Wpływ temperatury powietrza, prędkości wiatru, zachmurzenia i wilgotności na odczuwalną temperaturę
- Szczegóły
Pogoda to stan atmosfery występujący w danej chwili na danym obszarze. Wraz z upływem czasu można obserwować ciągłe zmiany pogody. Pogoda i jej składniki są zaznaczane na mapach pogody.
Składniki pogody
Do składników pogody należą:
- Zachmurzenie
- Usłonecznienie
- Wilgotność powietrza
- Temperatura powietrza
- Opady
- Wiatr
- Ciśnienie
Wilgotność powietrza to zawartość pary wodnej w powietrzu. Jej wartość podaje się w procentach (%). Wilgotność powietrza rośnie wraz z opadem deszczu lub po opadach deszczu, a maleje podczas słonecznych i suchych dni.
Wiatr to element pogody, do opisu którego podaje się dwa elementy: kierunek i prędkość wyrażoną w metrach na sekundę lub kilometrach na godzinę. Do pomiaru kierunku wiatru na lotniskach używa się tzw. rękawa do pomiaru wiatru.
Opady atmosferyczne określa się, podając ich rodzaj i wielkość w milimetrach. Do pomiaru opadów służy deszczomierz (pluwiometr).
Przeczytaj także: Wpływ wilgotności na temperaturę odczuwalną
Zachmurzenie określa się na podstawie stopnia pokrycia nieba przez chmury i określa w skali od 0 do 8. Obserwuje się także typy chmur i kolejność ich pojawiania się.
Usłonecznienie to czas w którym promieniowanie słoneczne dochodzi bezpośrednio do powierzchni Ziemi. Do pomiaru usłonecznienia służy heliograf.
Pomiary i prognozy pogody
Zjawiska i procesy zachodzące w atmosferze badają meteorolodzy. Robią to na podstawie obserwacji prowadzonych w stacjach meteorologicznych. Stacje takie wyposażone są w różnego rodzaju aparaturę, która mierzy wymienione powyżej składniki pogody.
W Polsce wszystkie zebrane dane pogodowe trafiają do Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej (czyli IMGW). Tam synoptycy przygotowują prognozy pogody, czyli informację o aktualnym stanie pogody. Informacje te umieszcza się na specjalnych mapach pogody, które są prezentowane w telewizji, stacjach radiowych, gazetach i Internecie. Dzięki nim wiadomo na przykład, czy danego dnia mamy się spodziewać burzy i silnych wiatrów, czy może pięknej, słonecznej pogody.
W celu przygotowania prognozy pogody synoptycy muszą badać pogodę na obszarze znacznie większym niż tylko teren naszego kraju. Niestety, pogoda ciągle się zmienia, w związku z tym prognoza krótkoterminowa (np. dwudniowa) sprawdza się czasami z dokładnością co do godziny, ale długoterminowa (np. na 4-5 dni) może odbiegać od rzeczywistości.
Przeczytaj także: Wilgotność drewna a jakość
Na całym świecie m.in. uczeni, piloci i żołnierze korzystają z pomocy satelitów, balonów i samolotów, by uzyskać informacje na temat wiatru, temperatury i wielu innych czynników atmosferycznych. Na podstawie zebranych danych powstaje prognoza pogody, dzięki której wiemy na przykład, jak się ubrać następnego dnia. Ale prognozy pogody mają też o wiele ważniejsze znaczenie, np. zwiększają bezpieczeństwo rejsów statków i samolotów.
W celu uzyskania dokładnej prognozy niezbędne są pomiary do kilkunastu kilometrów nad powierzchnią ziemi. Do wykonywania takich pomiarów wykorzystuje się samoloty, balony i satelity meteorologiczne.
Ogródek meteorologiczny
Pomiary wszystkich składników pogody powinny być prowadzone w wyznaczonym miejscu i o tej samej, ustalonej godzinie, a działania urządzeń pomiarowych nie powinno zakłócić na przykład nadmierne oświetlenie. Dlatego przyrządy służące obserwacji pogody umieszcza się w specjalnych ogródkach meteorologicznych.
Termometry i higrometry umieszcza się w klatce meteorologicznej w celu oddzielenia ich od wpływu czynników zewnętrznych, które zakłócają pracę urządzeń pomiarowych, np. działania promieni słonecznych. Na pewno znasz pojęcia „temperatura w cieniu” albo „temperatura w słońcu”. Aby pomiar powietrza był dokładny, nie może zostać zakłócony przez nadmierne usłonecznienie - Słońce nagrzałoby powietrze, co zaowocowałoby błędnym pomiarem.
Mapa synoptyczna
Kiedy meteorolodzy i synoptycy zbiorą wszystkie dane z pomiarów na stacjach meteorologicznych, muszą je nanieść na mapy, by ocenić stan pogody i przewidzieć ją na dalsze dni. Tak powstaje mapa synoptyczna, która służy przedstawieniu sytuacji pogodowej nad danym obszarem i w danym czasie. W celu uproszczenia informacji, a także by znaki były czytelne dla ludzi z różnych krajów, wszystkie zjawiska przedstawia się w postaci umownych znaków synoptycznych. Znaki te, podobnie jak znane nam już znaki kartograficzne, ułatwiają rozpoznanie stanu pogody i jej prognozę na najbliższy czas.
Przeczytaj także: Jakość powietrza w Polsce
Naturalne oznaki pogody
Ludzie od tysięcy lat próbowali określać pogodę, przynajmniej tę na następny dzień. Spostrzegli, że rośliny i zwierzęta często odczuwają drobne zmiany pogody, których oni nie zauważają. Obserwując przyrodę, można uzyskać wiele cennych informacji o tym, jak zmieni się pogoda. Na przykład zwierzęta gospodarskie przed burzą stają się niespokojne. Natomiast jaskółki przed deszczem zaczynają latać nisko nad ziemią, gdyż na większych wysokościach nie ma wtedy owadów.
Czerwone niebo o wschodzie Słońca oznacza nadejście opadów, złotawa barwa nieba po zachodzie Słońca - utrzymanie się dobrej pogody, białawe niebo w ciągu dnia - nadejście opadów, a pomarańczowoczerwone niebo po zachodzie Słońca pogorszenie się pogody.
Kiedy jest ciepło, wróble są głośne i ruchliwe. Gdy siedzą osowiałe i z nastroszonymi piórami, można spodziewać się chłodów.
Temperatura w górach
Zmiana temperatury z wysokością nad poziomem morza jest jedną z charakterystycznych cech atmosfery ziemskiej. Ogólnie przyjmuje się, że temperatura powietrza w górach, w warunkach określonej masy powietrza, jest funkcją wysokości, ekspozycji i ukształtowania terenu.
Na wielkość zmiany temperatury z wysokością, tym samym pionowych gradientów termicznych i stanu równowagi powietrza, decydująco wpływa zawartość pary wodnej w powietrzu. Najczęściej wartości gradientów termicznych mieszczą się w granicach od 0,1 do l,0°C na 100 m wysokości.
Rozkład przestrzenny temperatury w atmosferze górskiej bardzo silnie zależny jest od podłoża, które może mieć różne albedo. Podłożem tym są zalesione stoki, wilgotne górskie łąki, nagie skały o różnym stopniu nachylenia i ekspozycji, pokrywa śnieżna i lodowa. Płaskie podłoże, a więc dna dolin i śródgórskich kotlin, wpływa także na zróżnicowanie wymiany ciepła między nim a atmosferą.
Przy badaniu termiki w obszarach górskich należy uwzględnić jej dużą zmienność w cyklu dobowym i rocznym. Cykl dobowy silnie wpływa na stan równowagi atmosfery, a tym samym możliwość wystąpienia inwersji termicznych (w nocy) i silnej turbulencji (w ciągu dnia).
W nocy podłoże oddaje ciepło, szybko stygnie, co powoduje obniżenie temperatury najniższych warstw powietrza i utworzenie się warstwy inwersyjnej. W porze dziennej dopływ energii promienistej od Słońca powoduje ogrzanie się podłoża i temperatura powietrza w jego pobliżu jest wyższa.
Charakterystyczny jest duży dopływ ciepła do górnych warstw podłoża atmosfery w ciągu dnia - największy na stokach południowych i południowo-wschodnich, oczywiście w górach na półkuli północnej. Wierzchnia warstwa gleby w lecie na tych stokach jest cieplejsza przeciętnie o 4,5°, w zimie -o 2,5°C niż na powierzchniach płaskich.
Stan wilgotności atmosfery górskiej zależy od temperatury i zawartości pary wodnej w powietrzu zalegającym nad górami i napływającym nad region górski. Stabilność termiczna atmosfery to pewien jej opór do generowania pionowych ruchów. Określają pionowy gradient temperatury.
Gdy pionowy gradient temperatury napływającej masy będzie zbliżony do wilgotnoadiabatycznego (w powietrzu z pewną zawartością pary wodnej), to masa ta może okazać się cieplejsza od powietrza otaczającego. Proces kondensacji pary wodnej w chłodniejszych, wyższych warstwach powietrza powoduje, że podstawy chmur powstających wskutek tego procesu znajdą się na różnych poziomach i często będą „uczepione” w pewnych miejscach na stokach.
Bardzo urozmaicone górskie podłoże powoduje, że wyznaczenie wartości tego gradientu jest niezwykle skomplikowane, zarówno w niewielkich odległościach w terenie górskim, jak i w cyklu dobowym i rocznym.
Pomiary wilgotności powietrza
Andrzej A. Mianem wilgotności powietrza określa się zawartość pary wodnej w powietrzu. Para wodna w powietrzu pochodzi z parowania zachodzącego ze swobodnych powierzchni wodnych i powierzchni lądowych (gruntu, roślinności...).
Nie można zmieszać dowolnej ilości pary wodnej z dowolną ilością powietrza (tak, jak to można zrobić na przykład ze spirytusem etylowym i wodą, czy azotem i tlenem). Ilość pary wodnej, która znaleźć się może w powietrzu (rozpuścić w powietrzu) zależy od jego temperatury.
Maksymalną ilość pary wodnej, jaką jest w stanie zawierać powietrze w danej temperaturze określa się mianem prężności maksymalnej lub prężnością pary nasyconej, niekiedy prężnością nasycenia i oznacza zazwyczaj symbolem E.
Wartości prężności aktualnej, choć pośrednio informują o tym, ile jest pary wodnej w powietrzu, nie są miarą wystarczająco poglądową, informacja, że np. prężność aktualna równa jest 5 hPa, bez znajomości temperatury powietrza i względnie precyzyjnej znajomości E = f(t), niewiele jeszcze mówi.
Wilgotność względna (oznaczana najczęściej jako f), którą definiuje się jako: f = (e/E) * 100 [%], informującą w jakim procencie, w stosunku do maksymalnie możliwego w danej temperaturze (tj. temperaturze, w której zmierzono e) powietrze jest nasycone parą wodną.
Temperatura, do której należy schłodzić powietrze, aby przy danej prężności aktualnej wilgotność względna osiągnęła 100% i rozpoczęły się w nim procesy kondensacji nosi nazwę temperatury punktu rosy i oznaczana jest zazwyczaj jako td [°C].
Higrometr włosowy jest nieskomplikowanym, tanim przyrządem, służącym do pomiaru wilgotności względnej. Elementem mierzącym (reagującym na zmiany wilgotności względnej) jest w nim odtłuszczony włos ludzki (dokładniej pęczek włosów). Włos, gdy wilgotność względna rośnie, absorbuje parę wodną z powietrza i zmienia swoją grubość i długość; przy wzroście wilgotności względnej włos się wydłuża, przy zmniejszaniu się wilgotności względnej - kurczy.
Higrometry włosowe pozwalają na dość pewny (dokładność pomiaru nie jest obarczona większym błędem niż 5%) pomiar wilgotności względnej od 30 do 100%. Pomiar wilgotności w zakresie od 20 do 30% obarczony jest błędem przekraczającym 5%.
Higrometry włosowe, choć pozornie niezbyt dokładne, są niezastąpionymi przyrządami pomiarowymi do określania wilgotności (i parametrów wilgotnościowych powietrza w ogólności) w niskiej i bardzo niskiej temperaturze powietrza (poniżej -2; -5°C).
Wilgotność - Jest to zawartość pary wodnej w powietrzu. Stacje podają wilgotność względną, czyli wyrażony w procentach stosunek ciśnienia cząstkowego pary wodnej zawartej w powietrzu do prężności pary wodnej nasyconej w tej samej temperaturze. Przykładowo: wilgotność względna powietrza 70% oznacza, że powietrze zawiera 70% ilości pary nasyconej, która mogłaby być w nim zawarta w tej temperaturze. Wilgotność 0% oznacza, że w powietrzu nie ma pary wodnej.
Temperatura odczuwalna
Temperatura odczuwalna - określa jakie odczucie termiczne wystąpi przy danych warunkach pogodowych. Wyliczana jest na podstawie takich parametrów jak: temperatura powietrza, siła wiatru, wilgotność.
Czynniki chłodzący (Wind Chill) - to odczuwanie temperatury powietrza na odsłoniętej skórze ze względu na wiatr.
Punkt rosy - dew point, czyli temperatura punktu rosy. Temperatura powietrza, w której zostaje ono całkowicie nasycone parą wodną. Czyli temperatura powietrza w której woda zaczyna się skraplać bo wilgotność względna przekroczy 100%.
Siła i kierunek wiatru - wiatr jest to poziomy ruch powietrza wywołany różnicą ciśnienia atmosferycznego, wieje z obszarów wyższego ciśnienia do obszarów niższego ciśnienia. Wiatr jest jednym ze składników pogody, w tym celu podaje się siłę wiatru (prędkość w m/s lub km/h) i kierunek, z którego wieje. Do pomiarów wiatru służy anemometr.
Warunki bioklimatyczne Łeby
Ocenę warunków bioklimatycznych Łeby, miejscowości starającej się o status uzdrowiska, przeprowadzono na podstawie codziennych danych meteorologicznych z godz. 12 UTC z okresu 1971-2000. Podstawą oceny warunków biotermicznych Łeby była opracowana przez Błażejczyka i oparta na bilansie cieplnym ciała człowieka temperatura odczuwalna (STI) oraz temperatura radiacyjno-efektywna (TRE), dla której Baranowska opracowała skalę odczuwalności cieplnej w warunkach klimatu Polski.
Poza okresem letnim, korzystne warunki bioklimatyczne na potrzeby klimatoterapii i turystyki uzdrowiskowej, występują w maju i czerwcu oraz w mniejszym stopniu we wrześniu i październiku. Najmniej sprzyjające warunki, szczególnie dla klimatoterapii, występują od drugiej dekady listopada do drugiej dekady lutego.
W Łebie średnie roczne zachmurzenie w godzinach okołopołudniowych wynosi 68,5%. Miesiącem o najmniejszym zachmurzeniu jest maj - z zachmurzeniem 56,7% oraz sierpień - 59,3% i lipiec - 60,9%. Największym zachmurzeniem charakteryzuje się grudzień (79,8%) i listopad (78,8%).
Średnia roczna wilgotność względna powietrza z godziny 12 UTC w Łebie, wynosi 76,3%. Miesiącem o najniższej wilgotności względnej powietrza jest maj - 69,9%, a najwyższej grudzień - 85,1%. Oznacza to, że w skali wilgotności powietrza, średnio przez cały rok występuje powietrze wilgotne i nie przekracza normy dla uzdrowisk. Dni parne pojawiają się w Łebie bardzo rzadko, od 0,2 w maju do 5 dni w sierpniu.
W Łebie średnia roczna temperatura powietrza z godz. 12 UTC wynosi 9,6oC i jest najniższa na wybrzeżu. Najwyższa średnia temperatura powietrza w terminie południowym przypada na sierpień i wynosi 19,3oC, a najniższa - w styczniu i wynosi 0,6oC. W okresie od kwietnia do lipca średnia temperatura powietrza w Łebie jest wyższa niż w Ustce, a w lutym - wyższa niż na Helu.
Średnia roczna prędkość wiatru w terminie południowym wynosi 3,7 m/s i jest najwyższa na wybrzeżu. Jedynie od listopada do stycznia średnia prędkość wiatru na Helu jest większa niż w Łebie.
Średnie roczne usłonecznienie w okresie 1990-2000 wynosi w Łebie 1816 godzin, a jedynie na Helu jest większe i wynosi 1857 godzin. W miejscowościach nadmorskich usłonecznienie jest znacznie większe niż wymagana dla uzdrowisk norma - 1500 godzin. W Łebie najwięcej godzin ze słońcem występuje w lipcu (279) i w maju (275), a najmniej słoneczny jest grudzień (34) oraz styczeń (46 godzin).
Tabela 1. Średnie wartości elementów meteorologicznych i wskaźników TRE i STI, o godz.
| Element | Wartość |
|---|---|
| Zachmurzenie | 68,5% |
| Wilgotność względna powietrza | 76,3% |
| Dni parne | 0,2 (maj) - 5 (sierpień) |
| Średnia roczna temperatura radiacyjno-efektywna (TRE) | 3,3oC |
| Zakres wahań średniej temperatury odczuwalnej STI | 2,8oC (grudzień) - 41,0oC (lipiec) |
| Średnia roczna temperatura powietrza | 9,6oC |
| Średnia prędkość wiatru | 3,7 m/s |
| Średnie roczne zachmurzenie przez chmury piętra niskiego i średniego | 59,1% |
| Średnie roczne usłonecznienie (1990-2000) | 1816 godzin |
tags: #tabela #temperatura #powietrza #prędkość #wiatru #zachmurzenie
