli organicznych. Nie ma turbulencji.
Chmury- widzialny zbiór produktów kondensacji pary wodnej zawieszony w atmosferze .
Podstawa chmur – strefa z której para wodna osiąga temperaturę punktu rosy
Strefa środkowa i Strefa górna- w niej następuje parowanie.
Rodzaje chmur
1. Cirrus (Ci) - pierzaste;
2. Cirrocumulus (Cc) - kłębiasto - pierzaste;
3. Cirrostratus (Cs) - warstwowo - pierzaste;
4. Altocumulus (Ac) - średnie kłębiaste;
5. Altostratus (As) - średnie warstwowe;
6. Nimbostratus (Ns) - warstwowe deszczowe;
7. Stratocumulus (Sc) - kłębiasto - warstwowe;
8. Stratus (St) - niskie warstwowe;
9. Cumulus (Cu) - kłębiaste;
10. Cumulonimbus (Cb) - kłębiaste deszczowe.