badania atmosferyczne w programie globe
DESCRIPTION
Krajowy Koordynator Programu, Centrum Informacji o Środowisku UNEP/GRID-Warszawa. Badania atmosferyczne w programie GLOBE. Krzysztof Markowicz Instytut Geofizyki Uniwersytet Warszawski [email protected] www.igf.fuw.edu.pl /meteo/stacja. Atmosfera. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
Badania atmosferyczne w programie GLOBE
Krajowy Koordynator Programu, Centrum Informacji o Środowisku UNEP/GRID-Warszawa
Krzysztof MarkowiczInstytut GeofizykiUniwersytet Warszawski [email protected]/meteo/stacja
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
Atmosfera
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
Dlaczego badamy atmosferę w programie GLOBE?
• potrzeba unowocześnienia oferty programowej z zakresu meteorologii i klimatologii
• zainteresowanie społeczne pogodą jej zmiennością
• coraz większe zmiany klimatyczne i anomalie pogodowe wpływające na życie milionów ludzi na Ziemi
• potrzeba zagęszczenie sieci obserwacyjnych
• walidacja danych satelitarnych
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
Zawirowania pogodowe w czasie zimy 2012/2013 r.
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c eŚrednie odchylenie temperatury marca od normy 1961-
1990 w Polsce – 11-letnia średnia ruchoma + poszczególne miesiące
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
Globalne ocieplenie
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
Zmiany klimatu Ziemi - Raport Międzyrządowego Panelu do spraw zmian klimatu, maj 2007
Stwierdzono, z prawdopodobieństwem 90%, że obserwowane zmiany klimatu są skutkiem działalności człowieka!
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
Lacis et al., 2010
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
Porównanie efektów cieplarnianych na różnych planetach
Lacis et al., 2010
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c eZmiany klimatu w Polsce
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
Pomiary atmosferyczne w GLOBE
1) Temperatura powietrza• Temperatura max i min2) Obserwacje stopnia zachmurzenia i rodzajów chmur3) Wilgotność powietrza4) Ciśnienie atmosferyczne5) Opady• Wysokość opadu• PH opadu6 ) Pokrywa śnieżna• Całkowita pokrywa śnieżna• Śnieg nowy• Ekwiwalenty wodne śniegu
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
Określenie miejsca dla obserwacji atmosferycznych
• Możliwie najbardziej otwarty obszar blisko szkoły• Dogodny do obserwacji chmur na niebie (możliwe szeroko widoczny
horyzont)• Odległość od przeszkód terenowych powinna być większa niż 4-krotna
ich wysokość
Kiedy wykonujemy pomiary atmosferyczne?
•Większość pomiarów wykonujemy w czasie południa lokalnego około godziny 12:30 czasu letniego oraz 11:30 czasu zimowego
•Pomiary raportowane są w czasie uniwersalnym UTC (-2h latem, -1h zima w stosunku do czasu urzędowego)
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
Usytuowanie klatki meteorologicznej:
•drzwiczki do klatki powinny otwierać się w kierunku północnym
•Termometry w klatce powinny znajdować się na wysokości oczu uczniów (1.5m)
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
Klatka meteorologiczna i deszczomierz
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
Klatka meteorologiczna
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
Pomiary temperatury powietrzaCo mierzy termometr?
Temperaturę własną!!!
Temperatura aktualna
Temperatura maksymalna
Temperatura minimalna
Ustawienie termometru do pomiaru
przy pomocy magnesu (codziennie podczas pomiarów w południe)
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
Kalibracja termometru
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
Termometr cyfrowy
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
Chmury
Chmury są to zawiesiny mikroskopijnych cząstek cieczy (głównie wody) lub ciał stałych (lodu) w atmosferze. Powstają w wyniku kondensacji pary wodnej.
Są one wizualnym efektem procesów zachodzących w atmosferze Podział mikrofizyczny chmur1) Chmury lodowe2) Chmury wodne3) Chmury mieszane
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
•Cirrus (Ci) - pierzaste 7km - 13km
Chmury wysokie 6000m - 13000m
•Cirrocumulus (Cc) – •pierzasto-kłębiaste 6km - 13km
Cirrostratus (Cs) – pierzasto-warstwowe 7km - 13km
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
Chmury średnie 2500m - 6000m
Altocumulus (Ac) – średnie kłębiaste 2,5km - 6km
Altostratus (As) – średnie warstwowe 2,5km - 5km
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
Nimbostratus (Ns) - deszczowo-
warstwowa 100m - 8km
Chmury niskie 0m - 2500m
Stratocumulus (Sc) – warstwowo-kłębiaste niskie 200m - 3km
Stratus (St) - warstwowe niskie 50m - 2km
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
Chmury o budowie pionowej
Cumulus (Cu) - kłębiaste 600m - 12km Cumulonimbus (Cb) – kłębiasto-deszczowa 300m - 6,5km
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
Smugi kondensacyjne: niewielkie sztuczne powstające chmury kłębiasto-pierzaste, tworzące się za samolotem lecącym na wysokości 7-12 km, wskutek kondensacji pary wodnej zawartej spalinach
samolotowych
Dlaczego badamy smugi kondensacyjne?
Ze względu na fakt, że ich obecność prowadzi do ocieplania klimatu Ziemi.
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
Obserwacje stopnia zachmurzenia
• Pokrycie nieboskłonu chmurami • Gra symulacyjna stopnia zachmurzenia przy użyciu
niebieskiej i białej karki papieru.
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
Zachmurzenie
0% <10% 10-25% 25-50% 50-90% >90%
Niebo niewidoczne
Zamieć śnieg deszcz mgła
Sól morska pył wulkaniczny pożary kurz piasek aerozol
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
Kamera nieba
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
Opady-Wysokość opadu-PH opadu Pokrywa śnieżna-Całkowita pokrywa śnieżna-Śnieg nowy-Ekwiwalenty wodne śniegu
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
PH opadu
pomiary PH-metrem lub przy użyciu papierku lakmusowego
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
Wilgotność powietrza
• Wilgotność względna – określa stopień nasycenia powietrza para wodna. Mówimy ze powietrze jest nasycone parą wodną gdy wilgotność względna wynosi 100%.
• Wilgotność bezwzględna – określa zawartość pary wodnej w powietrzu.
• Temperatura punktu rosy – temperatura przy której powietrze nasyca się para wodna a ta zaczyna kondensować.
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
Pomiary wilgotność względnej powietrzaPsychrometr- zbudowany z termometru suchego oraz zwilżonego
Higrometr cyfrowy
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
Wyznaczenie wilgotności na podstawie pomiarów psychrometrem
1. Korzystanie z specjalnej skali na psychrometrze.
2. Tablice psychrometryczne
3. Korzystanie z programu komputerowego
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
Ciśnienie powietrza
Zdefiniowane poprzez sile nacisku jednostkowego słupa powietrza. W układzie Si jednostka ciśnienia jest Pa. W meteorologii najczęściej używa się jednostek: hPa, mbr, mmHG.
1mmHG=3/4 hPa
Ciśnienie powietrza jest dobrym wskaźnikiem zmian zachodzących w atmosferze
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
Przykładowy 10-cio dniowy przebieg ciśnienia
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
Pomiary ciśnienia przy użyciu aneroidu
przyrząd instalujemy w klasie!Kalibracja barometru
Ciśnienie lokalne- prawdziwe ciśnienie mierzone przez barometr (barometr rtęciowy)
Ciśnienie zredukowane do poziomu morza- ciśnienie jakie panowałoby na danej stacji gdyby znajdowała się ona na poziomie morza.
ciśnienie lokalne= ciśnienie zredukowane- (wysokość /C)
C=0.0298*(273+temperatura)
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
Programy komputerowe
protokółnazwa
programuopis programu i dodatkowe pliki
ciśnienie slp.exeProgram do obliczania ciśnienia lokalnego na podstawie ciśnienia zredukowanego do poziomu morza
wilgotność wilg.exeProgram od obliczania wilgotności powietrza na podstawie pomiarów psychrometrem. Wymaga pliku z danymi: cis_pary.dat
pomocniczy sunpos.exe Program do obliczania położenia Słońca
pomocniczy sunset.exeProgram do obliczania wschodu, zachodu Słońca oraz południa lokalnego
aerozol calib.exeProgram do kalibracji sun fotometru, wymaga pliku calib.dat, Opis do programu w Readme.txt
aerozol AOT.exe
Program do obliczania grubości optycznej aerozolu po wykalibrowaniu przyrządu. Wymaga pliku lang.dat ale UWAGA ten plik jest generowany w czasie kalibracji i dla każdego przyrządu jest inny. Zamieszczony tutaj jest lang.dat jest plikiem przykładowy!!.
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
Nowe techniki pomiarowe
Automatyczne stacje meteorologiczne z rejestracją warunków atmosferycznych co 1-15 minut wyposażone w:
• elektroniczny termometr powietrza i gruntu.
• elektroniczny higrometr, wiatromierz, deszczomierz itd.
Automatyczne stacje pogody:AWS DAVIS 500-1000$RainWise 700-900 $WeatherHawk 2tyś $
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c eKompaktowa stacja WXT520- Vaisala
• Dokładność pomiaru na poziomie badań naukowych
• Czujniki: temperatury, ciśnienia, wilgotności, opadu i prędkości i kierunku wiatru
• Cena 1950 euro +VAT• W USA 2300 $
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
WMT52 • Cena ok. 1000$• Pomiar wiatru
• Stacje meteo:
http://www.scientificsales.com/
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
Cyfrowy termometr
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
Badania glebyWarsztaty początkowe dla nauczycieli, 18-19 maja 2013
w P o l s c e
04/21/23
Kalibracja automatycznej stacji pogody