PIONOWA BUDOWA ATMOSFERY

Transkrypt

1 PIONOWA BUDOWA ATMOSFERY Atmosfera ziemska to powłoka gazowa otaczająca planetę Ziemię. Jest utrzymywana przy powierzchni przez grawitację planety. Chroni naszą planetę przed promieniowaniem ultrafioletowym, ogrzewa powierzchnię Ziemi i zmniejsza różnice temperatur między stroną dzienną i nocną. Pozwala także na istnienie różnorodnego życia na Ziemi, dostarczając substancji niezbędnych do jego podtrzymania. Z powodu różnic we właściwościach i składzie atmosfery na różnych wysokościach wyróżniono kilka warstw. Troposfera Warstwa leżąca bezpośrednio nad Ziemią o szerokości od 11km nad biegunem do 18km nad równikiem. W warstwie tej znajduje się większa część powietrza atmosferycznego i prawie cała para wodna. Dzięki poziomym i pionowym ruchom powietrze w troposferze jest nieustannie mieszane, co wywołuje procesy i zjawiska atmosferyczne oraz sprawia, że warstwa ta ma decydujące znaczenie w kształtowaniu pogody. Temperatura w tej warstwie wynosi średnio -60 o C przy czym na 1km maleje o 5 o C. Pomiędzy troposferą a stratosferą istnieje wąska 1-2km warstwa przejściowa tropopauza. Stratosfera Warstwa ta rozciąga się od poziomu tropopauzy do wysokości 50km. Charakteryzuje się bardzo suchym i rozrzedzonym powietrzem oraz małymi różnicami ciśnienia tzn. że ciśnienie jest bliskie stałemu w całej warstwie. Dolną

2 warstwę, gdzie temperatura wynosi ok. -60 o C, charakteryzuje izotermia-taka sama temperatura. W górnej tzw. ciepłej części stratosfery temperatura szybko wzrasta ze wzrostem wysokości, często nawet do 15 o C i więcej. Ten wzrost temperatury związany jest z pochłanianiem przez ozon, którego jest tam najwięcej, promieniowania Słońca w ultrafioletowej i podczerwonej części widma. Stratosfera dzięki występującym w niej prądom powietrznym może wpływać na przemieszczanie się układów barycznych, kształtujących pogodę w troposferze. Mezosfera W tej sferze następuje gwałtowny spadek temperatury wraz z wysokością Mezosfera ma grubość 35km, w jej górnej granicy temperatura sięga -80 o C. Termosfera W termosferze temperatura rośnie wraz z wysokością, osiągając na górnej granicy, położonej na wysokości ok. 800km, wartość bliską 1000 o C. Tak wysoka temperatura jest rezultatem pochłaniania promieniowania słonecznego o bardzo małych długościach fal. Jednak taka wysoka temperatura nie stoi na przeszkodzie podczas przechodzenia przez tą warstwę statków kosmicznych. Jest to spowodowane panującym tam niskim ciśnieniem ok. 8-10hPa, które uniemożliwia wymianę ciepła na tak dużą skalę i nie powoduje zniszczeń.

3 POWSTAWANIE CHMUR Większość chmur powstaje z unoszącego się powietrza Wyobraźmy sobie blok (paczkę) powietrza jak na rysunku. Blok ten wznosząc się na coraz większe wysokości rozszerza się. W między czasie obniża się temperatura powietrza w bloku. W trakcie wznoszenia się, wzrasta również wilgotność, aż osiągnie 100%. Wtedy nadmiar pary wodnej ulega skropleniu (kondensacji), tworzą się kropelki wody zawieszone w powietrzu tworząc obłok. Powyżej tego poziomu kropelki te stają się coraz większe dzięki dalszemu procesowi kondensacji wznoszącego się powietrza. CHMURY Klasyfikacja chmur ze względu na WYSOKOŚĆ: Chmury niskie: Poniżej 2000 m Skład: przeważnie kropelki wody, rzadko kryształki lodu i śnieg Prefiks: STRATO Chmury średnie Pomiędzy 2000 a 7000 m Skład: kropelki wody w lecie lub mokry śnieg w zimie Prefiks: ALTO

4 Chmury wysokie: Powyżej 6000 m Skład: kryształki lodu Prefiks: CIRRO PODSTAWOWE TYPY CHMUR: 1.MGŁA 2.CHMURY WARSTWOWE / STRATUS Chmura warstwowa jest najczęściej jednolitą warstwą chmur pokrywającą całe niebo. Najczęściej powstaje, gdy słabe prądy unoszą cienką warstwę powietrza na wysokość, na której dochodzi do kondensacji. Mgła uniesiona powyżej powierzchni ziemi tworzy warstwę niskich chmur. Bardzo rzadko występują opady. Rodzaje chmur warstwowych: pierzasto-warstwowa/cirrostratus Cs Przeważnie zakrywają całe niebo. Znajdują się na wysokości ok. 6km. Są na tyle cienkie, że można przez nie zobaczyć słońce albo księżyc. Jeżeli występują po nich chmury średnie zwiastuje to zwykle opady w przeciągu najbliższych 24h. warstwowa średnia/altostratus As Znajdują się na wysokości 2,5 6km. Są dość gęste, zwykle szare lub lekko niebieskie, rozciągają się nad obszarem setek kilometrów kw. Co ciekawe chmury te przepuszczają za małą ilość światła przez co nie występuje zjawisko cienia. W trakcie ich występowania przeważnie występuje opad ciągły.

5 warstwowo-deszczowa/nimbostratus Ns Powstają na wysokości mniejszej niż 2km. Prawie zawsze powodują słaby ale ciągły opad deszczu lub śniegu. Widzialność poniżej tej chmury jest mała, gdyż często towarzyszy jej mgła lub postrzępione obłoki u jej podstawy. Słońce jak i inne obiekty ponad nimi są nie widoczne. kłębiasto-warstwowa/stratocumulus Sc Chmury te występują do wysokości 2,5km. Są ciemne, o wyraźnie kłębiastej budowie z nieco jaśniejszymi przerwami. Rzadko kiedy dają opady. 3.CHMURY PIERZASTE / CIRRUS Chmury pierzaste występują na dużych wysokościach; przeważającą ich część stanowią bardzo drobne rzadko rozrzucone igiełki lodu. Są delikatne, przepuszczają dużo światła, przypominają trochę watę. Ich występowanie zapowiada dobrą pogodę. Odmiany chmur pierzastych: pierzasto-warstwowa/cirrostratus Cs

6 pierzasto-kłębiasta/cirrocumulus Cc Wysoka chmura (6-12 km) składająca się z białych niemal przeźroczystych kłębów. Od cirrusów i cirrostratusów odróżnia je to że układają się w rzędu. Rzadko pokrywają szczelnie całe niebo. 4.CHMURY KŁĘBISTE / CUMULUS Chmury te występują w postaci kłębów o wyraźnie ciemniejszej podstawie. Chmury kłębiaste niezbyt rozbudowane pionowo to cumulus humilis czyli cumulus pięknej pogody. Cumulusy zazwyczaj występują właśnie podczas pięknej pogody. Jednak, kiedy atmosfera jest niestabilna cumulusy rosną w silnie wypiętrzone cumulus congestus. Jeśli atmosfera jest wystarczająco niestabilna powstaje chmura kłębiasto-deszczowa (cumulonimbus) znana jako chmura burzowa. Taka chmura może "urosnąć" nawet do wysokości 15 km. Odmiany chmur kłębiastych: kłębiasta średnia/altocumulus Ac Kłębiaste chmury powstałe z rozpadu chmury warstwowej średniej. Czasami występują jako skręcone fale. Część chmury jest zazwyczaj ciemniejsza od reszty i to pozwala odróżnić ją od cirrocumulusów. Pojawienie się chmur kłębiastych średnich w ciepły, parny i słoneczny ranek, często zapowiada wystąpienie popołudniowych burz z piorunami.

7 Mammatus Te workowate chmury występują poniżej podstawy chmury burzowej (cumulonimbus) Oznaczają słabnięcie chmury burzowej. kłębiasto-warstwowa/stratocumulus Sc kłębiasto-deszczowa/cumulonimbus Cb Są bardzo silnie rozbudowane pionowo o porwanej podstawie. Z powodu tego że często posiadają rozbudowaną też górną część wyglądają jak kowadło. W chmurze burzowej przeważnie zachodzą wyładowania elektryczne (pioruny), nierzadko spada z niej grad, wtedy chmura wyróżnia się szczególnie ciemnym odcieniem. Znana jest jako chmura burzowa.

8 FRONTY ATMOSFERYCZNE Front jest to strefa przejściowa rozdzielająca dwie masy powietrza (masę ciepłą i masę chłodną) o różnych właściwościach fizycznych, (m.in. temperaturze, gęstości, wilgotności), nachylona pod niewielkim kątem (0.5 do 3 ) do powierzchni Ziemi. W zależności od tego, jaka masa powietrza napiera na drugą masę, rozróżniamy front ciepły i front chłodny. Front ciepły Front ciepły to granica rozdzielająca masę powietrza ciepłego od masy powietrza chłodnego (zimnego) z tym, że powietrze ciepłe napiera na chłodne. Ciepłe powietrze napierając w kierunku zimnego, unosi się nad chłodniejsze i cięższe zalegające przed nim powietrze zimne, powoduje to kondensację pary wodnej i powstawanie chmur, które mogą przynieść opady deszczu, śniegu, śniegu z deszczem lub zamarzającego deszczu (czasami nawet wszystkie opady naraz). Powierzchnia frontowa może się rozciągać na setki kilometrów, dlatego wolno przemieszczający się ciepły front (jego prędkość wynosi od ok. 20 do ok. 40 km/h), może oznaczać godziny, a nawet dni, pochmurnej i wilgotnej pogody, zanim dotrze ciepłe powietrze.

9 Front chłodny Front chłodny to granica między powietrzem ciepłym i zimnym z tym, że powietrze chłodniejsze napiera na powietrze cieplejsze. Masa powietrza za frontem, nie zawsze musi być zimna, szczególnie latem. Prędkość przemieszczania się frontu waha się od ok. 40 do ok. 60 km/h. Różnica temperatur przed frontem i za frontem może być niesłychanie mała. Cięższe i chłodniejsze powietrze wślizguje się pod lżejsze cieplejsze i w ten sposób je zastępuje. Ciepłe powietrze ochładza się z wysokością na którą jest wypychane. Jeśli powietrze to jest wystarczająco wilgotne, para wodna w nim zawarta ulegnie kondensacji tworząc chmury kłębiaste, czasami dające opad. Fronty chłodne występują w różnych odmianach, od tych przynoszących bezchmurne niebo do tych, które przynoszą duże zachmurzenie i opady.

10 Temat został opracowany na podstawie informacji ze strony:

11