400 likes | 714 Views
METEOROLÓGIA I 3 – 400 – 3 ext. štúdium. Zimný semester 2008 / 09. Študijný plán. Doporučené zdroje. Bednařík: Meteorologie Beneš a kol: Učebnice pilota ISBN 80-85280-30-2 http://147.232.230.6/pre_studentov/katedry/KLP/Kandrac_Peter/ www.shmu.sk
E N D
METEOROLÓGIA I 3 – 400 – 3 ext. štúdium Zimný semester 2008 / 09
Doporučené zdroje • Bednařík: Meteorologie • Beneš a kol: Učebnice pilota ISBN 80-85280-30-2 • http://147.232.230.6/pre_studentov/katedry/KLP/Kandrac_Peter/ • www.shmu.sk • V priebehu semestra možné konzultácie po dohovore na 0915 932 774
Požiadavky na zápočet • Účasť na prednáškach aspoň 75% • Účasť na cvičeniach aspoň 50% • Záverečná písomná práca nad 51% • V prípade neúspechu bude možná oprava formou ústneho preskúšania
Oporné inštrukcie • Fyzika • Newtonove zákony • Termodynamika - Stavová rovnica, Charlesov zákon, 1.veta termodynamická • Chémia • Miešanie zmesí plynov – Daltonov zákon • Prechody skupenstva – odparovanie, kondenzácia, mrznutie, tavenie, sublimácia, depozícia
Meteorológia • Geofyzikálna veda o atmosfére • Skúma fyzikálne javy a procesy v atmosfére a jej interakciu so zemským povrchom a kozmickým priestorom • Významne ovplyvňuje letectvo v kladnom aj zápornom smere
Meteorológia • Meteorologické prvky • Meteorologické javy • Počasie • Podnebie • Fyzika atmosféry • Synoptická meteorológia • Družicová a radarová meteorológia
Meteorologické javy • Zrážky (druh napr. dážď, mrholenie, hmla) • Suspenzie a usadeniny (dymno, smog) • Optické javy (dúha, halo) • Elektrické (blesky, aurora borealis, Eliášov oheň) • Zmiešané (búrka s bleskami a ľadovcom)
Meteorologické prvky • Teplota vzduchu • Tlak vzduchu • Vlhkosť vzduchu • Oblačnosť (množstvo, výška a tvar) • Zrážky a snehová pokrývka (množstvo) • Vietor • Dohľadnosť • Slnečný svit
Zloženie atmosféry Vertikálne členenie atmosféry Teplota Barometrický tlak MSA podla ICAO Meranie výšky Atmosféra
Podľa chemického zloženia Homosféra Cca do 100 km Heterosféra Difúzna rovnováha Rastie podiel vodíku Podľa koncentrácie iónov D – 50-65 km E – 80-100 km F1- 200km deň F2 – 200-225 v zime - 300-400 v lete Ďalšie delenia atmosféry • Podľa pôsobenia zemského povrchu • Prízemná medzná vrstva • Do 100 m • Medzná vrstva • Do 1,5 km • Voľná atmosféra • Nad 1,5 km
Teplota atmosféry • Krivka zvrstvenia • vertikálny teplotný gradient, izotermia, inverzia • Prenos tepla • molekulárna vodivosť • termická konvekcia • mechanická turbulencia • rádiacia • kondenzácia vodnej pary, latentné teplo • Časové zmeny teploty • denný chod, ročný chod, teploty vzduchu a povrchu
Štandardná atmosféra ICAO • ISA je matematický model atmosféry • Len suchý vzduch rovnakého zloženia ako pri zemskom povrchu • Za nulovú výšku sa považuje stredná morská hladina (MSL) • Na úrovni MSL je tlak 1013,25hPa, teplota 15°C, hustota 1,2257 kg/m3 • Troposféra siaha do výšky 11 000 m
Využitie ISA • Kalibrovanie prístrojov • Konštrukcia lietadiel • Porovnanie letových výkonov • Modelovanie meteorologických javov
Barometrický tlak • Jednotky tlaku • hPa, mbar, torr, inHg • Tlakové útvary • cyklona, anticyklona, brázda, hrebeň, sedlo • Vertikálny tlakový gradient • barometrický stupeň • Hustota vzduchu
Hustota vzduchu • Závisí na zložení vzduchu a na jeho teplote a tlaku • Hmotnosť atmosféry je 5 270 000 000 000 000 ton (5,27x1015) • Približne 1 milióntina hmotnosti Zeme • 50% hmotnosti je do výšky 5,5 km • 90% do výšky 16 km • 99% do 36 km
Hustota vzduchu p=ρ*R*T • Stavová rovnica • Suchý vzduch • Vodná para je ľahšia v pomere 0,622:1 • Virtuálna teplota Tv je teplota suchého vzduchu s rovnakou hustotou akú má daný objem vlhkého vzduchu o teplote T • Tv › T Tv=T*(1+0,378*e/p)
Hustota vzduchu VLHKOSŤ(a) TLAK (p) TEPLOTA(t) HUSTOTA (ρ)
Hustota vzduchu • atmosféra s konštantnou hustotou – hustotne homogénna • teplotný gradient -3,4°C/100m • tzv.vratký stav atmosféry, charakteristiky podobné ako nestlačiteľná tekutina • hrúbka cca 8000 m pre t0=0°C • praktický výskyt v tesnej prízemnej vrstve pri prehriatí
Hustota vzduchu • Izotermická atmosféra – dolná stratosféra • Polytropná atmosféra – najviac podobná realite, stály záporný gradient teploty - hustota s výškou klesá
Hustota vzduchu • Barický stupeň je zmena výšky potrebná na jednotkovú zmenu tlaku (m/hPa) • Vertikálny barický gradientje prevrátenou hodnotou barického stupňa • Pomerná (relatívna) hustota (Δ)je podiel hustoty vo výške h a hustoty na hladine mora za inak rovnakých podmienok h=1/ρ*g h=8000/p*(1+1/273*t)
Laplaceov úplný barometrický vzorec • z2-z1=18400 * (1+0,0036.tm) * (1+0,0608.sm) *(1+0,0026.cos 2φ) * (1+3,14.10-7zm)* log (p1/p2) • z2-z1=18400*Ct*Cs*Cg*Cz*log(p1/p2) • z – výška • t – teplota • s – vlhkosť • φ – zemepisná šírka • p – tlak
Barometrické meranie výšok Opravy výškomera
Princíp merania • Pokles tlaku s výškou podľa Laplaceovho vzorca • Meranie absolútneho tlaku – váhy stĺpca vzduchu • Kalibrácia podľa ISA (MŠA)
Konštrukcia výškomera • r.1928 Paul Kollsman patent • r.1929 Jimmy Doolittle prvý let IFR
Nastavenie výškomera QNE FL XXX Výška nad morom Výška nad letiskom Výška štandard QFE 1013,25 hPa QFF QNH MSL
Chyby výškomera Dohoda o zmysle (orientácii) chýb vychádza zo základného pravidla že chyba sa od údaja prístroja odčíta s príslušným znamienkom. Keď som Zemi bližšie než ukazuje prístroj, tak je chyba záporná (v môj neprospech.) Potom Hopr= Hpr- (-ΔH) = Hpr+ΔHčo zabezpečí dostatočnú výšku nad prekážkou
Chyby výškomera • Prístrojové – dané konštrukciou výškomera • Tlakové – dané tlakovým poľom • Tepelné – dané tepelným poľom • Topograficky zrýchlené prúdenie – Venturiho efekt „From to high to low, from hot to cold look at bellow!“