58725 SNC03706

uwany «y/t] w atmmfcr/c ni/ pf^d poUmy^ot 13 k/n ponad poziomem murza U^, ptr/ycia rzadziej mz prądu polarnego je*t zwiana z trajektoriami układów nmmych Prąd podzwrotnikowy OMfga największą aktywność zimą i wknną, Oba prądy strumieniowe mogą «ę łączyć w jedną strugę - w takich przypadkach osiągane są rekordom prędkości rzędu 500 kn/h.

Połam)* prąd strumieniowy kształtuje pogodę w troposferze, modyfikując przebieg trajektorii dolnych układów ciśnienia w Ameryce Północnej i Eurazji. W przypadku układów prostoliniowych, z występującym w rdzeniu obszarem o maksymalnej prędko, śei wiatru (zwanym jet stntok) w prawej części obszaru wejścia i lewej obszaru wyjścia, powietrze podlega ćhwcrgcncji, która wzmacnia konwekcję i intensyfikuje cyrkulację cykionalną w dolnej troposferze (rys. 7.49). W obszarze wejścia po lewej i wyjścia po prawej stronic występuje zbieżność ruchu powietrza, co blokuje rozwój niżów w rejonach usytuowanych pod tymi sektorami prądu strumieniowego.

Uyt. 7.40, Schemat cyifculacjt agcmtrnfic/ncj w rejonie prądu strumieniowego / rozbiul<iw#nyn\jW tiwak K ~ otwcar knnwergenqt, O - obarar dywergencji, dlu>a/a Mrzalka określa kierunek prądu itrumieniuwegn, króuzc to ftkladowc ageoatroficzne wiatru

Praktyka synoptyczna wskazuje, że na proces dolnej cyidogcnezy może wpływać/^ jMok o prędkości co najmniej 190 km/h. W przypadku prądów strumieniowych o silnie zafalowanym przebiegu istnieje tendencja do sytuowania układów wysokiego ciśnienia pod wschodnim sektorem klina w górnej troposferze, a niżów pod zachodnim.

Stałość układów przestrzennych prądu strumieniowego jest niewielka - rzadko ten sam układ utrzymuje się dłużej niż dwa dni. Zdarza się jednak, że prąd strumieniowy zachowuje swoją pozycję przez kilka tygodni, utrwalając jednolity typ pogody nad danym obszarem. Dobrym przykładem było lato w 2003 r. Nad Europą Zachodnią w lipcu i sierpniu rozbudował się wtedy w górnej troposferze rozległy klin, sprowadzając długotrwałe upały i pogarszając znacznie warunki biometeorologiczne. Według raportu Światowej Organizacji Meteorologicznej „we Francji, Włoszech, Holandii, Portugalii, Hiszpanii i Wielkiej Brytanii 21 tysięcy zgonów było wywołanych falami ciepła”.

Prądy strumieniowe mają również duże znaczenie dla lotnictwa. W oczywisty sposób wpływają na zużycie paliwa samolotu i czas przelotu. Mogą także pogarszać komfort k>tu oraz bezpieczeństwo pasażerów z powodu dużych pionowych i poziomych gradientów prędkości strefy silnej turbulencji- Szczególnie niebezpieczny jest występujący po północnej stronie rdzenia prądu strumieniowego obszar „turbulencji bezchmurnego iśebt” (CAT - Ckm Au Twbulenct).

7.13. Energia i moc wiatru

Matrśkibo(to*^r*tijttź&iimercmiepramte4tj*,k*umm<*WadM62JtyLlMtcmB.Od*ajhmmef’

! czasów    Pp morzach t oceanach, wyfccnzystojąc s#ę wiatrów. W Esropic mMtaki pojsp-

| jw w IX w. nasze) ery, w Pobce - w XII! w. (Lewandowski, 2002, * ¥fy W Wkftopotacc do -oćzjtlni XX w. pracowało ponad 1000 wiatraków, przeważnie napędzających młyny. W samym powie-cc inowrocławskim w 1854 r. zarejestrowano 101 wiatraków, na terenie miasta Poznania było ich wtedy \\ (Kaczorowska, Zawadzki, 1991). Pierwsze wiatraki miały najprawdopodobniej oś pionową - byt to o*. model perski. W XII w. we Francji skonstruowano bardziej wydajny wiatrak z poziomą osią obrotu.

W Krajobrazie Polski spotykamy jeszcze takie wiatraki typa holenderskiego.

W końcu XX w. rozprzestrzeniła się nowa generacja turbin wiatrowych - trójlopatowych, rzadziej dwutopaiowych, o poziomej osi obrotu i ustawiających się prostopadle na kierunek wiatru (upwtnd). średnica typowych wirników ma ponad 40 m. Instaluje się je na wysokościach od 40 do 100 m nad po* wierzchnią gruntu. Moc standardowych silników, napędzanych energią wiatru wynosi 600 kW.

Wykorzystanie energii wiatrów należy do najdawniejszych sposobów pozyskiwania tzw. energii odnawialnej. Przeżywa swój renesans. W skali światowej w ciągu ostatniej dekady XX w. moc elektrowni I windowych wzrosła prawic 7*krotnic i osiągnęła w 2000 r. ok. 14 tys. MW. W Polsce w 2000 r. działały 22 elektrownie wiatrowe o łącznej zainstalowanej mocy 4,58 MW. Jedna / pierwszych* pracująca ml IW7 r., nurjduje się na wzgórzach w Swarzewie koto Pucka i ma moc 600 k W Kolejne elektrownie wiatrowe zlo knlleowaito nt.ln. w rejonie DnHown, a także na Stiwalszczy/nle. Turbiny wiatrowe w Polsce prodofeują rtHOile blisko 3 MWIt energii elektrycznej. Jest to wciąż ułamek procentu ogólne) produkcji energii.

| Polaku pod tym względem plasuje się na dalekiej pozycji w Ru rupią, Mm tias/.yclt elektrowni wlattowv< h Mimowi 1/100 mocy elektrowni tdendecklclt i 1/frO mocy elektrowni duAskn h I jest /bllżrota do mocy. za InMalowanej w Imksemburgu (larwaudrrwskii 2002, s, 7H),

Aeroenergetykn ma swoje wady i audity, Najważniejsze są walory ekologu zna ma/ ogólna rlostep ność energii wiatru, która jest „dobrem wolnym" bezpłatnym, a pizy tym odnawialnym. fttofM e ma [ uilsnnle generuje energię kinetyczną na Ziemi. Ocenia się, ze około I 1% mfęrgii pofrntermwama dnnecznego zamienia się w energię wiatru, którego potencjał mocy - tylko na lądach wynosi 40 IW I jest 10-krotnie większy od potencjalnej mocy wód śródlądowych (I ^wandowski, 2002, s- 72) /s*Uf|iujf ■ energię elektryczną, pochodzącą z elektrowni węglowych, „czystą" energią, wytwarzaną przez turbiny wiatrowe, eliminujemy zanieczyszczające atmosferę dwutlenek siarki (5,5 g/kWh), tlenki azcHu (4,2 g/kWh), dwutlenek węgla (700 g/kWht) i pyty (49 g/kWh),

Głównymi wadami energetyki wiatrowej są zmiany prędkości wiatru, powodujące okresowe przerwy w pracy elektrowni oraz związane z tym dość wysokie koszty inwestycyjne i eksploatacyjne, ł opary szybkobieżnych wiatraków stanowią zagrożenie dla ptaków. Wieże elektrowni wiatrowych są uważane też za elementy szpecące krajobraz. Istotnie, wielkie grupy turbin wiatrowych, rozmieszczone w zachodniej Europie wywołują mieszane odczucia. Niemniej, nowoczesne wiatraki są chyba lepsze od dymiących kominów elektrociepłowni.

Mówiąc o klimatycznych zasobach energii i jej wykorzystaniu, musimy wiedzieć, że prawa fizyki, przede wszystkim powszechna zasada zachowania energii, „nakładają sztywne granice na przetwarzanie jednych form energii w inne (konwersję) oraz ich praktyczne wykorzystanie" (Orear, 1998, str. 93).

Energia kinetyczna ciała o masie m (np. poruszającego się powietrza - wiatru) jest zdefiniowana jako E_k = Yi my², gdzie v - prędkość. Wymiarem energii jest

masa • (długość)² • (czas)^-2, a jednostką 1J (dżul) = IN (niuton) • 1 m = kg • nr s"².

Tempo przekazywania energii - na przykład od wiatru do turbiny - lub szybkość wytwarzania energii nazywa się mocą: L — dE/dt, gdzie t - czas. Wymiar mocy stanowi więc iloczyn: masa (długość)² -(czas)^-1. Jednostką mocy jest 1 W (wat) = 1J/1 s.

Mnożąc moc przez czas, „wracamy" więc do energii; w ten sposób definiujemy inną, często spoty* kaną jednostkę energii -1 kWh (kilowatogodzina)

1 kWh = 1000 W godzina = 1000 W 3600 s« 3,6 1(PJ Obliczenie zasobów energii kinetycznej i mocy wiatru na podstawie definicji wielkości fizycznych byłoby kłopotliwe. Jak bowiem wyznaczyć masę powietrza? Dlatego też formulę E_k * V: mr prze-

■9