Meteorologia i Klimatologia Ćwiczenie V. Poznań,

Transkrypt

1 Meteorologia i Klimatologia Ćwiczenie V Poznań,

2 Chmury - widzialny zbiór bardzo małych kropelek wody lub kryształków lodu zawieszonych w swobodnej atmosferze. Ze względu dzielimy na na budowę fizyczną jednorodne chmury (zbudowane wyłącznie z kropelek wody lub kryształków lodu) i mieszane (zbudowane zarówno z kropelek wody, jak i kryształków lodu).

3 Nefologia nauka o chmurach, ważna dla przewidywania pogody chmury są odzwierciedleniem procesów fizycznych zachodzących w atmosferze, np. rozbudowa chmury w pionie oznacza, że powietrze unosi się ochłodza opad

4 Chmury można podzielić na cztery grupy. Pierwsze trzy grupy wyróżnia się na podstawie wysokości na jakiej występuje ich podstawa ponad poziomem gruntu: - chmury piętra wysokiego na wysokości 5-13km na zdj. Cirrus fibratus intortus i Cirrus spissatus. (1.1) Cirrus (Cs) (na wys. 6-12km) zbudowane z kryształków lodu, temp. od -10 C do -40 C; wyst. w górnych warstwach troposfery

5 (1.2.) Cirrocumulus (Cc) - chmura kłębiasto-pierzasta; - wys. występowania 6-12km - złożona z kryształków lodu - brak opadów.

6 (1.3.) Cirrostratus (Cs) - chmura warstwowo-pierzasta; - wys. występowania 6-12km - złożona z kryształków lodu - brak opadów. - tworzy zjawisko halo

7 - chmury średnie (wys. wyst. 2-6km) (2.1) Altocumulus (Ac) - zbudowane prawie wyłącznie z kropelek wody (tylko przy b. niskich temp. Mogą się wytworzyć kryształki lodu) - wyraźne cienie, wyraźny zarys płatów brzegowych - brak opadów (2.2) Altostratus (As), - zbudowane z kropelek wody i kryształków lodu, może zawierać takżę krople deszczu i płatki śniegu - często kilka warstw horyzontalnych (jedna nad drugą) - mogą wystąpić mało intensywne opady deszczu/śniegu

8 Altocumulus perlucidus

9 Altocumulus floccus perlucidus

10 Altostratus pannus

11 Altostratus undulatus

12 - chmury niskie (wys. wyst. < 2km) (3.1) Nimbostratus (Ns) - zbudowane z kropelek wody i kryształków lodu - brak wyraźnego zarysu, pojedyncze postrzępione chmury poniżej warstwy Ns - typowa chmura opadowa (!) - grubość może dojść do 4-6km (3.2) Stratocumulus (Sc), - zbudowane z kropelek wody i kryształków lodu oraz kropel deszczu i krup śnieżnych (b. rzadko kryształki lodu i płatki śniegu) - szerokość poszególnych brył większa niż szerokość 3 palców - mogą wystąpić mało intensywne opady lub virga

13 (3.3) Stratus (St) - zbudowane z kropelek wody, przy niskich temp. także słupków lodowych i drobnych płatków śniegu - b. nisko położona podstawa chmur, wyraźnie zaznaczona jednolita podstawa - mogą towarzyszyć opady mżawki, słupków lodowych i śniegu zawsze o małym natężeniu - ze względu na dużą zawartość pary wodnej oraz niskie albedo ogranicza promieniowanie krótkofalowe obniża temp.

14 Nimbostratus virga

15 Stratocumulus Nimbostratus virga

16 Stratus fractus Nimbostratus virga

17 - chmury o budowie pionowej: (4.1) Cumulus (Cu) - zbudowane z kropelek wody, w najwyższych częściach (temp. < 0 C kryształki lodu i przechłodzone krople wody) - wygląd uzależniony od stadium rozwoju chmury - duża gęstość, ostre zarysy, tendencje rozwoju pionowego, płaska zacieniona podstawa, szybka zmiana kształtu - b. rzadko słabe opady deszczu (przy silnym wypiętrzeniu) (4.2) Cumulonimbus (Cb), - zbudowane w dolnej części z kropelek wody, w górnej cz. z kryształków lodu - charakterystyczny kształt kowadła w przypadku dobrze wykształconej chmury - wyładowania atmosferyczne, silne, ulewne opady atmosferyczne (w tym także gradu)

18 Cumulus humilis Nimbostratus virga

19 Cumulus Nimbostratus virga

20 Cumulonimbus Nimbostratus cumulonimbus virga

21 Po środku, najwyższa - chmura kłębiasta deszczowa burzowa (Cumulonimbus capilatus), sąsiadujące z nią po prawej - chmura kłębiasta deszczowa (Cumulonimbus calvus), po lewej - chmury kłębiaste gatunku 'wypiętrzone' (Cumulus congestus), na prawo od tych wszystkich - chmury kłębiaste średnio wypiętrzone i pięknej pogody. Nimbostratus cumulonimbus virga

22 3 typy genetyczne chmur: - konwekcyjne (Cu, Cb) chwiejny typ równowagi atmosfery, silne prądy wstępujące powietrza - falowe (St, Sc, Ac) masy powietrza o równowadze stałej 2 masy powietrza: chłodniejsze przy powierzchni, cieplejsze nad nią, na granicy tych mas powierzchnia pofalowana - chmury wznoszenia ślizgowego powstające na powierzchni frontów

23 W strefie międzyzwrotnikowej dominują chmury kłębiaste silne ruchy wstępujące powietrza W strefach umiarkowanych i wyższych gł. chmury warstwowe Obserwacje zachmurzenia wizualne (skala 0-8) * 1-3 małe zachmurzenie * 4-5 umiarkowane * 6-7 duże * 8 - całkowite

24 OPADY ATMOSFERYCZNE: - powstają najczęściej z chmur mieszanych Warunki sprzyjające powstawaniu kropli opadowej: - koagulacja grawitacyjna (koalescencyjna) - koagulacja turbulencyjna - koagulacja elektrostatyczna - mechanizm Findeisena Bergerona (proces 3 fazowy)

25 - koagulacja grawitacyjna kropla łączy się z innymi kroplami; w chmurach ciepłych rośnie do ok. 5mm, rozpada się, znów łączy z innymi i rośnie, rozpada, itd., w ten sposób wzrasta ilość kropli w chmurze, aż dochodzi do opadu - koagulacja turbulencyjna łączenie się kropelek chmury przez zderzanie w wyniku ruchów turbulencyjnych powietrza; sam proces nie powoduje opadu, ale go tylko wspomaga (!) - koagulacja elektrostatyczna łączenie się kropel o innych ładunkach elektrostatycznych, głównie w chmurach typu Cb; sam proces nie powoduje opadu, ale go tylko wspomaga (!) - mechanizm Findeisena Bergerona w chmurach mieszanych skraplanie wody szybsze nad kryształkami lodu; opad z chmur chłodnych; proces zachodzi < -12 C; w strefie umiarkowanej generuje 90% opadów

26 Rodzaje opadów atmosferycznych: Deszcz opad składający się z pojedynczych kropel wody o średnicy > 0,5mm; spadanie pojedynczych kropel można wyraźnie odróżnić Mżawka równomierny, wolny opad, o średnicy kropel poniżej 0,5mm; ruch kropel związany z ruchem powietrza (mogą być także unoszone do góry) Śnieg opad złożony z kryształków lodu, z których większość ma kształt gwiazdek o budowie sześciokątnej. Przy temp. > -10 C kryształki łączą się zazwyczaj w płatki Śnieg ziarnisty opad bardzo drobnych (średnica <1mm) nieprzezroczystych białych cząstek lodu. Gdy ziarna uderzają w podłoże nie odbijają się Krupy śnieżne opad białych, nieprzeświecających ziaren lodu. Gdy uderzają o podłoże twarde odbijają się i rozpryskują. Występują zwykle przy temp. ok. 0 C

27 Ziarna lodowe opad małych o średnicy < 5mm nie przeświecających ziarn lodu. Gdy uderzają o podłoże nie rozpryskują się i nie odbijają Grad opad kulek lub bryłek lodu (gradziny) o średnicy 550mm (niekiedy większych). Grad nie pada nigdy przy temp. <0 C. Ciekawostka: Największa zmierzona gradzina spadła w Coffeyville w Kansas, we wrześniu 1970 roku. Miała 14 cm średnicy i ważyła 0,76 kg. Śnieg z deszczem opad złożony ze śniegu i deszczu lub topniejącego śniegu

28 Obserwacje opadów atmosferycznych: pokrywa śnieżna musi zalegać przynajmniej dobę i pokrywać co najmniej połowę terenu obserwacyjnego zamieć bez opadu, śnieg leżący poruszany wiatrem zawieja przenoszenie leżącego śniegu połączony z opadem śniegu Pomiar opadu wykonywany raz na dobę o godz. 6. czasu GMT i notowany dla poprzedniego dnia

29 Przyrządy pomiarowe: Śniegowskaz Deszczomierz Hellmanna - pow. zbierająca = 200 cm², umieszczany na wysokości 1 m nad gruntem w przypadku gdy przyrząd jest ustawiony do wysokości 500 m n.p.m. i 1,5 m na wysokości powyżej 500 m n.p.m. Zebraną w naczyniu wodę opadową zlewa się do menzurki wyskalowanej odpowiednio do powierzchni recepcyjnej i mierzy jej objętość. Do automatycznych pomiarów ciągłych służą pluwiografy

30

31 Zadanie: Podać roczną sumę opadów (1pkt) Dopasować stacje do odpowiednich histogramów (3,5pkt)