Atmosfera Ziemi jest powłoką otaczającą Ziemię złożoną z mieszaniny gazów i aerozoli. Niektóre gazy nazywają się stałymi składnikami atmosfery, ponieważ zachowują stałe proporcje w całkowitej objętości powietrza (np. azot, tlen, gazy szlachetne: argon, neon, hel, krypton, ksenon) i także z szeregu składników zmiennych, których zawartość jest zróżnicowana w czasie i przestrzeni (para wodna, dwutlenek węgla, ozon, siarkowodór, dwutlenek siarki, amoniak, dwutlenek azotu, freony). Jej rolą jest:

1. Umożliwia oddychanie, czyli życie

2. Jej skład chemiczny zapewnia możliwości rozwoju życia organicznego

3. Utrzymuje w miarę stałą temperaturę przy powierzchni Ziemi

4. Chroni przed szkodliwym promieniowaniem UV i RTG

5. Chroni przed spadającymi fragmentami ciał niebieskich

Atmosfera ma budowę warstwową. Kryterium podziału atmosfery na warstwy jest temperatura. W miarę wzrostu wysokości zmienia się temperatura powietrza, ciśnienie i gęstość atmosfery. Zróżnicowanie pionowe temperatury spowodowało wyróżnienie pięciu głównych warstw atmosfery:

1. Troposfery wyżej nad równikiem, niżej nad biegunem (zależy od temperatury i przyciągania ziemskiego); kształtują się tu wszystkie procesy pogodowe; stały spadek temperatury 0,6^0C/100m; zmniejsza się wilgotność, ciśnienie spada z wysokością (od 1013hPa); wysokość: 13km; temperatura - spada od 15⁰C do -55⁰C; ciśnienie - spada od 1000hPa do 200hPa;

2. Stratosfery wzrost temperatury wraz z wysokością, wyodrębnia się ozonosferę; przyczyną wzrostu temperatury jest ozon (wyodrębnia się 3-cząsteczkowy ozon); powolny spadek ciśnienia do 0 i gęstości powietrza; w dolnej części obserwuje się pogodę - tylko wiatry (prądy strumieniowe); wysokość: od 13km do 50km; temperatura - rośnie od -55^oC do 0^oC; ciśnienie - spada od 200hPa do 0hPa;

3. Mezosfery temperatura spada od 0⁰C do -90⁰C (???); zawartość ozonu spada do 0; brak elementów pogodowych; stała gęstość i ciśnienie (0hPa); tylko gazy szlachetne

4. Termosfery wzrost temperatury; zachodzi jonizacja gazów dlatego występuje wzrost temperatury (przy rozpadzie następuje wydzielanie się ciepła - widoczne jest światło zwane zorzą polarną, tylko na kole podbiegunowym); wyodrębnia się jonosferę (tu są zorze)

5. Egzosfery nie ma górnej granicy (przechodzi w kosmos); to samo co w termosferze, oprócz jonizacji i świecenia

Rozgraniczają je warstwy przejściowe zwane kolejno: tropopauzą, stratopauzą i mezopauzą.

• Aerozole sztucznego pochodzenia dymy, gazy, pary, pyły, lotne popioły i sadze

• Pyły radioaktywne pojawiają się wskutek wybuchów jądrowych lub awarii reaktorów atomowych

• Prądy strumieniowe nadzwyczaj silne wiatry występujące w górnej troposferze i dolnej stratosferze; ciągną się na długości tysięcy kilometrów; mają duże znaczenie, np. w lotnictwie - samolot lecąc z wiatrem może przyspieszyć swoją podróż natomiast pod wiatr - przedłużyć.

• Zorza polarna zjawisko świetlne zachodzące w termosferze, wywołane oddziaływaniem Słońca

Głównym źródłem ciepła w atmosferze jest powierzchnia Ziemi nagrzana przez promieniowanie słoneczne. Promieniowanie słoneczne: a) zachodzi pochłanianie przez atmosferę; b) dochodzi do ziemi, część ulega rozproszeniu/odbiciu od chmur; c) przy powierzchni ziemi energia słoneczna zamienia się w energię cieplną (promieniowanie długofalowe); d) powrót ciepła do atmosfery i później do ziemi -> efekt cieplarniany (atmosfera oddaje nam ciepło).

Efekt cieplarniany zjawisko naturalne, dzięki któremu przy powierzchni Ziemi utrzymuje się stała temperatura (optymalna temperatura przy powierzchni Ziemi to 15⁰C).

Nasilanie efektu cieplarnianego gromadzenie się nad powierzchnią Ziemi siarki i dwutlenku węgla, temperatura nadmiernie wzrasta, powoduje topnienie lodowców, zalewanie kontynentów, anomalie (susze, powodzie, nieprzewidywalność pogody)

Ilość pochłanianego ciepła zależy od: a) szerokości geograficznej (im wiekszy kąt tym strefa jest cieplejsza); b) nachylenie powierzchni Ziemi do osi obrotu (66^O); c) wysokość n.p.m.; d) ukształtowanie powierzchni (im niżej tym cieplej); e) stopień oddalenia od morza, lądy nagrzewają się bardzo szybko, ale niedużej głębokości (szybko się ochładzają) [różny sposób pochłaniania i oddawania ciepła]; f) prądy morskie (ciepłe powodują podwyższenie temperatury lądu - prądy zatokowe, zimne - ochładzają); g) rodzaj podłoża (powierzchnia zalesiona pochłania ciepło i dłużej oddaje; ciemne szybko się nagrzewają; chropowate powierzchni dłużej utrzymują ciepło); h) struktura powierzchni (gładkie/chropowate); i) obszary zurbanizowane = działalność człowieka - podwyższone temperatury, występują tzw. miejskie wyspy ciepła (w centrum +5⁰C)

Temperatura w POLSCE: a) STYCZEŃ Suwałki - więcej niż 300m, napływ powietrza kontynentalnego; południe - zimno; wschód - zimno (wyższe wysokości); zachód - bliżej prądu zachodniego; Kielce - Wyżyna Kielecka; b) LIPIEC nad morzem - chłodniej; środek - niziny (cieplej); południe - wyżyny (chłodniej); wniosek/powód: PASOWE UKSZTAŁTOWANIE POWIERZCHNI

Masy powietrza różnią się temperaturą, (ciśnieniem, wilgotnością); zależą od obszaru źródłowego (gdzie się ukształtowało)

Obszarami powstawania mas są: morza/oceany, pustynie (rozległe lądy, p. Eurazja)

Na Ziemi wyróżniamy 4 masy powietrza (różnią się temperaturą): a) równikowe (zawsze wilgotne, tylko morskie), b) zwrotnikowe, c) polarne (morskie/kontynentalne), d) arktyczne; morskie i lądowe/kontynentalne

Masy powietrza zmieniają swoje wartości: a) adwekcja - poziome przemieszczanie się powietrza, wywołane ruchem wirowym; b) konwekcja - pionowe przemieszczanie się powietrza, wywołane zmianami temperatur; c) turbulencja - ruch chaotyczny, wywołany zderzeniem się mas powietrza o różnych właściwościach (??)

Miernikiem wilgotności powietrza jest wskaźnik nazywany wilgotnością względną (stopień nasycenia parą wodną wyrażany w %). Największa wilgotność jest nad obszarami wodnymi.

Z gazu powstają kropelki wody, łącząc się tworzą chmury. W wyniku ochładzania powietrza zawarta w nim para wodna ulega kondensacji (kropelki) lub resublimacji (??) (kryształki). Tak powstają chmurki ^^.

1. Ze względu na budowę: a) wodne - krople wody; b) lodowe - kryształki; c) mieszane - (krople wody + kryształki)

2. Wysokość powstawania: a) piętra niskiego; b) p. średniego; c) p. wysokiego; d) p. o budowie pionowej

3. Ze względu na wygląd: a) stratusy (st.) - warstwowe; b) cirrusy (ci.) - pierzaste; c) cumulusy (cu.) - kłębiaste

Mgła rodzaj chmury sięgający do powierzchni

Tęcza efekt rozszczepienia i odbicia światła słonecznego w kropelkach wody unoszonych w powietrzu

Amplituda temperatury powietrza różnica między skrajnymi temperaturami powietrza w danym okresie

Dobowa amplituda temperatury powietrza różnica między skrajnymi temperaturami powietrza w ciągu doby

Roczna amplituda temperatury powietrza różnica między skrajnymi temperaturami powietrza w najcieplejszym i najchłodniejszym miesiącu w ciągu roku

Inwersja termiczna temperatura powietrza ze wzrostem wysokości zamiast spadać to zwiększa się, skutek: mgły zalegające w obniżeniach

Powstawanie opadów: siłą sprawczą są elementy inne od kropelek, czyli jądra kondensacji. Warunkiem koniecznym do powstawania opadów jest: a) obecność jąder kondensacji (ciał powodujących łączenie się kropelek/kryształków; np.: sadza, kropelki soli, pyłki kwiatowe, zanieczyszczenia); b) temperatura musi być
temperaturze punktu rosy (następuje stan nasycenia parą wodną ; przesycenie), t
t_d

Aerozole atmosferyczne ciała stałe i gazowe inne od pierwotnego składu atmosfery

Czynniki wpływające na opady: 1) szerokość geograficzna (im wyższa temperatura, wyższe parowanie, intensywne opady <- strefa równikowa); 2) rozmieszczenie zbiorników wodnych - intensywnie parują powodując większe opady; 3) prądy morskie - ciepłe = więcej opadów, ciepłe powietrze niesie ze sobą wilgoć, Europa Zach. - ciepły Golfsztrom, zimne = wysuszenie powierzchni, Zachodnia Afryka i Ameryka Południowa oraz Australia; 4) ukształtowanie terenu - góry = zatrzymują chmury z opadami, aby przejść przez góry musi być chmura lżejsza i wyżej oraz sucha a wtedy przechodzi dalej, np. Himalaje - najwyższe opady w skali świata; 5) pokrycie terenu - obszary leśne = wilgoć zatrzymywana, więcej opadów; obszary bezleśne = cucho, mniej opadów

POLSKA: różnica polegająca tylko na wartości, półrocze ciepłe (max. czerwiec-lipiec, najwięcej opadów), układa się równoleżnikowo, na północy i południu opady są większe niż w centrum; morze - większa wilgoć, góry - zatrzymują się, centrum - brak, cień opadowy (obszar o zmniejszonej ilości opadów, co wynika z ukształtowania powierzchni); na północy - zatrzymują pojezierza i nie dochodzi deszcze do centrum

Pogoda zbiór wszystkich elementów składowych (temperatura, ciśnienie, wiatry, opady, zachmurzenie …) na danym obszarze

Klimat średni stan pogody badany od dłuższego czasu dla jakiegoś obszaru(morski, lądowy, górski; równikowy, zwrotnikowy, podzwrotnikowy, umiarkowany, okołobiegunowy)

1. Klimat strefy równikowej Do tej strefy dopływa przez cały rok duża i wyrównana ilość promieniowania słonecznego. Tu występuje równikowa bruzda niskiego ciśnienia - linia zbieżności pasatów. Z przyczyn termicznych i dynamicznych konwekcja jest najbardziej rozwinięta. Przy intensywnym parowaniu na miejscu i dzięki dopływowi powietrza "pasatowego" transportującego znaczne ilości pary wodnej (jeżeli pochodzi znad morza), powietrze okolic przyrównikowych jest bardzo wilgotne, co zwiększa potencjalnie jego chwiejność i sprzyja konwekcji. Ta ostatnia osiąga w tej strefie najwyższy pionowy zasięg. Z kolei doprowadza to do obfitej kondensacji, do bujnego rozwoju chmur kłębiastych i burzowych w dzień (nad lądami) i do opadów. Dlatego nie notuje się tu najwyższych temperatur (przy powierzchni Ziemi). Wilgotne i ciepłe powietrze zapobiega większym stratom energii przez nocne wypromieniowanie, które przyczynia się jednak miejscami do częstego powstawania mgły. Roczne amplitudy temperatur są na nizinach minimalne (do 2 stopni Celsjusza) i małe w ciągu doby. Suma opadów jest duża, przeważnie ponad 1500-2000 mm rocznie. Blisko równika, na nizinach (dorzecza Konga i Amazonki, Indonezja) brak w zasadzie pory suchej przy 1-2 okresach maksimum opadów (przy zenitalnym położeniu Słońca i zależnie od regionalnej cyrkulacji). W miarę wzrostu odległości od równika amplitudy temperatur wzrastają, sumy opadów maleją, zaznaczają się wyraźniej pory suche, najpierw dwie, potem jedna - długa, o najwyższych temperaturach pod koniec jej trwania. Pory suche pojawiają się w czasie, gdy linia konwergencji pasatów oddali się wraz ze Słońcem w kierunku zwrotnika w tej samej, a przede wszystkim drugiej półkuli.

2. Klimat strefy zwrotnikowej Większa część obszarów należących do tej strefy na obu półkulach to stepy i pustynie. Tylko tam, gdzie wieją stale (często) lub okresowo wiatry od morza (pasaty, monsuny) klimat może być wilgotny (Floryda). Panującymi układami barycznymi są antycyklony. Są one najbardziej ustalone nad oceanami. Inwersje związane z wyżami hamują rozwój konwekcji, większego zachmurzenia i opadów. Inwersje pasatowe wzmacniane są przez wpływ chłodnych prądów morskich występujących u zachodnich wybrzeży lądów. Tu pojawiają się częste mgły. Nad lądami rozwija się intensywna konwekcja przy pogodnym niebie (burze pyłowe). Tylko w rzadkich przypadkach może ona przebić warstwę inwersyjną i przekroczyć poziom kondensacji. Wówczas dochodzi do gwałtownych burz i ulew. Przy przeważającej pogodzie bezchmurnej dochodzi do bardzo silnego nagrzania dziennego i ochłodzenia w nocy. Amplitudy temperatur zwłaszcza dobowe są dużo większe niż w poprzedniej strefie. Notowano tu na pograniczu z następną strefą najwyższe temperatury powietrza, przekraczające 55 stopni Celsjusza (Kalifornia, Libia).

3. Klimat strefy podzwrotnikowej Pogoda i klimat kształtują się tu w porze letniej, podobnie jak w strefie zwrotnikowej, w warunkach pogody wyżowej pod wpływem przeważających zwrotnikowych mas powietrznych. W chłodnym półroczu natomiast występuje w tej strefie intensywna działalność cyklonalna właściwa klimatom strefy umiarkowanej przy przewadze cyrkulacji zachodniej i przy przewadze polarnych mas powietrznych. W związku z tym najmniej opadów jest w lecie, najwięcej w okresie od jesieni do wiosny.
   Lato o zdecydowanej przewadze pogodnych dni jest ciepłe lub upalne, zima na ogół chmurna i łagodna o temperaturach średnich rzędu 10-12 stopni Celsjusza. Tylko w odmianach kontynentalnych obniża się ona bardziej. O porach roku decyduje tu w równym stopniu roczny przebieg temperatur i roczny przebieg opadów.

4. Klimat strefy umiarkowanych szerokości Klimaty tej strefy kształtują się pod wpływem częstych zmian pogody związanych z działalnością cyklonalną przy ogólnej przewadze cyrkulacji zachodniej. Tylko w obszarach o cechach wybitnie kontynentalnych działalność cyklonalna jest słabsza. Tu w chłodnej porze roku panują często antycyklony, przynajmniej częściowo uwarunkowane przyczynami termicznymi. Najbardziej stały z nich jest zimowy wyż azjatycki zrastający się z wyżami zwrotnikowymi w jeden pas wysokiego ciśnienia półkuli północnej. Przyczynia się on do rozwoju monsunów zimowych w południowej i wschodniej Azji. W letnim półroczu miejsce tego wyżu zajmuje niż z ośrodkiem przesuniętym bardziej na południe.
   Latem, przy dniu znacznie dłuższym od nocy sumy dobowe promieniowania dopływającego do powierzchni Ziemi są duże. W związku z tym średnie temperatury miesięcy letnich mogą być wysokie, w klimatach kontynentalnych niewiele niższe od występujących w strefie poprzedniej. Temperatury zimowe mogą być natomiast bardzo niskie. W obszarach, do których częsty i łatwy dostęp mają morskie masy powietrzne zarówno zimowe spadki temperatur, jak i letnie ich wzrosty są silnie złagodzone. W klimatach wybitnie morskich mogą one utrzymywać się w zimie nawet powyżej zera stopni.
   Amplitudy temperatur wzrastają wraz ze wzrostem kontynentalizmu od ok. 10-15 stopni do 45 stopni Celsjusza i więcej. Podobnie zróżnicowane są sumy opadów od 1000 i więcej milimetrów w odmianach wybitnie morskich do 300 i mniej - w kontynentalnych, suchych. W obszarach nadmorskich przeważają obfite opady jesienno-zimowe, w kontynentalnych - letnie, którym sprzyja intensywna konwekcja dzienna, uwarunkowana termicznie. Jest ona tym silniejsza, im suchsze jest podłoże, a więc przede wszystkim w klimatach suchych tej strefy, w obszarach śródlądowych. Na tych obszarach pojawiają się też suche wiatry i burze pyłowe. Omawianą strefę cechuje duża różnorodność klimatów: od wybitnie wilgotnych - nadmorskich do pustynnych - śródlądowych; od łagodnych do skrajnych, jeżeli chodzi o stosunki termiczne. Te ostatnie decydują głównie o porach roku.

5. Klimat obszarów okołobiegunowych Klimaty obszarów okołobiegunowych kształtują się pod wpływem zasadniczych różnic warunków solarnych i oświetleniowych: bardzo długiego letniego dnia polarnego oraz długiej zimowej nocy polarnej. Znaczna ilość energii, uzyskiwanej z promieniowania słonecznego w lecie i z adwekcji cieplejszych mas powietrznych, zużywana jest w półroczu letnim na stapianie śniegów i lodów, w mniejszym stopniu na parowanie. Dlatego temperatura najcieplejszego miesiąca nie przekracza tu +10 stopni Celsjusza, o ile nie znajdują się w pobliżu dodatkowe źródła ciepła, jak np. ciepłe prądy morskie. Woda z powierzchni morza, gdzie są takie prądy paruje intensywnie. Jej wysoka stosunkowo temperatura przyczynia się stale, a zwłaszcza zimą, do wzrostu chwiejności równowagi powietrza tym większej, im jest ono chłodniejsze. Stąd nad cieplejszymi oceanami w pobliżu lądów, wysp i pól lodowych rozwija się wyjątkowo intensywna cyklogeneza i działalność cyklonalna w zimie (niże - aleucki i islandzki oraz obszary subantarktyczne). Silne wiatry i sztormy są tu zjawiskiem prawie codziennym od początku jesieni do początku wiosny. Przy dużej względnej wilgotności powietrza łatwo dochodzi do kondensacji pary wodnej w powietrzu. Z wyjątkiem obszarów o cechach kontynentalnych panuje na ogół pogoda chłodna, mglista, chmurna bądź pochmurna.
   W klimatach wybitnie kontynentalnych amplitudy roczne temperatur są znaczne. Nie osiągają one jednak tych wielkości, jakie spotykane są w strefie poprzedniej, gdyż letnie temperatury są tu niskie

Znaczną rolę pełni także wzajemne oddziaływanie lądów i mórz powodujące wytworzenie się klimatów o wyraźnych cechach morskich i lądowych. Klimat morski - charakteryzuje się chłodnym latem, łagodną zimą oraz małymi rocznymi i dobowymi amplitudami temperatury powietrza - poniżej 230C (amplituda to różnica pomiędzy krańcowymi wielkościami liczb charakteryzujących przebieg danego zjawiska).

Zbiorniki wodne wpływają także na dużą wilgotność względną powietrza, co sprzyja istnieniu dużego zachmurzenia i powstawaniu opadów przez cały rok.

Klimat lądowy - charakteryzuje się upalnym latem, mroźnymi zimami, dużymi amplitudami dobowymi i rocznymi temperatury powietrza, które wynoszą ponad 230C.

Niewielka wilgotność powietrza i małe zachmurzenie decydują o niewielkiej liczbie opadów, występujących głównie w lecie.

Charakter klimatu zależy także od wysokości nad poziomem morza, rzeźby terenu oraz warunków orograficznych, czyli ekspozycji, wielkości i ułożenia stoków. Z tego względów we wszystkich strefach klimatycznych występuje klimat górski. Charakterystyczną jego cechą jest obniżanie się temperatury powietrza wraz z wysokością oraz częsta inwersja temperatury w dolinach - w niższej warstwie istnieje temperatura niższa niż w wyższej. Przebieg łańcuchów górskich oraz ekspozycja stoków wpływa na dużą zmienność stanów pogody na stosunkowo niewielkich przestrzeniach.

Klimat przejściowy temp: 10-15 stopni; opady całoroczne z przewagą letnich; klimat mieszany, 6 pór roku, duża rozpiętość strefy, dzieli się na ciepły i chłodny, wiatry z kierunku zachodniego

3

---