E - 5
E.a.
UKŁADY POLA CIŚNIENIA
Będziemy wyróżniali 7 podstawowych układów pola ciśnienia. Te najważniejsze - niż i wyż baryczny zostały już zdefiniowane na wykładzie, teraz - dla wygody - nieco je rozbudujemy. Zwróćmy ponadto uwagę na różne sposoby opisywania izobar: wartościami ciśnienia albo symbolem „p” (w praktyce stosuje się jeszcze inne sposoby).
NIŻ to obszar atmosfery, w którym na danym poziomie ciśnienie powietrza jest niższe od ciśnienia występującego na obszarze otaczającym. Na płaszczyźnie jest to układ zamkniętych izobar, o kształcie zbliżonym do koła, gdzie ciśnienie spada ku środkowi układu. WYŻ to - analogicznie - układ izobar z najwyższym ciśnieniem w środku. ZATOKA niskiego ciśnienia - peryferyjna część niżu o wydłużonym kształcie. Na mapach synoptycznych układ izobar podobny do litery U (lub V - wtedy wzdłuż osi zatoki przebiega front atmosferyczny). KLIN wysokiego ciśnienia - peryferyjna część wyżu niżu o kształcie wydłużonym, zazwyczaj wysunięta pomiędzy dwie zatoki niżowe. WAŁ podwyższonego ciśnienia - obszar podwyższonego ciśnienia między dwoma obszarami o ciśnieniu niższym. Przebieg izobar jest prawie równoległy do osi wału (na mapach synoptycznych dolnych). W rzeczywistości układ rozciągający się na znacznym obszarze, bez wyraźnego centrum, lub z kilkoma słabo zaznaczonymi ośrodkami wyżowymi. BRUZDA obniżonego ciśnienia - obszar obniżonego ciśnienia między dwoma obszarami ciśnienia wyższego. Przebieg izobar prawie równoległy do osi bruzdy (na mapach synoptycznych dolnych). SIODŁO baryczne - obszar pomiędzy dwoma układami wysokiego i dwoma układami niskiego ciśnienia położonymi naprzeciw siebie. Linie prądu powietrza mają tu (w tzw. polu deformacyjnym) postać hiperboli. Wyróżnia się dwie osie - rozciągania (na linii Niż-Niż) i ściskania (na linii Wyż-Wyż)
|
Wszystkie układy „pozytywne”: wyż, klin, wał w przekroju pionowym mają formy wypukłe, zaś układy „negatywne”: niż, zatoka, bruzda - formy wklęsłe.
Zadanie: Proszę zidentyfikować i podpisać w odpowiednim miejscu układy pola ciśnienia, które zostaną narysowane na tablicy. Proszę określić którym z nich towarzyszy zbieżność prądów powietrza przy powierzchni ziemi i ruch wznoszący, a którym dywergencja z pionowym ruchem zstępującym.
NARYSOWAĆ, OPISAĆ
E.b.
KIERUNEK WIATRU
Skutkiem występowania określonych układów barycznych jest różnica ciśnienia. Z wykładu wiemy, że generuje ona ruch powietrza, (zawsze od wyższego ciśnienia ku mniejszemu), czyli wiatr. Mówiąc o wietrze mamy na myśli jego składową poziomą.
Do określania kierunku wiatru służy podziałka zwana różą wiatrów.
RÓŻA WIATRÓW to schemat przedstawiający obraz kierunków według stron świata wraz z symbolami, a także wykres kołowy przedstawiający rozkład częstości lub prędkości wiatru dla poszczególnych kierunków.
Najpopularniejszym podziałem koła jest jego podział na 360°, ale też można podzielić koło na 4 części (jak strony świata), na 8, 16 albo 32 (miara rumbowa), wtedy mówimy o róży wiatrów 4-, 8- czy 16-kierunkowej. Podając kierunek wiatru mamy na myśli zawsze ten, z którego wiatr wieje.
Zadanie: Narysujmy różę wiatrów zaczynając od kierunku głównego N-S, potem dodajmy prostopadle linię W-E, a następnie wyprowadźmy dwusieczne kątów. Otrzymamy drugi rząd kierunków o oznaczeniach dwuliterowych: NE, SE, SW, NW. Podzielmy ponownie każdy kąt na pół - ten rząd kierunków ma już trzy litery (do jednej litery dodajemy dwie) np. między N i NE: N+NE=NNE, między NE i E jest ENE, bo E+NE (E jest ważniejszy niż NE) itd.
E.c.
PRĘDKOŚĆ WIATRU
Prędkość wiatru przedstawia się w jednostkach prędkości (a nie siły!), którymi są: m/s, km/h, a także często stosowane mile na godzinę i węzły, czyli mile morskie na godzinę (1, 852km/h, w zachodniej literaturze zwane knotami). Do użytku międzynarodowego weszła też opracowana na początku XIXw. skala Beauforta (˚B) oparta na obserwacji siły wiatru i widocznych skutków jego działania na morzu i potem na lądzie. Podstawowa skala obejmuje 12 stopni (prędkości od 0 do prawie 33m/s) z określeniami, np. powiew, silny wiatr, wichura (silny sztorm), huragan.
POKAZAĆ - Tabela - Skala Beauforta.
W skali synoptycznej (w celu prawidłowego rozumienia treści prognoz) wyróżnia się wiatr:
Wiatr |
Prędkość m/s |
Słaby Umiarkowany Dość silny Silny Bardzo silny |
1 - 4 5 - 7 8 - 10 11 - 14 15 i więcej |
Zadanie: Średnia wieloletnia prędkość wiatru wynosi około 4m/s, zaś największa zanotowana na stacji w Kaliszu sięgnęła w porywie 32 m/s. Jeżeli wiatromierz wskazuje prędkość wiatru równą: 8, 15, 25, 28 m/s, ile to kilometrów na godzinę?
E.d.
POMIARY WIATRU
Przyrządami do pomiarów wiatru są anemometry (od greckiego: anemos - wiatr), czyli wiatromierze które standardowo umieszcza się na wysokości 10 m nad poziomem gruntu. Ilość obrotów czasz lub śmigieł w danym czasie przekłada się na prędkość wiatru. Specjalna chorągiewka kierunkowa ustawia się zawsze pod wiatr i generuje odpowiedni impuls elektryczny (śmigła mogą być osadzone na osi obracającej się w płaszczyźnie poziomej, działającej tak, jak chorągiewka). Rejestrator zlicza te impulsy i uśrednia w 10-minutowych interwałach. Nowoczesne przyrządy wykazują też maksymalną prędkość wiatru i wyodrębniają porywy. Obecnie do użytku weszły wiatromierze ultradźwiękowe.
Wiatromierz czasowy i ultradźwiękowy obejrzymy na stacji meteorologicznej.
Podaje się prędkość uśrednioną - czas uśredniania to 10 minut.