Meteorologia i Klimatologia Ćwiczenie II Poznań,

Transkrypt

1 Meteorologia i Klimatologia Ćwiczenie II Poznań,

2 Bilans promieniowania układu Ziemia - Atmosfera Promieniowanie mechanizm wysyłania fal elektromagnetycznych

3 Wyróżniamy 2 typy promieniowania: - słoneczne (krótkofalowe) - Ziemi (długofalowe) Pasmo o długości równej 4 µm rozgranicza wymienione typy promieniowania. Natężenie promieniowania słonecznego ilość energii cieplnej, jaką otrzymuje jednostka powierzchni ustawiona prostopadle do biegu promieni słonecznych w określonej jednostce czasu.

4 Ilość promieniowania słonecznego docierającego do górnej granicy atmosfery to tzw. stała słoneczna a =1360 (+/-20) W/m 2 Promieniowanie jest tym większe im większy jest kąt padania promieni słonecznych

5 Natężenie bezpośredniego promieniowania słoneczego: I h = I sin h h kąt padania promieni słonecznych Natężenie promieniowania całkowitego: I h = I sin h + i i natężenie promieniowania rozproszonego h kąt padania promieni słonecznych

6 Promieniowanie ulega pochłanianiu, rozproszeniu i odbijaniu przy przejściu przez atmosferę (ekstynkcja) Albedo stosunek promieniowania odbitego od danej powierzchni do promieniowania na nią padającego [%] Im ciemniejsza powierzchnia tym mniejsze albedo

7 Bilans promieniowania krótkofalowego

8 Wymiana ciepła Przewodnictwo Turbulencje wielokierunkowe ruchy powietrza Przemiany fazowe wody Przemiany własne Ziemi Promieniowanie zwrotne atmosfery to promieniowanie długofalowe (!) Promieniowanie efektywne różnica pomiędzy promieniowaniem własnym Ziemi a promieniowaniem zwrotnym atmosfery

9 Bilans promieniowania powierzchni Ziemi: R = ( I sin h + i) (1-A) Eef Eef promieniowanie efektywne (długofalowe)

10 Usłonecznienie ilość godzin w czasie którego do powierzchni Ziemi dociera bezpośrednio promieniowanie słoneczne. Usłonecznienie bezwzględne ilość godzin w ciągu określonej jednostki czasu (zazwyczaj doby, miesiąca, roku) Usłonecznienie względne stosunek usłonecznienia bezwzględnego do usłonecznienia maksymalnie możliwego (od wschodu do zachodu słońca)

11 Do pomiaru natężenia promieniowania słonecznego służy aktynometr. Pyranometr do pomiaru promieniowania całkowitego, rozproszonego i odbitego Heliograf do pomiaru usłonecznienia (zdjęcie)

12 Temperatura

13 Temperatura stopień nagrzania danego ciała. Dobowy przebieg temperatury gruntu zależy od: Pojemności cieplnej gruntu (ilość wody w gruncie) Przewodnictwa cieplnego Albedo Zachmurzenia (przy bezchmurnym niebie grunt szybko się nagrzewa i szybko traci ciepło, przy pochmurnym odwrotnie) Pokrycia gruntu przez szatę roślinną lub pokrywę śnieżną

14 Rozkład dobowy temperatury gruntu: - minimalna tuż przed wschodem słońca - maksymalna w godz czasu słonecznego Średnie dobowe temperatury gruntu w polskich warunkach: zima 5º-10ºC lato 10º-20ºC Dobowe wahania temperatury zanikają na głębokości 70-90cm

15 Roczny przebieg temperatury gruntu: - minimalna styczeń - maksymalna lipiec Średnia roczna amplituda 20º-25ºC Roczne wahania temperatury zanikają na głębokości 15-20m Od powierzchni Ziemi nagrzewa się atmosfera - temperatura powietrza jest pochodną temperatury gruntu

16 Dobowy przebieg temperatury powietrza: - minimalna krótko przed wschodem słońca - maksymalna godz czasu słonecznego Odstępstwa od przebiegu spowodowane są przez: Zmiana zachmurzenia Przejście frontów atmosferycznych Adwekcja (napływ innej masy powietrza)

17 Roczny przebieg temperatury powietrza: Rozkład przestrzenny zależy od czynników klimatotwórczych. Wyróżnia się 4 typy rocznego przebiegu temperatury: Równikowy Zwrotnikowy Strefy umiarkowanej Strefy podbiegunowej Izotermy na poziomie rzeczywistym Izotermy na poziomie morza (redukuje się temp. ze stacji do poziomu morza przyjmując temp 0,5ºC/100m)

18 Pomiar temperatury: Temperatura powietrza: Termometry deformacyjne Termometry cieczowe: rtęć lub alkohol Termometry maksymalne i minimalne Termometry gruntowe Kolankowe (zdjęcie) pomiary na głębokości 5, 10, 15, 20, 50cm Termohigrometr pomiar temperatury i wilgotności

19