Zjawiska Pogodowe - autor: ćwik Tomasz Danielak

PIONOWA BUDOWA
ATMOSFERY
Atmosfera ziemska to powłoka
gazowa otaczająca planetę
Ziemię. Jest utrzymywana przy
powierzchni przez grawitację
planety. Chroni naszą planetę
przed
promieniowaniem
ultrafioletowym,
ogrzewa
powierzchnię Ziemi i zmniejsza różnice temperatur między stroną dzienną i nocną.
Pozwala także na istnienie różnorodnego życia na Ziemi, dostarczając substancji
niezbędnych do jego podtrzymania. Z powodu różnic we
właściwościach i składzie atmosfery na różnych
wysokościach wyróżniono kilka warstw.
Troposfera
Warstwa leżąca bezpośrednio nad Ziemią o
szerokości od 11km nad biegunem do 18km nad
równikiem. W warstwie tej znajduje się większa część
powietrza atmosferycznego i prawie cała para wodna.
Dzięki poziomym i pionowym ruchom powietrze w
troposferze jest nieustannie mieszane, co wywołuje
procesy i zjawiska atmosferyczne oraz sprawia, że warstwa
ta ma decydujące znaczenie w kształtowaniu pogody.
Temperatura w tej warstwie wynosi średnio -60oC przy
czym na 1km maleje o 5oC. Pomiędzy troposferą a
stratosferą istnieje wąska 1-2km warstwa przejściowa
tropopauza.
Stratosfera
Warstwa ta rozciąga się od poziomu tropopauzy do
wysokości 50km. Charakteryzuje się bardzo suchym i
rozrzedzonym powietrzem oraz małymi różnicami ciśnienia
tzn. że ciśnienie jest bliskie stałemu w całej warstwie. Dolną
warstwę, gdzie temperatura wynosi ok. -60oC, charakteryzuje izotermia-taka sama
temperatura. W górnej tzw. ciepłej części stratosfery temperatura szybko wzrasta ze
wzrostem wysokości, często nawet do 15oC i więcej. Ten wzrost temperatury
związany jest z pochłanianiem przez ozon, którego jest tam najwięcej,
promieniowania
Słońca
w
ultrafioletowej i podczerwonej
części widma. Stratosfera dzięki
występującym w niej prądom
powietrznym może wpływać na
przemieszczanie się układów
barycznych,
kształtujących
pogodę w troposferze.
Mezosfera
W tej sferze następuje
gwałtowny spadek temperatury wraz z wysokością Mezosfera ma grubość 35km, w
jej górnej granicy temperatura sięga -80oC.
Termosfera
W termosferze temperatura rośnie wraz z wysokością, osiągając na górnej granicy,
położonej na wysokości ok. 800km, wartość bliską 1000oC. Tak wysoka temperatura
jest rezultatem pochłaniania promieniowania słonecznego o bardzo małych
długościach fal. Jednak taka wysoka temperatura nie stoi na przeszkodzie podczas
przechodzenia przez tą warstwę statków kosmicznych. Jest to spowodowane
panującym tam niskim ciśnieniem ok. 8-10hPa, które uniemożliwia wymianę ciepła
na tak dużą skalę i nie powoduje zniszczeń.
POWSTAWANIE CHMUR
Większość chmur powstaje z unoszącego się powietrza
Wyobraźmy sobie blok (paczkę) powietrza jak
na rysunku. Blok ten wznosząc się na coraz
większe wysokości rozszerza się. W między czasie
obniża się temperatura powietrza w bloku. W
trakcie wznoszenia się, wzrasta również
wilgotność, aż osiągnie 100%.
Wtedy nadmiar pary wodnej ulega skropleniu
(kondensacji), tworzą się kropelki wody
zawieszone w powietrzu tworząc obłok. Powyżej
tego poziomu kropelki te stają się coraz większe
dzięki dalszemu procesowi kondensacji wznoszącego się powietrza.
CHMURY
Klasyfikacja chmur ze względu na WYSOKOŚĆ:
Chmury niskie:
 Poniżej 2000 m
 Skład: przeważnie kropelki wody, rzadko kryształki lodu i śnieg
 Prefiks: STRATO
Chmury średnie
 Pomiędzy 2000 a 7000 m
 Skład: kropelki wody w lecie lub mokry śnieg w zimie
 Prefiks: ALTO
Chmury wysokie:
 Powyżej 6000 m
 Skład: kryształki lodu
 Prefiks: CIRRO
PODSTAWOWE TYPY CHMUR:
1.MGŁA
2.CHMURY WARSTWOWE / STRATUS
Chmura warstwowa jest najczęściej jednolitą warstwą chmur pokrywającą
całe niebo. Najczęściej powstaje, gdy słabe prądy unoszą cienką warstwę powietrza
na wysokość, na której dochodzi do kondensacji. Mgła uniesiona powyżej
powierzchni ziemi tworzy warstwę niskich chmur. Bardzo rzadko występują opady.
Rodzaje chmur warstwowych:
pierzasto-warstwowa/cirrostratus Cs
Przeważnie zakrywają całe niebo. Znajdują się na
wysokości ok. 6km. Są na tyle cienkie, że można
przez nie zobaczyć słońce albo księżyc. Jeżeli
występują po nich chmury średnie zwiastuje to
zwykle opady w przeciągu najbliższych 24h.
warstwowa średnia/altostratus As
Znajdują się na wysokości 2,5 – 6km.
Są dość gęste, zwykle szare lub lekko
niebieskie, rozciągają się nad
obszarem setek kilometrów kw. Co
ciekawe chmury te przepuszczają za
małą ilość światła przez co nie występuje zjawisko cienia. W trakcie ich
występowania przeważnie występuje opad ciągły.
warstwowo-deszczowa/nimbostratus Ns
Powstają
na
wysokości
mniejszej niż 2km. Prawie
zawsze powodują słaby ale
ciągły opad deszczu lub
śniegu. Widzialność poniżej
tej chmury jest mała, gdyż
często towarzyszy jej mgła lub
postrzępione obłoki u jej
podstawy. Słońce jak i inne
obiekty ponad nimi są nie
widoczne.
kłębiasto-warstwowa/stratocumulus Sc
Chmury te występują do wysokości 2,5km.
Są ciemne, o wyraźnie kłębiastej budowie z
nieco jaśniejszymi przerwami. Rzadko kiedy
dają opady.
3.CHMURY PIERZASTE / CIRRUS
Chmury pierzaste występują na dużych wysokościach; przeważającą ich część
stanowią bardzo drobne rzadko rozrzucone igiełki lodu. Są delikatne, przepuszczają
dużo światła, przypominają trochę watę. Ich występowanie zapowiada dobrą
pogodę.
Odmiany chmur pierzastych:
pierzasto-warstwowa/cirrostratus Cs
pierzasto-kłębiasta/cirrocumulus Cc
Wysoka chmura (6-12 km) składająca się z białych niemal przeźroczystych kłębów.
Od cirrusów i cirrostratusów
odróżnia je to że układają się w
rzędu.
Rzadko
pokrywają
szczelnie całe niebo.
4.CHMURY KŁĘBISTE / CUMULUS
Chmury te występują w postaci
kłębów o wyraźnie ciemniejszej
podstawie. Chmury kłębiaste
niezbyt rozbudowane pionowo to cumulus humilis czyli cumulus pięknej pogody.
Cumulusy zazwyczaj występują właśnie podczas pięknej pogody. Jednak, kiedy
atmosfera jest niestabilna cumulusy rosną w silnie wypiętrzone cumulus congestus.
Jeśli atmosfera jest wystarczająco niestabilna powstaje chmura kłębiasto-deszczowa
(cumulonimbus) znana jako chmura burzowa. Taka chmura może "urosnąć" nawet
do wysokości 15 km.
Odmiany chmur kłębiastych:
kłębiasta średnia/altocumulus Ac
Kłębiaste chmury powstałe z rozpadu chmury warstwowej średniej. Czasami
występują jako skręcone fale. Część chmury jest zazwyczaj ciemniejsza od reszty i to
pozwala odróżnić ją od
cirrocumulusów. Pojawienie
się chmur kłębiastych średnich
w ciepły, parny i słoneczny
ranek,
często
zapowiada
wystąpienie popołudniowych
burz z piorunami.
Mammatus
Te workowate chmury występują
poniżej
podstawy
chmury
burzowej
(cumulonimbus)
Oznaczają słabnięcie chmury
burzowej.
kłębiasto-warstwowa/stratocumulus Sc
kłębiasto-deszczowa/cumulonimbus Cb
Są bardzo silnie rozbudowane pionowo o
porwanej podstawie. Z powodu tego że
często posiadają rozbudowaną też górną część wyglądają jak kowadło. W chmurze
burzowej przeważnie zachodzą wyładowania elektryczne (pioruny), nierzadko spada
z niej grad, wtedy chmura wyróżnia się szczególnie ciemnym odcieniem. Znana jest
jako chmura burzowa.
FRONTY ATMOSFERYCZNE
Front jest to strefa przejściowa rozdzielająca dwie masy powietrza (masę ciepłą i
masę chłodną) o różnych właściwościach fizycznych, (m.in. temperaturze, gęstości,
wilgotności), nachylona pod niewielkim kątem (0.5 do 3°) do powierzchni Ziemi. W
zależności od tego, jaka masa powietrza napiera na drugą masę, rozróżniamy front
ciepły i front chłodny.
Front ciepły
Front ciepły to granica rozdzielająca masę powietrza ciepłego od masy
powietrza chłodnego (zimnego) z tym, że powietrze ciepłe napiera na chłodne.
Ciepłe powietrze napierając w kierunku zimnego, unosi się nad chłodniejsze i cięższe
zalegające przed nim powietrze zimne, powoduje to kondensację pary wodnej i
powstawanie chmur, które mogą przynieść opady deszczu, śniegu, śniegu z
deszczem lub zamarzającego deszczu (czasami nawet wszystkie opady naraz).
Powierzchnia frontowa może się rozciągać na setki kilometrów, dlatego wolno
przemieszczający się ciepły front (jego prędkość wynosi od ok. 20 do ok. 40 km/h),
może oznaczać godziny, a nawet dni, pochmurnej i wilgotnej pogody, zanim dotrze
ciepłe powietrze.
Front chłodny
Front chłodny to granica między powietrzem ciepłym i zimnym z tym, że
powietrze chłodniejsze napiera na powietrze cieplejsze. Masa powietrza za
frontem, nie zawsze musi być zimna, szczególnie latem.
Prędkość przemieszczania się frontu waha się od ok. 40 do ok. 60 km/h.
Różnica temperatur przed frontem i za frontem może być niesłychanie mała.
Cięższe i chłodniejsze powietrze wślizguje się pod lżejsze cieplejsze i w ten sposób
je zastępuje. Ciepłe powietrze ochładza się z wysokością na którą jest wypychane.
Jeśli powietrze to jest wystarczająco wilgotne, para wodna w nim zawarta ulegnie
kondensacji tworząc chmury kłębiaste, czasami dające opad. Fronty chłodne
występują w różnych odmianach, od tych przynoszących bezchmurne niebo do
tych, które przynoszą duże zachmurzenie i opady.
Temat został opracowany na podstawie informacji ze strony:
http://www.cumulus.nazwa.pl/teoria/glowna.htm
http://pl.wikipedia.org/