Klimat Tatr

Klimat Tatr
t
a
Klim
Tatr
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego za pośrednictwem
Euroregionu „Tatry” w ramach Programu Współpracy Transgranicznej Rzeczpospolita Polska – Republika Słowacka 2007–2013
Klimat Tatr
t
a
Klim
Tatr
Zakopane 2011
1
Polscy i słowaccy uczniowie poznają Tatry
– cykl imprez edukacyjnych
KLIMAT TATR
Opracowanie materiałów: Agata Guzik
Rysunki: Joanna Galica-Dorula
Mapy: Marcin Bukowski, Marcin Guzik
Autorzy fotografii: Andrzej Śliwiński, Marcin Guzik
Projekt graficzny, skład i druk: Lettra-Graphic
Wyłączną odpowiedzialność za treść niniejszej
publikacji ponosi Tatrzański Park Narodowy
i w żadnym razie nie może ona być utożsamiana
z oficjalnym stanowiskiem Unii Europejskiej ani
Euroregionu „Tatry”.
© Wszelkie prawa zastrzeżone
Żadna część tej publikacji nie może
być powielana ani rozpowszechniana
w jakikolwiek sposób bez pisemnej
zgody posiadacza praw autorskich.
Tatrzański Park Narodowy
Kuźnice 1, 34-500 Zakopane
tel. 18 20 23 200
e-mail: [email protected]
www.tpn.pl
Zakopane 2011
ISBN 978-83-61788-44-7
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego za pośrednictwem
Euroregionu „Tatry” w ramach Programu Współpracy Transgranicznej Rzeczpospolita Polska – Republika Słowacka 2007–2013
Temat:
Klimat Tatr
Cel ogólny
• Poznanie mikroklimatu Tatr i Podtatrza.
Cele operacyjne
Uczeń:
• wie, co znaczą pojęcia: meteorologia, klimat, mikroklimat,
pogoda;
• potrafi wymienić składniki pogody;
• potrafi obliczyć gradient temperatury;
• wie, czym charakteryzuje się mikroklimat Tatr i Podtatrza;
• rozumie proste zależności pogodowe.
Metody i techniki pracy
• podająca
• samodzielnego uczenia się
Formy pracy
• zbiorowa
• indywidualna
• grupowa
Środki dydaktyczne
• karty pracy uczniów
• komunikat pogodowy wraz z wykresami
• prezentacja multimedialna
• plansza edukacyjna
3
Klimat Tatr
Przebieg zajęć
I faza wstępna
Wyjaśnienie podstawowych pojęć
1. Uczniowie za pomocą słownika lub Internetu (jeśli jest dostępny)
wyjaśniają pojęcia: meteorologia, klimat, klimat lokalny, pogoda
(zadanie 1).
2. Na podstawie wysłuchanego komunikatu pogodowego (załącznik 1) uczniowie wypisują na kartach pracy składniki pogody:
opady, ciśnienie, zachmurzenie, temperatura, wiatr (zadanie 2).
3. Wykorzystując planszę edukacyjną, nauczyciel omawia poszczególne składniki pogody.
II faza realizacyjna
Praca z kartami pracy
4.Uczniowie, kierując się posiadaną już wiedzą, podpisują wykresy nazwą odpowiedniego składnika pogody oraz rozpoznają nazwy przyrządów do pomiarów składników pogody (zadanie 3, 6).
Jeden z uczniów podpisuje rysunki na planszy edukacyjnej.
5.Nauczyciel wyjaśnia pojęcie gradientu temperatury.
6.Uczniowie rozwiązują zadanie z karty pracy dotyczące gradientu
(obliczenie temperatury na Kasprowym Wierchu w odniesieniu do
Zakopanego oraz Łomnicy w stosunku do Tatrzańskiej Łomnicy –
zadanie 4).
7.Jako ciekawostkę nauczyciel przybliża uczniom zjawisko inwersji
temperatury występujące na Podhalu.
8.Nauczyciel wyjaśnia mechanizm powstawania wiatru halnego.
Pokazuje zdjęcia i szkice.
9.Uczniowie uzupełniają schemat powstawania wiatru halnego
w kartach pracy (zadanie 5).
10. Nauczyciel omawia z uczniami lokalny klimat górski, zwracając
uwagę na częstotliwość opadów w porównaniu z innymi miastami
Polski i Słowacji (wymienia również rodzaje opadów).
4
Klimat Tatr
11. Uczniowie uzupełniają karty pracy (mapa opadów w Polsce – zadanie 8).
III faza podsumowująca
Zabawa w prezenterów pogody
12. Uczniowie dzieleni są na grupy. Każda grupa dostaje inny meteogram. Na jego podstawie grupy mają za zadanie stworzyć opis
pogody i przedstawić go jako komunikat radiowy (zadanie 7).
Załącznik 1
Komunikat pogodowy W dzień zachmurzenie duże. Opady deszczu, miejscami o natężeniu
umiarkowanym lub silnym. Suma opadów lokalnie wyniesie do 20 mm.
Możliwe burze. Ciśnienie niskie wynoszące 1001 hPa będzie spadać.
Sytuacja biometeorologiczna niekorzystna. Temperatura maksymalna
na Podhalu około 16°C, na szczytach Tatr około 8°C. Wiatr słaby i umiarkowany, zachodni. Wysoko w górach wiatr umiarkowany, okresami dość
silny i porywisty, z kierunków zachodnich.
W nocy zachmurzenie duże z opadami deszczu, miejscami o natężeniu
umiarkowanym. Suma opadów lokalnie wyniesie do 15 mm. Temperatura minimalna na Podhalu około 10°C, a na szczytach Tatr około 5°C .
Wiatr umiarkowany, zachodni.
Komunikat pogodowy IMGW, www.pogodynka.pl
Ogólna charakterystyka klimatu Tatr
Tatry znajdują się w obszarze klimatu umiarkowanego Europy Środkowej. Położone są w strefie przejściowej między dwoma typami klimatu
– oceanicznym, obejmującym tereny na zachodzie Europy, i klimatem
kontynentalnym, charakterystycznym dla Europy Wschodniej. Drugim,
obok położenia geograficznego, czynnikiem decydującym o głównych
cechach klimatu Tatr jest ich znaczna wysokość. Wraz z jej wzrostem
5
Klimat Tatr
nad poziom morza od podnóża po najwyższe wierzchołki zmianie ulegają podstawowe elementy klimatu.
Średnia roczna temperatura powietrza u podnóża Tatr wynosi około
6 °C, natomiast w najwyższych partiach gór spada do około -4°C. Na
każde 100 m temperatura obniża się o 0,6 °C. Najcieplejszymi miesiącami są lipiec i sierpień, ale nawet w tym okresie w górach zdarzają się
przymrozki. Najniższe temperatury notowane są w styczniu i lutym.
Wraz z wysokością wzrasta też ilość opadów – u podnóża gór średnia
roczna suma opadów wynosi około 1150 mm, a na Kasprowym Wierchu jest to już prawie 1800 mm. Powyżej tej wysokości ilość opadów się
zmniejsza. Jest to spowodowane inwersją opadową występującą w półroczu letnim. Zmianie w profilu pionowym podlega nie tylko ilość opadów,
ale także ich skład. W niższych partiach Tatr przeważają opady deszczu.
Wraz ze wzrostem wysokości przewaga deszczu nad śniegiem maleje,
a w najwyższych partiach gór największy udział ma opad śniegu.
W Tatrach dominują wiatry z kierunku północno-zachodniego. Średnia prędkość wiatru zwiększa się trzykrotnie od podnóża do najwyższych
szczytów – od około 2 do ponad 6 m/s. Wiatrami lokalnymi są bryzy górskie i dolinne, powstające w wyniku nierównomiernego nagrzewania się
zboczy górskich. Zjawiskiem kojarzącym się z Tatrami jest wiatr fenowy,
zwany halnym. Wiatry halne wieją głównie wiosną i jesienią.
Zjawiskiem charakterystycznym dla klimatu górskiego jest jego
zróżnicowanie w zależności od ekspozycji i rzeźby terenu. Na stokach
o ekspozycji południowej, wskutek lepszego nasłonecznienia, klimat
jest cieplejszy, przez co granice pięter roślinnych przebiegają tam nieco
wyżej niż po stronie północnej. Najwięcej opadów występuje z kolei na
stokach północno-zachodnich.
W jaki sposób klimat wpływa na przyrodę ożywioną? Na podstawie
średniej temperatury powietrza wyróżniono w Tatrach pięć pięter klimatycznych, a ich granice pokrywają się z granicami poszczególnych pięter
roślinnych. Z temperaturą związana jest długość okresu wegetacyjnego,
która zmienia się od ponad 180 dni w Zakopanem do niespełna 90 dni
na Kasprowym Wierchu i w najwyższych partiach gór. Od temperatury
uzależniona jest szybkość rozkładu materii organicznej, co warunkuje
przebieg procesu glebotwórczego.
6
Klimat Tatr
Definicje
Meteorologia – (gr. metéōron – unoszący się w powietrzu, lógos – słowo, wiedza) – nauka zajmująca się atmosferą i jej stanem. Zwykle termin ten jest ograniczany do nauki o procesach zachodzących jedynie
w troposferze i stratosferze, a więc w warstwach, w których kształtowane są wszystkie ważniejsze procesy pogodo­twórcze.
Klimat – długookresowy charakterystyczny reżim pogody na określonym obszarze, uwarunkowany bilansem cieplnym, cyrkulacją atmosferyczną, cechami podłoża atmosfery i działalnością ludzką. Przy opisie
klimatu uwzględnia się średnie wielkości (z okresu przynajmniej 30 lat)
elementów meteorologicznych (głównie: ciśnienie atmosferyczne, wiatr,
temperatura, wilgotność, opady), odchylenia od średniej i częstości tych
odchyleń, wielkości skrajne oraz ich przebieg roczny; charakteryzuje się
także warunki pogodowe podczas typowych sytuacji synoptycznych
z podaniem ich częstości.
Klimat lokalny – termin używany do odróżnienia charakterystyki klimatu małych obszarów od otaczających je regionów; różnice te mogą wynikać z wpływu rzeźby terenu, szaty roślinnej, typu gleby, uwilgotnienia
i obecności powierzchni sztucznych; zawiera się w skali mikroklimatu
lub mezoklimatu.
Pogoda – chwilowy stan atmosfery w określonym miejscu, charakte­ry­
zowany przez wielkości szeregu elementów meteorologicznych. Całokształt stanów pogodowych z uwzględnieniem ich częstości, zróżnicowania i następstwa w czasie to klimat.
Temperatura powietrza – jeden z podstawowych elementów meteorologicznych, oddaje stan cieplny atmosfery; jej wielkość
podawana jest najczęściej wg skali Celsjusza; powinna być
mierzona na wysokości 2 m nad gruntem termometrem
osłoniętym przed bezpośrednim promieniowaniem Słońca
w klatce meteorologicznej; mierzona jest również na wysokości 5 cm nad gruntem.
7
Klimat Tatr
Meteogram
prezentujący prognozę
zmian składników pogody
(www.new.meteo.pl)
COAMPS Zakopane,
pow. tatrzański,
woj. małopolskie
8
Klimat Tatr
9
Klimat Tatr
Inwersja temperatury – wzrost temperatury powietrza wraz ze wzrostem wysokości nad poziomem gruntu, jest to odwrócenie sytuacji
normalnej, gdy temperatura spada wraz z wysokością; jeżeli wzrost temperatury z wysokością zaczyna się od podłoża, to inwersja nazywana
jest dolną (przygruntową), jeżeli dopiero na pewnej wysokości w atmosferze, to jest to inwersja swobodna; ze względu na przyczynę sprawczą
występuje inwersja temperatury radiacyjna wskutek wypromieniowania
ciepła z powierzchni ziemi podczas pogodnych nocy, adwekcyjna przy
napływie ciepłego powietrza nad wychłodzone podłoże, frontalna przy
wślizgiwaniu się powietrza ciepłego na chłodne w strefie frontu atmosferycznego, z osiadania przy suchoadiabatycznym ogrzewaniu powietrza
zstępującego z wyższych warstw troposfery w centralnej części wyżu
barycznego ponad warstwą powietrza chłodniejszego, zalegającego
przy powierzchni Ziemi. Inwersje przygruntowe najczęściej powstają
i najdłużej utrzymują się we wklęsłych formach terenu, jak kotliny śródgórskie i doliny. Podczas występowania inwersji temperatury panuje
wybitnie stała równowaga termiczna, pionowe mieszanie powietrza jest
bardzo utrudnione i dlatego może dochodzić do znacznego podwyższenia koncentracji zanieczyszczeń powietrza.
Ciśnienie atmosferyczne – ciśnienie wywierane przez ciężar atmosfery na powierzchnię Ziemi; stosowaną jednostką
ciśnienia jest hektopaskal (hPa) równoważny milibarowi
(mb), ciśnienie atmosferyczne podawane jest czasem
w milimetrach słupa rtęci (1 mm Hg = 4/3 hPa); w pobliżu
poziomu morza ciśnienie atmosferyczne wynosi przeciętnie 1013 hPa i zmniejsza się w pionie o 1 hPa na około
8 m wzrostu wysokości; najwyższe zanotowane ciśnienia atmosferyczne sprowadzone do poziomu morza wyniosło 1079 hPa, a najniższe
877 hPa, różnice ciśnienia w poziomie są przyczyną sprawczą wiatru
i cyrkulacji atmosferycznej; do pomiaru ciśnienia służą barometr, aneroid i barograf.
Opady atmosferyczne – rodzaj zjawiska atmosferycznego,
złożony ze znajdujących się w powietrzu kropel wody i kryształków lodu, których masa jest na tyle duża, że posiadają
znaczną prędkość opadania i dostają się w ten sposób na
10
Klimat Tatr
powierzchnię Ziemi. Przykładem opadu atmosferycznego są deszcz,
mżawka, śnieg, krupa; do ich pomiaru służy deszczomierz i pluwiograf.
Ilość opadu podawana jest w milimetrach warstwy wody, która utworzyłaby się, gdyby nie występowały parowanie, wsiąkanie i odpływ.
Zachmurzenie – stopień pokrycia nieboskłonu przez chmury wyrażany
w ósmych (0–8) albo dziesiętnych częściach (0–10) pokrycia nieba; niebo bezchmurne oznaczone jest przez 0, a zachmurzenie całkowite przez
8 (10), zachmurzenie jest oceniane przez obserwatora bądź mierzone za
pomocą nefometru.
Wiatr – poziomy ruch powietrza cechujący się określonym kierunkiem
i prędkością; jego przyczyną są różnice ciśnienia atmosferycznego występujące przy powierzchni Ziemi, które z kolei
wynikają z niejednakowego ogrze­wania przez promieniowanie słoneczne, istotny wpływ na ostateczny kierunek
i prędkość wiatru mają także siły Coriolisa i tarcia; termin
„wiatr” obejmuje zarówno ruchy powietrza w ramach globalnej cyrkulacji atmosferycznej, jak i lokalną wymianę powietrza, np. w skali wybrzeża (bryza) albo pojedynczego
stoku (wiatr stokowy). Prędkość wiatru określana jest zazwyczaj w m/s,
stosowana jest także 12-stopniowa skala Beauforta, wiatr o prędkości
do 0,5 m/s kwalifikuje się jako ciszę atmosferyczną. Przyrządy służące
do pomiaru prędkości i kierunku wiatru to anemometry.
Źródło: Słownik encyklopedyczny – geografia.
Wydawnictwo Europa 1998/1999.
Wiatr halny
Wiatr halny jest wiatrem typu fenowego. Powstaje przy specyficznej sytuacji barycznej, gdy wyż znajduje się na wschodzie, zaś niż na zachodzie
od Karpat północnych. Izobary w takiej sytuacji przebiegają prostopadle
do osi podłużnej północnych Karpat. Ponad Tatrami dochodzi wtedy do
ruchu powietrza skierowanego od południa ku północy. Masy powietrza
wznoszące się po południowych zboczach Tatr ochładzają się (wilgotno)
adiabatycznie (często temu zjawisku towarzyszą opady), a następnie
przekraczając grań Tatr, spadają w dół, ogrzewając się (sucho) adiabatycznie. Spadające powietrze jest więc suche i ciepłe.
11
Klimat Tatr
Kasprowy Wierch
9°C
10,2°C
11,4°C
12,6°C
1800 m n.p.m.
1600 m n.p.m.
1400 m n.p.m.
1200 m n.p.m.
S
Vychodna
15°C
1000 m n.p.m.
11°C
13°C
15°C
17°C
N
19°C
Zakopane
W początkowej fazie ten typ wiatru występuje tylko na szczytach
i graniach, jeśli jednak sytuacja synoptyczna będzie się korzystnie rozwijała, to wiatr obejmie swym zasięgiem całe północne stoki Tatr, a nad
granią główną pojawi się charakterystyczny wał chmur (jest to czoło
pokrywy chmur powstających przy kondensacji zachodzącej na południowych stokach). Po osiągnięciu największego nasilenia kierunek
wiatru zmienia się zazwyczaj z południowego na południowo-zachodni,
by przejść następnie na wiatr z kierunków północnych, któremu zwykle
towarzyszy początek opadów.
Spadający wiatr halny odznacza się wielką prędkością i porywistością. Wiejący pomiędzy 6 a 8 maja 1968 r. halny osiągnął prędkość
80 m/s, co daje 288 km/h. Była to największa jak do tej pory zmierzona
prędkość wiatru w Tatrach.
Skutki działalności wiatrów halnych są nieraz bardzo widoczne:
• silne wiatry halne mogą wywołać wielkopowierzchniowe uszkodzenie lasów (wiatrołomy i wiatrowały);
• ciepłe wiatry powodują szybki zanik pokrywy śnieżnej;
• w okresie wiosennym ciepłe powietrze może przyspieszyć rozwój
wegetacji.
12
Klimat Tatr
Po południowej stronie Tatr również występują wiatry spadające,
kształtujące się przy innych sytuacjach pogodowych. Typ wiatru występujący na południu nazywa się bora.
Procesy adiabatyczne – zmiany temperatury w porcji powietrza
poddawanej zmianom ciśnienia atmosferycznego, zachodzące bez
wymiany ciepła z otoczeniem tej porcji. Gdy porcja powietrza unosi
się w górę, zwiększa się jej objętość kosztem energii wewnętrznej,
czego przejawem jest spadek temperatury; podczas wzrostu ciśnienia przy osiadaniu powietrza zachodzi proces odwrotny. Tempo
adiabatycznych zmian temperatury jest określane za pomocą gradientu suchoadiabatycznego temperatury (1°C/100 m), a w przypadku, gdy w porcji powietrza zachodzi kondensacja pary wodnej
– gradientu wilgotnoadiabatycznego (ok. 0,6°C/100 m – jest zależny
od temperatury powietrza).
Źródło: Słownik encyklopedyczny – geografia.
Wydawnictwo Europa 1998/1999.
13
Klimat Tatr
Pomiary meteorologiczne w Tatrach
Wysokogórskie Obserwatorium Meteorologiczne
na Kasprowym Wierchu
Najwyżej położony budynek w Polsce (1987 m n.p.m.). Po­miary meteorologiczne są w nim przeprowadzane, z małymi przerwami spowodowanymi II wojną światową, od 1 stycznia 1938 r. Wśród podstawowych
elementów meteorologicznych, jakie mierzone są co godzinę przez całą
dobę na Kasprowym Wierchu, można wymienić następujące: ciśnienie
atmosferyczne, kierunek i prędkość wiatru, wielkość i rodzaj zachmurzenia, temperatura powietrza i punktu rosy, wilgotność powietrza, wielkość
i rodzaj opadów, pokrywa śnieżna, widzialność oraz usłonecznienie.
W obserwatorium prowadzonych jest także wiele specjalistycznych badań o charakterze monitoringu, np. monitoring promieniowania UV, monitoring chemizmu opadów atmosferycznych.
14
Klimat Tatr
Stacja Badań Specjalnych na Hali Gąsienicowej (1520 m n.p.m.)
Stacja prowadzi pomiary meteorologiczne przez całą dobę. Specyfiką
jej działania są badania specjalne, tj.: fizyczne i mechaniczne właściwości śniegu, obserwacje i prognozowanie lawin śnieżnych, komunikaty
śniegowe i lawinowe.
Obserwatorium na Łomnicy
Najwyżej położony budynek w Tatrach (2632 m n.p.m.). Pomiary meteorologiczne prowadzone tu są od 1 października 1940 r. (z przerwą
w latach 1945–1946). Od 1960 r. prowadzone są tutaj także obserwacje
astronomiczne i fizykalne.
Obserwatorium przy Łomnickim Stawie (Skalnaté Pleso,
Dolina Łomnicka)
Obserwatorium prowadzi obserwacje meteorologiczne oraz astronomiczne. Zostało wybudowane w 1943 r. na wysokości 1778 m n.p.m.
15
Klimat Tatr
Sieć posterunków klimatycznych w Tatrach
Polana Chochołowska, Hala Ornak, Dolina Pięciu Stawów Polskich,
Morskie Oko
Sieć posterunków klimatycznych wokół Tatr
Javoriná, Tatranská Lomnica, Stará Lesná, Tatranská Polianka, Štrbské
Pleso, Podbanské
Aktualne informacje pogodowe można znaleźć na stronach interne­
towych:
http://www.pogodynka.pl/gory
http://www.shmu.sk/
16
17
pl
ze
m
eg
ISBN 978-83-61788-44-7
18
ar
z
be
zp
ła
tn
y
Klimat Tatr