Pogoda i klimat, obserwacje meteorologiczne.

Pogoda i klimat, obserwacje meteorologiczne.

Pogoda i klimat, obserwacje meteorologiczne.
Spis treści:
1.
2.
3.
4.
5.
Pogoda i klimat –pojęcia
Czynniki kształtujące klimat
Klimat Polski
Strefy klimatyczne
Obserwacje meteorologiczne
Pogoda i klimat - pojęcia podstawowe
Pogoda - stan atmosfery w danej chwili w danym miejscu (może się zmieniać z godziny na
godzinę); pogoda jest określana przez ilościowo-jakościowy opis elementów
meteorologicznych (składników pogody; zob. tabela poniżej);nauką zajmującą się pogodą jest
meteorologia (gr. meteoros = unoszący się w powietrzu, logos = słowo, nauka). Przyczyną
zmian pogody jest m.in. przemieszczanie się mas powietrza, frontów atmosferycznych
i układów ciśnienia. Dominujące na danym obszarze typy pogody decydują o jego klimacie.
Główne składniki pogody i ich opis obserwacyjny
Składnik
Typ opisu
Temperatura powietrza
ilościowy
Opady atmosferyczne
ilościowo-jakościowy
Wilgotność powietrza
ilościowy
Zachmurzenie nieba
ilościowo-jakościowy
Ciśnienie atmosferyczne
ilościowy
Wiatr
ilościowo-jakościowy
Elementy meteorologiczne / klimatyczne w szerszym ujęciu
Element meteorologiczny
Przyrządy pomiarowe
(używane w obserwacjach naziemnych)
Promieniowanie
(krótko- i długofalowe)
aktynometry, pyrheliometry, solarymetry,
pyranometry, pyrgeometry, albedometry, kcal, J/m2
bilansomierze
Usłonecznienie
(czas)
heliografy (heliograf Campbell-Stockes'a) h
Oświetlenie
luksometry
lx
Temperatura powietrza
termometry (termometr stacyjny,
minimalny i maksymalny)
°C
Jednostka
Charakter
czasowy*
Opady atmosferyczne
(wysokość warstwy wody)
deszczomierze, gradomierze
(deszczomierz Hellmana)
mm
Pokrywa śnieżna
śniegowskazy (łata śniegowa)
cm
Parowanie
(wysokość warstwy wody)
ewaporometry, lizymetry
mm
Wilgotność powietrza
psychrometry, higrometry (psychrometr
%,
hPa,
Augusta,
psychro-metr
aspiracyjny
3
g/m
Assmanna)
Zachmurzenie nieba
(wielkość / prędkość ruchu
chmur)
(ocena wizualna / nefoskopy)
0-8 / m/s
Osady atmosferyczne
rosografy
-
Ciśnienie atmosferyczne
barometry, aneroidy
hPa,
mmHg
Wiatr
(prędkość i kierunek)
m/s
wiatromierze, anemometry, rumbometry,
i kierunki
anemorumbometry
świata
Widzialność
logometry
km
- elementy ciągłe w czasie, - elementy nieciągłe
* elementy ciągłe są mierzone kilka razy na dobę (np. na stacjach synoptycznych 8 razy co 3 h), nieciągłe
najczęściej 1 raz na dobę
Klimat - normalny (charakterystyczny) przebieg pogody na danym obszarze ustalony na
podstawie wieloletnich pomiarów i obserwacji meteorologicznych; klimat kształtuje się pod
wpływem właściwości fizycznych i geograficznych danego obszaru; nauką zajmującą się
badaniem klimatu jest klimatologia (gr. klima, dopełniacz klimatos = nachylenie, zwłaszcza
punktu na Ziemi względem Słońca; strefa Ziemi) Minimalny okres obserwacji konieczny do
określenia typu klimatu wynosi 10 lat.
Elementy klimatu:
- opady( suma opadów mierzona w milimetrach)
- temperatura
- amplituda temperatur
- ciśnienie
- siła i kierunek wiatru
- nasłonecznienie
Meteorologia a klimatologia
Meteorologia jest częścią geofizyki i rozpatruje zjawiska w atmosferze z punktu widzenia
praw fizyki. Nie interesuje się specjalnie miejscem czy regionem występujących zjawisk
i procesów.
Klimatologia jest częścią geografii i rozpatruje zjawiska pogodowe z punktu widzenia ich
prawidłowości w czasie i przestrzeni kuli ziemskiej. Bada jak te zjawiska wpływają na
kształtowanie się i zróżnicowanie krajobrazowe różnych części świata i jak czynniki
środowiska wpływają na pogodę i klimat. Klimatologia na podstawie obserwacji pogody dąży
do ustalenia prawidłowości w jej następstwach czasowych (w cyklu dobowym, rocznym,
wieloletnim), jak i uwarunkowań w różnych skalach przestrzennych na kuli ziemskiej.
Opisując pogodę zazwyczaj określamy temperaturę, ilość i rodzaj opadów, prędkość
i kierunek wiatru, zachmurzenie i zjawiska atmosferyczne, np. burze lub gradobicia.
Klimat danego miejsca mówi, jakiej temperatury i opadów można oczekiwać w konkretnym
miesiącu, w jakich miesiącach występują burze itp. Klimat to także oczekiwane sekwencje
pogodowe. W Polsce są to wiosna, lato, jesień, zima, natomiast w rejonach
podzwrotnikowych będzie to podział na porę deszczową i porę suchą.
Przykładowe ilustracje, obrazujące temperatury i opady, charakterystyczne dla różnych
klimatów.
http://wiking.edu.pl/
Od czego zależy klimat miejsca?
Czynniki kształtujące klimat można podzielić na dwie grupy:
1. Czynniki ogólne (globalne), do których należą:
– zróżnicowanie oświetlenia Ziemi,
– proces obiegu ciepła na Ziemi,
– globalna cyrkulacja powietrza w troposferze,
– proces obiegu wilgoci.
2. Czynniki geograficzne, do których zaliczamy:
– szerokość geograficzna – od której zależy intensywność i czas naświetlania promieniami
słonecznymi;
– rozkład lądów i mórz – zakłócający strefowy rozkład temperatur, ciśnień i opadów ze
względu na różnice w szybkości nagrzewania się i oddawania ciepła przez wodę i ląd. Jest
przyczyną wydzielenia klimatu morskiego (o dużych opadach równomiernie rozłożonych w
ciągu całego roku, chłodnym lecie, łagodnej zimie, rocznej amplitudzie temperatur powietrza
poniżej 18°C) oraz klimatu kontynentalnego (o małej ilości opadów przeważających latem,
mroźnych zimach, upalnych latach, rocznej amplitudzie temperatur przekraczającej 23°C);
– odległość od morza – wraz z odległością od morza maleje ilość opadów, natomiast
temperatura latem rośnie, a zimą obniża się;
– wysokość nad poziomem morza – wraz z wysokością spada ciśnienie i temperatura
powietrza, rośnie natomiast wilgotność względna i suma opadów (do pewnej wysokości).
Bezwzględna wysokość terenu decyduje o piętrowości klimatycznej – klimat górski, który
może występować w każdej szerokości geograficznej;
– rozkład form ukształtowania powierzchni – decyduje o możliwości przemieszczania się
mas powietrza, np. obszary górskie są barierami dla przepływających mas powietrza;
– szata roślinna – zwarte kompleksy leśne zmniejszają dobowe i roczne amplitudy
temperatur oraz zwiększają wilgotność powietrza (transpiracja roślin);
– prądy morskie – zimne prądy ochładzają i osuszają klimat, zaś ciepłe podnoszą
temperaturę i zwiększają ilość opadów;
– działalność człowieka – najbardziej widoczna na obszarach zurbanizowanych, gdzie
średnie roczne temperatury powietrza są wyższe niż na terenach przyległych o 1-2°C.
Również większa ilość jąder kondensacji (zapylenie) przyczynia się do zwiększenia ilości
opadów.
- rodzaj podłoża (w zależności od rodzaju podłoża zmienia się ilość energii cieplnej w
środowisku ( śnieg odbija promieniowanie i zmniejsza przychód energii)
Czynniki kształtujące klimat W Polsce
Klimat Polski kształtowany jest przez zespół czynników, z których największe znaczenie
mają:
– położenie w umiarkowanych szerokościach geograficznych (w Polsce Południowej
wysokość Słońca jest większa o ok. 6° niż w północnej części kraju);
– odległość od dużego zbiornika wodnego (Oceanu Atlantyckiego) oraz wpływ Bałtyku,
decydujące o wysokości temperatur;
– ukształtowanie powierzchni, w tym przewaga obszarów nizinnych oraz równoleżnikowy
układ pasów rzeźby, co ułatwia swobodną wymianę mas powietrza z zachodu w kierunku
wschodnim i odwrotnie;
– rozkład stałych i sezonowych ośrodków wysokiego i niskiego ciśnienia, decydujących o
kierunkach wiatrów i przepływie mas powietrza o różnych cechach fizycznych;
– położenie w strefie frontowej frontu polarnego, gdzie powstają liczne ośrodki niskiego
ciśnienia, przesuwające się ku wschodowi, co powoduje szybkie przemieszczanie się mas
powietrza o różnej temperaturze i wilgotności.
Napływ nad Polskę mas powietrza o odmiennych cechach zależy od miejsc położenia
stałego Niżu Islandzkiego i Wyżu Azorskiego oraz sezonowego Wyżu Azjatyckiego. Każdy z
tych ośrodków ciśnienia powoduje napływ nad Polskę mas powietrza z innych obszarów.
Pogodę w Polsce kształtują następujące masy powietrza:
– powietrze polarno-morskie napływa znad Atlantyku, przynosi w ciągu całego roku wzrost
zachmurzenia i opady atmosferyczne. Latem PPm powoduje ochłodzenie, zimą wzrost
temperatury i odwilże.
– powietrze polarno-kontynentalne napływa znad Europy Wschodniej i Azji. Jest to powietrze
suche, nieprzynoszące opadów. Latem masy PPk przynoszą pogodę słoneczną i gorącą oraz
burze.
– powietrze zwrotnikowo-morskie dociera do Polski z rejonu Morza Śródziemnego i Azorów.
Jest to powietrze ciepłe, o dużej wilgotności, przynoszące latem pogodę gorącą i parną, a
zimą odwilże i mgły.
– powietrze zwrotnikowo-kontynentalne pochodzi znad Azji Mniejszej i północnej Afryki.
Jest to powietrze gorące i suche, przynoszące słoneczną pogodę, do Polski dociera rzadko,
głównie latem i wczesną wiosną.
– powietrze arktyczne napływa znad Morza Arktycznego, Grenlandii, Spitsbergenu i
północnej Skandynawii. Jest to powietrze chłodne, z małą zawartością wilgoci. Do Polski
dociera głównie późną zimą, przynosząc mroźną, słoneczną pogodę, a także wiosną,
powodując krótkotrwałe ochłodzenia i przymrozki
Polska leży w klimacie umiarkowanym przejściowym pomiędzy klimatami umiarkowanym
oceanicznym na zachodzie a umiarkowanym kontynentalnym na wschodzie. Wiatry są słabe
i umiarkowane (od 2 do10 m./sekundę), silniejsze występują tylko nad morzem (sztorm) i w
górach (halny). Opady wahają się one od 600mm na rok w środkowej części kraju nawet do
1800mm w Tatrach.
Wyróżniamy 6 pór klimatycznych w ciągu roku
- Przedwiośnie (średnia dobowa temperatura od 0° do 5°C)
- Wiosna (średnia dobowa temperatura od 5° do 15°C)
- Lato (średnia dobowa temperatura od 15°C)
- Jesień (średnia dobowa temperatura od 5° do 15°C)
- Przedzimie (średnia dobowa temperatura od 0° do 5°C)
- Zima (średnia dobowa temperatura poniżej 0°C)
Strefy klimatyczne
http://gimstrony.republika.pl
http://golusi.c0.pl/klimat_3.htm
Ze względu na zróżnicowanie warunków klimatycznych na kuli ziemskiej, powszechnie
stosuje się podział świata na strefy klimatyczne. Są one wyróżnione w oparciu o różne
czynniki: temperaturę powietrza, opady atmosferyczne, rodzaj mas powietrza, a także np.
naturalne formacje roślinne. W Polsce najczęściej stosowaną klasyfikacją klimatów jest
podział autorstwa Wincentego Okołowicza. Wyróżnił on pięć stref klimatycznych:
*strefa klimatów równikowych
*strefa klimatów zwrotnikowych
*strefa klimatów podzwrotnikowych
*strefa klimatów umiarkowanych
*strefa klimatów okołobiegunowych
W każdej strefie istnieją różne typy klimatów, uwarunkowane wzniesieniem terenu,
odległością od oceanów i położeniem w stosunku do nich. Są to klimaty:
Lp.
Typy klimatów
Ogólna charakterystyka typu klimatu
1.
górski
2.
morski
3.
kontynentalny
4
śródziemnomorski
5.
monsunowy
6.
klimat pustyń
- chłodny, zwykle bardziej wilgotny niż na nizinach,
z piętrami klimatycznymi
- o niewielkich wahaniach temperatury i dość
wysokich opadach, z maksimum w zimie; typowy
głównie dla strefy umiarkowanej
- o dużych rocznych wahaniach temperatury —
bardzo niska zimą, i niewielkich opadach,
z maksimum w lecie; występuje głównie w strefie
umiarkowanej
- ciepły, z suchym latem i deszczową zimą;
charakterystyczny dla strefy podzwrotnikowej
ciepły, z suchą zimą i deszczowym latem; występuje
w strefie podzwrotnikowej i umiarkowanej
skrajnie suchy, zwłaszcza w strefie zwrotnikowej, lecz
także w głębi kontynentów strefy podzwrotnikowej
i umiarkowanej
STREFA KLIMATÓW RÓWNIKOWYCH
KLIMAT RÓWNIKOWY (Nizina Amazonki, Kotlina Kongo, Indonezja)




roczne amplitudy temp. nie przekraczają 5 °C
średnia temperatura powietrza 24-26°C
roczna suma opadów 1500- 2500 mm
opady nad lądem mają przebieg gwałtownych ulew i burz, nad morzem opady są
rzadsze i mniej intensywne
 codzienne deszcze zenitalne
 wysoka wilgotność (duże parowanie)
 brak wyraźnej pory deszczowej (2 okresy b. intensywnych opadów w czasie
równonocy jesiennej i wiosennej)
 na obszarach położonych w pobliżu równika rozkład opadów jest równomierny,
 brak pory suchej na nizinach.
 im dalej od równika tym mniej opadów, wzrastają amplitudy temperatury, pojawiają
się wyraźne pory suche
 wysokie nasłonecznienie
 długość wszystkich dni w ciągu roku jest prawie taka sama, ponieważ kąt padania
promieni słonecznych w godzinach południowych ma prawie zawsze 90º.
TYPY:
1. równikowy wybitnie wilgotny- obfite opady, brak wyraźnej pory deszczowej. Kotlina
Kongo, Nizina Amazonki, Archipelag Malajski.
2. podrównikowy wilgotny- jedna i więcej pór deszczowych, opady niższe niż 2000 mm.
Wyżyna Brazylijska, Gujańska, część Australii, pn. i pd. części Kotliny Kongo.
3. podrównikowy suchy- krótka pora deszczowa, trwająca kilka miesięcy, na równiku
dwie pory deszczowe, wahania temperatury w ciągu roku do 10ºC. Część Wyżyny
Brazylijskiej, pn. Australia, Afryka środkowa.
W klimacie podrównikowym roczna amplituda temp. waha się od 5 do 10°C, a średnia roczna
temperatura powietrza powyżej 20°C
STREFA KLIMATÓW ZWROTNIKOWYCH
KLIMAT ZWROTNIKOWY SUCHY-pustynny (Sahara, Płw. Arabski, Pustynia Kalahari,
centr. Australia, Pustynia Atacama, Pustynia Namib)
 opady poniżej 250 mm
 średnie roczne temperatury powietrza wynoszą 24 - 27ºC
 dobowe amplitudy temp. wynoszą około 40° - 50° (w ciągu dnia bardzo wysokienajwyższe na całej kuli ziemskiej, w nocy następuje silne wychłodzenie)
TYPY:
1. zwrotnikowy morski- częste napływy różnych mas powietrza, opady w ciągu całego
roku, niskie dobowe amplitudy temperatur, średnia temp. najchłodniejszego miesiąca
powyżej 15°C. Floryda, część Australii, Zatoka Meksykańska.
2. zwrotnikowy monsunowy- duży opad w okresie letnim, zimy ciepłe i suche temp.
wahają się od 20-30 °C. Pd.- wsch. Chiny, Indie.
STREFA KLIMATÓW PODZWROTNIKOWYCH
TYPY:
1. morski (śródziemnomorski) - lato gorące, słoneczne i suche, zima łagodna, bez śniegu
i mrozu. Obszar Morza Śródziemnego, wybrzeża Kalifornii, Chile- środkowa część,
południe Australii, południe Afryki.
2. podzwrotnikowy monsunowy- suche zimy, duża ilość opadów w okresie letnim.
Chiny- wschód, południe Japonii i Korei.
3. podzwrotnikowy suchy kontynentalny- znaczne wahania temperatur między okresem
letnim a zimowym; lata gorące i suche, zimy chłodne lub mroźne i suche , znaczne
amplitudy dobowe. Pustynia Kara- Kum, Wyżyna Irańska, Turcja, centr. Hiszpania,
centr. St. Zjednoczone
STREFA KLIMATÓW UMIARKOWANYCH
 występują cztery pory roku,
 w ciągu lata temperatury sięgają w strefie ciepłej do 20 stopni Celsjusza, w strefie
chłodnej- 15 stopni,
 w części kontynentalnej zimy mroźne (na przykład Syberia), w odmianie morskiej
zimy ciepłe i łagodne (na przykład na Wyspach Brytyjskich).
 częste zmiany pogody
UMIARKOWANY CIEPŁY
TYPY:
1. morski- opady całoroczne z przewagą zimowych, zimy łagodne. Zachodnia część
Europy, wybrzeże Ameryki Pn.
2. lądowy (kontynentalny)- niewielkie opady, głównie w lecie, lato gorące, zimy mroźne.
Wschodnia część Europy, Obszary równinne w Ameryce Pn., Syberia.
3. przejściowy- posiada cechy pośrednie pomiędzy klimatem umiarkowanym ciepłym
morskim, a umiarkowanym ciepłym kontynentalnym w zależności od kierunku
napływania mas powietrza, duże wahania pogodowe. Polska, Europa wschodnia,
południowa Kanada.
o
UMIARKOWANY CHŁODNY
TYPY:
1. morski- lata chłodne, zimy na ogół łagodne, częste opady w przeciągu całego roku,
przewaga opadów zimowych. Kanada, Islandia, północno - zachodnie wybrzeża
Półwyspu Skandynawskiego, południowa część Alaski.
2. kontynentalny- lato krótkie, niezbyt ciepłe, zimy mroźne, małe natężenie opadów.
Syberia środkowa, Kanada, część Skandynawii.
STREFA KLIMATÓW OKOŁOBIEGUNOWYCH
 przeważają opady śniegu,
 zjawisko dnia i nocy polarnej
 średnia temperatura najcieplejszego miesiąca- mniej niż 10ºC.
TYPY:
1. subpolarny- temperatura najcieplejszego miesiąca wynosi niewiele powyżej zera, zima
długa, śnieżna, mroźna trwająca 9-10 miesięcy, brak klimatycznego lata. Północne
rejony Syberii, Alaski i Kanady.
2. polarny- tylko śnieżne opady, przez cały rok temp. ujemne ( -20° do -50°C ). Wyspy
arktyczne, Antarktyda, Grenlandia wyspy północnej Rosji
Klimat na świecie TABELA
PODRÓWNIKOWA
Strefa
Charakterystyka
strefy
Średnia temperatura w
ciągu miesiąca zawsze
powyżej 20ºC. Pora
zimowa nie występuje.
Amplitudy temperatury
w ciągu roku wynoszą
do 5ºC, rosną wraz ze
wzrostem suchości
klimatu do 10ºC
Typy klimatu
równikowy
wybitnie
wilgotny
podrównikowy
wilgotny
podrównikowy
suchy
Charakterystyka
klimatu
niewielkie wahania
temperatury, duże
opady, oraz brak
zaznaczającej się
pory deszczowej
Główne
obszary
występowania
Kotlina
Kongo,
Archipelag Malajski,
Nizina Amazonki
Niewielkie wahania
temperatury,
występowanie jednej
lub dwóch pór
deszczowych
Pora deszczowa
występuje tylko
przez kilka miesięcy,
natomiast na
równiku występują
dwie pory
deszczowe
Ameryka
Północna,
Wyżyna Brazylijska,
Wyżyna Gujańska
północno- wschodnia
Wyżyna Brazylijska,
Afryka
Środkowa,
północne
obszary
Australii
ZWROTNIKOWA
PODZWROTNIKOWA
UMIARKOWANA
CIEPŁA
W
najchłodniejszym zwrotnikowy
miesiącu średnia temp. morski
powietrza przekracza
10ºC, charakt. duże
dobowe
wahania
temperatur. Najwięcej monsunowy
opadów występuje w
porze letniej.
Częsty napływ mas
powietrza z nad
morza do lądu,
niezależnie od pory
roku
Lata są gorące z
dużą liczbą opadów,
zimy są ciepłe i
suche.
Charakterystyczne
duże
nasłonecznienie,
duże dobowe
wahania temperatur,
niewielkie opady
Zatoka Meksykańska,
Zatoka Florydzka,
południowo wschodnie tereny
Australii
Południowo wschodnie tereny
Chin, Półwysep
Indochiński, Indie
pustynny
Sahara, Półwysep
Arabski, Kalahari,
Namib, Wielka
Pustynia Piaszczysta,
Wielka Pustynia
Wiktorii, Pustynia
Atacama
Średnia temp. w
Śródziemnomo Pory letnie są suche i Basen Morza
najchłodniejszym
-rski
gorące, natomiast
Czarnego i Morza
miesiącu waha się od
zimowe wilgotne i
Śródziemnego,
0ºC do więcej niż 10ºC.
łagodne.
Kalifornia Górna,
Opady występują w
południowa Afryka,
ciągu jednego półrocza.
Środkowe Chile oraz
południowo zachodnia Australia
monsunowy
Zimy są suche, w
Południowolecie występują
wschodnie Chiny
bardzo duże opady
pustynny
Duże różnice
Wyżyna Irańska,
temperaturowe
Pustynia Kara-Kum
pomiędzy porą letnią
i zimową, również
duże wahania
temperatur w ciągu
doby
Średnie
roczne morski
Zimy są łagodne,
Europa Zachodnia,
temperatury wahają się
niewielkie wahania
środkowy obszar
od 0ºC do ponad 10ºC,
pomiędzy średnimi
wybrzeży Ameryki
występują wyraźne i
temperaturami w
Północnej.
odmienne od siebie 4
najzimniejszych i
pory roku, amplitudy
najcieplejszych
temperatur w ciągu
miesiącach (poniżej
roku wahają się od
23ºC). Opady
25ºC do więcej niż
występują przez cały
45ºC. Opady występują
rok
przez cały rok
lądowy
(kontynentalny
)
przejściowy
OKOŁOBIEGUNOWA
UMIARKOWANA
CHŁODNA
monsunowy
Temperatury
najcieplejszej pory roku
dochodzą do 20ºC, a
najzimniejszej ok. 10ºC
morski
kontynentalny
Średnie temperatury
subpolarny
najcieplejszego
miesiąca jest niższa od
10ºC. Przeważają opady
śniegu.
polarny
Amplitudy w ciągu
roku są wyższe niż
23ºC, opady są
niewielkie, przede
wszystkim w lecie.
Zimy są mroźne, a
lata gorące
Kształtowany jest
przez napływające z
różnych stron masy
powietrza. Może
mieć właściwości
klimatu morskiego
albo lądowego.
Występuje
zmienność pór roku
Obfite opady będące
wynikiem wiatrów
monsunowych
wiejących z różnych
stron
Zimy są łagodne, a
pory letnie chłodne,
opady występują
przez cały rok
pora letnia jest
chłodna i krótka, a
zimowa jest długa i
mroźna, opadów jest
niewiele
Temperatura
najcieplejszego
miesiąca wynosi
tylko kilka stopni
wyższych od 0ºC
temperatury poniżej
0º utrzymują się
ciągle a opady są
zawsze śnieżne
Europa wschodnia,
południowa Syberia,
południowa Kanada
Polska, Białoruś,
Litwa, Łotwa, Estonia,
południowy. Pas
Kanady wzdłuż rzeki
św. Wawrzyńca
Dorzecze rzeki Hungho, Korea, północna
Japonia
Islandia, wschód
Nowej Funlandii
Środkowa Syberia,
środkowy obszar
Kanady
Północne i wschodnie
tereny Syberii,
północna Alaska i
północny Labrador
Archipelag
Kanadyjski,
Grenlandia,
Antarktyda, północne
wyspy Rosji oraz
wyspy arktyczne
Nomogram klimatyczny Ziemi.
Strefy krajobrazowe są wynikiem oddziaływania klimatu, a ściślej - temperatury i opadów.
Źródło: www.imgw.pl (dużo fajnych informacji i map z Polski)
Obserwacje meteorologiczne
Ogródek Meteorologiczny
Ogródek meteorologiczny powinien być urządzony w terenie otwartym. Najlepsze miejsce to
takie z dala od budynków, drzew, otwartej wody, czyli wszystkiego co mogłoby utrudniać
wymianę powietrza i mieć bezpośredni wpływ na wyniki pomiarów. Nie jest też właściwe
umieszczanie ogródka na terenach zupełnie otwartych i bardzo rozległych, gdyż w tym
przypadku wiatr może zakłócać pomiary wysokości opadu atmosferycznego oraz nawiewając
śnieg do ogródka tworzyć zaspy.
Przestrzegając poniższych zasad, można uzyskać reprezentatywne wyniki obserwacji:





w odległości 30 m od ogródka nie mogą znajdować się żadne budowle, drzewa,
krzewy oraz uprawy sztucznie zraszane;
w odległości ponad 30 m od ogródka mogą stać małe pojedyncze obiekty np.
parterowy dom czy drzewo, jednak ta odległość nie może być mniejsza niż 10-cio
krotna ich wysokość;
w odległości ponad 100 m od ogródka może być luźna zabudowa i małe grupy drzew
w odległości ponad 300 m od ogródka mogą znajdować się zwarte zespoły drzew
(sady i parki);
w odległości co najmniej 500 m od ogródka mogą stać już wielopiętrowe bloki
mieszkalne.
Ogródek powinien mieć kształt kwadratu z bokami skierowanymi wzdłuż linii północpołudnie i wschód-zachód. Przyjęte minimalne rozmiary ogródka to 15 x 15 m, choć jego
wielkość zależna jest od zakresu pomiarów. Teren ogródka powinien być wyrównany, bez
dołów i górek. Różne rodzaje gruntu rozmaicie się nagrzewają, dlatego zaleca się aby był
porośnięty trawą. Tylko wówczas, gdy jest to rejon np. piaszczysty (wydmy nadmorskie) i
wpływa to na rodzaj klimatu, trawy nie należy siać. Rozmieszczenie przyrządów powinno być
takie, aby jedne nie zakłócały pracy drugich. Niższe powinny być instalowane od strony
południowej, wyższe od północnej. Urządzenia do instalacji przyrządów należy pomalować
białą farbą, aby podczas upałów jak najmniej się nagrzewały. Ścieżki należy ograniczyć tylko
do koniecznych, a ich szerokość nie może przekraczać 0,5 m. Całość należy ogrodzić niezbyt
gęsta siatką o wysokości około 1,5 m.
Powierzchnia terenu ogródka powinna być naturalna. Nie powinno się jej deptać, a w okresie
letnim należy regularnie kosić trawę. Zimą, śnieg także powinien pozostać w stanie
naturalnym, aż stopnieje. Jedynie bardzo wysokie zaspy należy przycinać do średniej
wysokości pokrywy. Nie wolno dopuszczać, aby na urządzeniach gromadziły się pajęczyny,
kurz czy brud.
Przyrządy w ogródku meteorologicznym (źródło: www.imgw.pl)
1. Widzialnościomierz - Vaisala
Pomiar widzialności poziomej w zakresie od 10 m do 50 km. Czujnik MAWS - automatycznej
stacji meteorologicznej [Automatic Weather Station].
2. Laserowy miernik podstawy chmur - Vaisala
Pomiar wysokości podstawy chmur niskich, do 2500 m. Czujnik MAWS.
3. Poletko z termometrami gruntowymi
Pomiar temperatury przy powierzchni gruntu i w gruncie - 5 cm nad gruntem, w gruncie na
głębokości 5, 10, 20, 50 i 100 cm.
4. Urządzenie do pomiaru całkowitego promieniowania słonecznego i bilansu radiacyjnego
Pyranometry Molla-Gorczyńskiego - promieniowanie całkowite, pyranometr Funka - bilans
radiacyjny. Ciągła i automatyczna rejestracja promieniowania Słońca i nieba.
5. Urządzenie do automatycznego pomiaru dobowej sumy usłonecznienia - Vaisala
Pomiar polega na zliczaniu czasu występowania bezpośredniego promieniowania
przekraczającego 120 W/m2. Czujnik MAWS.
6. Wiatromierze
o a. elektroniczny Vaisala - czujnik MAWS
o b. elektroniczny AVIOMET
7. Heliograf Campbella-Stokesa
Pozwala określić przedział czasu, w którym natężenie promieniowania bezpośredniego
przekracza wartość progową ustaloną przez WMO (120 W/m2).
8. Urządzenie do pomiaru promieniowania rozproszonego
Pyranometr - do pomiaru natężenia promieniowania słonecznego rozproszonego w atmosferze
(promieniowania nieboskłonu).
9. Urządzenie do pomiaru widm promieniowania słonecznego
Rejestracja widma słonecznego w trzech zakresach.
10. Klatka meteorologiczna, a w niej:
o a. termometr rtęciowy "suchy"
o b. termometr rtęciowy "zwilżony"
o c. termometr maksymalny
o d. termometr minimalny
o e. czujnik temperatury i wilgotności - Vaisala
Wyniki pomiarów termometrów są odczytywane przez obserwatora, a czujnik
temperatura - wilgotność jest czujnikiem MAWS.
11. Aktynometr - Linke-Feussnera "pancerny"
Pozwala na pomiar bezpośredniego promieniowania Słońca. Urządzenie jest wyposażone w
standardowe filtry Schotte`a, umożliwiające - oprócz pomiarów w pełnym zakresie widma
słonecznego - pomiary natężenia w wydzielonych jego obszarach.
12. Deszczomierze:
o a. Hellmanna, tradycyjny
o b. rejestrujący
Powierzchnia wlotu deszczomierzy wynosi 200 cm2. Wloty są umieszczone na wysokości 1 m nad
gruntem. Deszczomierze służą do pomiaru ilości spadłego opadu (deszczu, śniegu, mżawki i
innych). Deszczomierz Hellmanna jest obsługiwany przez obserwatora, a deszczomierz
rejestrujący (czujnik MAWS) mierzy opad z dokładnością do 0,1 mm.
Częstotliwość pomiarów
Informacje zebrane podczas pomiarów są głównym źródłem informacji dla meteorologów i
hydrologów. Na ich podstawie powstają prognozy pogody oraz bazy danych służące do
prac badawczych i opracowań statystycznych. Dlatego też systematyczność i częstotliwość
pomiarów są takie ważne.
Obecnie stacje meteorologiczne wykonują 24 obserwacje na dobę, w pełnych godzinach
od 0:00 do 23:00. Terminy obserwacji synoptycznych (w Polsce, tak jak i na świecie)
zapisywane są w czasie UTC (Universal Time Coordinated). Wyróżniamy dodatkowo
międzynarodowe terminy główne obserwacji synoptycznych oraz terminy pośrednie
obserwacji synoptycznych.
Terminy główne: 0:00; 6:00; 12:00 i 18:00 UTC
Dla Polski są to godziny czasu urzędowego:
- w czasie obowiązywania czasu letniego odpowiednio 2:00; 8:00; 14:00 i 20:00,
- w czasie obowiązywania czasu zimowego odpowiednio 1:00; 7:00; 13:00 i 19:00.
Terminy pośrednie: 03:00; 09:00; 13:00 i 21:00 UTC
- w czasie obowiązywania urzędowego czasu letniego odpowiednio 5:00; 11:00; 17:00 i
23:00,
- w czasie obowiązywania urzędowego czasu zimowego odpowiednio 4:00; 10:00; 16:00 i
22:00.
Urządzenia automatyczne są programowane i mogą przesyłać dane z częstotliwością
dostosowaną do potrzeb odbiorców informacji (nawet co kilkanaście minut).
Standaryzacja pomiarów umożliwia wymianę informacji (obserwacji i pomiarów) nie tylko
między stacjami i oddziałami IMGW, ale również ogólnoświatową.
Przyrządy pomiarowe
Jednym z najstarszych meteorologicznych urządzeń pomiarowych
jest DESZCZOMIERZ (pluwiometr) służący do mierzenia opadów.
Jego odmiana rejestrująca ilości opadów nosi nazwę pluwiografu.
Deszczomierz jest zainstalowany w każdym ogródku
meteorologicznym. Jest to jedno z podstawowych urządzeń
wykorzystywanych do zbierania informacji o ilości opadu
atmosferycznego dochodzącego do powierzchni Ziemi. W
określonych terminach doby jest mierzona ilość opadu zebranego w
zbiorniku urządzenia. Jako opad rozumiemy tu nie tylko deszcz
(najbardziej kojarzący się z pojęciem opadu), ale również np. śnieg
czy grad.
KLATKA METEOROLOGICZNA. Jest to specjalna, ażurowa
konstrukcja, w kształcie prostopadłościanu, w której umieszczone
są przyrządy do pomiaru temperatury i wilgotności powietrza
atmosferycznego na standardowej wysokości 2 m nad poziomem
gruntu. Zawsze jest pomalowana na biało (co ma ją chronić przed
nagrzewaniem się od promieni słonecznych), chroni przyrządy
przed bezpośrednim działaniem słońca, wiatru czy opadów zapewnienia jednakowe warunki pomiaru. Klatka zapewnia cień i
jednocześnie swobodny przepływ powietrza. Drzwiczki do klatki
znajdują się od północnej strony.
W klatce meteorologicznej na wysokości 2 metrów nad
powierzchnią gruntu mamy TERMOMETRY do mierzenie
temperatury powietrza oraz TERMOHIGROMETR.- czujnik
temperatury i wilgotności Automatycznej Stacji Meteorologicznej
Cały ten zestaw termometrów służy do mierzenia temperatury
powietrza, ale również do pomiaru wilgotności względnej,
niedosytu wilgotności powietrza, temperatury punktu rosy oraz
cisnienia pary wodnej zawartej w powietrzu. Klasyczne
termometry rtęciowe mierzą aktualną temperaturę powietrza (w
liczbie dwóch) oraz maksymalną. Termometr maksymalny ma
specjalnie zwężoną rurkę (kapilarę) gdzie po osiągnięciu najwyższej temperatury rtęć
kurcząc się nie jest w stanie powrócić do zbiorniczka skąd została przepchnięta przez
kapilarę przez ciśnienie wywołane jej rozszerzalnością. Do pomiaru temperatury
minimalnej służy termometr alkoholowy lub toulenowy gdzie w rurce przesuwa się pręcik.
Termometr ten umieszczony prawie poziomo działa na zasadzie przepchnięcia pręcika
przez menisk cieczy skąd nie jest w stanie powrócić. Za każdym razem po odczycie
termometry maksymalny i minimalny należy ustawić do położenia wyjściowego. Pokazują
one minimum i maksimum pomiędzy każdorazowymi obserwacjami więc może to być
godzina lub jeden miesiąc.
Podstawowym przyrządem zainstalowanym w ogródku
meteorologicznym jest WIATROMIERZ. Przyrząd ten służy
do pomiaru prędkości i kierunku wiatru. Jest on montowany
na maszcie na wysokości 10 m nad poziomem gruntu.
Najprostsze w swej konstrukcji oznaczają prędkość za
pomocą wychylenia metalowej płytki względem podziałki.
Układy czaszowe to nowsze urządzenia. Zamontowane
obrotowo 3 lub 4 czasze obracają się, przetworniki
wiatromierza przekształcają prędkość i kierunek wiatru na
sygnały elektryczne transmitowane połączeniami kablowym
do specjalnego urządzenia odczytowego umożliwiającego
wizualizację mierzonych wartości. Anemometr mierzy
natomiast średnią prędkość wiatr na podstawie ilości wykonanych obrotów w określonej
jednostce czasu. Anemotachometry mierzą chwilową prędkość wiatru i działają na zasadzie
zbliżonej do prędkościomierzy w pojazdach.
WIDZIALNOŚCIOMIERZ z detektorem zjawisk
atmosferycznych - jest to wielofunkcyjny czujnik
przeznaczony dla automatycznych stacji meteorologicznych.
Widzialnościomierz mierzy tzw. widzialność
meteorologiczną, czyli największa odległość, z której
przedmiot o odpowiednich wymiarach, umieszczony na
poziomie gruntu, jest widoczny i rozpoznawalny na tle
nieba. Przyrząd mierzy również ilość wody opadowej za
pomocą urządzenia pojemnościowego oraz łączy tę
informację z pomiarami rozproszenia promieniowania
optycznego i temperatury. Te trzy niezależne pomiary dają
wystarczająca ilość danych dla określenia rodzaju opadu
atmosferycznego.
Kolejnym bardzo nowoczesnym urządzeniem jest
LASEROWY MIERNIK WYSOKOŚCI PODSTAWY
CHMUR - jest to urządzenie laserowe mierzące wysokość
podstawy chmur i widzialność pionową, czujnik systemu
MAWS. Miernik wysokości podstawy chmur jest w stanie
wykryć w tym samym czasie trzy warstwy chmur. Oprócz
wysokości podstawy i warstw chmur urządzenie wykrywa
inne przyczyny ograniczenia widzialności pionowej (np.
opad).
Najprostszym urządzeniem do pomiaru zmian ciśnienia
atmosferycznego powietrza jest aneroid. Ta metalowa,
szczelna puszka wypełniona rozrzedzonym powietrzem
zaopatrzona jest w wskaźnik. Zmiana nacisku słupa powietrza
na ścianki puszki powodują wychylenie wskazówki aneroidu
względem podziałki kiedy to następuje odczyt. Taki
BAROMETR może zawierać walec z papierem do rejestracji
ciągłej zmian ciśnienia. Mówimy wówczas o barografie
(aneroidzie samopiszącym –zdj.), zapis nosi nazwę
barogramu. Stosowane są również barometry rtęciowe gdzie
napór powietrza wtłacza rtęć do rurki z próżnią w środku.
Trwa to aż do stanu równowagi pomiędzy słupkiem rtęci a
ciśnieniem powietrza. Poziom cieczy wskazuję na podziałce
wartość ciśnienia atmosferycznego. Nie ma w tym urządzeniu
możliwości rejestracji zmian. Skala wartości ciśnienia
wyrażona jest w hektopaskalach (hPa) lub milimetrach słupa
rtęci. Należy pamiętać, że 750 mm odpowiada 1000 hPa.
Przy pomiarze wilgotności powietrza meteorolodzy
wykorzystują dwa rodzaje przyrządów. HIGROMETR
WŁOSOWY (z opcją zapisywania nazywany higrografem) –
w którym wykorzystywana jest właściwość włosów/włókien
sztucznych polegająca na ich rozciąganiu się w powietrzu
wilgotnym i kurczeniu w suchym. Ruchy włókien przenoszone
są na wskazówkę. W celu wyskalowania tego przyrządu na pół
godziny przed pomiarem owija się go w wilgotne płótno i
nastawia wskazówkę na 95% wilgotności względnej.
Prawidłowo wyskalowany higrometr w czasie gęstej mgły
powinien pokazywać 100% wilgotności względnej.
PSYCHROMETR. Przyrząd ten wykorzystuje fakt, iż
powietrze wilgotne hamuje parowanie natomiast powietrze
suche przyspiesza je. Instrument ten składa się z dwóch
identycznych termometrów. pojemniczek z rtęcią jednego z
nich owija się kawałkiem nasiąkliwego batystu, którego jeden
koniec zanurzony jest w wodzie - dzięki temu batyst okalający
zbiorniczek jest ciągle wilgotny. Ponieważ wilgotny materiał
wciąż paruje - obniża on temperaturę wskazywana przez
owinięty nim termometr. Termometr wilgotny zawsze wskazuje
temperaturę niższą niż suchy. Ta różnica pozwala w dość
precyzyjny sposób obliczyć wilgotność względną powietrza używa się do tego celu specjalnych tablic psychrometrycznych.
Dla ciekawych
Meteorolodzy na stacjach używają specjalnych druków obserwacyjnych, które wypełniają w
większości za pomocą odpowiednich symboli meteorologicznych.
Oznaczenia zjawisk
pogodowych
Oznaczenia kierunku i prędkości wiatru - tu wszystkie wiatry
mają kierunek wschodni, przy czym: 1 - cisza lub wiatr bardzo
słaby, 2 - 2 węzły (ok. 4km/h), 3 - 5 węzłów (ok. 9km/h), 4 10 węzłów (ok.19km/h), 5 - 15 węzłów (ok. 28km/h), 6 - 20
węzłów (ok. 37km/h), 7 - 45 węzłów (ok. 83km/h), 8 - 50
węzłów (ok. 93km/h) - i tak dalej...
Oznaczenia wielkości zachmurzenia nieba
Oznaczenia
chmur
rodzajów
Przykładowy meldunek stacji meteorologicznej: 1 - wielkość zachmurzenia 6/8 (3/4 nieba); 2
- ciśnienie atmosferyczne 1025,5 hPa; 3 - pogoda w ciągu ostatnich 6 godzin: deszcz; 4 zmiana ciśnienia w ciągu ostatnich 3 godzin 1,8 hPa - spadek; 5 - wiatr południowowschodni, 15 węzłów; 6 - wysokość opadu w ciągu ostatnich 6 godzin: 6mm; 7 - wysokość
podstawy chmur: 7000 stóp; 8 - chmury niskie: cumulonibus; 9 - temperatura punktu rosy: 13
stopni Celsjusza; 10 - pogoda w ciągu ostatniej godziny: mżawka; 11 - temperatura powietrza:
22 stopnie Celsjusza; 12 - chmury średnie: nimbostratus
http://meteorologiaonline.republika.pl, www.imgw.pl