Pogoda i klimat

Pogoda jest to chwilowy stan atmosfery (szczególnie jej dolnych warstw - głównie toposfery), na który składa się kilka zjawisk atmosferycznych.

Badając pogodę codziennie przez dłuższy okres, możemy dowiedzieć się jaki klimat charakteryzuje dane miejsce. Tego typu badaniami zajmuje się meteorologia.

Jednym z działów meteorologii jest synoptyka, której zadaniem jest przewidywanie pogody - to dzięki tej nauce powstaje prognoza pogody.

W Polsce najwięcej uwagi pogodzie poświęca Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej, który prowadzi pomiary i obserwacje meteorologiczne oraz hydrologiczne - za pośrednictwem sieci stacji meteorologicznych. Zajwiskami atmosferycznymi, decydującym o pogodzie, są:

1. ciśnienie atmosferyczne,

2. temperatura powietrza,

3. wilgotność powietrza,

4. prędkość oraz kierunek wiatru,

5. nasłonecznienie,

6. opady atmosferyczne,

7. zachmurzenie.

Ad.1. Ciśnienie atmosferyczne.

Żeby zrozumieć czym jest ciśnienie atmosferyczne trzeba sobie uświadomić, że Ziemia otoczona jest warstwą powietrza o grubości kilkudziesięciu km i ta warstwa wywiera na nas nacisk, inaczej mówiąc wywiera ciśnienie. Jak wiemy powietrze to gaz składający się z cząsteczek. Im bliżej powierzchni Ziemi tym tych cząsteczek jest więcej i bardziej naciskają one na powierzchnię Ziemi. Dlaczego wywierają nacisk? Dlatego, że Ziemia wszystko przyciąga - nie tylko to co jest na jej powierzchni, ale również to co jest nad nią (w tym i powietrze zwane atmosferą). Atmosfera otaczająca kulę ziemską jest właśnie przez Ziemię przyciągana. Dzięki temu powietrze, mimo że nie jest do Ziemi przyklejone to nie odleci w przestrzeń kosmiczną tylko cały czas krąży wokół Ziemi.

Ciśnieniem atmosferycznym nazywamy stosunek siły nacisku powietrza do powierzchni, na którą działa. Inaczej mówiąc jest to ciśnienie, które wywiera na powierzchnię Ziemi atmosfera, to znaczy warstwa otaczająca powierzchnię Ziemi.

Ciśnienie atmosferyczne nie jest stałe. Zmienia się ono cały czas tak jak i inne sładniki pogodowe, dlatego musimy wciąż dokonywać jego pomiaru. Ciśnienie atmosferyczne mierzymy za pomocą barometru. Wartość ciśnienia podajemy w hektopaskalach (hPa). Normalne ciśnienie atmosferyczne, to znaczy nie za wysokie i nie za niskie wynosi 1013hPa. Im wyżej się wznosimy (np. idąc w góry), tym powietrze staje coraz rzadsze i ciśnienie zaczyna maleć. Powietrza jest po prostu mniej - dlatego np. himalaiści i ludzie wędrujący po wysokich górach używają butli tlenowych aby dostarczyć odpowiednią ilość tlenu do organizmu.

Ad.2. Temperatura powietrza.

Temperatura jest dla nas najważniejszym składnikiem pogody, ponieważ musimy się do niej dostosować.

Odczucie temperatury to zupełnie inna sprawa, np. przy zimnym wietrze potęguje się uczucie zimna - czujemy jak by było o kilka stopni mniej niż wskazuje termometr. W bezwietrzny, parny i niezbyt ciepły dzień wydaje nam się, że z kolei jest cieplej. Dla człowieka ważne jest odczucie temperatury.

Temperaturę powietrza mierzymy w Europie w stopniach Celsjusza (^oC) kilka razy na dodę:

• godz. 1^oo w nocy,

• godz. 7^oo rano,

• godz. 13^oopo południu,

• godz. 19^oo wieczorem.

Dodając wartości temperatury z czterech pomiarów i dzieląc przez 4 uzyskasz średnią temperaturę dobową.

Jeśli dodamy średnie temperatury dobowe z całego miesiąca i podzielimy przez ilość dni miesiąca otrzymamy średnią temperaturę miesięczną.

Dodając średnie temperatury z każdego miesiąca i dzieląc przez 12 (liczbę miesięcy w roku), otrzymamy średnią temperaturę roczną.

Co ciekawe - średnia temperatura roczna w Polsce wynosi około 8^oC, a więc jest to taka temperatura jaką ma woda w głębokiej studni.

Temperaturę powietrza mierzymy codziennie.

Kiedyś pewien fizyk - Anders Celsjusz ur. 1701r. oznaczył "0" jako temperaturę zamarzania wody, natomiast gdy włożył termometr do wrzącej wody to oznaczył tą temperaturę jako "100". Odległość między tymi miejscami podzielił na 100 równych części. I tak dzisiaj większość ludzi na świecie mierzy właśnie temperaturę w ^oC.

Ad.3. Wilgotność powietrza.

Woda z powierzchni mórz, oceanów, rzek, jezior oraz gruntu paruje do atmosfery. Im wyżej w atmosferze tym jest chłodniej więc zawarta w powietrzu para zaczyna się skraplać tworząc małe, a później coraz większe krople. Gdy stają się za ciężkie opadają na dół i pada deszcz. Gdy temperatura jest poniżej 0^oC pada śnieg lub grad. Wilgotność powietrza mierzy się za pomocą higrometru. Zawartość pary wodnej podaje się w %. "Normalna" wilgotność powietrza waha się w zależności od pory dnia i pogody od 40 do 60%. Gdy jest mniejsza od 40% powietrze staje się bardzo suche - odczuwamy często pragnienie, nasze ubranie zaczyna się elektryzować (tak jest często np. w zimie gdy jest silny mróz). Gdy wilgotność powietrza przekracza 80% robi się duszno, parno, nasze ubranie lepi się do ciała (tak jest latem przed burzą i w czasie jesieni gdy padają często deszcze). Gdy jest bardzo wilgotno to takie warunki można porównać do fińskiej sauny.

Ad.4. Prędkość oraz kierunek wiatru.

Wiatr to poziomy ruch powietrza. Inaczej mówiąc jest to ciągły ruch powietrza od miejsc gdzie ciśnienie atmosferyczne jest wyższe do miejsc gdzie ciśnienie atmosferyczne jest niższe.

Ten ruch powietrza jest bardzo nieregularny, także pionowy i spiralny (każdy widział jak powietrze czasem wiruje tworząc małe trąby powietrzne). Czyli wiatr wieje od wyżu do niżu. Im większa jest różnica ciśnienia między nimi tym szybciej wieje wiatr.

Do określania kierunku wiatru przydatna jest znajomość "Róży wiatrów":

• prędkość i kierunek wiatru mierzymy za pomocą wiatromierza,

• prędkość wiatru podajemy w m/s,

• jeśli nie potrzebujemy tak dokładnego pomiaru to prędkość podajemy w skali Beauforta.

Skala Beauforta pozwala określić prędkość wiatru na podstawie różnych objawów w przyrodzie.

Zero w tej skali oznacza brak wiatru czyli ciszę a 12 oznacza wiatr wiejący z prędkością powyżej 120 km/h (huragan).

Wpływ wiatru w przyrodzie jest pozytywny i negatywny.

Pozytywny wpływ wiatru	Negatywny wpływ wiatru
wiatr przenosi wilgotne masy powietrza znad oceanów nad lądy przynosząc deszcze	zbyt silne wiatry powalają drzewa, łamią słupy wysokiego napięcia, zrywają dachy z domów
ciepły wiatr przynosi ocieplenie, łagodzi np. silne mrozy w czasie zimy (odwilż)	huraganowe wiatry są przyczyną wielu klęsk żywiołowych (niszczą całe domy, lasy, są przyczyną powodzi i ulewnych deszczów)
przynosi świeże powietrze, zwłaszcza wiejący znad morza lub oceanu	na terenach pustynnych przenosi ziarenka piasku a przemieszczające się wydmy zasypują wszystko co napotkają na swojej drodze
"przewietrza" obszary wielkich miast ze spalin i dymów (eliminuje zjawisko smogu)	na morzach i oceanach wywołuje sztormy, które nieraz zatapiają statki i żaglowce
siłę wiatru człowiek od dawna wykorzystuje: wiatr napędza żaglowce, młyny, elektrownie wiatrowe, dzięki wiatrowi człowiek uprawia wiele dyscyplin sportowych (żeglarstwo, lotniarstwo)	utrudnia gaszenie pożarów

Ad.5. Nasłonecznienie.

Nasłonecznienie to coś przeciwnego do zachmurzenia. Chmury zasłaniają promieniowanie słoneczne a przy czystym i bezchmurnym niebie odczuwamy na sobie ciepło pochodzące od Słońca.

Nasłonecznienie to ilość energii słonecznej docierającej od Słońca do powierzchni Ziemi.

Ad.6. Opady atmosferyczne.

Opad atmosferyczny to spadająca z nieba, a ściślej z chmur woda we wszelkiej postaci. Osad atmosferyczny to z kolei osadzająca się woda w postaci kropel pary wodnej lub kryształków lodu na powierzchni Ziemi.

Opad atmosferyczny mierzy się deszczomierzem. Wielkość opadu mierzy się w milimetrach.

Co to znaczy, że spadł np. 1 mm deszczu? To znaczy, że na każdy 1m² powierzchni Ziemi spadł 1 litr wody i utworzył na jej powierzchni warstwę grubości 1mm.
W Polsce spada średnio około 600mm opadu rocznie to znaczy, że na każdy m² powierzchni spada 600 litrów wody. Ilość tych opadów rozkłada się na cały rok a deszcz lub śnieg padają nieregularnie. Woda spadając na powierzchnię ziemi częściowo wsiąka, paruje, spływa a chwilowo również gromadzi się na powierzchni.

Ad.7. Zachmurzenie.

Zachmurzenie każdy potrafi określić patrząc na niebo. Widzimy rodzaje chmur i w jakim stopniu jest ono zasłonięte przez chmury. Trzeba oczywiście pamiętać, że niebo zasłonięte chmurami np. w 1/2 (zachmurzenie umiarkowane) nie oznacza, że połowa nieba jest czysta a połowa za chmurami. Gdyby jednak zebrać chmury występujące w danej chwili na niebie w jedną całość to zasłoniły by one właśnie około połowy nieba.

Stopniowanie zachmurzenia:

Rodzaje chmur	Właściwości
pierzaste	występują bardzo wysoko nad ziemią, tworzą białe smugi, zbudowane są z kryształków lodu i nie dają opadów
kłębiaste	mają zwarty kształt, czasem przypominają różne przedmioty, innym razem jakieś zwierzę, czasem dają intensywny opad, najczęściej tworzą się latem
warstwowe	tworzą szarą lub niebieskawą jednolitą warstwę, pokrywają niebo prawie całkowicie lub całe, czasem dają opad mżawki
kłębiasto deszczowe	mają ciemnoszarą lub granatową barwę, są zwiastunem burzy lub gwałtownej ulewy nawet z gradem

Przyrządy pomiarowe
przyrząd pomiarowy	składnik pogody
barometr (barograf)	ciśnienie atmosferyczne
termometr (termograf)	temperatura powietrza
wiatromierz	wiatr: kierunek i prędkość
deszczomierz	opady atmosferyczne
higrometr (higrograf)	wilgotność powietrza
solarymetr	usłonecznienie

STREFY KLIMATYCZNE ŚWIATA

Klimat definiowany jest jako przeciętny stan pogody i poszczególnych jej składników, ustalony na podstawie wieloletnich obserwacji. Badania prowadzone przez klimatologów pozwoliły na dokonanie klasyfikacji warunków klimatycznych występujących na Ziemi. Najczęstszym kryterium podziału klimatów kuli ziemskiej na strefy klimatyczne jest ilość promieniowania słonecznego docierająca do powierzchni Ziemi. Jej bezpośrednim wyrazem jest zróżnicowanie temp. powietrza, a pośrednim także intensywność wymiany wilgoci między powierzchnią Ziemi a atmosferą. Wielkość promieniowania słonecznego uzależniona jest przede wszystkim od szerokości geograficznej, dlatego też klimat Ziemi cechuje strefowość.

Klimat na Ziemi kształtują trzy podstawowe procesy klimatotwórcze: obieg ciepła, obieg wody i krążenie powietrza, oraz czynniki geograficzne: układ lądów i oceanów, wysokość n.p.m. Klimat jest jednym z czynników ekologicznych wpływających na występowanie i życie organizmów. Badaniem klimatu zajmuje się klimatologia. Przebieg stref klimatycznych modyfikowany jest głównie przez geograficzne, astrefowe czynniki klimatotwórcze.

Wyróżnia się 9 stref klimatycznych na Ziemi:

1. równikowa,

2. podrównikowa,

3. zwrotnikowa,

4. podzwrotnikowa,

5. umiarkowana ciepła i wilgotna,

6. umiarkowana chłodna i wilgotna,

7. umiarkowana chłodna i sucha

8. umiarkowana bardzo chłodna i wilgotna

9. okołobiegunowa i biegunowa.

Strefa klimatyczno-roślinna	Strefowy typ gleby	Strefowa roślinność
I równikowa: z wyrównanym klimatem i opadami ponad 100 mm na miesiąc (powyżej 2000 mm rocznie; dwa maksima opadów, deszcze zenitalne)	równikowe czerwonożółte gleby ferralitowe, bogate w wodorotlenki żelaza i glinu (gleby laterytowe)	zawsze zielony las tropikalny (las deszczowy); brak sezonowych pór roku
II podrównikowa (tropikalna): z letnią porą deszczową i krótkim, lecz wyraźnie chłodniejszym okresem suszy	podrównikowe czerwone gleby ferralitowe o małej zawartości próchnicy i dużym stężeniu w górnych partiach wolnych tlenków Al i Fe, przechodzące w gleby cynamonoczerwone i czerwonobure	las monsunowy zrzucający liście w porze suchej, przechodzący w las suchy (kserofityczny), las sawannowy i sawannę
III zwrotnikowa (subtropikalna): suchy klimat pustynny; skąpe opady	szaroziemy	subtropikalna roślinność pustynna, krajobraz skalisty
IV podzwrotnikowa (śródziemnomorska): z deszczową porą zimową i suchym latem	śródziemnomorskie gleby cynamonowe, terra rosa - ilasta zwietrzelina wapieni i dolomitów, uboga w próchnicę	las zawsze zielony twardolistny i zarośla twardolistne; wrażliwe na dłuższe przymrozki
V umiarkowana: ciepła i wilgotna; z maksimum opadów w lecie i ciepłym klimatem morskim	czerwone i żółte subtropikalne gleby leśne, nieco zbielicowane	las zimozielony strefy umiarkowanej przechodzący w las na wpół zimozielony; niewrażliwa na przymrozki
VI umiarkowana: chłodna i wilgotna (nemoralna); z krótkim okresem mrozów	leśne gleby brunatne, gleby płowe, słabo zbielicowane	las liściasty klimatu umiarkowanego zrzucający liście w zimie; odporna na mróz
VII umiarkowana: chłodna i sucha (kontynentalna), z mroźną zimą	czarnoziemy leśnostepowe, gleby kasztanowe, buroziemy do szaroziemów	stepy do pustyń i półpustyń strefy umiarkowanej z mroźnymi zimami; odporna na mróz
VIII umiarkowana: bardzo chłodna i wilgotna (borealna)	gleby bielicoziemne z próchnicą glebową typu mor	borealny las iglasty (tajga); bardzo odporna na mróz
IX zimna: podbiegunowa i biegunowa	gleby tundrowe i zimnych pustyń; soliflukcja	bezdrzewna tundra w obszarze wiecznej zmarzliny; pustynia zimna

---