ZAŁĄCZNIK 17 Lotnicza Pogoda w pytaniach i odpowiedziach

Transkrypt

1 GLOBALNA CYRKULACJA POWIETRZA I STREFY KLIMATYCZNE Terminu klimat używamy do opisu charakterystycznych cech/parametrów pogody dla danego obszaru geograficznego. W skład tych parametrów wchodzą: temperatura, opady, kierunek i prędkość wiatru, wilgotność i nasłonecznienie. Na klimat w specyficznym miejscu na kuli ziemskiej maja wpływ takie elementy jak np. szerokość geograficzna, rodzaj podłoża (morze/ląd), cyrkulacja układów barycznych i globalna cyrkulacja powietrza na kuli Ziemskiej. Cyrkulacja powietrza: Globalna cyrkulacja powietrza na Ziemi jest bardzo złożonym systemem i opiera się na zasadzie, że powietrze z obszarów o wyższym ciśnieniu przepływa do obszarów o niższym ciśnieniu. Nie jest to oczywiście takie proste, ponieważ na cyrkulację powietrza ma też wpływ nierówne nagrzewanie powierzchni ziemi (ląd/morze/szerokość geograficzna/pora roku), ruch obrotowy Ziemi (siła Coriolisa) i nachylenie osi Ziem (23,5 ). Jeżeli pominiemy te wszystkie elementy mające wpływ na globalną cyrkulację powietrza i założymy, że Ziemia jest idealnie okrągła i ma równą powierzchnię (morze) gdzie temperatury zmieniają się wraz z szerokością geograficzną, to będziemy mieli wyidealizowany model globalnej cyrkulacji powietrza jak na poniższym rysunku. 1

2 Równik otrzymuje więcej nasłonecznienia niż bieguny, dlatego temperatura w rejonie równika jest wyższa niż na biegunach. Wyższa temperatura oznacza, że powietrze przy powierzchni ziemi rozpręża się i wznosi się --» powodując tworzenie się układów wyżowych na większych wysokościach, a układów niżowych przy powierzchni, a które to niże zasysają powietrze do swojego środka. W rezultacie powietrze znad równika przemieszcza się na dużych wysokościach w kierunku biegunów. Nad biegunami panują niskie temperatury, co powoduje, że przy powierzchni tworzą się układy wyżowe, w których występuje osiadania powietrza, a to skutkuje, że na większych wysokościach występują układy niżowe. Opadające zimne powietrze nad biegunami przemieszcza się następnie przy powierzchni ziemi w kierunku równika. Jednakże w rzeczywistości, takie idealne warunki nie istnieją. Przede wszystkim mamy rotację Ziemi dookoła własnej osi --» występuje siła Coriolisa --» przepływ powietrza jest odchylany na prawo (półkula Płn.) i na lewo (półkula Płd.). Ponieważ powietrze na wyższych poziomach (przemieszczające się znad równika w kierunku biegunów), kiedy osiąga szerokość geograficzną 30 N lub 30 S, to wskutek działania siły Coriolisa następuje odchylenie kierunku jego ruchu na wschód w obu przypadkach. Powietrze wtedy przemieszcza się w kierunku równika i ulega ochłodzeniu, co powoduje jego osiadanie i tworzenie się układów wyżowych. Strefa występowania tych wyżów nazywana jest pasem podzwrotnikowych układów wyżowych. W strefie tej następuje przepływ powietrza na niskich i wysokich poziomach zarówno w kierunku równika jak i biegunów. Dodatkowo do tego przepływu powietrza musimy dodać ogólny przepływ powietrza na niskich poziomach znad biegunów do równika. Powoduje to, że powietrze na niższych poziomach w pewnym momencie spotyka się (następuje to w umiarkowanych szerokościach geograficznych ) i w wyniku konwergencji prądów powietrze wznosi się, co skutkuje tworzeniem się przy powierzchni ziemi układów niżowych. Powietrze, które się wzniosło wyżej rozpływa (dywergencja) się zarówno w kierunku równika jak i biegunów. W rezultacie otrzymujemy następujący schemat globalnej cyrkulacji powietrza: 2

3 1. Komórka Hadley a; 2. Komórka Ferrella; 3. Komórka polarna. Innym czynnikiem wpływającym na globalna cyrkulację powietrza jest kąt nachylenia osi Ziemi (23,5 ). Powoduje on, że równikowy pas układów niżowych przesuwa się w kierunku zwrotnika 3

4 Raka, kiedy na półkuli Płn. panuje lato i w kierunku zwrotnika Koziorożca, kiedy lato jest na półkuli Płd. Dominujące wiatry przyziemne: polarne wiatry wschodnie zimne powietrze związane z antycyklonami polarnymi, które przesuwa się na małych wysokościach w kierunku południowym i jest odchylane przez siłę Coriolisa --» zimne północno wschodnie wiatry występują głównie w strefie szerokości geograficznych pomiędzy 80 N-60 N. Na półkuli Płd. te wiatry maja kierunek południowo-wschodni. wiatry zachodnie pas wyżów podzwrotnikowych zmusza powietrze do przesuwania się w kierunku biegunów w strefie średnich szerokości geograficznych a na kierunek prądów powietrznych ponownie ma wpływ siła Coriolisa, która odchyla je na prawo - półkula Płn. i na lewo półkula Płd. Powoduje to że w strefie szerokości geograficznych występują wiatr o przeważającym kierunku zachodnim. Wiatry te mogą być dość silne, szczególnie na półkuli Płd. gdzie znane są jako Ryczące Czterdziestki. wiatry pasatowe (Pasaty) cyrkulacja powietrza w pasie podzwrotnikowego pasa układów wyżowych (około 30 szer. geogr.) zmusza powietrze do przemieszczania się w kierunku równikowego pasa układów niżowych (zatoki równikowej). Ten ruch powietrza nazywany jest wiatrami pasatowymi (Pasatami). Kierunek pasatów na półkuli Płn. jest północno - wschodni (NE), a na półkuli Płd. południowo-wschodni (SE). 4

5 Strefy klimatyczne: Ziemia w zależności od szerokości geograficznej podzielona jest na kilka głównych stref klimatycznych : klimat równikowy. Jest to strefa tropikalna charakteryzująca się wysoką temperaturą i wilgotnością powietrza. Występują tam bardzo często chmury CB, burze i silne przelotne pady deszczu. Przy powierzchni ziemi wiatr jest przeważnie słaby ale bryza morska w pobliżu wybrzeży jest silna. W strefie tej występują dwa okresy deszczowe (wrzesień i marzec); klimat tropikalny przejściowy (klimat sawanny). Charakteryzuje się okresami wilgotnymi i suchymi. Suche wiatry pasatowe przeważają zimą, a równikowe warunki deszczowe przeważają latem. Średnie temperatury są > +18 C. Istnieją cztery rodzaje klimatu sawannowego, które różnią się długością i intensywnością okresów wilgotnych i suchych klimat stepowy / suchy podzwrotnikowy: strefa ta jest pod wpływem podzwrotnikowego pasa układów wyżowych. Typową pogodą na tym obszarze jest wysoka temperatura i względnie bezchmurne niebo. Latem występują duże dobowe różnice temperatur. Sezon deszczowy jest bardzo krótki i występuje na północnych i południowych częściach pustyń. Większość obszarów pustynnych jest zlokalizowana w tej strefie. 5

6 klimat ciepły umiarkowany: zimą warunki pogodowe podobne do tych z klimatu umiarkowanego przejściowego tzn. występują układy niżowe z frontami atmosferycznymi, duże zachmurzenie, częste opady, jest stosunkowo chłodno i wieją silne dość silne wiatry. Latem w obszarze tym dominują warunki suchego klimatu podzwrotnikowego (głównie układy wyżowe) --» gorące i suche powietrze, przeważnie bezchmurnie, wzdłuż wybrzeży wyraźna bryza lądowa i morska, górne wiatry są z kierunków zachodnich, a średnia ilość opadów rocznych jest < 700mm. Na półkuli Płn. klimat ten nazywany jest także klimatem śródziemnomorskim klimat umiarkowany przejściowy: na pogodę mają wpływ głównie przemieszczające się frontowe układy niżowe (szczególnie zimą częstotliwość ich występowania jest większa), a rzadziej na pogodę maja wpływ układy wyżowe. Brak jest określonych suchych okresów. Przeważają wiatry zachodnie, które mogą być czasami bardzo silne. Zimy mokre i chłodne, szczególnie w Europie Zachodniej klimat polarny: przeważają warunki typowe dla antycyklonów --»bardzo zimno i sucho, a czasami region ten znajduje się na peryferiach przemieszczających się układów niżowych, które mogą powodować opady atmosferyczne. Temperatury poniżej gruntu są na ogół < 0 C (tzw. wieczna zmarzlina). Na obszarach polarnych występują 3 miesięczne okresy noc polarnej w zimie i dnia polarnego latem. 6