OSNOVNE KLIMATSKE KARAKTERISTIKE

Transcript

1 OSNOVNE KLIMATSKE KARAKTERISTIKE

2 KLIMA Klima predstavlja skup vremenskih pojava, odnosno atmosferskih procesa, koji karakterišu fizičko stanje atmosfere iznad nekog područja. ona je i energetski resurs (sunce i vetar), i materijalni resurs (padavine) Nauka koja izučava uslove pod kojima se obrazuje klima nekog područja naziva se klimatologija.

3 Sa gledišta hidrometeorologije, koja izučava atmosferske procese koji utiču na vodne resurse na zemlji, od interesa su klimatski elementi koji imaju direktan uticaj na pojedine faze hidrološkog ciklusa.

4 To su, pre svega, sledeći klimatski elementi sunčeva radijacija; zračenje tla; temperature vazduha; vazdušni pritisak; vlažnost vazduha; oblačnost i trajanje sunčevog sjaja; vetar; padavine; isparavanje.

5 ZEMLJINA LOPTA Zemlja se deli na: osnovno telo hidrosferu atmosferu biosferu Masa atmosfere je 5.157*10 15 tona, a Zemlje 5.98*10 21 tona

6 ATMOSFERA Gasoviti omotač Zemlje Povremeni sadržaj Voda u sva tri agregatna stanja Čvrste čestice: prašina, dim, soli Gustina atmosfere postepeno opada sa visinom Oko 600 km beznačajna 9/10 mase atmosfere je ispod 20 km 2/3 mase atmosfere je ispod 10 km

7 Sastav atmosfere Zemlje Atomi i molekuli do visine od 60km (neutralna atmosfera) Od 60 do 600km je jonosfera Iznad je protonosfera

8 Zapreminski procenti pojedinih gasova Azot % Kiseonik % Argon 0.934% CO % Neon 1.818*10-3 % Helijum 5.24*10-4 % Metan 1.3 *10-4 % Kripton 1.14*10-4 % Vodonik 5*10-5 % Promenljive komponente: vodena para (3 % u tropima, 2*10-5 % na Antarktiku), aerosoli, fotohemijski smog.

9 Građa atmosfere Zemlje Po vertikali je slojevita. Do 200 km je stabilna, a iznad je promenljiva (pulsira i sažima se) pa ima nepravilnu formu.

10 Raspodela temperature po visini

11 Slojevi u atmosferi troposfera tropopauza stratosfera mezosfera mezopauza termosfera egzosfera

12 Troposfera najniži sloj u njoj je 80% mase visina: 11km, 17-18km karakteriše je pad temperature sa visinom regulator temperature danas su ugljendioksid i vodena para

13 Tropopauza širina 1-3km temperaturska inverzija nad ekvatorom je hladnija, nad polovima toplija

14 Stratosfera do visine od 50 km temperatura se slabo menja ozonski sloj stratopauza na km regulator temperature je ozon

15 Mezosfera temperatura ponovo počinje da pada (do C) javljaju se sedefasti oblaci iznad je mezopauza

16 Termosfera brzi rast temperature (na km je 1800 K) jonizacija (D, E i F slojevi) pojava polarnih svetlosti

17 Egzosfera na visinama preko 1000km disipacija atmosfere

18 Vazdušni pritisak Direktna je posledica težine vazduha Vazdušni (atmosferski) pritisak u klimatologiji ima važnu ulogu, od njegovog rasporeda zavisi pravac i brzina vetra. Značajan za vegetaciju pri razmeni vazduha između gornjih slojeva zemljišta i prizemnih slojeva vazduha, tj. kod tzv. disanja zemljišta. Razlikuje s mestom i vremenom jer se količina (i težina) vazduha iznad Zemlje isto tako razlikuju. Atmosferski pritisak se smanjuje za 50% na visini od oko 5 km (kao što se i oko 50% ukupne mase atmosfere nalazi unutar najnižih 5 km).

19 Vazdušni pritisak Prosečni atmosferski pristisak izmeren na nivou mora iznosi oko kilopaskala. Jedinica mere je Paskal 1 bar = 1000 mb = 10 5 Pa (paskala) = 10 2 kpa

20 Gustina vazduha opada sa temperaturom Pri pritisku od 1013 mb t = -20 o C ρ= kg/m 3 t = 0 o C ρ= kg/m 3 t = 20 o C ρ= kg/m 3 t = 25 o C ρ= kg/m 3

21 Instrumenti za merenje su: Živini ili aneroidni batometar ili barograf hermetički zatvorene kutije iz kojih je delimično izvučen vazduh. Sa promenom vazdušnog pritiska pomeraju se zidovi kutije, koji se preko poluge prenose na aneroidni batometar, odnosno grafopisačem na barograf.

22 Aneroidni batometar Živin baromer

23 Barograf Srednji pritisak: p = p p21 p 3 Ideksi označavaju vremena čitanja

24 ATMOSFERSKI PRITISAK Ima dnevni hod Maksimalni u 10 i 22 h Minimalni u 4 i 16 h. Amplituda ovih kolebanja Na ekvadoru 3-4 mb Na našim geografskim širinama 0.3 mb

25 Barometarski pritisak se smanjuje sa visinom. Na svakih 100 m pada u proseku za 13.3 mb u sloju od 900 m. Na primer za Evropu Visina (m) Pritisak (mb) Temperatura vazduha ( o C)

26 Zašto je bitan Promena pritiska utiče na: Na isparavanje sa smanjenjem pritiska povećava se isparavanje. U regionima gde se pritisak slabo menja isparavanje je beznačajno. U višim predelima uticaj pritiska na isparavanje je značajno. Na promenu nivoa podzemnih voda Na hlađenje zemljišta pod snegom Na kretanje vazdušnih masa

27 SUNČEVA AKTIVNOST Podrazumeva kompleks svih fizičkih promena koje se dešavaju na Suncu i koje izazivaju na njegovoj površini razna fizička obrazovanja. Ove promene su u funkciji intenziteta lučenja sa površine Sunca ultraviolentnog karaktera, što je poznato u literaturi kao pojava sunčevog vetra

28 Dešavanja na Suncu

29 SUNČEV VETAR formira se kada iz aktivnih oblasti Sunca dođe do izbacivanja u prostranstvo pozitivno i negativno naelektrisanih čestica korpuskula Kreću se brzinom od 2000 km/s Približno za 24 h dospevaju na Zemlju u vidu magnetnih pravolinijskih linija Drugi pokazatelj prisustva korpuskula su tzv. magnetne bure koje u suštini predstavljaju varijabilnost magnetnih linija pri udaru čestica u magnetnu oblogu Zemlje.

30 SUNČEV VETAR Mnogi fenomeni su povezani sa sunčevim vetrom, a to su geomagnetna oluja, polarna svetlost, aurore i repovi kometa koje su uvek suprotno od Sunca. Sunce izbaci milion tona materijala u sekundi u vidu Sunčeva vetra. Aurora boralis

31 SUNČEV VETAR UTICAJ SUNČEVOG VETRA je na sve hidrometeorološke procese na Zemlji. Ispitivanja heliogeofizičara su pokazala da između sunčeve radijacije i geofizičke aktivnosti postoji u većoj ili manjoj meri, čvrsto uzročno-posledična veza.

32 SUNČEV VETAR Za identifikaciju veza koriste se kvantitativne karakteristike sunčeve radijacije tzv. indeksi sunčeve radijacije. Najrasprostranjenije metode kvantitativnog uključivanja sunčeve radijacije baziraju se na osmatranjima sunčevih pega.

33 SUNČEVE PEGE otkrivene su otkrićem teleskopa (pre oko 3.5 stoleća) kada je ustanovljeno da se na osvetljenom jarkom disku Sunca, s vremena na vreme, pojavljuju pege. Kasnije je ustanovljeno da je temperatura u neposrednoj oblasti pega niža za o C od temperature ostale površine Sunca. Zato su pege relativno tamnije i dobro vidljive na fotosferi Sunca. NAČIN POJAVLJIVANJA PEGA u grupama od jedne dve ili nekoliko TRAJANJE PEGA od nekoliko časova do nekoliko meseci

34 Sunčeve pege

35 Sunčeve pege Ustanovljeno je da postoji veza između radijacija i pojave sunčevih pega. Kvantitativni pokazatelji sunčeve radijacije Volfov broj relativni broj sunčevih pega W o W o = k (10 g +f) Gde su: k koeficijent koji zavisi od uslova osmatranja i vrste instrumenta g ukupan broj grupa pega f ukupan broj pega

36 Sunčeve pege Značaj Volfovog broja: Veoma je jednostavan Postoje veoma duge serije osmatranja godišnja vrednost od godine, a mesečne od godine postojanje značajnih korelacija sa mnogim geofizičkim pojavama Osobine Volfovog broja Postoje određene periodičnosti u iznosu od godina (srednje 11.4) zbog čega su mnogi prirodni procesi na Zemlji ciklični Uticaj sunčeve radijacije Sa povećanjem sunčeve aktivnosti dolazi do intenzivnijeg razvoja atmosferske cirkulacije što se izražava u intenzivnijoj pojavi ciklonske aktivnosti. Smanjene sunčeve aktivnosti izazivaju intezivniju pojavu anticiklona.

37 Ukupna energija na površini atmosfere (pod pravim uglom i na srednjoj udaljenosti od Zemlje) iznosi 1.39 kw/m 2 solarna konstanta Podela sunčevog zračenja Direknto S Difuzno D (difuzna refleksija S kroz atmosferu) Globalno G = S + D Refleksija sa zemlje R Bilans kratkotalasnog zračenja Q k = S + D R = G a G

38 a - % refleksija energije od neke površine - ALBEDO Površina a Gusta tamna šuma 0.05 Hrastova šuma 0.18 Jelova šuma 0.54 Povšina sa travom 0.26 Golo zemljište Sneg Vodena površina Instrumenti za merenje globalnog zračenja na zemljinoj površini aktinometar (aktinograf)

39 Aktinomer

40 ZANIMLJIVOSTI Sunčevo zračenje 2 Septembar godine, Kanada, Ontario U trenutku je veći deo Ontaria ostao bez snabdevanja električnom energijom Nužni sistemi osposobljeni nakon mesec dana Vraćanje sistema u prvobitno stanje tek nakon godinu dana.

41 ZANIMLJIVOSTI Polarna svetlost pojačana i bila je viđena po prvi put na Kubi, Havajima, Rimu. Ukupna energija koju Sunce izbaci u proseku svake sekunde iznosi 383 milijardi triliona kilovati što je ekvivalent energiji od 100 milijardi tona TNT koji bi trebao da eksplodira svake sekunde

42 Polarna svetlost