ZÁKLADNÍ METEOROLOGICKÉ PRVKY
Sluneční záření
Sluneční záření je hlavní zdroj energie na Zemi. Množství dopadajícího slunečního záření na povrch Země je hlavní příčinou vzniku podnebných pásů.
Množství slunečního záření, které dopadlo na horní hranici atmosféry se nazývá solární konstanta.
Při průchodu slunečního záření atmosférou dochází k tzv. atmosférické extinci - pohlcování, odrazu a rozptylu slunečních paprsků v atmosféře. Hlavní složky atmosféry na kterých dochází k pohlcování záření jsou: ozon, kyslík, oxid uhličitý a vodní pára.
Povrch Země pohlcující krátkovlnné sluneční záření se ohřívá a vyzařováním dlouhovlnného záření pak dochází k jeho ochlazování. Energie, která se ztrácí z povrchu je částečně pohlcena atmosférou. Zahřátá atmosféra se stává zdrojem zpětného záření ovzduší, které dopadá zpět na zemský povrch.
Radiační bilance záření Země udává rozdíl mezi příjmem a výdejem záření.Délku trvání slunečního záření měříme slunoměrem-heliografem.
- obrázek znázorňuje heliograf
Atmosférický (barometrický) tlak
Tlak definujeme jako sílu působící kolmo na rovinnou plochu. Atmosférický tlak, je tlak atmosféry na všechna tělesa v ovzduší i na zemském povrchu.
Nejčastěji se udává v hektopascalech – hPa. Hodnota průměrného tlaku přepočteného na hladinu moře je 1013,25 hPa což je 760 Torrů a odpovídá 760 mm rtuťového sloupce.
Atmosférický tlak měříme rtuťovým barometrem-tlakoměrem, aneroidem-kovovým barometrem nebo elektronickým barometrem. Pro průběžný záznam hodnot atmosférického tlaku se používá barograf. Linie, které na mapě spojují místa se stejnou hodnotou atmosférického tlaku se nazývají izobary.
Tlakové rozdíly v atmosféře způsobuje rozdílné zahřívání zemského povrchu.
Teplý vzduch má menší hustotu je řidší,stoupá vzhůru. Studený vzduch je těžší setrvává v nižších polohách. S rostoucí výškou tlak klesá. Hodnotu poklesu udává tzv. vertikální tlakový gradient. Rozložení tlaku v atmosféře nazýváme tlakové-barické pole. Toto pole v důsledku nerovnoměrného rozložení tlaku obsahuje různé tlakové útvary:
tlakové výše - anticyklony,tlakové níže - cyklony,hřebeny vysokého tlaku,brázdy nízkého tlaku,barická sedla
- obrázek znázorňuje barometr s s barografem
Teplota vzduchu
Slunečním zářením se vzduch ohřívá nepatrně, hlavním tepelným zdrojem vzduchu je zemský povrch.
Výměna tepla mezi povrchem země a vzduchem se nejvíce uskutečňuje: konvekcí,turbulencí a molekulární vodivostí
Teplota vzduchu se v troposféře s vzrůstající výškou mění-klesá.Tento pokles v průměru o 0,6 °C na 100 m výšky nazýváme vertikální teplotní gradient.Pokud teplota s výškou roste vzniká tzv. inverzní počasí.
Protože teplota vzduchu je na zemském povrchu rozložena nerovnoměrně je v různých částech Země různá. Závisí na klimatogeografických činitelích.
Teplota vzduchu se měří ve stínu, v meteorologické budce, 2 m nad zemským povrchem rtuťovým teploměrem. Měření se provádí v 7,14 a 21 hodin. Přízemní teplota se měří 0,05 m nad zemským povrchem. Nejčastěji se udává ve stupních Celsia. Angloamerické země používají Fahrenheitovou stupnici. Pro nepřetržité záznamy teploty vzduchu slouží termografy. Linie na mapě spojující místa o stejné teplotě se nazývají izotermy.
Vlhkost vzduchu
Udává množství vodních par obsažených ve vzduchu. Množství vodní páry ve vzduchu kolísá podle zeměpisné šířky - chladný a suchý arktický vzduch neobsahuje téměř žádnou vlhkost zatímco teplý tropický vzduch při rovníku obsahuje maximální množství vodní páry.
- absolutní vlhkost vzduchu - je množství vodních par v objemové jednotce vzduchu,vyjadřuje se v g/m3
- relativní vlhkost vzduchu - je poměr skutečné vlhkosti vzduchu k maximální možné vlhkosti při dané teplotě,vyjadřuje se v procentech %
- rosný bod - je teplota, při níž vzduch dosáhne stavu nasycení - relativní vlhkost je 100 % vyjadřuje se ve stupních Celsia. Vlhkost vzduchu měříme vlhkoměrem-hygrometrem, který je umístěn v meteorologické budce.
Vznik oblaků a mlhy
Při poklesu teploty s výškou dochází k nasycení vzduchu vodními parami. Část vodní páry se sráží na kondenzačních jádrech do mikroskopických kapek. Hromaděním kapek nebo ledových krystalků o rozměru 20-50 µm potom v atmosféře vznikají oblaka.
Podle teploty vzduchu vznikají oblaka tvořená pouze vodními kapkami, přechodná oblaka s vodními kapkami a ledovými krystaly a oblaka tvořená pouze ledovými krystaly.
Oblačností se rozumí stupeň pokrytí oblohy oblaky. Vyjadřuje se v desetinách 0 - jasno a 10 – zataženo (v synoptické meteorologii v osminách )
Základní druhy oblaků podle tvaru a výšky základny
- oblaka vysoká se vyskytují ve výškách 5- 13 km nad zemským povrchem
řasa – Cirrus (Ci)
řasová kupa – Cirrocumulus (Cc)
řasová sloha – Cirrostratus (Cs)
- oblaka střední se vyskytují ve výškách 2-7 km nad zemským povrchem
vyvýšená kupa – Altocumulus (Cc)
vyvýšená sloha – Altostratus (As)
- oblaka nízká se vyskytují ve výškách do 2 km nad zemským povrchem
dešťová sloha – Nimbostratus (Ns)
slohová kupa – Stratocumulus (Sc)
sloha – Stratus (St)
- oblaka s vertikálním vývojem se vyskytují ve výškách 0,5- 1,5 km nad zemským povrchem
kupa – Cumulus (Cu)
bouřkový oblak – Cumulonimbus (Cb)
Snížení horizontální dohlednosti pod 1 km se nazývá mlha. Mlha vzniká kondenzací vodní páry při zemském povrchu. Je-li dohlednost v intervalu 1km - 10km hovoříme o kouřmu.
Atmosférické srážky
V případě, že výstupné proudy neudrží vzduch nasycený vodními párami, začínají z oblaků vypadávat tzv. vertikální srážky.
Vertikální srážky
- podle velikosti vodních kapek rozlišujeme např: mrholení - kapky o velikosti do 0,5 mm, déšť – kapky o velikostech O,5-2 mm, sníh – ledové krystaly hvězdicovitého tvaru vytvářející vločky, zmrzlý déšť – ledová zrna o velikostech do 5 mm a kroupy – kuličky ledu o velikostech nad 5 mm.
Horizontální srážky
- vznikají na studeném nebo podchlazeném povrchu nebo na různých předmětech.
Rosa – vytváří ji kapky vody, jinovatka – námraza, nejčastěji se vyskytující na elektrickém vedení,stromech, ledovka,náledí – ledová vrstva na povrchu nebo předmětech jejichž teplota je 0°C a méně.
Množství spadlých srážek měříme srážkoměrem – ombrografem v mm/24H. Jeden mm srážek znamená 1 l vody na plochu 1 m2. V případě tuhých srážek se měří stejně - výška v mm - po jejich rozpuštění. Linie na mapě, která spojuje místa se stejnou hodnotou srážek se nazývá izohyeta.
Proudění vzduchu - vítr
Vítr způsobuje prodění vzduchu, které je vyvoláno tlakovými rozdíly mezi dvěma místy v atmosféře. Toto vyrovnávací proudění směřuje z oblasti vyššího tlaku vzduchu do oblasti nižšího tlaku vzduchu, ve směru síly horizontálního tlakového gradientu. Čím větší je spád hodnot tlaku, tím je vítr silnější.
Rozlišujeme laminární proudění, turbulentní a vířivé proudění vzduchu.
Vítr charakterizuje směr větru, který udává odkud vítr vane např: severovýchodní pasát vane od SV k JZ. Směr větru měříme pomocí větrné růžice, rychlost větru, pomocí anemometru v m/s nebo v km/h. Přepočet 1m/s = 3,6km/h. Anemorumbometr měří jak rychlost, tak i směr větru.
- obrázek znázorňuje miskový anemometr a větrnou ružici
Pro odhad rychlosti větru se používá Beaufortova stupnice rychlosti větru, která sílu větru převádí na chování okolních předmětů.
KLIMATOGEOGRAFIČTÍ ČINITELÉ
Zeměpisná šířka
- sklon zemské osy a oběh Země kolem Slunce způsobují rozdílný přísun slunečního záření na povrch Země.Od rovníků k pólům klesá množství slunečního záření.
- se vzrůstající nadmořskou výškou klesá teplota a zvyšuje se množství srážek
Globální cirkulace atmosféry
- pohyb vzduchových hmot v atmosféře
Vzdálenost od oceánů a moří
- má vliv na stupeň oceanity nebo kontinentality podnebí.
Kontinent, pevnina, má horší tepelnou vodivost než oceán, proto má rychlejší teplotní změny během dne i roku. Zemský povrch se v průběhu dne a v teplé části roku rychle ohřívá ale v noci a v zimě rychle chladne, mluvíme o kontinentálním podnebí.Se vzrůstající vzdáleností od oceánů stupeň kontinentality roste.
Oceánské podnebí,klima,je charakterizováno malými teplotními změnami během dne i v průběhu roku. Oceány a moře mají lepší tepelnou vodivost než pevniny.
V oblastech Země, kde dochází k prolínání těchto dvou typů podnebí mluvíme o přechodném podnebí. např: střední Evropa.
Oceánské proudy
- ovlivňují klima pobřežních oblastí, mají vliv na globální cirkulaci atmosféry.Rozlišujeme teplé a studené oceánské proudy.
- tvary zemského povrchu, jejich pokryv, barva, expozice - orientace vůči světovým stranám
Činnost člověka
- kácení tropických deštných pralesů, průmyslové exhalace, doprava, zemědělská výroba
PŘEDPOVÍDÁNÍ POČASÍ
Předpovídání počasí je důležité jak pro odborníky různých profesí, tak pro běžnou populaci. Předpovědí počasí se zabývá synoptická meteorologie.
Zdrojem meteorologických údajů, které se získávají pozorováním a měřením, jsou:
- pozemní meteorologické stanice
- meteorologické radary
- radiosondy, které jsou umístěny na balónech a vypuštěny do výšek 30 – 35 km
- umělé družice, které jsou zdrojem meteo informací z družicového snímkováni Země
Meteorologická měření se pro synoptické účely provádějí na všech stanicích ve stejném čase – 00,06,12 a 18 GMT a klimatická měření - v 7,14,21 h středního místního času.
Naměřené hodnoty základních meteorologických prvků zpracovává Český hydrometeorologický ústav a ty pak slouží k sestrojování povětrnostních-synoptických map sloužících pro předpověď počasí.
- obrázek znázorňuje synoptickou mapu Evropy
Dělení předpovědi podle doby na kterou se vydávají:
- krátkodobá předpověď – na 24-36 h,max. 2 dny, nejpřesnější
- střednědobá předpověď – na 3-5 dnů, méně přesná
- dlouhodobá předpověď – na 5 a více dnů, orientační
Metody krátkodobé předpovědi počasí
- synoptické - jsou založené na analýze synoptických map a závěrech odvozených z těchto analýz
- numerické - jsou založené na výpočtech a počítačových modelech časových změn hodnot meteorologických prvků (např: numerický model Aladin)
- fyzikálně statické - jsou založené na znalostech matematické statistiky a zákonitostech změn počasí a výpočtech pravděpodobností těchto změn
Obvyklým znázorněním klimatických podmínek je klimadiagram, který znázorňuje průměrné hodnoty množství srážek a teplotní změny daného místa.
- obrázek znázorňuje klimadiagramy jezera Malawi,Mysu Dobré Naděje,Klilimadžára