Badania atmosferyczne w programie GLOBE

1. Krajowy Koordynator Programu, Centrum Informacji o Środowisku UNEP/GRID-Warszawa Badania atmosferyczne w programie GLOBE Krzysztof Markowicz Instytut Geofizyki Uniwersytet Warszawski kmark@igf.fuw.edu.pl www.igf.fuw.edu.pl/meteo/stacja

2. Atmosfera

3. Dlaczego badamy atmosferę w programie GLOBE? • potrzeba unowocześnienia oferty programowej z zakresu meteorologii i klimatologii • zainteresowanie społeczne pogodą jej zmiennością • coraz większe zmiany klimatyczne i anomalie pogodowe wpływające na życie milionów ludzi na Ziemi • potrzeba zagęszczenie sieci obserwacyjnych • walidacja danych satelitarnych

4. Zawirowania pogodowe w czasie zimy 2012/2013 r.

5. Średnie odchylenie temperatury marca od normy 1961-1990 w Polsce – 11-letnia średnia ruchoma + poszczególne miesiące

6. Globalne ocieplenie

7. Zmiany klimatu Ziemi - Raport Międzyrządowego Panelu do spraw zmian klimatu, maj 2007 Stwierdzono, z prawdopodobieństwem 90%, że obserwowane zmiany klimatu są skutkiem działalności człowieka!

10. Lacis et al., 2010

11. Porównanie efektów cieplarnianych na różnych planetach Lacis et al., 2010

12. Zmiany klimatu w Polsce

13. Pomiary atmosferyczne w GLOBE 1) Temperatura powietrza • Temperatura max i min 2) Obserwacje stopnia zachmurzenia i rodzajów chmur 3) Wilgotność powietrza 4) Ciśnienie atmosferyczne 5) Opady • Wysokość opadu • PH opadu 6 ) Pokrywa śnieżna • Całkowita pokrywa śnieżna • Śnieg nowy • Ekwiwalenty wodne śniegu

14. Określenie miejsca dla obserwacji atmosferycznych • Możliwie najbardziej otwarty obszar blisko szkoły • Dogodny do obserwacji chmur na niebie (możliwe szeroko widoczny horyzont) • Odległość od przeszkód terenowych powinna być większa niż 4-krotna ich wysokość Kiedy wykonujemy pomiary atmosferyczne? • Większość pomiarów wykonujemy w czasie południa lokalnego około godziny 12:30 czasu letniego oraz 11:30 czasu zimowego • Pomiary raportowane są w czasie uniwersalnym UTC (-2h latem, -1h zima w stosunku do czasu urzędowego)

16. Usytuowanie klatki meteorologicznej: • drzwiczki do klatki powinny otwierać się w kierunku północnym • Termometry w klatce powinny znajdować się na wysokości oczu uczniów (1.5m)

17. Klatka meteorologiczna i deszczomierz

18. Klatka meteorologiczna

21. Pomiary temperatury powietrza Co mierzy termometr? Temperaturę własną!!! Temperatura aktualna Temperatura maksymalna Temperatura minimalna Ustawienie termometru do pomiaru przy pomocy magnesu (codziennie podczas pomiarów w południe)

22. Kalibracja termometru

23. Termometr cyfrowy

25. Chmury • Chmury są to zawiesiny mikroskopijnych cząstek cieczy (głównie wody) lub ciał stałych (lodu) w atmosferze. Powstają w wyniku kondensacji pary wodnej. • Są one wizualnym efektem procesów zachodzących w atmosferze • Podział mikrofizyczny chmur • Chmury lodowe • Chmury wodne • Chmury mieszane

26. Chmury wysokie  6000m - 13000m • Cirrus (Ci) - pierzaste 7km - 13km Cirrostratus (Cs) – pierzasto-warstwowe 7km - 13km • Cirrocumulus (Cc) – • pierzasto-kłębiaste 6km - 13km

27. Chmury średnie  2500m - 6000m Altocumulus (Ac) – średnie kłębiaste 2,5km - 6km Altostratus (As) – średnie warstwowe 2,5km - 5km

28. Chmury niskie  0m - 2500m Stratus (St) - warstwowe niskie 50m - 2km Stratocumulus (Sc) – warstwowo-kłębiaste niskie 200m - 3km Nimbostratus (Ns) - deszczowo-warstwowa 100m - 8km

29. Chmury o budowie pionowej Cumulus (Cu) - kłębiaste 600m - 12km Cumulonimbus (Cb) – kłębiasto-deszczowa 300m - 6,5km

31. Smugi kondensacyjne: niewielkie sztuczne powstające chmury kłębiasto-pierzaste, tworzące się za samolotem lecącym na wysokości 7-12 km, wskutek kondensacji pary wodnej zawartej spalinach samolotowych Dlaczego badamy smugi kondensacyjne? Ze względu na fakt, że ich obecność prowadzi do ocieplania klimatu Ziemi.

32. Obserwacje stopnia zachmurzenia • Pokrycie nieboskłonu chmurami • Gra symulacyjna stopnia zachmurzenia przy użyciu niebieskiej i białej karki papieru.

33. Zachmurzenie 0% <10% 10-25% 25-50% 50-90% >90% Niebo niewidoczne Zamieć śnieg deszcz mgła Sól morska pył wulkaniczny pożary kurz piasek aerozol

35. Kamera nieba

36. Opady -Wysokość opadu -PH opadu Pokrywa śnieżna -Całkowita pokrywa śnieżna -Śnieg nowy -Ekwiwalenty wodne śniegu

37. PH opadupomiary PH-metrem lub przy użyciu papierku lakmusowego

39. Wilgotność powietrza • Wilgotność względna – określa stopień nasycenia powietrza para wodna. Mówimy ze powietrze jest nasycone parą wodną gdy wilgotność względna wynosi 100%. • Wilgotność bezwzględna – określa zawartość pary wodnej w powietrzu. • Temperatura punktu rosy – temperatura przy której powietrze nasyca się para wodna a ta zaczyna kondensować.

40. Pomiary wilgotność względnej powietrza Psychrometr- zbudowany z termometru suchego oraz zwilżonego Higrometr cyfrowy

41. Wyznaczenie wilgotności na podstawie pomiarów psychrometrem • Korzystanie z specjalnej skali na psychrometrze. • Tablice psychrometryczne • Korzystanie z programu komputerowego

45. Ciśnienie powietrza Zdefiniowane poprzez sile nacisku jednostkowego słupa powietrza. W układzie Si jednostka ciśnienia jest Pa. W meteorologii najczęściej używa się jednostek: hPa, mbr, mmHG. 1mmHG=3/4 hPa Ciśnienie powietrza jest dobrym wskaźnikiem zmian zachodzących w atmosferze

47. Przykładowy 10-cio dniowy przebieg ciśnienia

48. Pomiary ciśnienia przy użyciu aneroiduprzyrząd instalujemy w klasie! Kalibracja barometru Ciśnienie lokalne- prawdziwe ciśnienie mierzone przez barometr (barometr rtęciowy) Ciśnienie zredukowane do poziomu morza- ciśnienie jakie panowałoby na danej stacji gdyby znajdowała się ona na poziomie morza. ciśnienie lokalne= ciśnienie zredukowane- (wysokość /C) C=0.0298*(273+temperatura)

50. Programy komputerowe