Kliima, ilmastu – palju definitsioone

1. Peamine õpikC.D. Ahrens Meteorology today: an introduction to weather, climate, and the environment

2. Ilm – pidevalt muutuv atmosfääri olek (seisund) maalähedases õhukihis teatud hetkel või ajavahemikulIlmastik (Witterung) – ilmade kogum pikema aja (nädal, kuu, aastaaeg, aasta, aastakümnend) jooksul

3. Kliima, ilmastu – palju definitsioone • ilma keskmine seisund ja tavaline käik antud kohas • vaadeldava ala paljuaastane keskmine ilmade režiim, mis on põhjustatud päikese-kiirguse, aluspinna iseloomu ja nendega seotud atmosfääri tsirkulatsiooni poolt • kliimasüsteemi olekute statistiline ansambel küllalt pika ajavahemiku kestel

4. Kliima, ilmastu – palju definitsioone • mingi paiga ilmade statistiline iseloomustus aastakümnetega mõõdetavas ajavahemikus, mis kujuneb päikesekiirguse ja Maa pindmiku koosmõjul tekkinud atmosfääri tsirkulatsiooni vahendusel, kusjuures tsirkulatsioonil on tagasiside nii kiirgusele kui ka aluspinnale

5. Kliimasüsteem Keskkond, milles toimub kliima kujunemine ja mis mõjutab seda. Kliimasüsteemi komponendid – atmosfäär, hüdrosfäär, krüosfäär, litosfäär, biosfäär.

6. Kliimade hierarhiline jaotumine • Globaalkliima – hõlmab maakera kliima tervikuna; • Regionaalkliima – mandri või selle suurema osa kliima; • Lokaalkliima – mingi paikkonna kliima.

7. Erineva mastaabiga kliimaerinevused: • makroklimaatilised: tulenevad kliimatekke-tegurite mõju suuremõõtmelistest erisustest (kliimavöötme, geograafilise laiuse, ookeani kauguse erinevus); • mesoklimaatilised: tulenevad maastikulistest erisustest (mäestike, kõrgustike ja tasandike, merest kauguse erinevus, horisontaalne ulatus mõnekümnest mõnesaja kilomeetrini);

8. Erineva mastaabiga kliimaerinevused • mikroklimaatilised: tulenevad maastiku üksik-elementide vahelisest erisusest (küngas ja nõgu, künka põhja- ja lõunanõlv, metsatukk ja lagendik, linnatänav ja park, horisontaalne ulatus kuni kümmekond kilomeetrit); • nanoklimaatilised: tulenevad päikese kätte ja varju jäänud maapinnaosade erinevusest (pisikesed künkad, mättad, lohud, augud, vaod, horisontaalne ulatus mõne meetri piires).

9. Kliimatekketegurid • Päikesekiirgus • Maa aluspinna iseloom • Atmosfääri tsirkulatsioon

11. Kliimat kujundavad protsessid • soojusvahetus – kiirgusenergia jõudmine atmosfääri ja maapinnale, selle muundumine ja kiirgamine, kulu ja juurdetulek vee agregaatoleku muutumisel, advektsioon; • niiskusvahetus – summaarne auramine, veeauru kondenseerumine, sademed, veeauru ülekanne troposfääris, vee pindmine äravool, hoovused; • atmosfääri tsirkulatsioon – õhumasside horison-taalne ja vertikaalne liikumine, millega kaasneb soojuse ja niiskuse ümberjaotumine maakeral ja adiabaatilised protsessid.

12. Kiirguslikud kliimategurid • Solaarkonstant. Solaarkliima. Insolatsioon. Insolatsiooni geograafiline jaotus maakeral. Valge ja pimeda aja pikkuse muutused sõltuvalt koha geograafilisest laiusest. Päikesekiirguse spektraalne koostis. Päikesekiirguse muundumine atmosfääris. Ultraviolettkiirgus ja selle neeldumine atmosfääris. Osooniaugud. Summaarne kiirgus ja selle geograafiline jaotus. Otsekiirguse ja hajuskiirguse jaotumine maakeral. Albeedo. Efektiivne kiirgus. Kasvuhoone efekt. Maapinna kiirgusbilanss ja soojusbilanss. Aerosooli ja süsihappegaasi toime kiirgusbilansile. Kiirgusbilansi geograafiline jaotus.

13. Õhurõhk ja tuul

14. Õhurõhk on vaadeldava pinna kohal oleva õhusamba kaal Õhurõhk on suurim madalamal -meretasemel, alangutes (Surnumeri -395 m) Mägedes kõrgemale tõustes õhurõhk langeb

15. Õhurõhk, õhu tihedus ja õhu-temperatuur on omavahel seotud Gaasi oleku võrrand P=TC PV=RT P - õhurõhk, T - õhutemperatuur,  - õhu tihedus, C - konstant, V – õhu ruumala, R - gaasi universaalkonstant (R=287 J/kg)

16. Järeldused gaasi oleku võrrandist • Sama temperatuuri ja kõrguse juures on kõrgema rõhu korral õhk tihe ja madalama rõhu korral hõre • Sama rõhu ja kõrguse juures on külm õhk tihedam ja soe õhk hõredam

18. Järeldused toodud näitest • Kõrguse kasvades kahaneb õhurõhk külmas õhus kiiremini kui soojas õhus • Kõrgemal asetsev soe õhk põhjustab seal kõrgema rõhu ja külm õhk madala rõhu • Rõhkude erinevusest tekib gradientjõud, mis sunnib õhu liikuma • Õhu soojenemine põhjustab õhurõhu languse ja jahtumine tõusu

19. Õhurõhu mõõtühikud • mm Hg - standardrõhk 760 mm Hg • baar, 1 bar = 100000 N jõud 1 m2-le, 1 bar = 1000 mb - standardrõhk 1013,25 mb • paskal - SI süsteemi ühik, 1 N jõud 1 m2-le, 100 Pa = 1 mb, 1 hPa = 1 mb • Suurim mõõdetud rõhk 1084 mb Siberis • Väikseim mõõdetud rõhk 870 mb Guami saare lähedal taifuuni ajal

20. Õhurõhu mõõteriistad Baromeetri leiutas Evangelista Torricelli 1643 - anumbaromeeter - aneroidbaromeeter - barograaf

21. Anumbaromeeter ja aneroidbaromeeter

22. Barograaf

23. Õhurõhk taandatakse meretasemele Baromeetri näit sõltub temperatuurist ja kõrgusest meretasemest SLP - Sea Level Pressure Maapinna lähedal on õhurõhu vertikaalne gradient 10 mb kahanemist 100 m tõusu kohta, kui temperatuur langeb 6,5°C 1000 m kohta (standardatmosfäär)

24. Õhurõhu langus seoses kõrguse kasvuga

25. Baariline väli Õhurõhu väli, õhurõhu territoriaalne jaotus. Määratud atmosfääri igas punktis Baros - kr. k. raskus, kaal

26. Õhurõhu kaardid Isobaar - samarõhujoon Baarilise välja elemendid: madalrõhkkond kõrgrõhkkond madalrõhulohk kõrgrõhuhari sadul

29. Õhurõhu kaardid kõrgemate kihtide kohta Isobaarpind - ühendab sama rõhuga punkte Baarilise topograafia kaardid - isobaarpinna kõrguse kaardid Isobaarpinna geopotentsiaal - töö, mis on vaja teha raskusjõu ületamiseks, kui tõsta massiühikut merepinnalt antud kõrguseni (on proportsionaalne isobaarpinna kõrgusega), ühik - geopotentsiaalne meeter

30. Õhurõhu horisontaalne gradient Näitab õhurõhu muutust ühe pikkusühiku kohta suunas, kuhu rõhk kõige enam kahaneb. On risti isobaaridega. Vektor. Tähistus: -grad p Gradientjõu vektori pikkus on võrdeline gradiendi väärtusele ja pöördvõrdeline kaugusega. Tavaliselt 1-3 mb/100 km

32. Õhurõhu ajaline muutlikkus Enamus muutusi mitteperioodilised Troopikas tugevam ööpäevane käik: kaks maksimumi - 9-10, 21-22; kaks miinimumi - 3-4, 15-16 Õhurõhu võimalik muutus kuni 20-30 mb ööpäevas, 5 mb 3 tunni jooksul

33. Baariline tendents Õhurõhu muutus viimase 3 tunni jooksul Baarilise tendentsi samajooned – isallobaarid Isallobaaride kaardid

34. Atmosfääris mõjuvad jõud • Õhurõhkude vahest tingitud gradientjõud G= -grad p/ρ • RaskusjõudP - arvestatakse õhu vertikaalsel liikumisel • Coriolisi jõud - inertsjõud, mis tekib keha liikumisel pöörlevas taustsüsteemis A = 2 ω v sin φ

35. Coriolisi jõu mõju liikumisel

37. Coriolisi jõu mõju põhjapoolkeral

38. Atmosfääris mõjuvad jõud • Kesktõrjejõud - tekib kõverjoonelisel liikumisel ja on suunatud kurvist välja Z = v2/r • Hõõrdejõud - avaldub liikumisele vastupidises suunas - R = K v

40. Geostroofiline tuul • Hõõrdumisvaba sirgjooneline ühtlase kiirusega tuul, puhub piki isobaare nii, et madalama rõhuga ala jääb liikumise suunast vasakule ja kõrgema rõhuga ala paremale (põhjapoolkeral) • Mõjuvad gradientjõud ja Coriolisi jõud • vg = -grad p/2ωρsin φ

41. Geostroofiline tuul

42. Gradienttuul • Hõõrdumisvaba ühtlase kiirusega kõverjooneliselt puhuv tuul. Puhub piki isobaari nii, et madalama rõhuga ala jääb liikumise suunast vasakule • Mõjuvad gradientjõud, Coriolisi jõud ja kesktõrjejõud

43. Gradienttuul

44. Gradienttuul

45. Termiline tuul Kõrgemates õhukihtides esinev tuul, mis puhub piki isotermi nii, et madalama temperatuuriga ala jääb põhjapoolkeral tuule suunast vasakule, lõunapoolkeral aga paremale

46. Maapinna hõõrdumise mõju tuulele • Hõõrdumine vähendab tuule kiirust ja muudab suunda. Mõju ulatub kuni ca 1 km kõrguseni • Mida suurem on hõõrdumine, seda enam kaldub tuul gradienttuule suunast vasakule (kuni 30°)

47. Aluspinna hõõrdumise mõju tuulele

48. Aluspinnahõõrdumise mõju tuulele

49. Voolujoonte koondumine (konvergents)

50. Voolujoonte hajumine (divergents)