Klimat – fizyczna zagadka!

1. Klimat – fizyczna zagadka! KRĄŻENIE POWIETRZA W ATMOSFERZE • Uczniowie Gimnazjum nr 3 w Czeladzi: • Dawid Kowal • Kamil Szymoniak • Mateusz Cembrzyński 1 z 16

2. Ruchy powietrza Ruch pionowy uzależniony jest od temperatury powietrza, ciepłe wędruje do góry prąd wstępujący ( mała masa), prąd zstępujący zimne powietrze opada (duża masa) –konwekcja. Ruch pionowy o charakterze ślizgowym (wślizgowy i ześlizgowy) wzdłuż zboczy górskich i powierzchni frontalnych Ruch Poziomy tzn. wiatr wywołany jest różnicą ciśnień, prądy próbując wyrównać ciśnienie tworzą spirale . powstający pod wpływem rzeźby terenu lub występujący wzdłuż powierzchni inwersyjnych. Ruch falowy 2 z 16

3. Powietrze atmosferyczne krąży wokół Ziemi ponieważ: Oś Ziemi w czasie ruchu dookoła Słońca ma stały kierunek i nachylenie Nierównomierny jest dopływ do powierzchni Ziemi energii promieni słonecznych Zróżnicowana jest temperatura Ziemi od której nagrzewa się powietrze Powstają przy powierzchni ziemi ośrodki wysokiego i niskiego ciśnienia Istnieje przypływ mas powietrza miedzy tymi ośrodkami, czyli jego krążenie Mechanizm powstawania wiatrów jest uwarunkowany nierównomiernym nagrzewaniem się powierzchni Ziemi. Powietrze nad obszarami silniej nagrzewanymi zwiększa swoją temperaturę, a co za tym idzie – objętość, wypychając nadległe warstwy do góry. 3 z 16

4. Siła Coriolisa Efekt Coriolisa - efekt występujący w obracających się układach odniesienia. Dla obserwatora pozostającego w obracającym się układzie odniesienia, objawia się zakrzywieniem toru ciał poruszających się w takim układzie. Zakrzywienie to zdaje się być wywołane jakąś siłą, tak zwaną siłą Coriolisa. Siła Coriolisa jest siłą pozorną, występującą jedynie w nieinercjalnych układach obracających się. Dla zewnętrznego obserwatora siła ta nie istnieje. Dla niego to układ zmienia położenie a poruszające się ciało zachowuje swój stan ruchu zgodnie z I zasadą dynamiki. Doświadczenie: 1. Dla nieruchomego obserwatora kulka porusza się po prostej - nie działa żadna siła (rys. górny) 2. Dla obserwatora na tarczy kulka zakręca pod wpływem siły Coriolisa (rys. dolny) 4 z 16

5. EFEKT ZIEMSKI W wyniku ruchu obrotowego każdy punkt na Ziemi przesuwa się z zachodu na wschód poruszając się względem jej środka. Na równiku prędkość punktu wynosi około 1666 km/h, bieguny natomiast pozostają w miejscu. Ziemia obraca się wokół swojej osi i dlatego dla ciał poruszających się po powierzchni Ziemi występuje efekt Coriolisa. Na północ od równika powoduje on zakrzywienie toru ruchu poruszających się obiektów w prawo (z punktu widzenia poruszającego się obiektu), a na południe – w lewo. W wyniku tego: • na półkuli północnej wiatr ma tendencję do skręcania w prawo, a na południowej – w lewo; • na półkuli północnej mocniej podmywane są prawe brzegi rzek (odpowiednio: na południowej – lewe); • na półkuli północnej wiry wodne oraz cyklony poruszają się odwrotnie do ruchu wskazówek zegara, a na południowej zgodnie z ruchem wskazówek zegara 5 z 16

6. NIŻ BARYCZNY To obszar objęty takim układem zamkniętych izobar, w którym ciśnienie maleje ku środkowi układu. Jest zjawiskiem pogodowym. Wraz z przyjściem centrum niżu obserwuje się spadek ciśnienia i zazwyczaj zmianę innych parametrów, takich jak temperatura czy zachmurzenie . WYŻ BARYCZNY W meteorologii obszar podwyższonego ciśnienia atmosferycznego, w którym najwyższe ciśnienie jest w środku układu, skąd na wszystkie strony maleje. 6 z 16 z

7. Krążenie powietrza w strefie równikowej Rozgrzane nad równikiem powietrze odpływa górą w kierunku biegunów a na jego miejsce dolnymi warstwami troposfery napływa powietrze zimne od strony biegunów. 7 z 16

8. PASATY ANTYPASATY Stały wiatr morski o umiarkowanej sile wiejący w strefie międzyzwrotnikowej między 35° szerokości północnej i 35° szerokości południowej ze wschodu na zachód. Na półkuli północnej kierunek pasatu jest NE, na południowej SE (zgodnie z działaniem siły Coriolisa). Powstaje wskutek cyrkulacji powietrza wywołanej silniejszym nasłonecznieniem strefy równikowej w porównaniu z obszarami dalszymi . Prąd powietrzny płynący w wysokich warstwach atmosfery w strefie zwrotnikowej, ponad pasatem, w przeciwnym do niego kierunku. Cyrkulacja powietrza 8 z 16

9. WIATRY UKŁADÓW BARYCZNYCH - są to poziome ruchy powietrza związane z występowaniem układów niżowych i wyżowych, stanowiących podstawowe układy izobar. W niżach powietrze zmierza od peryferii do centrum układu niżowego, a w wyżach - od centrum ku peryferiom układu wyżowego, zgodnie z kierunkiem spadku ciśnienia. Siła Coriolisa i siła tarcia sprawiają jednak, że przy powierzchni Ziemi wiatry zbaczają od swego pierwotnego . MONSUNY - są to wiatry charakteryzujące się tym, że zmieniają kierunek na przełomie lata i zimy oraz zimy i lata. W półroczu letnim monsuny wieją z morza na ląd, w zimie z lądu na morze. Powstają w wyniku dużych różnic temperatur , a w związku z tym ciśnienia między lądem a morzem. W okresie letnim ląd nagrzewa się bardziej niż morze. Nad lądem powstaje wskutek tego obszar obniżonego ciśnienia, powodujący spływ powietrza dołem z oceanu na ląd. Górą natomiast powietrze przemieszcza się w tym czasie w przeciwnym kierunku - z lądu na ocean. Wiatr wiejący w ciepłej porze roku z oceanu na ląd jest to monsun letni. W chłodnej porze roku ocean jest cieplejszy od lądu. Dlatego wiatr wieje w przeciwnym kierunku - z lądu na ocean. Jest to monsun zimowy. 9 z 16

10. BRYZY Są to wiatry występujące na wybrzeżach mórz i wielkich jezior, zmieniające kierunek dwa razy na dobę. Wiatr wiejący w ciągu dnia (od ok. 10 rano do zachodu Słońca), z morza na ląd, jest bryzą morską, a wiejący w nocy, z lądu na morze, bryzą lądową. Bryza Dzienna W dzień ciśnienie skierowany jest z morza w stronę cieplejszego lądu, co powoduje ruch powietrza z morza na ląd (bryza morska), a nad nią prąd przeciwny. 10 z 16

11. Bryza Nocna W nocy jest odwrotnie: wiatr wieje dołem z lądu w stronę cieplejszego morza (bryza lądowa), a górą znad morza na ląd. Wiatry te powstają w związku z dobowym przebiegiem temperatury powierzchni lądu. W dzień i w nocy występuje więc zamknięta cyrkulacja powietrza: ląd – morze. 11 z 16

12. Tornado Gwałtownie wirująca kolumną powietrza, będąca jednocześnie w kontakcie z podstawą cumulonimbusa i powierzchnią ziemi. Tornada osiągają różne wielkości, jednak zwykle przyjmują postać widzialnego leja kondensacyjnego, węższym końcem dotykającego ziemi. • Do określania siły tornada (na podstawie zniszczeń jakie powoduje, a nie jego fizycznych właściwości) służy skala Fujity posługująca się symbolami od F0 do F6. • F0 - wiatr o prędkości poniżej 115 km/h • F1 - wiatr o prędkości od 115 do 180 km/h (F2 - wiatr o prędkości od 181 do 250 km/h • F3 - wiatr o prędkości od 251 do 330 km/h • F4 - wiatr o prędkości od 331 do 415 km/h • F5 - wiatr o prędkości od 416 do 510 km/h • F6 - wiatr o prędkości powyżej 510 km/h 12 z 16

13. Trąba powietrzna Jest gwałtownie wirującą kolumną powietrza, będąca jednocześnie w kontakcie z podstawą cumulonimbusa i powierzchnią ziemi. Tornada osiągają różne wielkości, jednak zwykle przyjmują postać widzialnego leja kondensacyjnego, węższym końcem dotykającego ziemi. Dolna część leja jest często otoczona chmurą odłamków i pyłu. Najwięcej tornad rocznie notuje się w USA. Tornado powstaje, gdy masy powietrza łączą się w chmurach burzowych. Pierwszymi objawami tornada są kłębiaste chmury. Następnie pojawiają się pioruny, deszcz, grad, a na końcu na ziemię schodzi lej tornada. 13 z 16

14. Huragan Jest cyklonem tropikalnym, w którym szybkość wiatru wynosi powyżej 33 m/s. Siłę huraganów mierzy się za pomocą skali Saffira-Simpsona. Huragany powstają nad akwenami, w których temperatura wody przekracza 26 stopni Celsjusza. Huragany tworzą się nad wodami Atlantyku, a najbardziej narażonymi na nie obszarami świata są południowe rejony Stanów Zjednoczonych oraz wybrzeża Afryki. Z powodu zmieniającego się klimatu, to zjawisko jest coraz powszechniejsze w strefach klimatycznych, gdzie dotąd huragany nie występowały, czyli w Europie Zachodniej i Środkowej. 14 z 16

15. huragan Katrina huragan Rita huragan Emily 15 z 16

16. Bibliografia • www.wikipedia.pl • www.kabak.republika.pl/3.htm • www.sciaga.pl • www.wiking.edu.pl • www.wiking.edu.pl • www.iwiedza.net/encyklo/kleter.html • B. Modzelewska, E. Piełowska: Podstawy geografii fizycznej • Słownik encyklopedyczny „ Fizyka” pod redakcją R. Cacha 16 z 16