SLOŽENÍ A STAVA ATMOSFÉRY - Jergym · Tropický pás - suchý •absolutní t max. na Zemi...
Transcript of SLOŽENÍ A STAVA ATMOSFÉRY - Jergym · Tropický pás - suchý •absolutní t max. na Zemi...
SLOŽENÍ A STAVBA ATMOSFÉRY
N2 – 78%
O2 – 21%
Ar – 0,9%
1. Chemické složení atmosféry - objemové zastoupení plynů v atmosféře u suchého
vzduchu:
I. Složení a stavba atmosféry
Tab. 1: Složení zemské atmosféry (převzato z [12; 11])
suchý vzduch vlhký vzduch Hlavní plynné složky obj. % g/m
3 hmotn.
% obj. % g/m
3 hmotn.%
dusík N2 78,09 895 75,54 75,65 867 74,08
kyslík O2 20,94 274 23,13 20,29 265 22,64
voda H2O - - - 3,12 23 1,97
argon Ar 0,93 15,2 1,28 0,9 14,7 1,26
celkem 99,96 99,95 99,96 99,95
suchý vzduch vlhký vzduch Vedlejší plynné složky obj. ppm mg/m
3 hmotn.
ppm obj.ppm mg/m
3 hmotn.
ppm
oxid uhličitý CO2 315 567 478 305 549 469
neon Ne 18 14,9 12,6 174 14,4 12,3
hélium He 5,2 0,85 0,71 5 0,82 0,7
metan CH4 1 0,65 0,55 0,97 0,63 0,54
krypton Kr 1 3,43 2,89 0,97 3,32 2,83
oxid dusný N2O 0,5 0,9 0,76 0,49 0,87 0,74
vodík H2O 0,5 0,04 0,03 0,49 0,04 0,03
oxid uhelnatý CO2 0,1 - 0,2 - - -
xenon Xe 0,08 0,43 0,36 0,08 0,41 0,35
ozon O3 0,02 - 0,06 - - -
amoniak NH3 0,01 - 0,01 - - -
oxid dusičitý NO2 0,001 0,003
oxid siřičitý SO2 0,0002 - 0,0009 - -
organické páry 0,02 - - 0,02 - -
Důležité stopové plyny:
CO2 - oxid uhličitý (0,04%)
CH4 – methan
O3 - ozon
Vodní páry - 2,6%, max. 4%;
- množství klesá s výškou
Atmosférické aerosoly
= příměsi a nečistoty v atmosféře
př. vulkanický prach, kouřové částice, aeroplankton = pyl (žlutý déšť) a bakterie, písek (červený déšť)
I. Složení a stavba atmosféry
2. Vertikální členění atmosféry s rostoucí vzdáleností od povrchu změna fyzikálních vlastností a chemického složení
I. Složení a stavba atmosféry
a) troposféra • do 11 km (póly) – 17 km (rovník)
• záporný teplotní gradient
0,65°C/100 m
• většina meteorologických jevů (oblačnost atd.)
• trysková proudění = jet stream
- zóny rychlých větrů, výměna vzduchu mezi troposférou a stratosférou
I. Složení a stavba atmosféry
b) stratosféra
• do 55 km
• nárůst teploty
• ozonosféra
c) mezosféra
• do 80 km
• pokles t na -100°C
I. Složení a stavba atmosféry
d) termosféra
• do 800 km
• nárůst teploty (1400 °C)
• výskyt ionizovaných plynů
odraz rádiových vln
polární záře
e) exosféra
• horní hranice atmosféry
10 000 – 60 000 km
I. Složení a stavba atmosféry
3. Význam atmosféry pro život na Zemi
a) zdroj nezbytných plynů pro dýchání a fotosyntézu
I. Složení a stavba atmosféry
b) ochrana před UV zářením
• zásadní význam ozonosféry (90 % O3)
• DU - Dobsonovy jednotky
• působení člověka (freony - CFC, letadla) klesá obsah O3 v atmosféře
• nejintenzivnější v polárních oblastech = OZONOVÁ DÍRA
I. Složení a stavba atmosféry
• úbytek ozonu globální problém
Montrealský protokol (1987) = dohoda o omezení produkce freonu
I. Složení a stavba atmosféry
c) tepelná ochrana a redistribuce tepla
- díky atmosféře dochází ke:
• zvýšení průměrné teploty na Zemi (skleníkový efekt)
• snížení teplotních výkyvů (den/noc, léto/zima)
• redistribuci tepla (rovník → póly)
I. Složení a stavba atmosféry
skleníkový efekt
• přirozený jev
• atmosféra propouští krátkovlnné záření (sluneční záření), zahřívá se tak ZP ZP vyzařuje dlouhovlnné záření (tepelné), které částečně proniká do atmosféry a částečně se od ní odráží zpět díky tomu se v atmosféře akumuluje teplo
I. Složení a stavba atmosféry
I. Složení a stavba atmosféry
skleníkový efekt
• bez SE by byla t na Zemi -18°C X dnes 15°C
• skleníkové plyny:
oxid uhličitý (CO2)
methan (CH4)
oxid dusný (N2O)
vodní páry
I. Složení a stavba atmosféry
• zdroje skleníkových plynů:
a) přirozené – vulkanická činnost, rostliny a živočichové, lesní požáry, vodní kapky
b) antropogenní – spalování fosilních paliv a odlesňování (CO2), chov dobytka, pěstování rýže, těžba uhlí (CH4), aerosoly = drobné částice v atmosféře (prach, emise)
I. Složení a stavba atmosféry
I. Složení a stavba atmosféry
Globální oteplování globální změna klimatu
měřitelný nárůst podílů skleníkových plynů v atmosféře v posledních desetiletích
důsledkem nárůst teploty změna charakteru podnebí
I. Složení a stavba atmosféry
METEOROLOGICKÉ CHARAKTERISTIKY
• věda zkoumající atmosféru
• praktický význam předpovědi počasí
• základní meteorologické prvky:
atmosférický tlak
teplota
vlhkost vzduchu
rychlost a směr větru
srážky
oblačnost
sluneční svit
II. Meteorologie
1. Teplota vzduchu • jednotky: °C, Fahrenheit (USA)
• měří se teploměry (2 m nad povrchem)
• denní chod teploty vzduchu kopíruje denní chod teploty půdy
• závisí na albedu
= schopnost povrchu
odrážet sluneční záření
př. sníh – 70-90%
písek – 37%
oceán – 2-7%
II. Meteorologie
1. Teplota vzduchu • v troposféře pokles teploty s nadmořskou výškou
(0,65 °C/100 m)
• teplotní inverze = teplota s výškou stoupá
II. Meteorologie
1. Teplota vzduchu Průměrná teplota
• důležitá klimatologická charakteristika
• udává průměrnou teplotu dne, měsíce, roku nebo řady let na jednom místě
• denní t (7,14,21)
II. Meteorologie
2. Tlak vzduchu
• vyplývá z jeho hmotnosti (klesá s výškou)
• přepočítává se na hladinu moře
• jednotky: hPa, torry, mbar
• průměrná hodnota = normální barometrický tlak přepočtený na hladinu moře: 1013 hPa = 1 atm = 760 torrů
II. Meteorologie
2. Tlak vzduchu
II. Meteorologie
2. Tlak vzduchu
• měří se barometrem, průběh v čase zachycuje barograf
II. Meteorologie
2. Tlak vzduchu Základní tlakové útvary
Cyklóna = tlaková níže (vzestupné proudění)
Anticyklóna = tlaková výše (sestupné proudění)
II. Meteorologie
Základní tlakové útvary
• brázda nízkého tlaku - odděluje dvě centra vysokého tlaku
• hřeben vysokého tlaku - odděluje dvě oblasti nízkého tlaku
• izobara
• synoptická
mapa
II. Meteorologie
3. Vítr
• proudění vzduchu je způsobeno rozdílem tlaků (z TV do TN) a rotací Země
• rychlost je závislá na:
a) rozdílu tlaků
b) odporu prostředí
II. Meteorologie
3. Vítr
- v praxi se měří:
a) rychlost větru - m/s - anemometry
(max.: tornáda > 150 m/s)
b) směr větru
– větrná růžice
II. Meteorologie
II. Meteorologie
4. Vlhkost vzduchu
a) absolutní hmotnost vodních par ve vzduchu [g/m3]
b) relativní % nasycení vzduchu vodními parami [%]
II. Meteorologie
4. Vlhkost vzduchu
• měří se hygrometrem = vlasový vlhkoměr
II. Meteorologie
4. Vlhkost vzduchu
rosný bod
• teplota při níž dochází ke kondenzaci vodních par v ovzduší
II. Meteorologie
5. Oblačnost • míra zakrytí oblohy mraky
(osminy oblohy)
II. Meteorologie
Jasno (do 1/8 zakrytí) II. Meteorologie
Skoro jasno (do ¼ zakrytí)
II. Meteorologie
II. Meteorologie Polojasno do ½ zakrytí
Oblačno - do ¾ zakrytí
II. Meteorologie
Zataženo (¾ - úplné zakrytí)
II. Meteorologie
druhy oblaků
• deset základních druhů oblaků
II. Meteorologie
Druhy oblaků
1. Cirrus (řasa)
II. Meteorologie
Druhy oblaků
2. Cirrocumulus
(řasokupa)
II. Meteorologie
Druhy oblaků
3. Cirrostratus
(řasosloha)
II. Meteorologie
Druhy oblaků
4. Cumulus (kupa)
II. Meteorologie
Druhy oblaků
5. Cumulonimbus (dešťová kupa)
II. Meteorologie
Druhy oblaků
6. Altocumulus (vysoká kupa)
II. Meteorologie
Druhy oblaků
7. Stratus (sloha)
II. Meteorologie
Druhy oblaků
8. Altostratus (vysoká sloha)
II. Meteorologie
Druhy oblaků
9. Nimbostratus (dešťová sloha)
II. Meteorologie
Druhy oblaků
10. Stratocumulus (slohokupa)
II. Meteorologie
6. Sluneční svit
• délka v hodinách za den či rok
• měří se heliografem
II. Meteorologie
7. Atmosférické srážky
• měří se úhrn srážek (výška vodního sloupce v mm za den/měsíc/rok)
• 1 mm = 1 litr na m2
• přístroje: hyetometr a ombrograf
II. Meteorologie
• Nejvyšší roční úhrn srážek: 26 461 mm Čerápundží, Indie (1861)
II. Meteorologie
• Nejvyšší průměrný roční úhrn srážek: 12 344 mm, Mount Waialeale, Havaj
• Nejvyšší množství srážek za 24 hodin: 1 869,9 mm, ostrov Réunion, Indický oceán
II. Meteorologie
• Nejnižší roční úhrn srážek: 0 mm Iquique, Chile (místo kde 14 let nezapršelo)
• Nejnižší průměrný roční úhrn srážek: 0,7 mm Arita, Chile
II. Meteorologie
KLIMA
• klima = podnebí dlouhodobý režim počasí
• klimatologie = věda zkoumající podnebí
• charakter podnebí určují klimatotvorné faktory
zeměpisná šířka
vzdálenost od oceánu
tvar reliéfu
oceánské proudy
člověk
III. Klima
1) Klimatotvorné faktory
a) člověk
• změna charakteru povrchu
• skleníkové plyny?
III. Klima
Klimatotvorné faktory
b) zeměpisná šířka
• ovlivňuje intenzitu slunečního záření
• snižování průměrné teploty od rovníku k pólům
III. Klima
c) vzdálenost od oceánů
• určuje míru oceanity resp. kontinentality
oceánské podnebí
• menší roční t amplituda
• hodně srážek
kontinentální podnebí
• větší roční t amplituda
• méně srážek
III. Klima
Saskatoon Halifax
III. Klima
d) tvar reliéfu
nadmořská výška
s rostoucí nadmořskou výškou pokles teploty a nárůst srážek
III. Klima
expozice svahů
- teplota jižní svahy teplejší než severní
- úhrn srážek návětrné X závětrné svahy
srážkový stín
III. Klima
srážkový stín - Z USA
III. Klima
e) oceánské proudy
ovlivnění teploty
oteplování nebo ochlazování klimatu
př. skandinávská teplotní anomálie
III. Klima
ovlivnění srážek
pobřežní pouště v tropických oblastech jako důsledek studených mořských proudů
př. Atacama
III. Klima
2) Podnebné pásy • rozsáhlé oblasti na Zemi s podobným podnebím
• horizontální pásmovitost pásy v rovnoběžkovém směru
III. Klima
1. Rovníkový (ekvatoriální) pás
III. Klima
Rovníkový (ekvatoriální) pás
• t = 24-28°C
• nízká roční teplotní amplituda
• t nepřesahuje 35°C
• srážky 1000-3000 mm
• zenitální deště
III. Klima
2. Subrovníkový pás
III. Klima
Subrovníkový pás
• letní monzun více srážek
• min. t v zimě
• jaro nejteplejší a nejsušší
• srážky kolísají s rostoucí vzdáleností od rovníku
(400-1500 mm)
• orografické zesílení srážek
př. podhůří Himaláje 10000 mm
III. Klima
3. Tropický pás
III. Klima
Tropický pás - vlhký
• nízká roční t amplituda
• srážkové i teplotní poměry blízké rovníkovým oblastem
III. Klima
Tropický pás - suchý
• absolutní t max. na Zemi
• suchý vzduch, prachové částice
• denní t amplituda až 40°C, v pouštích při vysoké insolaci až 80°C
• srážky nad 100 mm
• písečné bouře
III. Klima
4. Subtropický pás
III. Klima
Subtropický pás
a) západní pobřeží (středomořské)
• suchá, slunečná léta X deštivá zima
• etésiové větry = suché SZ větry vanoucí v létě
b) východní pobřeží
• suché a chladné zimy X deštivá léta
• vliv monzunů Čerápundží až 25 000 mm srážek
c) kontinentální
• podobný tropickému, srážky 200-500 mm
III. Klima
III. Klima
5. Mírný pás
III. Klima
Mírný pás
• průměrná roční t = 0-15° C
• proměnlivé počasí
• 4 roční období
• s rostoucí kontinentalitou se snižují srážky, a zvyšuje se roční t amplituda
III. Klima
6. Subpolární pás
III. Klima
Subpolární pás
• arktická i polární vzduchová hmota
• nejvyšší roční t amplituda (65°C)
• srážky do 200 mm
III. Klima
7. Polární pás
III. Klima
Polární pás
• záporná radiační bilance
• mrazivé zimy a studená léta
• nejnižší t na Zemi
Vostok -90°C (Antarktida)
• srážky přibývají k okrajům kontinentů
III. Klima