METEOROLOGIA - TROCHĘ POWAŻNIEJ

TEMAT:  Warsztat.

Temat powiązany jest z: długość i szerokość geograficzna, pomiar temperatury powietrza, 
                                  pomiar ciśnienia atmosferycznego, pionowy gradient termiczny, 
                                  kodowanie obserwacji meteorologicznych

WARTO RÓWNIEŻ PRZECZYTAĆ I ZOBACZYĆ

   Długość i szerokość geograficzna

         Pionowe linie na mapie wyznaczające długość geograficzną to południki. Południk początkowy (zerowy, pierwszy) jest to południk przebiegający od Bieguna Północnego przez Greenwich w Anglii po Biegun Południowy; względem tego południka określa się długość geograficzną. Zakres długości geograficznej wynosi od 0 do 180 stopni na wschód i na zachód od południka 0 st.; południk 180 st. to Międzynarodowa linia zmiany daty.

         Poziome linie na mapie określające szerokość geograficzną to równoleżniki. Równoleżnik 0 st. nazwany jest równikiem; względem tego równoleżnika określa się szerokość geograficzną, której zakres wynosi od 0 do 90 stopni na północ i na południe od równika.

         Aby dokładniej zlokalizować położenie danego punktu pomiędzy dwoma sąsiednimi południkami (równoleżnikami) należy posłużyć się dokładniejszą miarą - jeden stopień jest równy 60 minutom (1^o=60').

   Obliczenie odległości pomiędzy dwoma punktami o różnej szerokości geograficznej

         Odległość pomiędzy dwoma sąsiednimi równoleżnikami wynosi 60 mil morskich (1 mila morska = 1853 m) względnie 69 mil lądowych (1 mila lądowa = 1609 m). Jeśli więc chcemy policzyć odległość między 15^oS a 18^oS, to mamy 3 stopnie różnicy i każdy po 60 mil morskich = 180 mil morskich (333 km), względnie 3 x 69 mil lądowych = 207 mil lądowych.

         Należy pamiętać, że powyższe obliczenia dotyczą tylko równoleżników, gdyż odległość pomiędzy nimi jest stała. Jeśli chodzi o południki to odległość pomiędzy nimi maleje wraz ze wzrostem szerokości.

   Pomiar temperatury powietrza

zobacz także: co tak naprawdę mierzy termometr

         Termometr powinien być umieszczony na wysokości 1-2 m nad ziemią i koniecznie osłonięty plastikowym nieprzepuszczającym światła materiałem, względnie umieszczony w drewnianej skrzynce z otworami, żeby zapewnić swobodny przepływ powietrza. Osłona jest niezbędna, gdyż chroni ona termometr przed bezpośrednim działaniem promieni słonecznych, które powodują nagrzewanie się termometru i w rezultacie wyższe wskazania, z drugiej strony deszcz czy śnieg w bezpośrednim kontakcie z termometrem obniżają jego wskazania. Ponadto należy zwrócić uwagę, aby termometr nie był umieszczony w bezpośrednim sąsiedztwie obiektów, które nagrzewają się w ciągu dnia (np. budynki) i przez wypromieniowanie ciepła fałszowałyby faktyczną temperaturę powietrza.

   Konwersje temperatury

kalkulator meteo:
- konwersja temperatury

   Pomiar ciśnienia atmosferycznego

zobacz także: ciśnienie atmosferyczne

   Jednostki ciśnienia

         W układzie SI jednostką ciśnienia jest paskal (Pa), ponieważ standardowe ciśnienie atmosferyczne wynosi 101325 Pa, rezygnując z dużych liczb ciśnienie podaje się w hektopaskalach (hPa), tzn. 101325 Pa = 1013,25 hPa.

         Ponadto, 1 hPa = 1 milibar (mb), zatem 1013,25 hPa = 1013,25 mb;

         Idąc dalej 1000 mb = 1 bar = siła 100000 niutonów (N) działająca na jeden metr kwadratowy.

         W barometrach rtęciowych, ciśnienie wyraża się w mm słupa rtęci (mmHg), względnie w centymetrach Hg - jak wysoko słupek jest wypchany przez działające nań ciśnienie - 1 hPa = 0,75 mm Hg.

         Jeśli chodzi o miary stosowane w USA to ciśnienie przy powierzchni ziemi mierzy się w calach słupa rtęci (ang. inches of mercury) - 1 hPa = 1 mb = 0,02953 inch of mercury, a ciśnienie w wyższych warstwach atmosfery wyraża się w milibarach.

   Korekcje ciśnienia

         Ciśnienie odczytane bezpośrednio z barometru to aktualne ciśnienie powietrza (ang. station pressure). Jednak na aktualne ciśnienie powietrza zależy od układów barycznych oraz od wysokości tzn. od poziomu na jakim jest odczytywane. Niezależnie od układów barycznych ciśnienie zawsze spada z wysokością. Chcą określić obszary wysokiego / niskiego ciśnienia trzeba wyeliminować wpływ wysokości na wskazania barometru - aktualne ciśnienie powietrza redukuje się więc do ciśnienia jakie wystąpiłoby w danych warunkach na poziomie morza (ang. sea-level pressure) i dopiero po tej korekcji wyniki umieszcza się na mapach izobarycznych. Redukcji dokonuje się biorąc pod uwagę wysokość i aktualną temperaturę powietrza. W komunikatach meteorologicznych ciśnienie podawane jest właśnie po zredukowaniu do poziomu morza.

kalkulator meteo:
- konwersja jednostek ciśnienia,
- redukcja ciśnienia do poziomu morza.

   Pionowy gradient termiczny

         Słowo gradient określa stosunek przyrostu jakiejś wielkości do przyrostu odległości, jeśli chodzi o temperaturę powietrza to jest to stosunek przyrostu temperatury aktualnej lub średniej do przyrostu odległości. W meteorologii wyróżnia się dwa rodzaje gradientów termicznych pionowy i poziomy. Gradient poziomy wyraża się najczęściej jako różnicę temperatury zredukowanej do poziomu morza na poziomą odległość 60 mil morskich (111,2 km). Gradient pionowy to różnica temperatury na 100 m wzniesienia. I właśnie gradient pionowy określa jak szybko atmosfera ochładza się z wysokością.

         Do obliczenia aktualnego (pionowego) gradientu termicznego potrzebna jest aktualna temperatura powietrza na dwóch różnych poziomach (wysokościach). Ważne jest aby zmiana temperatury między tymi poziomami była stała.

Przykład

Powietrze na wysokości 6 km ma temperaturę równą 4 st. C, podczas gdy na wysokości 18 km temperatura wynosi -12 st. C. Mamy: T₁=4 st. C, H₁=6 km, T₂=-12 st. C, H₂=18 km.

GT=(-12-4)/(18-6)=-16/12;

aktualny gradient termiczny wynosi -16 st. C / 12 km = -1,3 st. C / 1 km = -0,13 st. C / 100 m

Jeśli teraz chcielibyśmy poznać temperaturę powietrza na dowolnej wysokości pomiędzy 6 a 18 km możemy wykorzystać do tego celu wcześniej wyliczony GT.
Przykładowo chcemy znać temperaturę na wysokości 10 km. Ponieważ w naszym przykładzie GT=-0,13 st. C / 100 m, a odległość między 6 a 10 km wynosi 4 km = 4000 m, zatem 4000 / 100 = 40 x -0,13 = -5,2 st. C. Spadek temperatury wynosi 5,2 st. C, ponieważ na 6 km temperatura wynosi 4 st. C to na 10 km jest równa -1,2 st. C (4-5,2).

   Wysokość podstawy chmur kłębiastych

zobacz także: wilgotność powietrza, powstawanie chmur

         Poniżej znajduje się wzór na obliczenie wysokości (H) podstawy chmur kłębiastych, do obliczeń wystarczy posiadać aktualną temperaturę powietrza oraz temperaturę punktu rosy.

 
Stronę opracowano dzięki życzliwości i za zgodą autora :