sestaveno podle osnovy JAR-FCL Miloš Vencovský , leden 2008

Prezentace na téma: "sestaveno podle osnovy JAR-FCL Miloš Vencovský , leden 2008"— Transkript prezentace:

1 sestaveno podle osnovy JAR-FCL 1.125 Miloš Vencovský , leden 2008
Letecká meteorologie sestaveno podle osnovy JAR-FCL 1.125 Miloš Vencovský , leden 2008

2 Meteorologie fyzikální – základní poznatky, přístrojová technika, fyzika oblaků a srážek dynamická – spíše matematická, formulovaní a řešení rovnic popisujících statiku a dynamiku atmosféry synoptická – studuje procesy v makro měřítku na základě sběru meteorologických dat, tj. údajů o stavu a hodnotách meteorologických prvků. Zkoumá stav a vývoj tlakového pole, analyzuje vzduchové hmoty a rozhraní mezi nimi, identifikuje frontální rozhraní a poskytuje podklady k prognóze. Teoreticky vychází v současnosti z tzv. norské školy (začátek minulého století- Bjerknes) družicová - studuje oblačné systémy a jejich pohyb - družice využitelné v Evropě METEOSAT - MSG NOAA aplikace: zemědělská, lesnická, horská, námořní, mořská, letecká, plachtařská, lékařská, průmyslová, radiolokační, aplikovaná

3 Meteorologické prvky definují objektivní stav počasí v daném místě a v daném čase (7 hlavních prvků) tlak vzduchu teplota vzduchu vlhkost vzduchu směr a síla větru oblačnost dohlednost srážky vyjadřují se kvantifikovaně

4 Zemská atmosféra složení tzv. suché atm.: N (78), O(21),CO2,Ne,He,Kr,Xe, atd. do výšky 100km bez změny H2O – ve formě vodní páry do 10 km O3 - ozón soustředěn ve výšce cca 22 km charakteristický rys: pokles tlaku s výškou – barometrický stupeň u země 1hPa/8m v 5000m 1hPa/15m vertikální členění : troposféra 10-18km – teplota klesá cca 0.6°/100m stratosféra do výšek 20 až 25km teplota se nemění mezosféra do výšek 50 až 80km teplota klesá až na –80 st. termosféra do výšek 450km teplota vzrůstá na několi stovek stupňů nelze ji měřit klasickými teploměry lze ji vyjádřit jen kinetickou energií jednotlivých molekul exosféra do výšek 500 až 700 km jen ojedinělé molekuly atm. plynů členění s ohledem na koncentraci atm. iontů : neutrosféra do výšky 60 až 70km velmi malá koncentrace iontů-nevodivá ionosféra – elektricky vodivé vrstvy od 60 do 500km většina molekul je ionizována – plazmatický stav důsledku kosmického a slunečního záření vznikají kladně a záporně nabité částice - ionty polární záře – interakce korpuskulárního. záření s magnetickým. polem země vzniká hlavně v polárních krajinách při magnetických. bouřích a zvýšené sluneční činnosti - vznik světelných efektů

5 ozonosféra O3 – ozon vzniká v atmosféře v důsledku elektrostatických výbojů a koncentruje se ve výškách cca 10 až 50 km – zadržuje škodlivé sluneční UV záření její poškozování – oxidy dusíku - freony –halogenové uhlovodíky kjotský protokol Bali atmosférické ionty - v důsledku slunečního a kosmického záření některé molekuly vzduchu ztratí jeden elektron, který se posléze zachytí na jiné molekule: molekuly oslabené + molekuly posílené - vznikají shluky kladně a záporně nabité. Ty se mohou dále zachytit na aerosolových částicích a vznikají různě veliké kladně a záporně nabité částice - atmosférické ionty, které způsobují vodivost atmosféry

6 Tlak vzduchu síla, působící na jednotkovou plochu, vyvolaná tíhou vzduchového sloupce, sahajícího až k horní hranici atmosféry vyjadřuje se v Pa (pascalech) a v hPa (hektopascalech) 1hPa= 0.01Pa: 1Pa=100hPa 1Pa= 1N/m2 1N= síla udělující 1kg zrychlení 1m/sec2 (zemská gravitace 0.1kg) v minulosti v barech a jeho tisícinách – milibarech (mb) 1mb= 1hPa tlak s výškou klesá – barometrický gradient – je proměnlivý s výškou a teplotou 0-2km 9m/hPa, 2-4km 11m/hPa, 4-6km 14m/hPa, 6-8km 18m/hPa, 8-10km 22m/hPa pokles tlaku je závislý na teplotě vzduchu : studený vzduch-tlak klesá rychleji, je hustší teplý vzduch-tlak klesá pomaleji, je řidší měření tlaku: tlakoměr rtuťový- staniční , aneroid (Vidiho krabičky), barograf vlivy teploty na měření tlaku: oprava na 0° Hg , plyn ve Vidiho krabicích teplotní kompensace QFE - aktuální tlak v daném místě QNH - aktuální tlak v daném místě, redukovaný na hladinu moře redukce: k QFE se připočte tlakový rozdíl,daný výškou místa nad hladinou moře podle standartní atmosféry ICAO

7 Standartní atmosféra podle ICAO:vystihuje převládající poměry v atmosféře během celého roku a všech zeměpisných šířkách výška km teplota° tlak hPa tl.grad.m/1hPa 15 1013,2 2 794,9 9,2 4 -11 616,3 10,6 6 -24 471,6 13,8 8 -37 355,8 17,2 10 -50 264,2 21,8 10,769 tropopausa -55 234,5 12 193,4 28,2 14 141,4 38,5 16 103,3 52,6 18 75,3 80,0 20 55,21 100,1

8 Standartní atmosféra podle ICAO:vystihuje převládající poměry v atmosféře během celého roku a všech zeměpisných šířkách výška km teplota° tlak hPa tl.grad.m/1hPa 15 1013,2 2 794,9 9,2 4 -11 616,3 10,6 6 -24 471,6 13,8 8 -37 355,8 17,2 10 -50 264,2 21,8 10,769 tropopausa -55 234,5 12 193,4 28,2 14 141,4 38,5 16 103,3 52,6 18 75,3 80,0 20 55,21 100,1

9 Teplota vzduchu Zdroj teploty Slunce – záření viditelné, infra., ultra milimikronů (mm) viditelné mm Slunce 150milionů km – světlo letí 8minut dopadá jen energie průchod atmosférou – pohlcování, rozptyl (modrá obloha) odražení od zemského povrchu-vliv povrchu, úhlu dopadu a pod. albedo poměr energie odražené k celkové energie dopadající je různé s ohledem na povrch – oblačnost 8/8 ns- 80%, as 40%, ci 20% oteplování atmosféry od země, 4 způsoby molekulární výměna tepla v nepatrné výšce vzduchu nad povrchem- nepatrný podíl turbulentní výměna tepla v přízemní vrstvě (5-10m) neuspořádané víry, vznikající v závislosti na zvrásnění povrchu, síle větru, zvrstvení atmosféry konvekce – vznik konvektivních proudů dosahujících stovky až tisíce metrů radiace – krátkovlnné sluneční záření pohlcuje země – příjem tepelné energie zemský povrch pak vydává tuto energii ve formě dlouhovlnného záření to je pohlcováno vodními parami a CO do výšek 100 až 200m nad zemí suchý vzduch malé pohlcování – vlhký vzduch velké pohlcování měření teploty: staniční teplpměr, max-min teploměr, bimetal. teploměr, termograf denní chod : max. teplota kolem 14h míst. času min. teplota kolem 4h míst času stupnice teploměrná T(°C)=T(°K)-273, T(°C)=(T(°F)-32).5/9

10 Teplota vzduchu vertikální teplotní gradient – změna teploty na jednotku výšky (°/100m) je kladný, když teplota s výškou klesá, záporný, když roste adiabatický děj-pokles teploty plynu (vzduchu) v důsledku poklesu tlaku v tomto plynu v meteorologii-pokles teploty ve vystupující vzdušině (do nižšího tlaku) teplotní gradient suchoadiabatický- změna teploty v nenasycené vzdušině na 100m přibližně 1°C/100m teplotní gradient vlhkoadiabatický-změna teploty v nasycené vzdušině na 100m přibližně u země 0.6°C/100m nenasycená vzdušina - vzdušina, ve které je vlhkost přítomna v molekulární formě nasycená vzdušina - vzdušina, ve které je vlhkost přítomna ve viditelné formě - páry stabilita vzduchové hmoty - teplotní gradient je menší jak 1°C/100m instabilita vzduchové hmoty - teplotní gradient je větší nebo roven 1°C/100m radiace - ohřívání vzduchu v důsledku vyzařování do výšek 100 m způsobuje stabilizaci vzduchové hmoty v přízemní vrstvě advekce - nasouvání teplého či studeného vzduchu při zemi či ve výšce prouděním studená způsobuje v daném místě ochlazení teplá způsobuje v daném místě oteplení subsidence - stlačování vzduchové hmoty v tlakové výšce, způsobuje stabilizaci vzduchové hmoty ve výškách stovek metrů - subsidenční inverze konvergence – případně divergence týká se proudění – střetávání proudů vzduchu na polární frontě

11 Vlhkost vzduchu Voda ve formě vodní páry je v atmosféře všudypřítomná ročně se vypaří km3 rovnováha mezi výparem a srážkami spadlými na zem vypařování – vodní plochy asi km3, souše asi km3 zjednodušeně molekuly vody překonávají povrchové napětí a dostávají se do volné atm. čím vyšší teplota vody nebo povrchu a vzduchu, tím vyšší výpar výpar se zastaví: počet molekul vyletujících, se rovná počtu, které se vratí rovnováha závisí na energii molekul vzduchu, ta je odvislá na jeho teplotě dochází k maximálnímu nasycení vzduchu vodními parami určení množství vodní páry ve vzduchu – několik způsobů napětí vodních par- parciální tlak celkového tlaku vyjádřený v hPa maximální nasycení E: -10°-3 , 0°-6, 10°- 12, 20°-23, 30°- 42 tabulky maximálního nasycení pro měnící se teplotu absolutní vlhkost- množství vodní páry (vody) v 1 m3 vyjádřené v gramech maximální nasycení A: -10°-2 , 0°-5, 10°- 9, 20°-17, 30°- 30 momentální nasycení- množství vodní páry v okamžiku měření vlhkosti e- vyjádřené napětím vodních par a-vyjádřené absolutní míře relativní vlhkost(%) f= e/E nebo f= a/A.100 specifická vlhkost poměr vodní páry v gr v 1 kg vzduchu rosný bod- teplota, na kterou se musí vzduch, obsahující vodní páry ochladit, aby došlo k maximálnímu nasycení – vyloučení vodní páry ve viditelné formě

12

13 Vlhkost vzduchu vlhkoměry – přístroje k měření vlhkosti
na meteostanicích Augustův nebo Asmanův aspirační psychrometr dva teploměry : suchý vlhký- psychrometrická diference – tabulky blanový nebo vlasový vlhkoměr blana nebo vlas živočišného původu kondenzace vodních par- musí dojít k maximálnímu nasycení a k malému přesycení přechod vody z plynné fáze do kapalné ve volné atmosféře je nutná přítomnost tzv. kondenzačních jader kdyby kon. jádra nebyla, muselo by dojít pro kondenzaci k velkému přesycení vzduchu kondenzační jádra antropogenního původu – spalovací procesy krystalizační - ledové částice v oblacích pomáhají ke vzniku tuhé fáze (sníh, kroupy) v přechlazené tekuté fázi hydroskopické krystalky mořské soli, dostávající se do atm. rozstřikováním mořské pěny-dnes velký význam aerosoly- mechanické částice (písek prach a pod) molekuly CO hydroskopické částice rozdělení kon. jader podle velikosti – jádra Aitkenova průměr menší jak mm velká menší jak mm obří větší jak mm

14 Srážky Srážky kapalné: déšť slabý-.5mm/hod- kapičky o prům. 0.25mm v 1.m3 asi 1250 silný-10.mm/hod mm 1m mrholení pod .5mm/hod menší jak 0.2mm Srážky pevné: sněhové krupky- zrnka 2-5mm- nejsou pevná- vyskytují se při 0° ledové krupky- zrnka ledu 5mm jsou pevná průsvitná kroupy- průsvitný led se strukturou cibule 5 až 50mm zmrzlá mlha- drobné ledové krystalky při teplotách –20°až -30° sníh- krystalky uspořádané do vloček vznikají při teplotách -5° námraza – jinovatka – krystalický nános vzniklý přímo sublimací na chladných tělesech zrnitá námraza – neprůhledný let zrnité struktury- vzniká usazováním přechlazených kapek, které na tělesech mrznou spolu se sněhovými vločkami ledovka- průsvitný sklovitý nános- vodní kapičky se rozlévají na tělese, prochlazeném pod bod mrazu vlivy na let -váha,zvětšení odporu, zmenšení vztlaku, zvýšení pádové ¨ rychlosti,zmenšení účinnosti vrtule (vibrace), zmenšení výhledu z kabiny, celkové vibrace letounu, vysazení přístrojů , zapojených na Pitotovu trubici, omezení pohybu řídícími plochami, zamrzání karburátoru měření srážek – mm/m2 – ombrometry- srážkoměry

15 Vítr tlakové útvary, vznik:- kombinovaný účinek teplotních a dynamických příčin zjednodušeně v oblasti ohřátí části atm. a jejího výstupu -- vznik tlakové níže v oblasti ochlazování atm.dochází k jejímu sestupu – vznik tlakové výše tlaková níže -- prohnutí izobarických ploch směrem dolů tlaková výše -- prohnutí izobarických ploch směrem nahoru vítr-- pohyb vzduchových částic z míst vyššího tlaku do míst nižšího tlaku v důsledku síly horizontální tlakového gradientu Coriolisova síla – uchylující síla zemské rotace na pólech maximální na rovníku min. stáčí pohybující se částici vzduchu doprava na severní polokouli doleva na jižní polokouli proudění ve volné atmosféře zachovává stav rovnováhy mezi sílou tl. grad. a sílou Cor. důsledek : směr proudění se stáčí do směru izobar vítr geostrofický – neuvažuje se tření o zemský povrch – teor. stav pro přímé izobary -- síla tlak. gradientu a síla Coriolisova jsou v rovnováze vítr gradientový -- neuvažuje se tření o zemský povrch -- vítr geostrofický a odstředivá síla v důsledku zakřivení izobar Buys-Ballotův zákon : postavíme-li se na sev. polokouli tak, aby nám vítr vál do zad je oblast nižšího tlaku vlevo vpředu, oblast vyššího tlaku vpravo vzadu holandský meteorolog v roce 1860

16

17

18

19

20

21 Vítr všeobecná cirkulace v troposféře -- vytvářející příčina- přirozené rozdělení teploty pasáty a antipasáty, cirkulace mezi mírným a subtropickým pásem polární fronta cirkulace mezi mírným pásem a polárními oblastmi - arktická fronta měření rychlosti a směru větru - přístroje anemometry ruční staniční : okamžitá rychlost větru a jeho nárazy ( m/sec, knot/sec ) průměrná rychlost větru (m/sec , knot/sec ) okamžitý směr větru (azimut směru ve ° odkud vítr fouká ) N=od severu , S=od jihu, W=od západu, E=od východu NE=od severovýchodu, NW=od severozápadu, SE=od jihovýchodu, SW=od jihozápadu Beaufortova stupnice 12 stupňů: bezvětří,vánek,slabý vítr, mírný vítr,dosti čerstvý vítr, čerstvý vítr, silný vítr,prudký vítr bouřlivý vítr,vichřice, silná vichřice, mohutná vichřice, orkán více jak 30

22

23 Vítr směr větru v tlakových útvarech
v oblasti tlakové níže (TN) směr proudu proti směru otáčení ručiček hodinových v oblasti tlakové výše (TV) ve směru otáčení ručiček hodinových vliv tření větrného proudu na jeho směr – záleží na členitosti terénu v oblasti TN - v přízemní vrstvě (1000hPa) vítr se stáčí ke středu TN konvergence vznik výstupných proudů, které se výšce rozbíhají v oblasti TV vítr se stáčí ven od středu TV – divergence vznik sestupných proudů v vyšších vrstev turbulence - zdroj-orografické překážky závětří a jejich vliv- turbulentní vrstva vznik vírů a rotorů při turbulentním proudění při uvolňování přehřátého vzduchu při příchodu studené fronty „hůlava“ nárazovitost – změny rychlosti o více jak 5m/sec - příčiny: turbulentní situace a vývoj větších konvektivních systémů místní vítr - rozsah vymezený působením místních podmínek – místní cirkulací vánek jezerní, mořský pevninský, pobřežní v let. období ve dne směrem od vodní hladiny na pevninu a v noci naopak mistral - v údolí Rhony při sev až sevzáp. proudění 80 až 120km/h - zesílení tryskovým efektem údolí Rhony, které má též směr severojižní bora v Dalmacii – studený vítr směřující od hor k pobřeží scirocco – teplý vítr ze Sahary směrem k severu – nad mořem vlhne v Italii vlhko a déšt jugo – tropický vítr podobně jako scirocco ze Stř. moře do vnitrozemí Jugoslavie

24 Oblačnost oblak – prostor, kde došlo k vyloučení vodní páry ve viditelné formě – kondenzaci podmínky: více jak 100% relat. vlhkosti-o něco více než je maximáln nasycení adiabatický výstup, míšení vzduchových hmot, radiace, advekce kondenzace – nutnost přítomnosti kondenzačních jader ( mm) spalovací pochody sole z tříště mořských vln zrnka prachu ledové částečky- ledové oblaky měření množství oblačnosti - jen odhadem a to v osminách- kruhová výseč o úhlu 45° 1/8 jasno, 2/8 skoro jasno, 3/8 malá oblačnost, 4/8 polojasno 5/8 oblačno 6/8 oblačno 7/8 skoro zataženo 8/8 zataženo

25 Oblačnost klasifikace oblaků – 10 druhů oblaků - dříve 10 rodů - odrůdy druhů druhy odrůdy ci-cirrus filosus-vláknitý, uncinus-háčkovitý, spisatus-hustý, radiatus-paprskovitý, vertebratus-žebrovitý, undulatus-zvlněný cs-cirrostratus nebulosus-mlžný, filosus-vláknitý cc-cirrocumulus stratiformis-vrstevnatý, lenticularis-čočkovitý, floccus- ac-altocumulus lenticilaris-čočkovitý, castelanus-cimbuřovitý, floccus-vločkovitý as-altostratus translucidus-průsvitný, opacus-temný, radiatus-paprskovitý st-stratus stratiformis-vrstevnatý, fractus-roztrhaný sc-stratocumulus castelatus-cimbuřovitý, stratiformis-vrstevnatý, opacus-temný mamatus – ve tvaru vemen visících k zemi nb-nimbostratus praecipitacio – srážkové pruhy od mraku až k zemi virga – srážkové pruhy nedosahující na zem cu-cumulus humilis-nízký, plochý, mediocris-střední, congestus-věžovitý cb-cumulonimbus incus-kovadlinovitý, calvus-lysý, capilatus-vlasatý vrcholné stadium konvekce, nebezpečný pro létání-zpráva SIGMET elektrostatické výboje- indukce ze vzájemných srážek a tříštění vodních kapek a led. krystalů při jejich transportu nahoru a dolů dvě centra nábojů opačné polarity kladné nahoře, záporné ve středu jedno menší kladné v základně el. gradient 10-20kV/m

26

27

28

29

30

31 Oblačnost orografická oblačnost - vzniká v důsledku proudění přes terénní překážky-vyvýšeniny na návětrné straně mohutnější – zde více srážek oblak fénový - lemují horské hřebeny na závětrné straně mizí - fénová zeď oblačná čepice pileus oblačná čepice na vrcholech cu a cu cong oblak vlajkový- při silném větru za horským hřebenem-důsledek aerodynamického úplavu- vysokohorský oblak Alpy a pod. u nás za Milešovkou oblak vlnový - horská vlna za překážkou nebo i nad překážkou ac lent. oblak rotorový- cu-frakt. související se vznikem horské (dlouhé) vlny vrstevnatá oblačnost - rozsáhlá vrstva horizontální struktury cs,as,st kupovitá oblačnost – všechny druhy oblaků s výraznou kupovitou morfologií cc,ac,sc,cu,cb létání v různých typech oblačnosti - je v ČR zakázáno nebezpečí destrukce letadla při letu v cb a cu cong. možnost námrazy – vždy za podmínek záporných teplot možnost ztráty kontroly nad letounem – přístrojové vybavení

32 Konvekce konvekce – proudění uvnitř tekutiny – v meteorologii uvnitř atmosféry, vytvářející vzestupné a je kompenzující sestupné proudy termická- příčina termická ( vztlak teplejšího (lehčího) izolovaného objemu vzduchu (bubliny) termín konvekce převážně jen v této spojitosti vynucená- obtékání terénních překážek, různorodá drsnost povrchu apod. konvektivní oblačnost – cu hum.,cu med.,cu cong., cb určení – odhad tvorby kon. oblačnosti z aerologických měření – výstupů stavová křivka, křivka teploty rosného bodu, čára adiabat. změny teploty ros. bodu-stejné specifické vlhkosti ( 0.2°/100m ) čára „suché“ ( 1.0°/100m ) adiabáty čára „vlhké“ ( 0.6°/100m ) adiabáty konvektivní teplota a výška základny konvekce výška konvektivního mraku a průběh stavové křivky podmínky pro vznik cu cong. a cb – Faustův index cape index organizace aerologických měření v ČR Praha - Prostějov :0h, 6h, 12h, 18h UTC radiosonda nesená balonem- každé 2 vteřiny údaje: teplota,teplota rosného bodu, tlak radiotheodolit-určuje přesný směr k radiosondě a známe-li rychlost výstupu -určení trajektorie radiosondy odtud směr a síla větru ve výšce až do 10km

33 Aerologie

34 Aerologie

35

36

37

38 Dohlednost Dohlednost - vzdálenost v km, na kterou je možno rozeznat předměty v našem okolí omezuje ji přímé projevy počasí déšť, sníh, vodní aerosol jevy antropogenní – průmyslové kouřmo, kouř ze spalin a pod. příčiny omezující dohlednost: mlha - směs drobných kapiček dohlednost omezena pod 1km mlha radiační mlha advekční kouřmo - směs hydroskopických částic na nichž došlo ke kondenzaci dohlenost 1 až 2 km zákal – většinou prachové částice, neviditelné pouhým okem dávají atmosféře opalescentní zakalení- vzdálené předměty se jeví s žlutým až oranžovým nádechem tmavé předměty jsou šedivé dohlednost nad 2km v letecké meteorologii VIS- visibility - dohlednost RVR-runway visual range - dráhová dohlednost

39 Vzduchové hmoty vzduchová oblast v troposféře v rozloze velkých částí moří či pevnin má v kterémkoli místě zhruba stejné vlastnosti, které odpovídají místu vzniku -- teplota, vlhkost a vertikální teplotní zvrstvení – gradient vzduchová hmota instabilní- gradient větší jak 1° dostatečná vlhkost -- konvekce vzduchová hmota stabilní - gradient menší jak 1° dostatečná vlhkost – mlhy pro počasí v Evropě ovlivňuje : arktická vzduchová hmota suchá kA vlhká mA polární vzduchová hmota suchá kP vlhká mP tropická vzduchová hmota suchá kT vlhká mT transformace vzduchových hmot kA a mA jsou stabilní vzd. hmoty - přemístěním k jihu se labilizují- gradient vrůstá kT a mT jsou labilní vzd. hmoty -přemístěním k severu se stabilizují-gradient klesá mP v létě je chladná a instabilní -- ve stř. Evropě působí ochlazení --bohatá kovekce mP v zimě je relativně teplejší jak kontinent -- přináší oblevu -- původně je instabilní kP v létě přináší do stř. Evropy oteplení je instabilní, ale postupně se stabilizuje kP v zimě přináší do stř. Evropy ochlazení je stabilní přemísťování vzduch hmot v důsledku utváření tlakového pole situace anticyklonální – uvnitř rozsáhlé TV malá konvekce nebo bezoblačno situace cyklonální – rozsáhlá oblačnost převážně vrstevnatá „špatné počasí“ situace západní, severní, východní, jižní

40

41 Fronty rozdělení : fronty hlavní-- arktická odděluje arktický vzduch od polárního polární odděluje polární vzduch od tropického tropická odděluje tropický vzduch od rovníkového cirkumpolární proudění na severní polokouli – poloha jednotlivých front polární fronta dominuje v Evropě styk teplého proudu od SW se studeným od NE je patrná již od mexického zálivu a táhne se napříč Atlantikem do Evropy teorie o vzniku cyklon – poruch na frontálních rozhraních- první Bjerknes-teorie vlnová- synoptická praxe norské školy- dnes řada teorií:vírová,konvekční,termická .. na styčné ploše obou proudů vznikají zálivy – teplý vzduch vyklouzává nad studený studený se tlačí do teplého-přírodní zákon o obnově rovnéváhy studená fronta a její vývoj typická oblačnost před příchodem fronty a na ní počasí na studené frontě studená fronta 1. a 2. typu teplá fronta a její vývoj typická oblačnost před příchodem fronty a na ní počasí na teplé frontě okludovaná fronta okluze studená a teplá počasí v teplém a studeném sektoru stacionární fronta vzduchové hmoty se pohybují horizontálně proti sobě a nemění svoji polohu– příčina: dynamický účinek dvou tlakových útvarů reálná stacionární fronta je vždy jen nanejvýš kvazistacionární

42

43

44

45

46 Námraza tři druhy námrazy
jinovatka-- krystalický nános, vznikající přímo sublimací na chladných tělesech může být nebezpečná pro výhled z kabiny nebo jako podklad pro vznik námrazy zrnité či ledovky vzniká při rychlém sestupu z chladného prostředí do teplejšího a vlhkého zrnitá námraza -- zrnitá a houbovitá struktura-- obsahuje i sníh a ledové krystaly ledovka místy až průhledný ledový povlak – vzniká tak, že vodní kapičky se rozlévají a mrznou. místa výskytu – všude za přítomnosti přechlazených vodních kapek a při záporných teplotách v rozsahu 0 až 5°, v oblacích cu cong a cb v místech kde se oblak ještě nemění v ledový nejčastěji v oblacích teplých front v zimním období vlivy na letoun: zvětšení váhy, zvětšení odporu, zmenšení vztlaku, zvýšení pádové rychlosti, zmenšení účinnosti vrtule, zamezení výhledu z kabiny, vibrace vrtule i celého letounu, vysazení přístrojů, zapojených na pitot. tribici zamrzání sacího potrubí u nepředehřívaných karburátorů

47 Bouřky rozdělení -- bouřky frontální - na studené frontě nebo studené okluzi - na teplé frontě jen vyjímečně - podmínkou labilita atm., výstupné pohyby v oblasti čáry fronty radiační ochlazení horních vrstev atm. bouřky nefrontální - uvnitř vzduchové hmoty- podmínkou labilita vzduch. bouřky konvekční (z tepla) – příčinou je termická konvekce, přerůstající za instability horních částí troposféry do mraků cu cong., cb bouřky orografické - zesílení konvekce vlivem orografie - nasluněné svahy -výstupné proudění na návětří -zvýšená mechanická turbulence – spontální konvekce - zvýšená vlhkost - konvergence horských a údolních větrů podmínky pro vznik bouřek - instabilita atm. pro suchoadiabatický i vlhkoadiabatický pokles teploty ve vystupující vzdušině aerologický výstup a Faustův index CAPE index nebezpečí pro let - na okraji a v blízkosti - mocná turbulence - hůlavové jevy uvnitř silné klesavé a stoupavé proudy - silné srážky- krupobití

48 Bouřky Elektřina klid. ovzduší - atm. je slabě vodivá v důsledku přítomnosti atmosférických iontů - aeroionty - kladně a záporně nabité částice,které v důsledku kosm. záření - ionizaci ztratily jeden elektron nebo zachytily jeden elektron volný Elektrická vodivost vzd.- úměrná hustotě iontů- hustota vzrůstá s výškou exponeciálně při zemi malá, v 18km 2x větší, v 50km- vzduch je již vodič Elektřina bouřková -vzniká v důsledku indukce při srážkách a tříštění vodních kapek nárazů led. krystal. i mechanických částic – prach písečných bouří při výstupných a sestupných pohybech mrak cu cong, cb - oblast, kde se dějí tyto děje - v důsledku toho vznikají zde obvykle + centrum v horní části mraku - led. tříšť při styku s led. částicemi - centrum, ležící níže malé + centrum v základně vzniká napětí mezi mrakem a zemí s gradientem 10-20kV/1m odtud výboj- blesk blesk - čárový, plošný (mezi mraky bez hřmění), perlový (světelné koule navlečené na blesk- při rozpadu silné hřmění), kulový (velmi zřídka a dosud neznámá etiologie, Eliášův oheň (na vrcholech převyšujících předmětů, u letadla- konce vrt. listů, hrany křídel a kormidel) účinky blesku – letadlo se za letu nabíjí (výf. plyny, styk s kondenzačními produkty kovová letadla chráněna více než nekovová, zásah bleskem – radiostanice roztavení závěsů korm. spálení tuku v ložiskách, uzemnění navijáku! možnost destrukce letadla a ohrožení posádky !!!

49

50 Létání nad hornatými oblastmi
Všeobecně - míra nebezpečnosti je nepřímo úměrná výšce letu nad terénem turbulence orografická (mechanická) - závětří terénních překážek při silném proudění - střih větru v přízemní vrstvě v důsledku tření - údolní větry a jejich zesílení - Bernuliho rovnice - Mistral v údolí Rhony orografické bouřky - mechanické příčiny vzniku tzv. spontální konvekce při instabilitě a velké vlhkosti vzduchové hmoty laminární proudění přes terénní překážku-slabý vítr (0-5m) - slabé stoupání na návětr. straně hřebenu - bez turbulence v závětří vírové proudění přes terénní překážku- silnější vítr (5-10m) - dobré stoupání před i těsně za hřebenem - závětrný vír zvyšuje vliv hřebene - malá nárazovitost vlnové proudění - vlna za překážkou- horským hřebenem o převýšení h podmínky: stabilní zvrstvení bez inverze o mocnosti proudu více jak 4h za hřebenem vznik aktivní turbulentní vrstvy ATV o mocnosti cca 4h vznik vírů - rotorů, postupujících po větru a zůstávajících ve vzdál.cca 10h dvě patra rotorů - v místě rotorů spodního patra nad ATV tvorba ac len rotory - velmi nebezpečné místo pro let- silné stoupání a klesání na malém prostoru charakteristická oblačnost – stacionární tvorba cu frakt rotorové proudění – inverze „sleze“ níže jak 4h – důsledek: rotor za překážkou ve vzdálenosti méně jak 5h i méně – postupně dále chaotický vývoj složená konvekce v letních měsících ráno a večer vlna přes den termická konvekce konvektivní narušení homogenity proudící vrstvy

51

52

53

54

55 Klimatologie nauka o podnebí a studující dlouhodobé projevy počasí v jistém územním regionu klimatologie je označována jako regionální meteorologie rozdělení podle měřítka územního rozsahu makroklimatologie – velký plošný rozsah – kontinenty, oceány podneb. pásy a pod mezoklimatologie – rozsah státních území a pod mikroklimatologie – rozsah měst, ulic, půdních porostů a pod. účel - studium utváření podnebí na planetě Zemi v současnosti i v geologické minulosti- paleoklimatologie - popis a objasnění podnebí v regionech různých velikostí ( kontinent, země, město,místo) - klasifikace podnebí - vymezování klimatických oblastí - klimatická rajonizace podnebí s ohledem na cirkumpolární proudění a na mořské proudy podnebí v Evropě - vliv Golfského proudu - mírné klima Evropy (50° v jižní Kanadě !) - podnebí střední a západní Evropa -- léto chladné a vlhké - zima mírná - podnebí kontinentální východní Evropa –léto suché horké - zima drsná

56

57 Měření výšek nastavení tlaku na výškoměru s hlediska leteckého provozu
bezpečnost mimoletištních letů – lety v letových hladinách jednotná výška letadel v jisté výškové zóně zóna G (1000ft AGL) barometrická výška – odvozena na základě klesajícího tlaku s výškou podle modelu atm. hustotní výška – odvozena na základě klesající hustoty vzduchu s výškou podle modelu atm. model tzv. standartní atmosféry v letectví standartní atmosféra STA - ICAO (1952) je celosvětově použit pro cejch. letec. výškoměrů a pro aerodynam. zkoušky letadel, raket a pod a vystihuje převládající poměry v zemské atmosféře bez ohledu na zem. šířku – nulová výška je na hladině moře kde je: t=15°C, tl=1013,25 hPa, hust.1,225kg/m3, zrych.9,806m/sec2,t.grad.0,65°C/100m ve výšce m: t= –56°C, tl=226,32 hPa, hust.0,363kg/m3, zrych.9,777m/sec2, t.grad výška nad letištěm-- nastavení výškoměru QFE – na aktuální tlak v místě letiště výška nadmořská -- nastavení výškoměru QNH – na přepočítaný tlak na hladině moře QFE+tlakové vyjádření nadmořské výšky podle STA převodní výška – v ČR 5000ft výška QNH ve které se nastavuje tlak hPa převodní hladina – výšková hladina (v daném případě 050) buď rovná převodní výšce nebo nejblíže vyšší (060), když by nastavení 1013 vedlo k letu v nižšší výšce než je výška převodní

58 Historie meteorologie 1
Historie meteorologie 1. OBDOBÍ od začátku organizace povětrnostní služby do počátku kresby synoptických map v Čechách tzv. Klementinská řada od roku 1754 systematicky od 1771na pražské univerzitě v Brně Georg Mendel v letech naléhavost shromažďování a výměny meteo-dat po roce 1854 po zániku anglo-francouzkého loďstva na Černém moři v důsledku „balaklavská“ vichřice- „krymská válka“. Výměna a systematické shromažďování ve střední Evropě po roce Koncem 19.století již první synoptické mapy Bergenská škola V.Bjerknes a jeho teorie cyklon -v období 1.svět. války výměna přerušena. 2. OBDOBÍ základem předpovědí synoptická analýza tlakového pole a frontálních ploch a rozvoj budování meteorologických datových sítí OBDOBÍ rutinní používání synoptických map - výzkum cirkumpolárního proudění a počátek rozvoj aerologie - numerické meteorologie vznik WMO Světové meteorologické organizace 4. OBDOBÍ zdokonalování matematických modelů využívajících nesmírné objemy dat včetně aerologických výstupů. Budování celosvětových a kontinentálních meteo- sítí EUMETNET

59 Meteorologická organizace
Počasí hraje důležitou roli v mnoha směrech lidské činnosti. Úkolem meteorologie je, co nejvíce poznat zákonitosti meteorologických jevů a využít je k zdokonalení těchto činností hlavně na základě předpovědi počasí. meteorologie:horská,kosmická,lékařská,lesnická,letecká,mořská,námořní,plachtařská,průmyslová radarová,radiolokační,synoptická, technická, tropická, zemědělská Poznávání meteorologických zákonitostí, vedoucí k předpovědím pro jisté místo a čas je možné jen na základě shromáždění a analýzy údajů hlavně o stavu meteorologických prvků. velkého územního rozsahu. WMO world Meteorological Organization Vznik dohoda o vzniku Washingtonu -původně 22 dnes 188 států -sídlo Geneva dříve IMO (1873) nejvyšší orgán Kongres - každé 4 roky - plánování rozvoje meteorologie ve všech složkách 9 technických komisí: komise pro základní systém přístroje a metody pozorování hydrologii studium atmosféry leteckou meteorologii zemědělskou meteorologi klimatologii oceanografickou a námořní meteorologii 6 regionálních asociací: Afrika,Asie,již. Amerika,sever. Amerika, jizápadní Pacifik,Evropa regionální centra, národní centra

60 Meteorologické informace národní centra jsou zřízena ve všech členských státech - v ČR ČHMÚ a mají za povinnost v první řadě Sběr, přenos a zpracování meteorolog. údajů Národní centra organizují svoji činnost v souladu dispozic WMO výstavba staničních sítí – sběr prvotních meteorologických údajů – tj. meteo. prvků zřizování meteorologických center budování a provoz systému pro výměnu meteorologických informací zavádění standartizace meteorologických pozorování aplikaci meteorologie zejména v letectví, námořní plavbě, zemědělství, vodního hosp rozvoj družicové meteorologie výzkum a výchovu odborníku v meteorologii ČSR – jedním ze zakládajících členů (původně jen 22) – dohoda o vzniku Washington ratifikace od roku 1961 je slaven jako Mezinárodní meteorologický den

61 Meteorologické organizace WMO - WWW World Weather Watch (výstavba počátek 1968) výkonná složka WMO účel: koordinovat národní meteo - prostředky každého členského státu WMO za účelem zabezpečení funkčnosti GOS - globální observační systém RCF - radiová frekvenční koordinace GDPFS - struktura globálních dat zpracovávaných předpovědním systémem IMPO - Instrumenty a metody pro observační programy TCP - tropický cyklonový program OIS - operační informační servis

62

63

64 Meteorologická organizace
V ČR je vybudována v rámci ČHMU profesionální staniční síť (OPSS)- služeben jsou to meteorologické stanice (18) - profesionální obsazení v nepřetržitém provozu observatoře (7) – profesionální osazení nepřetržitý nebo dvousměnný provoz letecké meteorologické stanice (7) – prof. obsazení nepřetržitý provoz některé spravuje MD některé spravuje MNO synoptické termíny – celosvětově určené okamžiky sběru dat hlavní 0,6,12,18 UTC vedlejší 3,9,15,21 UTC na aerologických stanicích(v ČR Libuš 0,6,12,18, Prostějov 0,12 ) předpovědní služba – dnes řada internetových server dostupnost celodenní – aktualizace cca 1/2 hod. po syn. termínu armáda - synoptické centrum

65

66 Meteorolog. analýzy a předpovědi
synoptická analýza – mapa jistého území s vyznačenými hodnotami meteorolog. prvků v bodech staniční sítě – „pavoučci“ používané symboly a znaky výše, níže, bouřka, dešť, sníh, dešťová přeháňka, sněhová přeháňka, mlha, mrznoucí mlha, mrznoucí déšť, st. fronta, tep. fronta, okluze předpovědní mapy: dnes k dosažení na mnoha meteorolog. internetových serverech vynikají v synoptických centrech na obřích počítačích obvykle je to družicový snímek doplněný analýzou tlakového pole ČMHÚ: Wetterzentrale: USAF:

67

68

69 Meteorologické informace
meteorologické zprávy a informace – pro leteckou činnost -- značné množství písemné – dnes zveřejňované na odborných internetových serverech ČHMU, ŘLP,Skyfly a na let. s meteorologickým zajištěním (Ruzyně,Tuřany) METAR (Meteorological Aviation Report) kodovaný stav počasí na stanicích meteorolog. sítě každých 30 min LKKV Z G10KT 6000 STC 030 BKN06 PROB TEMPO 80 LKPR Z VRB06KT CAVOK 20/15 Q1021 NOSIG LKPR Z 00000KT 0100 R24/0300D R31/1500N FG FEF004 BKN /09 Q1015 TEMPO 0700 FG zkratky : VRB(variabl), G(nárazy), KT(knots), BKN(broken zataženo), STC(cu strat) TEMPO(dočasná změna), PROB(pravděpodobnost),VRB(variable) CAVOK(dohled. a oblač. lepší než předepsané podmínky k letu tep.20/15) NOSIG(bez význačné změny) FEF (1-2/8 oblačnosti 400 stop), FG (mlha), Q (QNH) stovky zkratek anglických výrazů

70 Meteorologické informace TAF (Terminal aerodrome forecast) –letištní předp. ve zkrácené formě každých 30min stejná kódování jako v Metar GAFOR(General aviation forecast) všeobecná letecká předpověď kódování stejné začíná označením stanice,dobu předpovědi, předpověď s ohledem na letecky významné jevy a uzemí na které se předpověď vztahuje SIGMET (Significant meteorological phenomena) zpráva o nebezpeč. meteo-jevech výstraha na bouřky, hůlavy, krupobití, turbulenci, námrazu a pod vydává se nepravidelně a má platnost max. 4hod. SPECI mimořádná zpráva zařazená mezi pravidelné termíny METAR pokud některý z údajů v METARu překračuje zde uvedený limit

71 Meteorologické informace
zprávy pro leteckou činnost šířená radiem VOLMET – každých 30 min frek. 125,525MHz v ČR 128,6MHz v Evropě anglicky zpráva o počasí na vybraných letištích ATIS (Automatic terminal information service)nepřetržitě obnova každých 30 min anglicky zpráva o stavu počasí na letišti v ČR letiště Ruzyně frek. 122,15MHz Telefonické informace Kbely věž Ruzyně věž , Internet

72 Družicová meteorologie
meteorologické družice – rozdělení podle oběžné dráhy :stacionární, polární úkol: -- obrazy oblačnosti pomocí televizní kamery nebo radiometru -- visible, infra -- zjišťování vertikálních teplotních profilů, vodní páry v atm. a ozónu -- předávání dat z automatických meteorologických bójí a oceánu do met. center využití: analýza počasí a předpověď (dynamika meteorologických jevů) družice geosynchronní – geostacionární: výška cca km oběžná doba 24h výhody: každých 30min dává obraz oblačnosti nad stejným místem nevýhody: oblasti s vysokými zem. šířkami – značné skreslení První družice v roce 1966 ATS, pak DODGE,SMS,GOES,GMS dnes METEOSAT: patří západoevropské mezivládní organizaci EUMETSAT 36000km, 24h, nadir-Guinejský záliv,320kg, rovina dráhy - rovník MSG 12 kanál. radiometr– elevace optiky: VIS,IR,WV(absorpce vodní parou) v nadiru rozlišení pro VIS 2,5km pro IR a WV 5km rotace: 100/min -- celý disk země snímá 15min od S k N ČR snímek v každé 12min – je 8min starý vzhledem času zveřejnění. data předávána do Usingenu pro předzpracování odtud do Darmstadtu a pak zpět na komunikační družici pak družice vysílá obraz koncovým uživatelům digitální přenos HRI pro PDUS (primary data users station) – je kódován analogový přenos WEFAX pro SDUS silně ovlivněn přenosem ČHMÚ přijímá HRI, ale podle smlouvy nemůže být použit pro TV proto na Internetu a v TV jen data WEFAX

73

74

75

76

77

78

79

80

81

82 Družicová meteorologie
Družice polární: sklon kruhové dráhy cca 81 až 103°, výška km , min první experimet. družice 1959 VANGUARD2, pak TIROS,KOSMOS,NIBUS,METEOR dnes NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) družice NOAA15,16,17 dráha sklon 98°- výška km, oběžná doba 100min dráha heliosynchronní (na jistou zem. šířkou ve stejném čase), posun dráhy na rovníku cca 25,5° (3000km) směrem na západ za 1 den družice obkrouží zemi 14,4 krát stejné místo je snímáno 2x za den – 2družice => 4x za den aparatura AVHRR (Advanced Very Hight Resolution Radiometer) 5 kanálů: červená oblast spektra,blízké infra. infra,tep. zář.1, tep. zář.2 geometrické rozlišení v nadiru 1x1km na okraji 2,5x5km 3000km pás přenos pro pozem. stan. HRPT- nutnost natáčecí anténa (1,7GHz) ATP - všesměrová anténa (pásmo 137MHz) signál se nijak neupravuje a neomezuje je nutné přijímací zařízení je možný i amatérský příjem – prý stavba dekodéru a antény 5000 Kč dnes v provozu 2 družice – jejich roviny svírají úhel 90° NOAA15 je sledovatelná ve stř. Evropě ráno a večer NOAA po poledni a po půlnoci celý systém se neustále zdokonaluje výhody družic NOAA velká rozlišitelnost nevýhody: není možno sledovat dynamiku oblačných systémů

83

84

85 Družicová meteorologie
Družice NOAA dnes 2 družice – roviny svírají 90° libovolné místo je zobrazeno 4x za 24 hodin 5 kanálů se spektrálními rozsahy 0.5 – 12.5 mím 1. a viditelný rozsah blíží se černo-bílé foto 3A zobrazuje sníh a led tmavě 3B zachycuje odražené sluneční záření – vysoká oblačnost bíle snímá pouze tepelnou energii nejchladnější bíle nejteplejší šedě tmavě v denních hodinách vodní plochy - tmavě modře až černě terén bez oblačnosti a sněhu – zeleně tmavozeleně až hnědě sníh nízká a střední oblačnost - odstíny žluté hustá vertikální oblačnost – bíle až modrobíle řídká vysoká oblačnost – světle modře

86