Meteorologia dla żeglarzy

Transkrypt

1 Meteorologia dla żeglarzy 1

2 W prezentacji wykorzystano materiały i ilustracje z następujących źródeł: 1. Meteorologia dla żeglarzy Jacek Czajewski 2. Meteorologia, Podręcznik RYA Chris Tibbs 3. Sternik jachtowy i ISSA Piotr Lewandowski 4. Żeglarz jachtowy podręcznik Piotr Lewandowski 5. Vademecum żeglarskie Antoni Komorowski 6. Żeglarz i sternik jachtowy Kolaszewski, Świdwioski 7. Meteorologia skrypt Yacht Clubu Politechniki Lubelskiej 8. Meteorologia Piotr Wojciechowski 9. Zarys Meteorologii skrypt Jacht Klubu AZS Wrocław 10. Ruchy mas powietrza Ryszard Lutosławski 11. Meteorologia prezentacja Piotr Bard, Jacht Klub Nisko 12. Inne strony www. 2

3 Co to jest meteorologia Meteorologia to nauka o atmosferze ziemskiej (troposferze). Bada i opisuje procesy zachodzące w atmosferze, które określają pogodę i klimat. Pogoda stan fizyczny atmosfery nad danym miejscem na kuli ziemskiej. Do czego znajomośd meteorologii służy żeglarzowi -prawidłowa analiza dostępnych prognoz pogody oraz map synoptycznych - właściwa korekta prognoz w oparciu o własne obserwacje pogody - poprawne planowanie trasy rejsu - rozpoznanie zjawisk atmosferycznych mogących mied wpływ na bezpieczeostwo żeglugi 3

4 Czynniki atmosferyczne określające stan pogody -temperatura powietrza - ciśnienie atmosferyczne - wilgotnośd powietrza - widzialnośd pozioma - wiatr - chmury i opady atmosferyczne 4

5 Temperatura powietrza wielkośd fizyczna określająca w jakim stopniu jest ono ogrzane. Głównym źródłem ciepła dla powietrza jest powierzchnia ziemi. Ląd nagrzewa się szybciej niż woda ale również szybciej stygnie. - temperaturę mierzymy termometrem - podstawową jednostką jest stopieo Celsjusza (: C) 5

6 Wilgotnośd powietrza jest to ilośd pary wodnej zawartej w powietrzu pomiaru wilgotności dokonujemy higrometrem -wilgotnośd bezwzględna liczba gramów pary wodnej w 1 mᶾ powietrza (g/mᶾ) - wilgotnośd względna - stosunek ilości pary wodnej występującej w powietrzu w danej chwili do takiej ilości pary, która by to powietrze nasyciła w tej samej temperaturze ( %) - punkt rosy temperatura do której powietrze z obecną parą wodną musi się ochłodzid aby się nasycid. 6

7 Wilgotnośd powietrza a tworzenie się chmury Wraz ze spadkiem temperatury maleje zdolnośd powietrza do wchłaniania pary wodnej. Wilgotnośd względna wtedy rośnie. Ponieważ ze wzrostem wysokości temperatura maleje, wzrasta wilgotnośd względna i zaczynają tworzyd się chmury 7

8 Widzialnośd pozioma odległośd, z której dany obiekt w danych warunkach meteorologicznych jest jeszcze widoczny (m) d = 2 ( H + h) d widzialnośd w warunkach idealnych w (Mm) H wysokośd obiektu obserwowanego w (m) h wysokośd oka obserwatora w (m) 8

9 Elementy ograniczające widzialnośd *mgła zawiesina bardzo małych kropelek wody w przyziemnej warstwie powietrza - mgła adwekcyjna (typowo morska) - powstaje w wyniku poziomego przemieszczania się ciepłego i wilgotnego powietrza nad zimną powierzchnię - mgła radiacyjna (typowo lądowa) powstaję zwykle nocą gdy ląd stygnie a przylegające powietrze oziębia się do temperatury poniżej punktu rosy - mgła frontalna powstaje na granicy frontu ciepłego i spowodowana jest oziębieniem się ciepłego i wilgotnego powietrza nasuwającego się na powietrze zimne *opady produkty kondensacji pary wodnej opadające na ziemię w postaci deszczu, śniegu lub gradu 9

10 Ciśnienie atmosferyczne jest to ciężar słupa powietrza przypadający na jednostkę powierzchni Ciśnienie mierzymy za pomocą barometru rtęciowego Jednostką ciśnienia jest 1 Pa = 1 N/m² Ciśnienie normalne wynosi 1013,25 hpa = 760 mm Hg = 1 atm Ze względu na nierównomiernie nagrzewającą się powierzchnię ziemi powstają obszary bardziej nagrzane, w których powietrze rozszerza się tworząc niż. Wypiętrzenie słupa powietrza spowoduje jego przepływ górą na sąsiednie obszary, nad którymi wzrośnie ciśnienie i utworzą się wyże. 10

11 Typowe układy baryczne Izobary linie na mapie łączące punkty o takiej samej wartości ciśnienia Niż baryczny (cyklon) obszar niskiego ciśnienia, wokół którego ciśnienie jest wyższe. Na mapie oznaczany literą N (ang.l) Wyż baryczny (antycyklon) obszar wysokiego ciśnienia, wokół którego ciśnienie jest niższe. Na mapie oznaczany literą W (ang.h) Zatoka niskiego ciśnienia obszar obniżonego ciśnienia pomiędzy dwoma obszarami o ciśnieniu podwyższonym. Klin wysokiego ciśnienia obszar ciśnienia podwyższonego pomiędzy dwoma obszarami ciśnienia obniżonego Siodło obszar pomiędzy dwoma niżami (zatokami) i dwoma wyżami (klinami) 11

12 Co to jest wiatr i skąd wieje Wiatr to poziomy względem ziemi ruch powietrza wywołany różnicą ciśnieo. Wieje od wyżu czyli ośrodka wysokiego ciśnienia do niżu, czyli ośrodka niskiego ciśnienia. Ze względu na siłę Coriolisa związaną z ruchem obrotowym ziemi na półkuli północnej wiatr wieje w wyżu zgodnie z ruchem wskazówek zegara rozchodząc się spiralnie. W niżu natomiast wiatr wieje przeciwnie do ruchu wskazówek zegara schodząc się spiralnie do jego centrum. Na półkuli południowej sytuacja odwrotna. 12

13 - Prędkośd wiatru mierzymy w m/s lub w węzłach (kt) 1 kt = 1Mm/h = ok. 0,5 m/s - Prędkośd wiatru mierzymy za pomocą wiatromierza (anemometr) lub też możemy ją określid za pomocą oznak na wodzie lub lądzie. Do tego celu służy skala Beauforta. B = (v + 10) / 6 gdzie v wiatru w kt - Prędkośd wiatru zależy od gradientu (różnicy) ciśnieo pomiędzy dwoma punktami. duże zagęszczenie izobar to duży gradient ciśnienia i silny wiatr Kierunek wiatru jest kierunkiem z którego wieje wiatr i określany jest w stopniach lub rumbach 1 rumb = 360 / 32 = 11,25 13

14 Reguła Buys - Ballota Na morzach półkuli północnej niż znajduje się ok. 2 rumby przed lewym trawersem jachtu żeglującego fordewindem 14

15 Skala Beauforta 15

16 Skala Pedersena stanu morza 16

17 Wiatry lokalne - bryzy Bryza dzienna (morska) - podczas dnia powierzchnia lądu nagrzewa się szybciej niż powierzchnia wody. Powietrze nad lądem jest więc cieplejsze niż nad wodą, unosi się do góry. Na jego miejsce napływa powietrze znad morza.. Bryza morska zaczyna się przed południem, osiąga maksimum nasilenia we wczesnych godzinach popołudniowych i wieczorem zamiera. Bryza nocna (lądowa)- w nocy ląd stygnie o wiele szybciej od wody, (skoro szybko się nagrzewa to i szybko stygnie), sytuacja z nagrzewaniem się powietrza jest dokładnie odwrotna niż w dzieo. Powietrze znad morza się unosi, a na jego miejsce napływa powietrze znad lądu. Zasięg bryz to kilka mil morskich, zaś ich siła zależy od stopnia nasłonecznienia. W rejonach tropikalnych bryzy występują z dużą regularnością i osiągają siłę B. Na jeziorach również powstają bryzy, jednak nie osiągają one takiej siły, jak na morzu. Podczas wyżowej pogody, przy ogólnie panującej ciszy, w pobliżu brzegów dużego jeziora odczuwa się słabiutką bryzę (1...2 B), która pozwala opłynąd jezioro dookoła nie zmieniając halsu 17

18 Zakłócenia siły i kierunku wiatru Drobne różnice temperatur, nierówności terenu i inne przeszkody na drodze wiatru powodują powstawanie wirów powietrznych i innych zakłóceo wiatru. Zakłócenia kierunku wiatru przez przeszkodę Wpływ lasu lub wysokiego brzegu na jeziorze efekt odbicia 18

19 Przerwa w paśmie lasu na brzegu jeziora efekt dyszy Zakłócenia siły wiatru spowodowane prądami wznoszącymi w pobliżu chmury Cumulus 19

20 Szkwał Szkwał - jest to nagłe uderzenie wiatru spowodowane silnym wirem powietrznym o poziomej osi powstałym na granicy dwóch mas powietrza o dużej różnicy temperatur. Możliwośd wystąpienia szkwału sygnalizuje chmura Cumulonimbus. Przed jej dolną częścią widoczny jest czasem walec chmur zwany kołnierzem szkwałowym. Gdy znajdzie się ona nad obserwatorem przychodzi pierwsze uderzenie szkwału, po którym przychodzi następne, zwykle z deszczem lub gradem. Występujące w tym rejonie pionowe ruchy powietrza powodują dodatkowe uderzenia wiatru z różnych kierunków. Chmura Cumulonimbus stanowi bardzo poważne zagrożenie dla żeglarzy!!!!! 20

21 Chmury to zbiory zawieszonych w atmosferze bardzo małych kropelek wody, kryształków lodu i kurzu. Chmury są produktem kondensacji pary wodnej w powietrzu na skutek spadku temperatury wraz z wysokością. Podział chmur ze względu na kształt: - Stratus warstwowe - Cumulus kłębiaste - Cirrus - pierzaste Podział chmur ze względu na wysokośd występowania: - chmury wysokie (6-12 km) cirrus, cirrostratus, cirrocumulus - chmury średnie (2-5 km) altocumulus, altostratus - chmury niskie ( do 2 km) nimbostratus, stratocumulus, stratus - chmury pionowe (wypiętrzone) cumulus, cumulonimbus 21

22 Schemat występowania chmur 22

23 Chmury wysokie 23

24 Chmury średnie 24

25 Chmury niskie 25

26 Chmury pionowe 26

27 Globalna cyrkulacja atmosfery Ogólna cyrkulacja atmosfery to charakterystyczny dla kuli ziemskiej układ krążenia powietrza w troposferze rozpatrywany w skali planetarnej. Posiada ona dwie przyczyny: nierównomierny dopływ energii promieniowania słonecznego na różnych szerokościach geograficznych oraz ruch obrotowy Ziemi wokół własnej osi. 27

28 Wiatry Pasat stały ciepły wiatr o umiarkowanej sile (3 4 B), wiejący w strefie międzyzwrotnikowej; na półkuli północnej wieje z kierunku NE, a na południowej z SE Monsun wiatr sezonowy między oceanem a lądem (Azja, Ameryka Środkowa). W monsunie letnim wiatr wieje z morza w stronę lądu, w monsunie zimowym odwrotnie Wiatr katabatyczny wiatr spływający w dół z pochyłości gór, może byd ciepły (wiatr halny w Tatrach) lub zimny (mistral na Morzu Śródziemnym, bora na Adriatyku) 28

29 Masy powietrza Masy powietrza nie pozostają cały czas nad swoim obszarem źródłowym, lecz przemieszczają się. Ich właściwości ulegają zmianom i nabierają charakterystycznych cech podłoża nad którym się znajdują. Biorąc pod uwagę miejsce, czyli szerokośd geograficzną, w jakiej powstały wyróżniamy 4 podstawowe masy powietrza: 1. powietrza równikowe 2. powietrze zwrotnikowe 3. powietrze polarne 4. powietrze arktyczne Ze względu na charakter podłoża, nad którym powstały, masy powietrza można podzielid na: 1. Powietrze morskie charakteryzujące się większą wilgotnością względną i niższymi temperaturami w ciepłych porach roku 2. Powietrze kontynentalne bardziej suche i wykazujące wyższą temperaturę w ciepłych porach roku 29

30 Wszystkie podstawowe masy powietrza z wyłączeniem równikowego, występują zarówno w odmianie morskiej jak i kontynentalnej. Oznacza to, że możemy mied do czynienia np. z : -powietrzem polarnym morskim i polarnym kontynentalnym - zwrotnikowym morskim i zwrotnikowym kontynentalnym Masy powietrza możemy podzielid również ze względu na ich temperaturę: -masy mogą byd ciepłe i przynosid wzrost temperatury oraz chłodne i przynosid spadek temperatury. Na styku dwóch odmiennych mas powietrza znajduje się strefa przejściowa, w obrębie której właściwości fizyczne (temperatura, wilgotnośd) jednej masy ustępują właściwościom drugiej masy powietrza. Taką strefę przejściową nazywamy frontem atmosferycznym 30

31 Front ciepły Front ciepły to granica rozdzielająca masę powietrza ciepłego od masy powietrza chłodnego, z tym, że powietrze ciepłe napiera na chłodne. Powierzchnia frontowa może rozciągad się na setki kilometrów dlatego wolno przemieszczający się ciepły front (10-20 kt) może oznaczad godziny a nawet dni pochmurnej i wilgotnej pogody, zanim dotrze ciepłe powietrze. Zmiany pogody przy zbliżaniu się frontu ciepłego: -Pojawiają się chmury Cirrus, Cirrostratus, a następnie coraz niższe chmury warstwowe - zwiększa się wilgotnośd powietrza aż do pojawienia się opadów - ciśnienie obniża się 31 - wiatry wieją z kierunków południowych do południowo zachodniego i wzrastają na sile

32 Zmiany pogody podczas przechodzenia frontu ciepłego: -Wzrasta temperatura - ciśnienie stabilizuje się - wiatry są zmienne - opady zmniejszają się, może występowad mżawka - przy przejściu frontu może pojawid się mgła, później widocznośd poprawia się - 32

33 Front chłodny Front chłodny to granica pomiędzy powietrzem ciepłym i zimnym, z tym, że powietrze chłodniejsze wbija się pod powietrze ciepłe. Front chłodny przemieszcza się szybciej niż ciepły (20-30 kt). Cięższe i chłodniejsze powietrze wślizguje się pod lżejsze cieplejsze i w ten sposób je zastępuje. Ciepłe powietrze ochładza się wraz z wysokością, na którą jest wypychane. Jeżeli powietrze to jest wystarczająco wilgotne, para wodna w nim zawarta ulegnie kondensacji tworząc pionowe chmury kłębiaste. W sytuacji dużej różnicy temperatur mas powietrza oraz dużej wilgotności powietrza ciepłego może dochodzid do utworzenia chmur Cumulonimbus, Zmiany pogody przy przejściu frontu chłodnego: - spada temperatura - pojawiają się chmury Cumulus i Cumulonimbus, opady oraz burze - ciśnienie rośnie - wiatr zachodni do północno zachodniego - widzialnośd poprawia się 33

34 Front zokludowany Prędkośd przesuwania się frontu chłodnego jest większa niż frontu ciepłego, co powoduje, że front ciepły zostaje dogoniony przez front chłodny. 34 Następuje wtedy tzw. Okluzja.

35 Mapa synoptyczna 35

36 Przewidywanie pogody Pogodę pochmurną i wietrzną zapowiadają: Nadciągające z zachodu chmury warstwowe na różnych poziomach Krwistoczerwony wschód słooca Brudnożółty wschód słooca bez chmur lub za ciemną warstwą chmur nad horyzontem Systematyczny spadek ciśnienia Wzrost siły wiatru pod wieczór i w nocy Halo (pierścieo) wokół księżyca Nagła zmiana kierunku wiatru Przy pogodzie bezwietrznej dym ścielący się po wodzie 36

37 Przewidywanie pogody Pogodę bezdeszczową, ładną z umiarkowanymi wiatrami zapowiadają: Czysty i jasny widnokrąg podczas wschodu słooca Mgła opadająca nad ranem Obfita rosa rano i wieczorem Wiatr tężejący w południe, a cichnący nad ranem i wieczorem Zanikanie pod wieczór chmur kłębiastych Niezbyt intensywnie świecenie gwiazd Utrzymywanie się lub nawet podnoszenie ciśnienia Unoszenie dymu pionowo ku górze Czerwony zachód słooca 37

38 Przewidywanie pogody Silne wiatry zapowiada: Ciemnoniebieskie niebo Silne świecenie gwiazd Czerwona tarcza księżyca Krwistoczerwony wschód słooca Wzrost siły wiatru po ustaniu opadu Bardzo szybki spadek ciśnienia 38

39 Pozyskiwanie prognoz pogody - mariny, kapitanaty i bosmanaty portów - komunikaty radiowe - internetowe serwisy meteorologiczne - GRIB (Grid in Binary) - telefonia komórkowa - odbiorniki systemu NAVTEX obserwacje własne 39

40 Komunikaty radiowe Wykaz radiostacji nadających prognozy pogody znajduje się w Spisie Radiostacji Nautycznych, Admirality List of Radio Signals Vol.3 lub almanachu żeglarskim. W Polsce - program 1 PR - Witowo Radio (k.16 VHF potem 24,25,26) godz.03.35,09.35,15.35,21.35 Schemat budowy komunikatu radiowego 1. Ostrzeżenia (brak, silny wiatr, sztorm, ciężki sztorm) 2. Sytuacja baryczna (wyż, niż, klin, zatoka przemieszczanie się) 3. Prognoza na najbliższe 12 godzin 4. Orientacyjna prognoza na następne 12 godzin 5. Meldunki ze stacji brzegowych 40

41 Przykładowa radiowa prognoza pogody 41

42 Internetowe serwisy meteorologiczne 42

43 GRIBy (ang.grid In Binary) format danych IMO, który umożliwia kompresję danychi ich opis (dane o danych). 43

44 Gdzie znaleźd i jak pobrad GRIBY 44

45 Pozyskanie prognoz przez telefon - mobilne aplikacje serwisów www. - SMS (navsim) 45

46 System Sygnalizacji Ostrzegawczej na Wielkich Jeziorach Mazurskich 17 masztów o wysokości 25 m na trasie WJM Rytmicznie pulsujące żółte światło Widocznośd 8 km przy każdej pogodzie Sygnał 40 błysków na minutę UWAGA - spodziewane burze oraz silny wiatr, bez wskazania czasu i miejsca nadejścia zjawiska. Sygnał 90 błysków na minutę NIEBEZPIECZEOSTWO bezpośrednie zagrożenie wystąpienia burzy oraz silnego wiatru. 46

47 Dziękuję za uwagę I oczywiście życzę zdanego egzaminu 47