Jak stručně definovat počasí…

Prezentace na téma: "Jak stručně definovat počasí…"— Transkript prezentace:

1 Jak stručně definovat počasí…
Co je to počasí? Jak stručně definovat počasí… změny v atmosféře podmiňují to, čemu říkáme počasí počasí je souhrn meteorologických veličin a jevů charakterizujících stav atmosféry v určitém okamžiku nebo časovém úseku meteorologické veličiny: teplota, vlhkost vzduchu, tlak vzduchu (mají jednotky) meteorologické jevy: mlha, náledí, vichřice, bouřky (vyjadřujeme slovně intenzitu) - meteorologie je vědní obor zabývající se všestranným studiem jevů probíhajících v atmosféře

2 Historie meteorologie 1
Starověk dříve především hvězdáři (vliv nebeských těles na počasí) zakladatelem meteorologie pravděpodobně Aristoteles (4. stol. př.n.l.), - dílo Meteorologie (první popis jevů v atmosféře) název meteorologie z řečtiny: meteoros = vznášející se ve výši logos = pojem Aristoteles

3 Historie meteorologie 2
Starověk - pokračování v době národního obrození počešťování (oparozpyt, povětroznalství, vzduchosloví) první pravidelná pozorování v Řecku (6. stol. př.n.l.), povětrnostní kalendáře parapegmata (od 5. století vyvěšovány veřejně) hvězdář Geminus se v parapegmatech zmiňuje o Estesiích největší kniha povětrnostních pravidel sestavena Theofrastem (Aristotelův žák), nazývá se Kniha znamení Geminus Theofrastos

4 Historie meteorologie 3
Středověk řecká a římská pravidla byla doplněna poznatky Arabů a Židů lidové knížky, souhrn vědění dané doby, jednou z nich byla Kniha přírody od Konráda z Megenbergu 16. stol., kniha Selské praktiky, předpověď počasí dle vánočních pranostik Zlomové okamžiky k výraznému zlomu došlo v 17. století, vynalezen teploměr a tlakoměr zásluhu mají: Galileo, Torricelli, Viviany, Santorio, Drebbel Historické přístroje meteorologické - konec subjektivních pozorování!

5 Historie meteorologie 4
Zlomové okamžiky 1820, Brandes studuje rozdělení tlaku v Evropě, vznik prvních synoptických map 19. století, vznik vysokohorských observatoří, vypouštění prvních balónů Galileo Viviany Drebbel Torricelli Santorio

6 Historie meteorologie 5
Věda a technika ve službách meteorologie velkého rozmachu dosáhla meteorologie i díky telegrafu (2. polovina 19. stol.) umělé družice Země (otázka posledních desetiletí) METEOSAT, GOES – geostacionární NOAA, METEOR - polární

7 Dráhy družic

8 Rozdělení meteorologie
Obory meteorologie dynamická (dynamika a termodynamika atmosféry) synoptická (studium a analýza atmosférických jevů pro předpověď počasí) fyzikální (fyzika oblaků, srážek, záření, optických, elektrických a akustických jevů v atmosféře) klimatologie (popis průměrných atmosférických podmínek) hydrometeorologie (oběh vody v přírodě, hydrologický režim) biometeorologie (vlivy počasí na živé organismy) aplikovaná meteorologie (letecká, zemědělská…) nauka o meteorologických přístrojích (konstrukce a funkce)

9 plynný obal naší planety
Atmosféra Země 1 Základní údaje plynný obal naší planety směs plynů, vodní páry, kapalných a pevných částic především: dusík (78%) kyslík (21%) argon (0,9%) dále ještě asi dalších 20 různých plynů, které tvoří zbylých 0,1% celková hmotnost je 5, t (jedna miliontina hmotnosti Země)

10 do výšky asi 100 km se zastoupení většiny plynů nemění Výjimky:
Atmosféra Země 2 Výjimečné plyny do výšky asi 100 km se zastoupení většiny plynů nemění Výjimky: - oxid uhličitý (ve dne méně než v noci) - ozón (maximum ve výšce 22 km) vodní pára především ve spodních 10 km (0-4%) Vývoj atmosféry původní atmosféra bez kyslíku, díky řasám a zeleným rostlinám se postupně obohatila až na současných 21 % CO2 – termoregulační schopnost, ozón – ochrana před UV

11 Atmosféra Země, vrstvy atmosféry
Pevné částice v atmosféře kromě kapiček vody a ledových krystalků (tvoří oblaka) obsahuje atmosféra i pevné částice, tzv. aerosoly aerosoly mají přirozený i antropogenní původ hrají významnou roli při tvorbě oblak! fungují jako tzv. kondenzační jádra, urychlují kondenzaci vodní páry Vrstvy atmosféry členit atmosféru lze z různých hledisek (teplota, složení….) - nejčastěji dle teploty vzduchu v závislosti na výšce

12 Závislost teploty na výšce

13 nejnižší část atmosféry
Troposféra nejnižší část atmosféry sahá do výšky asi 11 km (střední zeměpis. šířky) nad rovníkem km, nad póly km charakteristické ubývání teploty s výškou (0,65 °C na 100 m výšky) ¾ hmotnosti celé atmosféry obsahuje veškerou atmosférickou vodu (díky tomu v ní vznikají oblaka, mlhy, srážky) neustálé vzduchové proudění v troposféře (maximum při horní hranici)

14 od 10 do 25 km se teplota vzduchu nemění
Stratosféra výška km přechodová vrstva mezi troposférou a stratosférou je tropopauza (několik set metrů až 3 km) od 10 do 25 km se teplota vzduchu nemění pak teplota roste (maximum 0 °C v 50 km) vzestup způsobuje rostoucí koncentrace O3 sezónní proudění horní hranicí je stratopauza ve stratosféře možno pozorovat tzv. perleťová oblaka (jsou nejjasnější tehdy, když je Slunce několik stupňů nad horizontem) pravděpodobně složeny z vodních kapiček a krystalků ledu

15 sahá do výšky 80 km, teplota vzduchu v celé mezosféře klesá
Mezosféra sahá do výšky 80 km, teplota vzduchu v celé mezosféře klesá v blízkosti horní hranice kolem -85 °C (léto), v zimě -45 °C značně proměnlivé proudění při horní hranici se vyskytují tzv. noční svítící oblaka (neznámé složení, snad krystalky atmosférického kyslíku a vodíku) pozorovány především v severských zemích, když je Slunce asi 5 až 13 stupňů pod obzorem rychlost pohybu oblak je cca. 50 až 250 m/s přechodovou vrstvou je mezopauza

16 roste teplota vzduchu s výškou
Termosféra ve výšce nad 80 km roste teplota vzduchu s výškou ve výškách 200 až 300 km je teplota vzduchu několik set stupňů Celsia tzv. kinetická teplota sporná horní hranice (nejčastěji kolem 1000 až 1200 km – výška ve které se ještě vyskytují polární záře) Exosféra poslední vrstva atmosféry, nejlehčí plyny ve výškách několik tisíc kilometrů už jen atomární vodík horní hranice ve km

17 Homosféra a heterosféra
- možnost dělit atmosféru podle složení Homosféra - objemové zastoupení plynů se v podstatě nemění (důsledek turbulentního promíchávání), sahá do výšky asi 90 km Heterosféra uplatňuje se difúzní rovnováha, ve výškách od 90 km koncentrace lehkých plynů ubývá pomaleji než koncentrace plynů těžkých (O2, N2) od několika set kilometrů jen H a He, pak už jen H účinkem elektromagnet. záření ze Slunce dochází k fotoionizaci a fotodisociaci -> ionty a volné elektrony

18 Neutrosféra a ionosféra
- atmosféru můžeme dělit i podle toho, kolik obsahuje iontů a volných elektronů Neutrosféra - koncentrace nabitých částic zanedbatelně malá, km nad zemským povrchem Ionosféra zvýšená koncentrace iontů a volných elektronů elektricky vodivá ve výškách od 70 do 500 km schopnost odrážet některé frekvence elektromagnet. vln (ovlivňuje rádiové spojení)

19 základními meteorologickými prvky jsou: - teplota vzduchu
Meteorologické prvky ty veličiny, které nám charakterizují fyzikální stav atmosféry v daném místě a čase základními meteorologickými prvky jsou: - teplota vzduchu - vlhkost vzduchu - atmosférický tlak - směr a rychlost větru - oblačnost - atmosférické srážky - dohlednost

20 jeden z nejsledovanějších meteorologických prvků
Teplota vzduchu - teplota je termodynamická veličina charakterizující kinetický stav základních stavebních částic – molekul a atomů jeden z nejsledovanějších meteorologických prvků při měření teploty máme na mysli vždy údaj stíněného teploměru denní chod teploty vykazuje jednoduchou vlnu (max. po 14 hodině), denní amplitudy °C ke znázornění teplot na zemském povrchu slouží izotermy na každých 100 m výšky poklesne teplota o 0,65 °C

21 Teplota vzduchu - konvekce
vzduch se slunečním zářením ohřívá málo, hlavním zdrojem tepla je zemský povrch (prostředníkem ohřevu pevné a kapalné částice v atmosféře) z míst ohřevu se teplo dostává do okolních vrstev (řádově mm) do atmosféry je teplo předáváno několika různými pochody Konvekce neuspořádaný vertikální pohyb vzduchu podmíněný teplotními rozdíly důsledek nerovnoměrného ohřevu zemského povrchu teplejší vzduch má menší hustotu než vzduch chladný

22 Teplota vzduchu – turbulence, radiace, latentní teplo
neuspořádaný pohyb vzduchu vzniklý např. třením vzduchu o zemský povrch dochází k výměně sousedních vzduchových hmot a tepla Radiace teplo předávané tepelnými vlnami mezi zemským povrchem a vzduchem, popř. mezi vzduchovými vrstvami Latentní teplo teplo, které se do vzduchu dostane při kondenzačních pochodech v atmosféře při vzniku nevelkého bouřkového oblaku se uvolní až 109 MJ

23 tlak je nejvyšší u zemského povrchu a s výškou klesá (nelineárně)
Tlak vzduchu - atmosféra Země má určitou hmotnost, která se projevuje tlakem na zemský povrch tlak je nejvyšší u zemského povrchu a s výškou klesá (nelineárně) fyzikální jednotkou tlaku vzduchu je Pascal [Pa], staršími jednotkami např. Torr nebo mm rtuťového sloupce pro účely meteorologie tlak v hPa normální tlak: 1013,3 hPa při teplotě 0 °C na 45 stupni zeměpisné šířky při hladině moře na každých 5,5 km výšky poklesne tlak o polovinu

24 tlak vzduchu je značně proměnná veličina
důvody nepravidelného kolísání: - nepravidelné ohřívání zemského povrchu - výměna teplejších (lehčích) vzduchových hmot za studenější (těžší) a opačně - možné nahromadění vzduchu v jedněch oblastech a odčerpání v jiných ke znázornění tlaku vzduchu na zemském povrchu se využívají izobary vzduchové částice mají tendenci pohybovat se z míst o vyšším tlaku do míst s tlakem nižším, toto proudění nazýváme vítr

25 ve vzduchu je vždy přítomna vodní pára
Vlhkost vzduchu ve vzduchu je vždy přítomna vodní pára atmosféra obsahuje si 0,001 % světových zásob vody charakteristické veličiny: absolutní vlhkost a [kg/m3] – hmotnost vodních par v kg v jednom krychlovém metru napětí (tlak vodních par) e [hPa] – parciální tlak vodní páry maximální absolutní vlhkost A [kg/m3] maximální tlak (napětí nasycení) E [hPa] relativní vlhkost r [%] – poměr e/E rosný bod – teplota, při níž vzduch dosahuje za daného tlaku stavu nasycení vodní parou a ta se začíná srážet

26 produkt kondenzace vodní páry v ovzduší, dopadající na zemský povrch
Atmosférické srážky Atmosférické srážky produkt kondenzace vodní páry v ovzduší, dopadající na zemský povrch dělíme je podle: skupenství - kapalné a tuhé původu - padající (déšť, mrholení, sníh) - usazené (rosa, jíní) - měříme množství spadlých srážek (v mm), intenzitu a dobu trvání, jako přístroj používáme srážkoměr či ombrograf

27 Sluneční svit, oblačnost, dohlednost
měříme dobu a intenzitu slunečního svitu pomocí heliografu Oblačnost pokrytí oblohy mraky určujeme druh oblaků, jejich výšku a jejich tah (odkud – kam) dále určujeme stupeň pokrytí oblohy (v osminách či desetinách) Dohlednost hodnotíme průzračnost atmosféry dohlednost zhoršují: mlha, kouřmo a zákal