Czym jest pogoda?

Pogoda to stan atmosfery w danej chwili i w danym miejscu na Ziemi. Natomiast klimat to charakterystyczny przebieg stanów pogodowych na danym obszarze ustalony na podstawie wieloletnich obserwacji. Prognozowanie pogody polega na przewidywaniu czasowych i przestrzennych zmian stanu atmosfery, w tym m.in. zmian ciśnienia, temperatury powietrza, prędkości i kierunku wiatru, zachmurzenia, zamglenia, stanu morza, a coraz częściej – także poziomu zanieczyszczenia atmosfery.

Do głównych elementów pogody zalicza się: temperaturę powietrza, wilgotność powietrza, opady atmosferyczne, ciśnienie atmosferyczne, kierunek i prędkość wiatru, zachmurzenie i usłonecznienie. Są to także elementy klimatu, ponieważ klimat to powtarzający się układ pogody, obserwowany na danym obszarze na przestrzeni wielu lat (przynajmniej trzydziestu).

Pogoda ma ogromne znaczenie w życiu człowieka, wywierając wpływ na jego codzienną egzystencję oraz na działalność gospodarczą. Zapewne z tego względu prognozy pogody próbowano tworzyć na podstawie obserwacji otoczenia już w starożytności, czego dowodem jest m.in. dzieło Arystotelesa Meteorologica.

Czynniki kształtujące pogodę

Czynniki niemeteorologiczne

Szerokość geograficzna

Szerokość geograficzna określa stopień i czas naświetlenia terenu promieniami słonecznymi. Wraz ze wzrostem szerokości geograficznej zmniejsza się wysokość Słońca nad horyzontem – ilość dostarczanego ciepła maleje. Im większe wysokości Słońca nad horyzontem, tym wyższe temperatury powietrza.

R1AkItggajLi9

Schemat przedstawia strefy oświetlenia Ziemi. Z lewej strony znajduje się Słońce. Od północy do południa globu znajdują się strefa okołobiegunowa, koło podbiegunowe północne, strefa umiarkowanych szerokości geograficznych, zwrotnik Raka ,strefa międzyzwrotnikowa z równikiem, zwrotnik Koziorożca, strefa umiarkowanych szerokości geograficznych, koło podbiegunowe południowe, strefa okołobiegunowa.

Rozkład lądów i mórz

Nierównomierne nagrzewanie się oraz ochładzanie wody i lądu powoduje zróżnicowanie temperatury powietrza – ten fakt wywiera wpływ na wilgotność powietrza oraz rozkład i wielkość opadów atmosferycznych w ciągu roku. Nierównomierne nagrzewanie się i ochładzanie wody i lądu wpływa również na różnice ciśnienia atmosferycznego, w wyniku czego powstaje wiatr.

Wysokość nad poziomem morza (wysokość bezwzględna)

Od wysokości nad poziomem morza zależy ciśnienie atmosferyczne (wraz z wysokością spada średnio o 11,5 hPa co 100 m), temperatura powietrza (wraz z wysokością spada średnio o 0,6°C co 100 m) i wielkość opadów (z reguły ich ilość rośnie wraz z wysokością).

Rzeźba terenu

Rzeźba terenu ułatwia bądź utrudnia przepływ mas powietrza, co w konsekwencji wpływa na temperaturę powietrza i wielkość opadów (np. opady orograficzneopady orograficzneopady orograficzne). Jest to widoczne zwłaszcza w przypadku dużych form ukształtowania terenu (np. rozmieszczenie gór na kontynencie – bariery orograficzne, które wymuszają ruch mas powietrza, przykładowo powstanie tzw. Alei Tornad) czy położeniu w kotlinach, które wpływa na obniżenie wielkości opadów lub nawet ich brak. Stoki dosłoneczne mają wyższe temperatury od przeciwległych. Jeżeli w obniżeniach terenu (np. kotlinach śródgórskich) zalegną zimniejsze, cięższe masy powietrza, a Słońce ogrzeje stoki na większych wysokościach, może dojść do inwersji termicznejinwersja termicznainwersji termicznej.

Rodzaj (charakter) podłoża

Rodzaj podłoża decyduje o różnej pojemności cieplnej środowiska, np. ląd nagrzewa się i oddaje ciepło szybciej niż woda. Latem więc ląd jest cieplejszy, a zimą chłodniejszy niż morze. Pokrycie terenu (pokrywa śnieżna, nawilgocenie, rodzaj skał) też ma wpływ na kształtowanie się np. temperatury powietrza czy wilgotności.

Barwa podłoża

Od barwy podłoża zależy zdolność pochłaniania i odbijania promieniowania słonecznego – tzw. albedo. Ciemne podłoże (np. woda, las) pochłania dużo promieniowania i oddaje atmosferze dużo ciepła – temperatura powietrza jest wysoka. Mówimy wówczas o niskim albedo. Z kolei przy wysokim albedo większość promieni odbija się od podłoża, a temperatura powietrza jest niska. Możemy to zaobserwować na przykładzie śniegu.

Prądy morskie

Ciepłe prądy morskie, które płyną u wybrzeży, powodują wzrost temperatury i opadów, a zimne obniżają temperaturę i ilość opadów. Mogą nawet powodować ich brak. Na wybrzeżach, przy których płyną zimne prądy morskie, mogą tworzyć się pustynie, np. na zachodnim wybrzeżu Ameryki Południowej – pustynia Atakama, a na południowo‑zachodnim wybrzeżu Afryki – pustynia Namib.

Czynniki meteorologiczne

Układy baryczne

W atmosferze istnieje tendencja do wyrównywania ciśnienia, przemieszczanie się powietrza zachodzi zawsze od ośrodka wysokiego ciśnienia do ośrodka niskiego ciśnienia. Poziomy ruch powietrza wywołany przez różnicę ciśnienia atmosferycznego to wiatr. Zmieniające się układy baryczne mają wpływ na zmiany pogody – np. zimą w Polsce niże baryczne przynoszą cieplejsze powietrze i opady, przy wyżach barycznych słoneczna pogoda może być związana z silnym mrozem.

Masy powietrza

Masa powietrza to rozległa część powietrza troposferycznego o jednorodnych cechach fizycznych, termicznych, wilgotnościowych itp., nabytych wskutek dłuższego przebywania nad danym obszarem. Główne masy powietrza to powietrze równikowe, zwrotnikowe, polarne, arktyczne lub antarktyczne. Masy powietrza kształtują wysokość temperatury powietrza, wilgotność, opady, a także ciśnienie atmosferyczne. Przykładowo jeżeli nad obszar Polski napływa powietrze zwrotnikowe, temperatury powietrza rosną, jeżeli napływa powietrze arktyczne, temperatury powietrza obniżają się.

Fronty atmosferyczne

Front atmosferyczny to powierzchnia styku między masami powietrza o różnej temperaturze (strefy przejściowe). Wyróżnia się fronty główne (stacjonarne), rozdzielające główne masy powietrza, oraz fronty wtórne – oddzielające powietrze morskie i kontynentalne w danej strefie lub masy powietrza różniące się stopniem przekształcenia. Fronty atmosferyczne są związane ze strefami opadów (opady frontalne). W zależności od rodzaju frontu atmosferycznego temperatura powietrza wzrasta (front ciepły) lub obniża się (front chłodny).

Czynniki decydujące o występowaniu zjawisk pogodowych - film edukacyjny

ROiKvjSTX8Efh

Film nawiązujący do czynników decydujących o występowaniu zjawisk pogodowych.

Film nawiązujący do czynników decydujących o występowaniu zjawisk pogodowych.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/ROiKvjSTX8Efh

Film nawiązujący do czynników decydujących o występowaniu zjawisk pogodowych.

Na czym polega prognoza pogody?

Synoptyka jest działem meteorologii zajmującym się prognozowaniem pogody, czego podstawą są obserwacje i pomiary meteorologiczne.

Aby ujednolicić prace meteorologiczne na całym świecie, zasady obserwacji w każdym kraju są takie same. Określa je ściśle Światowa Organizacja Meteorologiczna (WMO), będąca agendą ONZ. W Polsce badaniem pogody zajmuje się Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej (IMGW), który dysponuje stacjami i posterunkami meteorologicznymi.

Prognozowanie polega na przetwarzaniu danych opartych na aktualnym stanie pogody oraz na analizie warunków występujących w przeszłości. Mając precyzyjne dane na temat przeszłych stanów pogody w określonych warunkach, można stwierdzić, że w identycznych warunkach pogoda rozwinie się podobnie. Im więcej podobieństw między warunkami z przeszłości, tym bardziej prawdopodobna prognoza pogody. Należy pamiętać, że prognoza pogody opiera się jedynie na prawdopodobieństwie powtórzenia zjawiska. Zatem każda prognoza wybiegająca dalej w przyszłość będzie mniej trafna.

Pomiary meteorologiczne

Informacji na temat aktualnej pogody dostarczają pomiary, które wykonuje się na stacjach meteorologicznych rozmieszczonych głównie na lądzie co kilkadziesiąt kilometrów, a które uzupełniane są m.in. za pomocą danych radarowych, sondaży aerologicznych czy pomiarów satelitarnych. Znajomość zmienności warunków pogodowych z poprzednich lat pozwala na prognozowanie pogody z wykorzystaniem modeli matematycznych. Podstawowym źródłem danych do prognozowania krótkoterminowej prognozy pogody są wyniki pomiarów poszczególnych elementów pogody prowadzonych przez stacje naziemne.

Stacja meteorologiczna to miejsce, gdzie przeprowadzane są pomiary. Składa się najczęściej z klatki meteorologicznej oraz ogródka meteorologicznego, w którym są rozmieszczone przyrządy pomiarowe.

Pomiary wykonywane na stacji meteorologicznej:

• temperatura powietrza na wysokości: 5 cm i 2 m nad poziomem gruntu,

• temperatura gruntu na głębokości 5, 10, 20 i 50 cm poniżej poziomu gruntu,

• wilgotność powietrza na wysokości 2 m nad poziomem gruntu,

• ciśnienie atmosferyczne,

• wielkość opadu atmosferycznego,

• kierunek i prędkość wiatru,

• zachmurzenie,

• usłonecznienie.

RvLIIqnWTQTyt

Na zdjęciu znajduje się tak zwany ogórek meteorologiczny. Jest to płaski teren pokryty równo przyciętą trawą, w kolorze zielono-pomarańczowym. Widoczne są wybrukowane kostką ścieżki pomiędzy urządzeniami pomiarowymi. Z przodu zdjęcia znajduje się stojąca na czterech pionowych długich nogach budka z drzwiczkami i ściankami o wyglądzie żaluzji. Budka ma płaski, lekko pochylony ku tyłowi dach. Do budki prowadzą małe schodki metalowe. nieco dalej widać drugą taką budkę. Po prawej nisko przy ścieżce widoczne jest nieduże inne urządzenie pomiarowe w postaci małych elementów umieszczonych bezpośrednio na ziemi. Jeszcze dalej widać wysoką metalową wieżyczkę.

R84PF41JHL6M1

Ilustracja przedstawia wyjaśnienie znaczenia symboli dla przykładowego krążka stacji meteorologicznej. W centrum ilustracji znajduje się koło podzielone pionowo na pół - Lewa połowa jest biała, prawa czarna. Koło zostało opisane: zachmurzenie ogólne 5 na 8. Nad Kołem znajduje się symbol przypominający połowę przewróconej na bok ósemki, z podpisem: chmury średnie altocumulus. Nad nim kolejny symbol, przypominający nartę, z podpisem chmury wysokie cirrus. Obok, po prawej znajduje się liczba 154 zapisana dużą, grubą czcionką. Jest ona opisano jako ciśnienie atmosferyczne 1015,4 hektopaskali. Poniżej zapisano liczbę 1,4 poprzedzoną plusem. Opisano ją jako zmiana ciśnienia w ciągu ostatnich 3 godzin - wzrost o 1,4 hektopaskala. Obok liczby umieszczono znak tak zwanego ptaszka, opisany jako tendencja ciśnienia w ciągu ostatnich 3 godzin spadek a potem wzrost. Pod tym znakiem umieszczono kolejny symbol, wyglądający jak krótka błyskawica zwisająca z odwróconej litery L. dodano do niej opis: pogoda ubiegła - burza. Kolejny symbol to wystający z centralnego koła u jego prawej dolnej części mocno pochylona w dół długa litera F. Opisano ją jako kierunek i prędkość wiatru - wiatr południowo‑wschodni 10 metrów na sekundę. Pod kołem centralnym znajduje się symbol przypominający klepsydrę, w której górna część ma kształt trójkąta, a dolna półkola. Symbol opisano jako rodzaj chmur niskich - cumulonimbus . Pod tym symbolem znajduje się liczba 4 łamane na 400,. czwórkę opisano jako wielkość zachmurzenia przez chmury niższe 4 na 8, natomiast 400 opisano jako podstawę chmur niskich 400 metrów. Na lewo od koła centralnego znajdują się trzy liczby i jeden symbol. Od góry wyliczając najpierw jest liczba 18 poprzedzona plusem. Opisano ją jako temperaturę powietrza 18 stopni Celsjusza. Pod nią znajduje się liczba 4,5, opisana jako widzialność 4,5 kilometra, a także symbol odwróconego trójkąta równobocznego z czarną kropka nad nim. Opisano go jako aktualne zjawisko pogody: deszcz przelotny. Poniżej trójkąta znajduje się jeszcze liczba 14 poprzedzona plusem, opisana jako temperatura punktu rosy 14 stopni Celsjusza.

We współczesnych pomiarach wykorzystuje się też radary. Za ich pomocą można śledzić rozwój i przemieszczanie się zjawisk takich jak huragany. Pomagają opracowywać prognozy pogody, szczególnie krótkoterminowe.

R1PO936H81O8X

Grafika przedstawia anteny i sprzęt radarowy. Widocznych jest kilka metalowych masztów z przyczepionymi po bokach różnymi rodzajami anten. Po prawej stronie na metalowym słupie znajduje się duża, biała kula.

Wraz z rozwojem badań kosmicznych zaczęto korzystać z satelitów meteorologicznych. Są to sztuczne satelity Ziemi przeznaczone do pomiarów, zbierania i przekazywania informacji o stanie atmosfery. Procesy, które obserwujemy przez satelity meteorologiczne, służą przede wszystkim meteorologii i hydrologii, dotyczą zarówno atmosfery, jak i powierzchni Ziemi:

atmosfera: chmury, fronty, opad, para wodna, rozkład temperatury, wilgotności, ozonu, pole wiatru, stabilność atmosfery i wiele innych; powierzchnia Ziemi: temperatura, pokrywa śnieżna i lodowa, wegetacja, dynamika mórz i oceanów, pole wiatru na powierzchni morza itd.

RcLAFBZoAPmHq

Grafika przedstawia stację meteorologiczną. Na górze duży monitor przedstawia mapę świata, poniżej mniejsze monitory przedstawiają różnego rodzaju informację: opady, zachmurzenie, siłę i kierunek wiatru.

W prognozowaniu pogody w Polsce i Europie wykorzystuje się dane z satelitów meteorologicznych METEOSAT oraz MSG i NOAA.

R10FDfQE5lOk8

Mapa świata przedstawia zasięgi obserwacji satelitów meteorologicznych. GEOS-W USA obejmuje obszar obu Ameryk. GEOS-E obejmuje obszar całej Ameryki Południowej oraz wschodniej i centralnej Ameryki Północnej. METEOSAT EUMESAT obejmuje obszar części wschodniej Ameryki Południowej, całej Europy i Afryki, części Azji do Indii. GOMS Rosja obejmuje obszar części Afryki, prawie całej Australii i Azji. GMS Japonia obejmuje obszar od Indii do Ameryki Północnej.

Metody pomiarów - film edukacyjny

R13srRRFvbSfV

Nagranie filmowe lekcji - dotyczy metod pomiarów meteorologicznych.

Nagranie filmowe lekcji - dotyczy metod pomiarów meteorologicznych.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/R13srRRFvbSfV

Nagranie filmowe lekcji - dotyczy metod pomiarów meteorologicznych.

Metody prognozowania pogody

Metody prognozowania pogody są zróżnicowane. Każda z nich charakteryzuje się określoną dokładnością i sprawdzalnością, horyzontem czasowym, możliwością zastosowania do celów specjalistycznych (lotnictwo, rolnictwo, żegluga i in.). Do najczęściej stosowanych należą:

Metoda synoptyczna (analizy trendu) jest przydatna do prognozowania krótkoterminowego, polega bowiem na obserwacji tempa i kierunku przemieszczania się układów barycznych, frontów atmosferycznych, stref zachmurzenia oraz towarzyszących im zjawisk atmosferycznych (np. opadów). Przyjmując, że tempo to jest stałe, można określić, po jakim czasie elementy te pojawią się na danym obszarze. Podstawową trudnością w stosowaniu tej metody jest ograniczona przewidywalność występowania elementów pogody. Jeżeli tempo i kierunek ich przemieszczania zmienia się, metoda nie może być stosowana do tworzenia prognozy. W metodzie tej najważniejszą rolę odgrywają wiedza i doświadczenie synoptyka.

Podstawą pracy synoptyka są mapy synoptyczne, na które za pomocą umownych symboli i znaków nanosi się wyniki jednoczesnych obserwacji meteorologicznych wykonanych na lądzie i morzu. Im więcej wyników obserwacji uwzględnia mapa, tym opracowana na jej podstawie prognoza jest dokładniejsza. Mapa obejmuje zwykle rozległy obszar pozwalający śledzić ruch i rozwój zjawisk i obiektów meteorologicznych w ciągu kilku dni. Istnieją dwa rodzaje map synoptycznych – powierzchniowa, sporządzana na podstawie wyników pomiarów ze stacji meteorologicznych, i górna, przedstawiająca dane o stanie atmosfery na różnych wysokościach n.p.m., które uzyskuje się w wyniku obserwacji aerologicznych.

Mapy synoptyczne kreślone są codziennie po każdym terminie obserwacji, tj. dla głównych terminów synoptycznych (00:00, 6:00, 12:00, 18:00 UTC) oraz pośrednich (3:00, 9:00, 15:00, 21:00 UTC). W praktyce wybierany obszar objęty mapą synoptyczną jest na tyle duży, aby możliwe było śledzenie rozwoju zjawisk i ruchu obiektów meteorologicznych w ciągu kolejnych kilku dni. W Polsce mapy synoptyczne najczęściej obejmują obszar całej Europy, północną część Atlantyku po wschodnie wybrzeża Ameryki Północnej, południową część Arktyki, północną Afrykę, a na wschodzie sięgają po Ural.

RZO8MayS5HkrN

Ilustracja przedstawia mapę synoptyczną z 20 lutego 2020 roku. Mapa dotyczy Europy. Na mapie zaznaczono między innymi fronty - ciepły, zokludowany, chłodny, temperaturę w poszczególnych miejscach, ciśnienie, wielkość zachmurzenia. Obok mapy jest rozbudowana legenda z oznaczeniami dotyczącymi układów ciśnienia, mas powietrza, zachmurzenia i prędkości wiatru, zjawisk meteorologicznych typu mgła, grad, deszcze ciągły, mżawka, śnieg i inne.

Metoda statystyczna (klimatyczna) oparta na statystyce matematycznej i teorii prawdopodobieństwa polega na prognozowaniu pogody na podstawie średnich wartości wybranych elementów obliczonych dla danego dnia w roku na podstawie danych z długiego okresu (tzw. wielolecia). Trudności w stosowaniu tej metody wynikają z faktu, że jest ona obarczona znacznym błędem, nie uwzględnia bowiem możliwości wystąpienia anomalii pogodowych. Jest więc przydatna w sytuacji, kiedy układ warunków atmosferycznych jest typowy, natomiast kiedy pojawiają się wspomniane anomalie, prognoza staje się zawodna. Metoda analogii jest nieco zbliżona do metody klimatycznej, nie polega jednak na porównywaniu poszczególnych elementów pogody, ale poszukiwaniu w przeszłości sytuacji synoptycznej zbliżonej do aktualnej. Znając jej skutki pogodowe, zakłada się, że w okresie objętym prognozą ukształtuje się podobny jak w przeszłości układ elementów. Dokładność metody zależy od zakresu i dostępności danych – im jest ich więcej, tym bardziej precyzyjnie można ustalić sytuację synoptyczną analogiczną do obecnej. W praktyce jest to bardzo trudne, bowiem w pełni powtarzalne układy ośrodków barycznych i frontów praktycznie nie występują, tymczasem każda różnica między sytuacją obecną i analogiczną do niej sprawia, że metoda analogii nie może być stosowana. Metoda numeryczna wykorzystuje specjalistyczne oprogramowanie komputerowe do analizowania i przetwarzania danych pomiarowych dotyczących temperatury powietrza, ciśnienia, kierunków i prędkości wiatru, opadów i in. Dane przetwarzane są według określonego algorytmu w celu opracowania modeli prognostycznych pogody. Dokładność tej metody zależy od zakresu danych wejściowych i ciągłości ich serii, jeżeli nie są one kompletne, prognoza pogody nie będzie dokładna. Znaczną trudność może sprawiać także korzystanie ze specjalistycznego oprogramowania i interpretacja wyników uzyskiwanych z modeli numerycznych. Metoda ta wymaga rozbudowanego zaplecza naukowo‑badawczego oraz rozległej infrastruktury informatycznej.

W Polsce opracowywanie prognoz pogody i ostrzeżeń dla osłony ludności oraz gospodarki narodowej i obronności należy do zadań statutowych Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej. Jednakże prognozy opracowuje także wiele innych instytucji, jedną z nich jest Interdyscyplinarne Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego Uniwersytetu Warszawskiego, które wykonuje prognozy numeryczne.

RSe5Xw3GdWaF0

Na ilustracji znajduje się kształt Polski, na którym naniesiono tabliczki z nazwami miast i prognozami dla danego miasta: temperatura w stopniach Celsjusza, kierunkiem i siłą wiatru w metrach na sekundę oraz odpowiednią ikonkę symbolizującą pogodę, np. dwie chmury, pojedyncza chmura, chmura z kroplami, chmura z liniami pod nią. Przykłady: Szczecin 9 stopni Celsjusza, wiatr 5 metrów na sekundę, na ilustracji dwie chmury, zza których wyłania się księżyc. Wiatr oznaczono strzałką w dolnej części kwadratu z informacją o pogodzie - strzałka jest skierowana w stronę południowego wschodu; Zakopane 6 stopni Celsjusza, wiatr oznaczony strzałką w kierunku wschodnim 2 metry na sekundę, w kwadracie obok temperatury jest chmura, a pod nią krople deszczu; Toruń 9 stopni Celsjusza, strzałka skierowana w górę oznacza wiatr z południa 4 metry na sekundę, w kwadracie jest ikona chmury.

RofZgi11xs2ck

Numeryczna prognoza pogody dla wybranego miejsca, która składa się z siedmiu poziomych wykresów dla określonych parametrów.Na górze, nad wykresami, znajduje się informacja o wschodzie słońca, który nastąpi o siódmej pięćdziesiąt sześć czasu środkowoeuropejskiego, a także o zachodzie o godzinie piętnastej trzydzieści pięć. Podane są współrzędne geograficzne punktu, dla którego prognoza została przygotowana – w tym przypadku to siedemnaście stopni i trzy minuty długości geograficznej wschodniej oraz pięćdziesiąt dwa stopnie i pięćdziesiąt dziewięć minut szerokości geograficznej północnej.Wykresy ułożone są jeden pod drugim, nad nimi została przedstawiona wspólna dla wszystkich pozioma podziałka, która wskazuje datę i godzinę. Przez każdy wykres biegną pionowe, kropkowane linie. Rozmieszczone są w odstępach co trzy godziny. Dla większej czytelności liczby zostały przyporządkowane co drugiej linii, dlatego przebiegają według schematu: od godziny czwartej rano (oznaczonej jako zero cztery), następnie linia bez przypisanej wartości liczbowej oznaczająca godzinę siódmą rano, kolejno linia z przypisaną liczbą dziesięć oznaczającą dziesiątą rano i tak dalej. Nad godzinami są ponadto daty – od piątku dwunastego grudnia, do niedzieli piętnastego. Podziałka czasowa kończy się na godzinie czwartej rano, jest to poniedziałek szesnastego grudnia. Dodatkowo tło wykresów jest ciemne (co oznacza noc) lub jasne (oznaczające dzień).Pierwszy wykres przedstawia rozkład temperatur. Po obu stronach wykresu została naniesiona skala temperatury – w stopniach Celsjusza. Wyznaczony zakres obejmuje temperatury od minus pięciu do plus pięciu stopni. Temperatury zaznaczone zostały na skali co pięć stopni, podobnie jak godziny kropkowanymi, ale tym razem poziomymi liniami. Dla zwiększenia czytelności tło wykresu dla temperatur poniżej zera stopni Celsjusza zostało wypełnione kolorem błękitnym. Dobowy rozkład temperatur przedstawiony jest za pomocą czerwonej linii. Widać, że w piątek temperatura wzrasta od około siódmej rano od wartości zera stopni, do około dwóch i pół o godzinie szesnastej. Następnie spada ponownie do zera w okolicach godziny dwudziestej trzeciej i ponownie rośnie do około czterech stopni o godzinie trzynastej w sobotę, utrzymując się dalej na mniej więcej takim poziomie. Na wykresie za pomocą linii składającej się z błękitnych kulek przedstawiono również temperaturę punku rosy – w tym przypadku niemal dla całego opisywanego okresu jest ona niższa średnio o jeden stopień. Ostatnim rodzajem temperatury jest temperatura odczuwana, zaprezentowana za pomocą niebieskiej linii. Ze względu na działanie innych czynników atmosferycznych, temperatura odczuwana jest przez cały wybrany czas niższa o około cztery stopnie Celsjusza, co skutkuje biegnięciem poniżej równoległej, niebieskiej linii wykresu do wcześniej opisanej czerwonej.Drugi wykres przedstawia opady wyrażone w milimetrach na godzinę. Na osi pionowej przedstawiona jest skala od zera do pięciu milimetrów, a opady prezentowane są a pomocą zielonych wykresów słupkowych. Na wykresie widać, że wystąpią od godziny piątej rano do szesnastej w piątek i będą wynosiły około pół milimetra na godzinę. Podobne będą miały miejsce kolejnego dnia od szóstej do północy i w niedzielę od trzynastej do piętnastej trzydzieści. Wyjątek stanowią godziny: szesnasta, siedemnasta, osiemnasta i dwudziesta druga w sobotę, kiedy to wartości są zdecydowanie wyższe i przybierają wartości od dwóch do trzech milimetrów. Wykres obrazuje również wilgotność powietrza za pomocą pomarańczowej linii. Pionowa skala obejmuje wartości od siedemdziesięciu pięciu do stu procent. Dla opisywanego przedziału czasu, poziom wilgotności powietrza będzie się utrzymywał między dziewięćdziesięcioma a dziewięćdziesięcioma pięcioma procentami, z małym odchyleniem w niedzielę około godziny trzynastej, kiedy to wartość ta zbliży się do około osiemdziesięciu trzech procent.Trzeci wykres prezentuje wartość ciśnienia, którego wysokość prezentowana jest za pomocą dwóch skal – hektopaskali i milimetrów słupa rtęci. Z lewej strony pionowa skala jest wyrażona w hektopaskalach od dziewięciuset osiemdziesięciu do tysiąca stu, a z prawej w milimetrach słupa rtęci od około siedmiuset trzydziestu sześciu do siedmiuset pięćdziesięciu ośmiu. Wartości prezentowane są za pomocą wykresu liniowego. W opisywanym czasie ciśnienie będzie początkowo spadać od wartości tysiąca hektopaskali (siedmiuset pięćdziesięciu milimetrów słupa rtęci) do około dziewięciuset osiemdziesięciu pięciu hektopaskali w poniedziałek o godzinie szesnastej. Od siódmej rano ciśnienie będzie systematycznie rosnąć, aż do wartości tysiąca dziesięciu hektopaskali (siedmiuset pięćdziesięciu dziewięciu milimetrów słupa rtęci) o siódmej rano w poniedziałek szesnastego grudnia.W dwóch skalach przedstawiona jest również siła wiatru – odpowiednio w metrach na sekundę (poziome linie skali prowadzone co pięć metrów na sekundę) i w kilometrach na godzinę (przedziały co osiemnaście). Przez cały okres siła wiatru będzie utrzymywała się na poziomie około pięciu metrów na sekundę, co w drugiej skali daje w przybliżeniu osiemnaście kilometrów na godzinę. Wartości zaprezentowane są na wykresie liniowym. Dodatkowo na wykresie podana jest również siła wiatru w porywach, która ukazana jest za pomocą krótkich, czerwonych kresek nad opisywanym wykresem liniowym. Przez większość czasu porywy osiągają wartości mieszczące się w przedziale od dziesięciu do piętnastu metrów na sekundę.Kolejnym parametrem jest kierunek wiatru, przedstawiony za pomocą małych strzałek. Dla wybranego przedziału czasu kierunek ten przez większość czasu będzie południowy, w piątek nad ranem południowo‑wschodni.Następny wykres obrazuje widzialność i pionową rozciągłość chmur. Widzialność wyrażona w kilometrach, poziome linie skali przybierają odpowiednio wartości: jeden, pięć, dwadzieścia i sto. Pomarańczowy wykres liniowy obrazujący ten parametr pokazuje, że będzie się ona utrzymywała w przedziale od pięciu do dwudziestu kilometrów, z wyjątkiem siódmej rano w piątek, gdzie spadnie niemal do zera. Linie podziałki dla pionowej rozciągłości chmur przybierają wartości kolejno: pół, dwa, siedem i piętnaście kilometrów. Na wykresie bordowymi kropkami oznaczona została wysokość wierzchołka chmur, która dla opisywanego przedziału czasu waha się w okolicach siedmiu kilometrów. Wykres obrazuje również wysokość podstawy chmur różnego rodzaju, to znaczy o różnym pokryciu. Dla wszystkich rodzajów zazwyczaj mieści się ona w przedziale do pięciuset metrów.Ostatni wykres posłużył do prezentacji stopnia zachmurzenia i mgieł. Pierwszy parametr wyrażony jest w oktanach, od zera do ośmiu. Niemal przez cały piątek i sobotę zachmurzenie jest pełne, sięgające ośmiu oktanów, z wyjątkiem od około pierwszej w nocy w sobotę oraz niedzieli, kiedy to zachmurzenie od godziny szesnastej zacznie spadać do zera, z końcem dnia zwiększając się stopniowo do sześciu. Pole wyznaczone linią wykresu aż do jego poziomej osi jest w całości wypełnione kolorem, w zależności od rodzaju występujących chmur. Chmury wysokie oznaczone zostały kolorem białym, niskie i średnie odcieniami szarości, a bardzo wysokie – kolorem czarnym. Niemal przez cały czas przeważają chmury wysokie i bardzo wysokie, co skutkuje w połączniu z wysokim zachmurzeniem, wypełnieniem większości jego powierzchni ciemnymi kolorami. Pomarańczowym wykresem słupkowym oznaczono wystąpienie mgły, w skali poprowadzonej co dwadzieścia pięć setnych od zera do jeden. Będzie miała miejsce od godziny szóstej do szesnastej w piątek, przybierając wartości oscylujące wokół dwudziestu pięciu setnych, z wyjątkiem godziny siódmej, gdzie osiągnie ona wartość siedemdziesięciu pięciu setnych.Na dole opisywanej prognozy pogody podany został również czas UTC dla wyznaczonych wcześniej przedziałów, odpowiada on przesunięciu godziny o jedną wstecz w stosunku do podanego czasu środkowoeuropejskiego. Poniżej znajduje się także adres mailowy meteo@icm.edu.pl oraz symbol praw autorskich z dopiskiem: 2007‑2019 ICM, Uniwersytet Warszawski.

Oprócz ogólnych prognoz pogody wydawane są także prognozy specjalistyczne przeznaczone dla określonego odbiorcy, np. prognozy dla rolnictwa, lotnictwa komunikacyjnego, ciepłownictwa, energetyki, transportu i in. Mają one ogromne znaczenie, gdyż są w nich ujęte elementy i zjawiska pogodowe stwarzające zagrożenie dla konkretnej działalności lub warunkujące konieczność podjęcia określonych działań.

Prognozy specjalistyczne - opisy do rozwinięcia

Mapa synoptyczna podstawą prognozy pogody

Podstawą do określenia tego, jaka będzie pogoda w danym miejscu, jest mapa synoptyczna, dla której źródłem informacji są wyniki pomiarowe prowadzone na stacjach. Na tych mapach przedstawione są: fronty atmosferyczne, ciśnienie atmosferyczne, kierunek i siła wiatru, masy powietrza oraz zachmurzenie i opady atmosferyczne. Analiza takiej mapy umożliwia prognozę pogody na najbliższy czas. Często stosuje się uproszczone mapy prognozy pogody, przygotowane na potrzeby mediów, które są bardziej czytelne dla odbiorców niebędących specjalistami w dziedzinie meteorologii.

R6w7IPh8M3dIN

Na ilustracji na mapie Polski umieszczono w kilku miejscach symboliczne oznaczenia pogody, Nad Wrocławiem i nad Krakowem umieszczono chmurę z trzema kroplami wody pod nią. Na zachód od Gdańska na takiej samej chmurze dodano symbol słońca. Nad Warszawą umieszczono zwykłą chmurę. Nad Szczecinem dodano chmurę z symbolem słońca, nad Rzeszowem słońce z chmurami po bokach, a na zachód od Suwałk - symbol słońca. W różnych miejscach Polski zaznaczono dużymi liczbami temperatury - od 25 do 31. Duże, krótkie niebieskie strzałki umieszczone od południowego zachodu i od wschodu symbolizują kierunki wiatru.

Analizując mapę synoptyczną, można zauważyć prawidłowości pozwalające na określenie stanów pogody:

• spadek ciśnienia atmosferycznego może oznaczać opady deszczu i silny wiatr,

• wzrost ciśnienia może oznaczać poprawę pogody.

Miejsca, w których przechodzą fronty atmosferyczne, oznaczają zmianę pogody w zależności od charakteru frontu. Front chłodny może oznaczać przejście gwałtownych zjawisk (burze, gradobicia), front ciepły może powodować długotrwałe deszcze, natomiast zokludowany (będący kombinacją frontu chłodnego i ciepłego) może prowadzić do opadów atmosferycznych i burz.

Ciekawostka

Czy wiesz, że nadchodzące zmiany w pogodzie można stwierdzić, obserwując zjawiska lokalne, np. zachody i wschody Słońca, chmury, a nawet… rośliny i zwierzęta w otoczeniu? Wyniki takich obserwacji nazywane są prognostykami. Oto niektóre z nich.

Nadejście dobrej pogody zapowiadają:

• czysty i jasny widnokrąg podczas zachodu Słońca,

• po wschodzie Słońca - niebo błękitne lub szarobłękitne, z lekką mgiełką,

• zachodzące Słońce o intensywnym, czerwonym kolorze,

• złoty odcień nieba po zachodzie Słońca,

• brak wiatru w nocy,

• wieczorem zanikanie chmur kłębiastych, czyste niebo,

• duże, wyraźne gwiazdy widoczne nawet przed wschodem Słońca,

• wieczorna i poranna rosa,

• mgła w nocy opadająca nad ranem,

• brak zjawisk świetlnych (halo,Halohalo, wieniec, tzw. lisia czapa) wokół Księżyca,

• dalekie wyprawy pszczół od ula,

• wysoko latające jaskółki poszukujące owadów,

• głośny śpiew ptaków do późnej nocy i przed świtem,

• koty leżące wyciągnięte po południu i wieczorami na parapetach okiennych,

• dym z komina unoszący się pionowo ku górze.

Ritst5ePynW35

Na zdjęciu jest jasne, niebieskie niebo, na którym znajdują się duże kłębiaste białe chmury. U dołu fotografii widoczny krajobraz łąkowy.

Pogorszenie pogody i występowanie opadów zapowiadają m.in.:

• bardzo czerwone wschodzące Słońce, często przykryte chmurami,

• bladożółte Słońce o zachodzie, często przykryte grubą warstwą chmur,

• chmury kłębiaste pojawiające się rankiem,

• tęcza widoczna rano lub przed południem,

• chmury pierzaste stopniowo pokrywające całe niebo,

• gęsta mgła nad ranem, która podnosząc się, tworzy cienką warstwę chmur,

• białawy odcień nieba w ciągu dnia,

• silny wiatr wieczorem i w nocy,

• gwałtowny wzrost temperatury wieczorem, parno, wilgotno,

• blade i niewyraźne gwiazdy znikające długo przed świtem,

• czerwona tarcza Księżyca, szczególnie podczas wschodu i zachodu,

• czyste niebo nad horyzontem i zbierające się chmury,

• halo wokół Księżyca i Słońca,

• senność i zmęczenie mimo ładnej pogody,

• często myjące się koty, zwijające w kłębek do spania,

• mrówki chowające się do mrowisk,

• bociany spacerujące po łące,

• nisko latające jaskółki,

• twardniejąca sól w solniczce,

• dym z komina spływający ku powierzchni ziemi i snujący się nisko.

R17e9e9vZ28aO

Na zdjęciu znajduje się krajobraz górzysty o zachodzie słońca. Góry są ciemne, na niebie nad szczytami widać jasny punkt słońca i pomarańczowy kolor nieba. Powyżej niebo jest spowite delikatnymi, obszernymi chmurami pierzastymi, na których widoczny jest wielki łuk, rozpięty dokładnie nad słońcem.

Analiza mapy synoptycznej

Na mapach synoptycznych prezentowane są wyniki obserwacji meteorologicznych z bardzo wielu stacji meteorologicznych. Oczywiście im więcej stacji i obserwacji uwzględniono, tym stworzona mapa jest dokładniejsza. Jednak olbrzymia ilość informacji sprawia, że mapa taka staje się trudna w interpretacji. Dlatego też dla ułatwienia oceny sytuacji meteorologicznej mającej stanowić podstawę prognozy pogody na najbliższe godziny przeprowadza się analizę synoptyczną. Pozwala ona ustalić położenie układów ciśnienia, lokalizację i rodzaj frontów oraz identyfikację mas powietrza.

RL8kdMXeGNO8M

Ilustracja przedstawia przykładową mapę synoptyczną Europy. Zaznaczono na niej wyże nad Islandią, Rosją i Hiszpanią oraz niż nad Danią, od których rozchodzą się izobary z podanymi wartościami ciśnienia. Zaznaczono symbolicznymi liniami fronty powietrza.

Analizę synoptyczną prowadzi się na następujących etapach:

• analizy izobarycznej,

• analizy frontowej,

• analizy mas powietrza.

Analiza izobaryczna opiera się na wykreśleniu na mapie izolinii jednakowej wartości ciśnienia atmosferycznego – izobar. Pozwala to na określenie położenia ośrodków barycznych: wyżowych i niżowych. Izobary wykreślane są najczęściej o równych wartościach (np. 1010 hPa) i ze stałą różnicą, np. 5 hPa. Przebieg i zagęszczenie izobar pozwala na ocenę gradientu ciśnienia. W miejscach, gdzie izobary mają duże zagęszczenie, gradient ciśnienia jest duży i na odwrót. Wykreślenie przebiegu izobar nie jest sprawą prostą, gdyż należy uwzględnić m.in.

• związek przebiegu izobar z kierunkiem wiatru (reguła Buys‑Ballota),

• zagęszczenie izobar – powinno być ono proporcjonalne do prędkości wiatru,

• załamanie izobar – powinno występować jedynie w miejscach przecinania się z frontem atmosferycznym.

Analiza frontowa pozwala na określenie na mapie lokalizacji frontów. Mając wiedzę dotyczącą typowych symptomów pogody, jaka towarzyszy różnym rodzajom frontów, dokonuje się ich umiejscowienia na mapie. Niemniej często bywa to niezwykle trudne ze względu na różny stopień ostrości frontów. Najczęściej obserwowane są o małej wyrazistości, czego efektem jest podobnie mała ostrość towarzyszących im zjawisk pogodowych. Sprawia to, że przebieg frontów wyrysowany na mapach nie jest pozbawiony czynnika subiektywnego. Pewną wskazówką przy analizie frontowej są systematyczne załamania izobar. Dzięki nim wiemy o istnieniu nieciągłości poziomego gradientu ciśnienia w strefie frontu, a tym samym o prawdopodobnych zmianach kierunku i prędkości wiatru. Wielkość i rodzaj zachmurzenia, a także występowanie opadów atmosferycznych mogą stanowić dobry indykator aktualnego położenia frontu i jego typu. Dla przykładu zespół chmur As (chmura średnia warstwowa) do Ns (chmura warstwowa deszczowa) oraz szeroka strefa opadów atmosferycznych o niedużym natężeniu wskazuje na zaleganie frontu ciepłego.

Analiza mas powietrza prowadzona jest w celu określenia pochodzenia geograficznego, typu równowagi, a także cech fizycznych. Pochodzenie geograficzne mas powietrza ustalane jest przede wszystkim w oparciu o mapy pogody z terminów wcześniejszych. Uzupełniająco wykorzystywana jest także analiza elementów pogody zaliczanych do konserwatywnych ze względu na bardzo wolną zmianę w czasie. Analiza pomiarów aerologicznych pozwala na ustalenie typu równowagi atmosfery.

Jak pogoda wpływa na człowieka

Człowiek podlega nieustannie oddziaływaniu różnego rodzaju procesów i zjawisk, które zachodzą w atmosferze. Środowisko atmosferyczne oddziałuje na organizm człowieka (skórę, drogi oddechowe, narządy oraz układ nerwowy) poprzez różnego rodzaju  bodźce, których natężenie jest zmienne w czasie i przestrzeni.

RDZTNSCFZNBWc

Grafika przedstawia elementy środowiska atmosferycznego wpływające na zdrowie człowieka. Postać stoi w środku grafiki, Wokół wymienione są elementy środowiska: promieniowanie nadfioletowe, widzialne i podczerwone, zanieczyszczenia powietrza takie jak gazy, aerozole, pyły oraz ciepło odczuwalne, na które składają się temperatura, wilgotności i wiatr.

Główne grupy bodźców oddziałujących na człowieka

fizyczne

• radiacyjne – promieniowanie słoneczne

• termiczno‑wilgotnościowe

• mechaniczne – wiatr i ciśnienie atmosferyczne

• elektryczne – jonizacja, prądy elektryczne, ładunki elektryczne chmur i opadów, burze

• akustyczne – hałas

fizyczno‑chemiczne

• zanieczyszczenia powietrza (naturalne i antropogeniczne)

biologiczne

• aeroplankton – bakterie, wirusy, pierwotniaki, grzyby, zarodniki roślin, pyłki kwiatowe; lotne substancje wydzielane przez rośliny (fitoncydy)

W zależności od intensywności bodźce mogą wpływać na człowieka pobudzająco, hartująco, ale także szkodliwie, powodując obciążenie lub przeciążenie organizmu. Grupą szczególnie narażoną na zmienne warunki atmosferyczne (zwłaszcza pogodowe) są meteoropaci (inaczej meteopaci). Meteoropatia polega na nadwrażliwości reakcji organizmu na bodźce środowiska atmosferycznego, w tym zwłaszcza na nagłe zmiany pogody. O meteoropatii, chociaż nie jest ona jednostką chorobową, mówi się coraz częściej jako o „chorobie cywilizacyjnej” dotykającej zwłaszcza mieszkańców miast, którzy wiele czasu spędzają w mikroklimacie biurowców. Może mieć podłoże genetyczne lub zostać nabyta jako konsekwencja przebytych chorób, starzenia się organizmu, być warunkowana przez wiek, płeć oraz tryb życia. Należy podkreślić, że bodźce pochodzące ze środowiska atmosferycznego nie wywołują chorób, jedynie mogą wyzwalać subiektywne dolegliwości u ludzi zdrowych oraz nasilać objawy chorobowe u ludzi chorych. Reakcje organizmu pojawiają się ze znacznym wyprzedzeniem w stosunku do zmian zachodzących w atmosferze. Przyczyną może być duża wrażliwość na zmiany pola elektrycznego atmosfery, które poprzedzają nadejście frontu. W skrajnych sytuacjach tego typu przeczuwanie nadciągających zmian może występować nawet 48 godz. przed ich nadejściem.

RP0zqYBJswEsN

Na schemacie literą N i izobarami zaznaczono układ niskiego ciśnienia. Wymieniono dolegliwości chorobowe związane z niżem. Przy niebieskiej linii oznaczającej front chłodny zapisano: kolka, astma, artretyzm, reumatyzm, dusznica bolesna, nadciśnienie. Przy czerwonej linii oznaczającej front ciepły wymieniono niedociśnienie, zakrzepy, zatory, zawał serca, osłabienie koncentracji, depresję i ból głowy.

Obiektywna klasyfikacja pogody wg Niemieckiej Służby Pogody oraz objawy chorobowe

RZlgiuzscxJCh

Tabela przedstawia obiektywną klasyfikację pogody według Niemieckiej Służby Pogody oraz objawy chorobowe. W tabeli są trzy kolumny. Pierwsza to numer typu, druga to sytuacja na poziomie izobarycznym 850 hektopaskali, trzecia kolumna to objawy chorobowe. Numer typu 1. centrum wyżu, brak inwersji termicznych. Niewielkie oddziaływanie meteorotropowe, obniżenie odporności na infekcje. Typ 2. centrum wyżu, inwersje termiczne. Niewielkie oddziaływanie meteorotropowe, obniżenie odporności na infekcje. Typ 3. ześlizgi powietrza na skraju wyżu. Zmniejszenie zdolności do pracy umysłowej, przejawy apatii i depresji, w funkcji układu krążenia przejawy wagotonii. Typ 4. Adwekcja ciepłego powietrza w przedniej części niżu. Zaostrzenie schorzeń odmiażdżycowych z tendencją do zawału serca i udaru mózgu, obniżenie odporności, zaburzenia snu, zmniejszenie zdolności do pracy fizycznej i umysłowej, wzrost wypadkowości, obniżone samopoczucie. Typ 5. ciepły wycinek niżu. Niewielki efekt meteorotropowy, głównie nerwicowy, skłonność do obniżenia ciśnienia tętniczego krwi. Typ 6. centrum niżu. Zaostrzenie objawów depresji neurotycznej, niewydolność krążenie oraz objawy gośćcowe. Typ 7. adwekcja zimnego powietrza w tylnej części niżu. Zaostrzenie objawów gośćcowych i choroby niedokrwiennej serca, zaburzenie funkcji trawiennej. Typ 8. strefa frontu zafalowanego. Sytuacja zdrowotnie korzystna, czasem zaostrzenie objawów gośćcowych. Typ 9. wschodni strumień powietrza. Sytuacja zdrowotnie korzystna. Typ 10. obojętna sytuacja baryczna. Złe samopoczucie, tendencja do wzrostu ciśnienia tętniczego, migrena. Typ 11. zimny wyż. Złe samopoczucie, tendencja do zaostrzenia objawów choroby niedokrwiennej serca. Typ 12. ciepły wycinek wyżu. Brak wyraźnego oddziaływania meteorotropowego. Typ 13. bruzda cyklonalna górna. Złe samopoczucie, zaostrzenie objawów nadciśnienia tętniczego i chorób nerek.

Promieniowanie słoneczne jest jednym z bodźców fizycznych o największym znaczeniu dla zdrowia człowieka. To dzięki niemu nasz organizm przekształca zgromadzony cholesterol w witaminę DIndeks dolny 3₃, wpływa ono na odporność organizmu na zakażenia, pobudza układ hormonalny i wiele innych.

Czas bezpiecznego zażywania kąpieli słonecznych (przebywania „na słońcu”) uzależniony jest zwłaszcza od trzech czynników: fototypu skóry, aktualnego indeksu UV (UVI – UV Index) oraz stosowania filtrów przeciwsłonecznych (SPF – sun protective factor).

Cechy charakterystyczne i reakcje na światło słoneczne różnych fototypów skóry.

RUN1SxbVTfEXr

Ilustracja zawiera tabelę, w której zawarto cechy charakterystyczne i reakcje na światło słoneczne różnych fototypów skóry. Typ pierwszy - blada biała skóra, często piegi, niebieskie, zielone lub piwne oczy, włosy blond lub rude,; zawsze ulega poparzeniom, trudno się opala. Typ drugi balda skóra, niebieskie lub zielone oczy, łatwo ulega oparzeniom, trudno się opala. Typ trzeci ciemniejsza biała skóra, opala się po początkowym oparzeniu. Typ czwarty jasna brązowa skóra, oparzenia minimalne, opala się łatwo. Typ piąty brązowa skóra, rzadko ulega oparzeniom, łatwo i mocno się opala. Typ szósty ciemnobrązowa lub czarna skóra, nigdy nie ulega oparzeniom, zawsze mocno się opala .

Popularne kremy z filtrem działają na dwa sposoby: filtry chemiczne – pochłaniają energię promieniowania, filtry fizyczne – działają jak lustro, odbijają promieniowanie. Na opakowaniach kremów producenci zamieszczają informację o tzw. faktorze ochronnym (SPF). Im wyższa wartość, tym dłużej można przebywać na słońcu bez obaw o poparzenie słoneczne (rumień). Aby dowiedzieć się, przez jaki czas można bezpiecznie zażywać kąpieli słonecznych, należy pomnożyć bezpieczny czas przebywania na słońcu przez wartość filtra.