ATMOSFRA 1 ATMOSFRA je plynn obal Zem l

ATMOSFÉRA 1

ATMOSFÉRA je plynný obal Země l je tvořena směsí plynů nazývanou vzduch, který je k Zemi připoután gravitační silou l v atmosféře najdeme částice plynného, kapalného (oblaka) i pevného skupenství l l atmosférické aerosoly: kosmický prach, vulkanický prach, antropogenní aerosoly (při vytápění bytů, při automobilové a letecké dopravě, . . ), sůl, l mikroorganismy l atmosférické ionty - ionosféra 2

Chemické složení atmosféry o o o směs plynů = vzduch N 2 78 % O 2 21 % + O 3 0, 000 004 % vzácné plyny znečišťující plyny § o CO 2, SO 2, NOx, freony, aromatické uhlovodíky, CH 4 vodní pára (proměnlivé množství 0 – 4 %) - má klimatický význam 3

plyn objemový podíl Dusík 78, 084% Kyslík 20, 946% Argon 0, 934% CO 2 0, 035% Neon 0, 00182% Helium 0, 000524% Metan 0, 00017% Krypton 0, 00014% Vodík 0, 000055% 4

STAVBA ATMOSFÉRY 5

l Fyzikální vlastnosti atmosféry (teplota, tlak, vlhkost, . . . ) se mění jak ve směru vodorovném, tak i ve směru svislém. My nejčastěji pozorujeme změny teploty a tlaku s výškou. Podle rázu změn teploty s výškou vyčleňujeme v atmosféře charakteristické vrstvy: l troposféra l stratosféra l mezosféra l termosféra l exosféra 6

7

l TROPOSFÉRA přiléhá bezprostředně k zemskému povrchu l 0 - 18 km (na pólech 8 -9 km, na rovníku 18 km l teplota s výškou klesá (0, 65 °C na 100 m) l s výškou klesá i hustota a tlak vzduchu l 80 % hmotnosti atmosféry l probíhá zde většina meteorologických jevů a procesů (oblačnost, atmosférické srážky, atmosférické proudy) = počasí l 8

l STRATOSFÉRA l 18 - 50 km l do výšky cca 30 km se teplota nemění, potom teplota s výškou roste l 25 - 35 km nad Zemí = nejvyšší koncentrace ozonu (O 3) v atmosféře → ozonosféra l MEZOSFÉRA l l 50 - 80 km teplota s výškou klesá až na -100 °C 9

l TERMOSFÉRA l 80 - 500 (700) km l díky pohlcování UV záření může být teplota ve vrchní části termosféry až 1 400 °C l vyskytuje se zde polární záře l EXOSFÉRA l 500 (700) km - 20 000 (70 000) km l okrajová vrstva atmosféry - atomy vodíku a helia unikají do meziplanetárního prostoru • ionosféra - 50 - 550 km - část atmosféry, v níž jsou plyny v ionizovaném stavu - význam pro šíření radiových vln 10

POČASÍ A PODNEBÍ POČASÍ l l okamžitý stav atmosféry vyjádřený souborem hodnot meteorologických prvků: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. l PODNEBÍ (KLIMA) l l sluneční záření atmosférický tlak teplota vzduchu vlhkost vzduchu oblačnost atmosférické srážky proudění vzduchu dlouhodobý režim počasí vytváří se působením klimatogeografických činitelů: 1. 2. 3. 4. 5. 6. meteorologie zeměpisná šířka cirkulace atmosféry vzdálenost od oceánu oceánské proudy vlastnosti zemského povrchu (nadmořská výška) činnost člověka l klimatologie l makroklima (1 -4) X mikroklima (5 -6) 11

POČASÍ 1) Sluneční záření § § § je hlavní zdroj energie pro fyzikální děje v atmosféře solární konstanta = množství slunečního záření dopadající na horní hranici atmosféry 58 % sluneční energie je pohlceno 42 % je odraženo zpět do vesmíru převážná část slunečního záření se při průchodu atmosférou a po dopadu na zemský povrch přeměňuje na tepelnou energii díky tvaru Země se hodnoty slunečního záření rovnoměrně snižují od rovníku k pólům = klimatické pásy 12

§ § povrch Země se zahřívá více než atmosféra povrch souše se zahřívá více než oceán § § § radiační bilance = rozdíl příjmu a výdeje všech druhů výše uvedených záření mezi zemským povrchem a atmosférou kladná radiační bilance = příjem energie je vyšší než výdej (ve dne) záporná radiační bilance = příjem energie je nižší než výdej (v noci) 13

• ultrafialové (krátkovlnné) : 7% • viditelné : 48% • infračervené (dlouhovlnné) : 45% 14

15

2) Teplota vzduchu § § 3) udává tepelný stav ovzduší v meteorologii = teplota měřená 2 m nad zemským povrchem udává v Celsiově teplotní stupnici izoterma ? Tlak vzduchu (atmosférický tlak) § § § síla vyvolaná hmotností vzduchového sloupce (molekul vzduchu), který sahá od výšky měření k horní hranici atmosféry v h. Pa na zemském povrchu je tlak nejčastěji v rozmezí 980 1040 h. Pa s přibývající nadmořskou výškou tlak vzduchu klesá čím je vzduch teplejší, tím má nižší hustotu a nižší tlak naopak 16 izobara ?

17

Oblačnost 4) § § § § Kromě výměny tepla probíhá mezi povrchem Země a atmosférou nepřetržitý oběh vody. Velké množství energie, která je obsažena ve vodních parách se spotřebovává při výparu. Naopak při kondenzaci se skryté teplo do atmosféry uvolňuje (atmosférické srážky) nahromadění vodních par v atmosféře + pokles teploty = srážení vodních par = vznik oblaků sloha = stratus kupa = cumulus řasa = cirrus bouřkový mrak = cumulonimbus oblaky obsahují kapičky vody, ledu nebo částice antropogenního původu výskyt v troposféře izohyety ? 18

19

20

5) Proudění vzduchu (vítr) § § § nerovnoměrné rozložení atmosférického tlaku je způsobené nerovnoměrným rozložením tepla na zemském povrchu i v atmosféře proto vzniká „vítr“, aby tyto rozdíly vyrovnal přemisťování vzduchu na Zemi v planetárním měřítku = všeobecná (planetární) cirkulace atmosféry vítr proudí z míst vyššího tlaku vzduchu do míst nízkého tlaku vzduchu v meteorologii se měří směr a rychlost větru vzduch postupuje z tlakových výší do tlakových níží 21

l tlaková výše (anticyklóna) l vzduch klesá a spirálovitě se roztéká od středu k okrajům l na severní polokouli ve směru pohybu hodinových ručiček l na jižní polokouli opačně l PROČ ? l při sestupu vzduchu se rozpouští oblačnost a snižuje vlhkost → jasné suché počasí (v zimě mrazy, v létě vysoké teploty) 22

l tlaková níže (cyklóna) l vzduch vystupuje do výšky (zmenšuje se tlak) l do cyklóny vzduch vtéká spirálovitě od okrajů ke středu l na severní polokouli proti směru pohybu hodinových ručiček l na jižní polokouli opačně l stoupající vzduch se ochlazuje, roste jeho vlhkost → oblačnost + srážky 23

l tropické cyklony l nad silně prohřátými vodami oceánů mezi 5° - 20° s. š. i j. š. , kde intenzivně vystupuje horký a vlhký vzduch l v horní části vzduch z cyklony vytéká a tlak klesá na extrémně nízké hodnoty l menší rozsah (200 -500 km) ale ničivá síla (100 m/s) + přívalové srážky l Regionální názvy tropických cyklón: Sev. Amerika a karibská oblast – hurikán l Indický oceán – cyklon l Západní tichomoří – tajfun l Austrálie a N. Zéland – Willy-willy l Filipíny – baguio l 24

oblasti výskytu tropických cyklon 25

Všeobecná (planetární) cirkulace atmosféry Je vyvolána vlivem nerovnoměrného rozložení tlaku, pevnin a moří na zemském povrchu, dále rotací Země a třením. l důležité působení coriolisovy síly l l na severní polokouly se vzduchové hmoty stáčejí napravo od směru pohybu l na jižní polokouli nalevo od směru pohybu l vzduchové hmoty se vždy pohybují z oblasti vyššího tlaku do oblasti nižšího - z míst relativně chladnějších do míst relativně teplejších 26

Cirkulace atmosféry 27

MONZUNY l l všeobecná cirkulace vzduchu je v některých částech světa narušena sezonními vzdušnými proudy, které v průběhu roku mění směr. Jedná se o vyrovnávání tlaku vzduchu mezi mořem a pevninou = MONZUN l Letní monzun = vane z chladnějšího oceánu do nitra pevniny. Přináší velké množství srážek l Zimní monzun = vane z prochladlé pevniny na teplejší oceán. Přináší období sucha. 28

29

30

VZDUCHOVÉ HMOTY A FRONTÁLNÍ SYSTÉMY l Vzduchová hmota l l l masa vzduchu, která podle místa svého původu získala stykem se zemským povrchem specifické fyzikální vlastnosti, hl. teplotu a tlak. dělí se na oceánské a pevninské Základní typy : arktická (antarktická), polární (mírných zeměpisných šířek), tropická, rovníková (ekvatoriální) teplá vzduchová hmota = proudí do chladnějšího prostředí, než je sama - oteplení studená vzduchová hmota = proudí do teplejších míst - přináší ochlazení Vzduchové hmoty jsou od sebe odděleny atmosférickými frontami l l l arktická fronta = mezi arktickou a polární = mezi polární a tropickou tropická = mezi tropickou a rovníkovou 31

l Studená fronta l studená vzduchová hmota postupuje směrem do teplejší l teplejší vzduch je vyzvednut vzhůru l kratší intenzivní srážky, bouřky l pohybuje se rychleji, než fronta teplá 32

l Teplá fronta l nasunutí teplejšího vzduchu l teplejší vzduch pozvolna stoupá po chladnějším l přináší oblačnost a trvalejší méně intenzivní srážky 33

l Okluzní fronta l když rychlejší studená fronta dožene pomalejší teplejší a vyzdvihne ji od zemského povrchu l rozpad cyklóny 34

35

Cyklogeneze l Studená vzduchová hmota se setkává s teplou l Teplý vzduch stoupá nad chladný, oblast nízkého tlaku, do ní postupuje studená fronta

l Ve stoupajícím vzduchu se tvoří oblaka a srážky, fronty začínají rotovat l Rychlejší studená fronta dohání teplou, tlak ještě klesá, zesilují se srážky

l Studená fronta dostihne teplou, vzniká okluzní fronta, proměnlivé počasí l Plně vyvinutá okluzní fronta, ukončí přísun teplého vzduchu, vítr a srážky ustávají, cyklóna se rozpadá, celý proces může začít znovu

39