Jak mierzymy składniki pogody?
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.
jak warunki pogodowe wpływają na gospodarkę, zdrowie i pracę;
jakie przyrządy wykorzystywane są do pomiaru temperatury powietrza.
Wyjaśnisz, co to jest pogoda.
Omówisz składniki pogody oraz podasz przyrządy do ich pomiaru.
Odczytasz wskazania przyrządów mierzących składniki pogody.
Dokonasz obserwacji pogody w swoim miejscu zamieszkania.
Wyjaśnisz, co przedstawiają mapy synoptyczne.
1. Pogoda i jej składniki
PogodąPogodą nazywamy stan atmosfery występujący w danej chwili na danym obszarze. Wraz z upływem czasu można obserwować ciągłe zmiany pogody. Jej stan określa wiele składników wymienionych poniżej.
Temperatura powietrza podawana jest w stopniach Celsjusza (°C). Do pomiaru temperatury służy termometr.
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. Jeśli wilgotność wynosi 100%, to dalsze zwiększanie ilości pary wodnej prowadzi do jej skraplania Przyrząd do pomiaru wilgotności powietrza to higrometr.
Ciśnienie atmosferyczne mierzone jest barometrem; jego wartości podaje się najczęściej w hektopaskalach (hPa).
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. rękawów.
Opady atmosferyczne określa się, podając ich rodzaj i wielkość w milimetrach. Do pomiaru opadów służy deszczomierz (pluwiometr). Rodzaje opadów to: mżawka, deszcz, śnieg, śnieg ziarnisty, krupy śnieżne, grad, słupki lodowe.
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. Zachmurzenie określa się wzrokowo.
Usłonecznienie to czas w którym promieniowanie słoneczne dochodzi bezpośrednio do powierzchni Ziemi. Do pomiaru usłonecznienia służy heliograf. Jest ono mniejsze zimą, a większe latem.
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 synoptycysynoptycy 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.
Komputery rozwinęły się w znacznej mierze dzięki chęci prognozowania pogody. Tylko one mogły zebrać ogromną masę danych o pogodzie i na ich podstawie opracować prognozę. Dzięki dzisiejszym superkomputerom możliwe jest opracowanie prognozy na 3–4 dni z dokładnością do godziny.
2. 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. W takim ogródku powinno się znaleźć następujące wyposażenie:
kilka termometrów (do uzyskania dużej dokładności pomiaru) – do mierzenia minimalnej i maksymalnej temperatury powietrza oraz temperatury gruntu;
higrometrhigrometr – do pomiaru wilgotności powietrza;
barometr – do wyznaczania wartości ciśnienia atmosferycznego;
wiatromierz – wskazuje on zarówno kierunek, jak i prędkość wiatru;
deszczomierzdeszczomierz – zbierający wodę pochodzącą z opadów i mierzący jej ilość.
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.
Tzw. skala Beauforta służy do określania siły wiatru:
Stopień | Waitr [m/s] | Opis | Objawy na lądzie |
|---|---|---|---|
0 | 0‑0,2 | cisza | dym unosi się pionowo |
1 | 0,3‑1,5 | powiew | ruch powietrza lekko zmienia unoszenie się dymu |
2 | 4‑7 | słaby wiatr | wiatr jest wyczuwalny na skórze |
3 | 8‑12 | łagodny wiatr | liście i gałęzie szeleszczą |
4 | 13‑18 | umiarkowany wiatr | podnosi się kurz, pył |
5 | 19‑24 | dość silny wiatr | kołyszą się małe drzewa |
6 | 25‑31 | silny wiatr | ruszają się duże gałęzie drzew, kapelusze mogą być zrywane z głów |
7 | 32‑38 | bardzo silny wiatr | całe drzewa są w ruchu, pod wiatr idzie się z wysiłkiem |
8 | 39‑46 | gałęzie łamią się pod wpływem wiatru | |
9 | 47‑54 | lekkie konstrukcje ulegają zniszczeniom | |
10 | 55‑63 | drzewa są wyrywane z korzeniami | |
11 | 64‑72 | znaczna część konstrukcji ulega zniszczeniu | |
12 | 72 i więcej | masowe i powszechne zniszczenia |
Obserwacja i zbieranie danych wybranych składników pogody.
notes,
termometr zaokienny,
barometr,
wiatromierz:
1. Przygotuj prosty kijek o długości ok. 1 m.
2. Na końcu patyka pinezką przymocuj tasiemkę lub wstążkę o długości nieco krótszej od kijka.
3. Na dworze, w otwartym terenie, ustaw patyk, wbijając go w ziemię na 10–15 cm. Narysuj na ziemi odchodzące od kijka linie oznaczające kierunki świata, posługując się przy tym kompasem. Pamiętaj, by je oznaczyć).
Sporządź tabelkę obserwacyjną według wzoru:
Pomiary pogody Data
Godzina
Temperatura powietrza
Kierunek i prędkość wiatru
Ciśnienie
Zachmurzenie
Rodzaj opadów i osadów atmosferycznych
Codziennie przez tydzień, wykorzystując termometr zaokienny, barometr i prosty wiatromierz, prowadź obserwacje pogody. Pomiary należy przeprowadzać 3 razy dziennie o stałych godzinach, np. 7.00, 14.00 i 20.00. Zachmurzenie określa się w skali dziesięciostopniowej, obserwując niebo i oceniając, jaka część jego powierzchni jest pokryta chmurami (np. mówimy, że zachmurzenie wynosi 2/8).
Na podstawie własnych obserwacji spróbuj przewidywać pogodę na następny dzień.
Śledząc wskazania przyrządów meteorologicznych, można określić pogodę. W przybliżeniu udaje się też (np. na podstawie wskazań barometru) przewidzieć stan pogody na dzień następny.
Nie wszystkie zjawiska atmosferyczne da się przewidzieć z dużym wyprzedzeniem. Na przykład wiadomo, że trąby powietrzne powstają w określonych warunkach, ale dokładne przewidzenie, kiedy się pojawią, jest bardzo trudne.
3. 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 synoptycznamapa 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.
4. 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.
Biometeorologia (inaczej bioklimatologia) to nauka łącząca w sobie biologię, medycynę, geografię i klimatologię; zajmuje się badaniem wpływu warunków atmosferycznych na organizmy żywe, np. zwierzęta hodowlane, rośliny (zwłaszcza uprawne) czy człowieka.
Podsumowanie
Pogoda jest stanem atmosfery występującym w danej chwili na danym obszarze.
Składniki pogody to zachmurzenie, usłonecznienie, wilgotność powietrza, temperatura powietrza, opady, siła i kierunek wiatru oraz ciśnienie atmosferyczne.
Prognoza pogody powinna opierać się na analizie wszystkich jej składników.
Pomiarami i obserwacjami pogody zajmują się stacje meteorologiczne.
Na mapie pogody zaznaczona jest pogoda dla danego obszaru na określony czas.
Praca domowa
Zastanów się i odpowiedz, z jakiego powodu długoterminowe prognozy pogody nie zawsze się sprawdzają.
Pogoda wpływa na nasze zdrowie, ale czy prognozy pogody decydują o naszym zdrowiu? Uzasadnij swoje zdanie.
Słownik
przyrząd do pomiaru wielkości opadów atmosferycznych
przyrząd do mierzenia wilgotności powietrza, czyli zawartości pary wodnej w powietrzu
mapa przedstawiająca prognozę pogody dla danego obszaru w danym czasie
naukowiec zajmujący się badaniem zjawisk i procesów fizycznych zachodzących w atmosferze ziemskiej
stan atmosfery w danym czasie na danym obszarze; wpływają na nią procesy zachodzące w warstwie atmosfery najbliższej powierzchni ziemi
naukowiec zajmujący się opracowywaniem prognoz pogodowych
Zadania
Wskaż poprawny zapis oznaczenia jednostek temperatury.
- °Hg
- °C
- mm
- mm Hg
W jakich jednostkach podaje się prędkość wiatru? Wskaż dwie poprawne odpowiedzi.
- m/s
- km/h
- cm/h
Wskaż składniki pogody.
- odległość Ziemi od Słońca
- wysokość nad poziomem morza
- temperatura ciała
- temperatura i wilgotność powietrza
- ciśnienie atmosferyczne
- kierunek i prędkość wiatru