Skład powietrza atmosferycznego
Azot – 78%
Tlen – 21%
Argon – 0,9%
CO2 – 0,3%
gazy śladowe – 0,1%
Pionowa budowa atmosfery
0-12km Troposfera
Cieńsza nad biegunami, spadek temp. Wraz z wysokością (-0,6°C/100m) 15°C- -60°C. 80% masy atmosfery i zdecydowana część pary wodnej
12-15km Tropopauza
Strefa przejściowa, temp. Się nie zmienia
15-50km Stratosfera
Temp. Wzrasta wraz z wysokością do 15°C. W tej warstwie jest ozon, który jest filtrem promieniowania.
50-53km Stratopauza
Strefa przejściowa
53-80km Mezosfera
-80°C - -90°C, rozwinięta turbulencja, niskie ciśnienie atm. (ok. 5hPa)
80-83km Mezopauza
>83km Termosfera
Temp. Wzrasta do 360°C. Ale ta temp. Jest określona na poziomie cząsteczkowym, nam byłoby tam bardzo zimno. Termo- i mezosfera nie mają właściwie znaczenia przy tworzeniu pogody
Zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego, 7 przykładów.
Zanieszczyszczenie – domieszki bądź składniki stałe powietrza, gdy ich udział procentowy w powietrzu atmosferycznym jest większy niż średnia dla powietrza czystego. Wyróżniamy zanieczyszczenia naturalne np. pożary lasów, wybuchy wulkanów, erozja gleby, procesy życiowe mikroorganizmów i antropogeniczne, np. spalanie paliw, przemysł, rolnictwo, składowanie odpadów. Np. CO, freon, N2O, CH4, SO3, NO2, pyły, NH3
Adwekcja, konwekcja, turbulencja
Adwekcja – Poziomy napływ powietrza na dany teren o innych parametrach niż powietrze zalegające nad danym terenem. Dzieli się na ciepłe (napływa powietrze ciepłe) i zimne (napływa powietrze zimne)
Konwekcja – Uporządkowany ruch powietrza w pionie. Dzieli się na swobodną/termiczną (różnice w gęstościach mas powietrza, unoszenie się ciepłego powietrza do góry) i wymuszoną (gdy masa powietrza musi pokonać przeszkodę i powietrze musi iść do góry. W efekcie powietrze się ochładza wykonując pracę, para wodna ulega kondensacji i tworzy chmury)
Turbulencja – Chaotyczny, wirowy, nieuporządkowany ruch powietrza. Jest to związane z ruchem i szybkością powietrza. Najczęściej występuje jak jest ciepło, wczesną wiosną. Dzieli się na dynamiczną (szorstkość/nierównośc powietrza powoduje zaburzenia w ruchu, masy powietrza się mieszają) i termiczną (jest spowodowana nierównomiernym nagrzewaniem się powietrza. Ciepłe idzie do góry i a zimne w dół. Mieszają się). Czynniki wpływające na powstanie turbulencji :
-zróżnicowanie prędkości ruchu przylegających warstw powietrza
-występowanie dużego pionowego gradientu temp. Powietrza
-kontrasty w stopniu nagrzania podłoża atmosfery
-charakter tego podłoża
Inwersja, izotermia
Inwersja temperatury – wzrost temperatury wraz ze wzrostem wysokości. Zdarza się najczęściej w przygruntowej warstwie powietrza w bezchmurne i bezwietrzne noce. Następuje silne wypromieniowanie ciepła z podłoża, przygrunowa warstwa powietrza się oziębia. W wynku tego przy powierzchni ziemi powietrze jest zimniejsze niż wyżej. Inwersje tworzą się też w górach, gdzie powietrze w dolinach jest zimniejsze na skutek zalegania tam ciężkiego, zimnego powietrza. Inwersji zapobiega mieszanie się powietrza
Izotermia – Gdy temperatura nie zmienia się wraz z wysokością.
Równanie bilansu cieplnego powierzchni czynnej
Q + G + A + E = 0
Q – bilans promieniowania. Wymiana ciepła przez promieniowanie
Q = T – R – Ql
T - promieniowanie całkowite słońca
R – promieniowanie odbite
Ql – promieniowanie efektywne
G – wymiana ciepła między powierzchnią a głębszymi warstwami gleby
Źródłami ciepła w glebie są : promieniowanie, adewkcja, turbulencja pow. atmosferycznego, procesy biologiczne, chemiczne i fizyczne. W ciągu dnia ciepło przenika w dół gleby a w nocy w górę.
A – wymiana ciepła między powierzchnią Ziemi a atmosferą
Podstawowe znaczenie odgrywa tu turbulencja.
E – wymiana ciepła na drodze przemian fazowych wody (parowanie, kondensacji, topnienie, zamarzanie)
Bilnas cieplny – zestawienie ilości energii cieplnej otrzymywynaje i traconej przez tę powierzchnię na drodze wymiany ciepła
Efekt cieplarniany
Efekt cieplarniany – zjawisko podwyższenia temp. Ziemi na skutek obecności gazów cieplarnianych w atmosferze. Energia Jest dostarczana do Ziemi, ale także jest przez nią oddawana w postaci promieniowania. Obecność atmosfery sprawia, że nie cała energia, którą Ziemia dostaje jest oddawana, a tylko jej część. Obecność gazów cieplarnianych jeszcze bardziej zmniejsza ilość energii oddawanej, bo one tą energię odbijają powodując reemisję energi cieplnej.
CO2 znajdujący się w atmosferze przepuszcza krótkofalowe promieniowanie słoneczne, a stosunkowo intensywnie pochłania promieniowanie długofalowe cieplne ( gł. Wysyłane przez powierzchnię Ziemi). Pochłaniając promieniowanie dolna warstwa atmosfery ogrzewa się i promieniując zwrotnie podnosi temperaturę powierzchni Ziemi. CO2 atmosfery zmniejsza w konsekwencji straty ciepła z powierzchni Ziemi.
- Gazy odpowiedzialne za efekt cieplarniany: para wodna CO2, halony, freony, O3 troposferyczny, metan, PAN,
Temperatura powietrza. Pomiar, przyrządy
Temperatura powietrza – wskazanie termometru suchego stacyjnego umieszczonego w klatce meteorologicznej na wysokości 2m nad poziomem gruntu będącego w stanie równowagi cieplnej z otaczającym go powietrzem.
Przy pomiarach muszą być zachowane warunki miejsca (h=2m – zanik mikroklimatu, klatka meteorologiczna – brak wpływu wiatru, deszczu, nasłonecznienia, podłoże : trawnik, trawa zielona, h=7-15cm), urządzenia (termometr stacyjny) i czas (czas uniwersalny UTC 6.00, 12.00,18.00)
Klatka meteorologiczna
Wymiary : 50cm x 50xm x 75cm
Dno z 3 desek, ścianki z żaluzji, kolor biały, dach składa się z dwóch pokładów : dolnego, ułożonego poziomo i zaopatrzonego w szereg okrągłych otowrów oraz górnego pochylonego do tyłu klatki (w stronę południową), drzwiczki od strony północnej. Wewnątrz przyrządy pomiarowe. W przypadku mierzenia temp. : termometr stacyjny suchy. Są to termometry cieczowe (rtęciowe, alkoholowe, toluenowe itd.) trzech rodzajów zwykłe, maksymalne i minimalne. W klatce, w trzymadle przytwierdzanym do jej dna, umieszcza się następujące termometry: 2 zwykłe (suchy i zwilżony), maksymalny i minimalny. Do pomiaru temperatury używany jest tylko suchy. Zwilżony używany jest do pomiaru wilgotności.
Termometr maksymalny służy do pomiaru najwyższej temp. Od czasu ostatniej obserwacji, jest rtęciowy, ma skalę od -30°C do +50°C.
Termometr minimalny służy do pomiaru najniższej temp. Od nastawienia go do odczytu. Jest napełniony zwykle toluenem, ma skalę od -30°C do +40°C
a- termometr maksymalny
b- termometr minimalny
c- termometr suchy
d- termometr zwilżony
Okresowe i nieokresowe zmiany temperatury powietrza
Zmiany nieokresowe, najczęściej są adwekcyjne, spowodowane napływem mas chłodnego powietrza. Zjawisko to najczęściej jest obserwowane w maju i kwietniu, kiedy to napływające arktyczne powietrze powoduje spadek znaczący temperatury, a nawet przymrozki. Np. zimni ogrodnicy- 12-15 V wrzesień/październik – spływ powietrza zwrotnikowego, wysoka temp.
- 3 dekada grudnia – powietrze polarne morskie jest wilgotne, opady, wzrost temperatury
Zmiany okresowe- są to zmiany temperatury powietrza w cyklu dobowym czy rocznym charakterystyczne dla danego obszaru klimatycznego. Np. tp. Najniższa o świcie, najwyższa o 14.
Okres meteorologiczny
Meteorologiczne pory roku – oparte są na ustalnych z góry progach temperatury powietrza. Wyróżnia się zwykle : przedwiośnie ( 0 – 5°C), wiosna (5 – 15°C), lato (powyżej 15°C), jesień (15-5°C), przedzimie (5-0°C), zima (ponizej 0°C)
Okres gospodarczy – Okres te obejmuje przedział czasu ze średnią dobową temp. Powietrza wyższą od +2,5°C. Początek i koniec tego okresu odpowiadają mniej więcej terminom rozpoczęcia wiosną i zakończenia jesienią prac polowych w rolnictwie. Nie decyduje o tym tylko temperatura, ale także : wilgotność wierzchniej warstwy gleby, szybkość tajania pokrywy śnieżnej, rozmarzania gleby. Średnia długość okresu gospodarczego to od 220 na północnym-wschodzie do 260 dni na zachodzie.
Okres meteorologiczny – okres z ustaloną średnią dobową temp. Równą 5°C i wyższą. Długość tego okresu waha się od 190 dni do 225 dni. Najdłuższy okres ten jest na południowym zachodzie w Kotlinie Śląskiej oraz w okolicach Tarnowa a najkrótszy na Pojezierzu Mazurskim i w górach.
Okres bezprzymrozkowy – obejmuje on część roku zawartą pomiędzy średnimi datami ostatniego przymrozku wiosennego i pierwszego przymrozku jesiennego. Średnia długość tego okresu to 180 dni. Dłuższy okres bezprzymrozkowy mają okolice położone w pobliżu Zalewu Szczecińskiego, Zatoki Pomorskiej, Zatoki Gdańskiej oraz Zielonej Góry. Krótszy okres mają rejony położone w dolinach rzek i w obniżeniach terenowych oraz obszary górskie.
Wpływ temperatury na rozwój i plonowanie roślin
Temperatura ma wpływ na rozwój roślin już od nasionka. Zbyt niskie temperatury przedłużają okres kiełkowania, przy zbyt długim ich oddziaływaniu, nasionka nie wschodzą i gniją. W przypadku przedłużających się wschodów, napęczniałe nasionka są narażone na zniszczenie przed ptaki i szkodniki. Powoduje to nierównomierne i często przerzedzone wschody roślin. Dlatego roślinki najlepiej wysiewać na wiosnę, w glebie dostatecznie już ogrzanej. Najniższa temp. Gleby potrzebna do wykiełkowania jest różna dla różnych roślin. Np.:
Konopie, koniczyna, lucerna, żyto, pszenica, jęczmień, owies : kiełkowanie : 0-1°C, wschód : 2-3°C
Groch, wyka : kiełkowanie : 1-2°C, wschód : 2-3°C
Gryka, łubin, len, burak : kiełkowanie : 3-4°C, wschód : 6-7°C
Słonecznik, ziemniak : kiełkowanie : 5-6°C, wschód : 8-9°C
Kukurydza, proso, soja : kiełkowanie : 8-10°C, wschód : 10-11°C
Fasola, tytoń : kiełkowanie : 10-12°C, wschód : 12-13°C
Ogórek, pomidor : kiełkowanie : 13-16°C
Temperatura ma także wpływ na krzewienie się zbóż, co z kolei ma wpłīw na plonowanie. W ogóle temperatura ma znaczenie w ciągu całego życia rośliny. Wpływa na wzrost, długość poszczególnych faz rozwojowych i na plonowanie roślin. Warunkuje przede wszystkim wzrost korzeni, który to wpływa na wzrost części nadziemnych rośliny. Przy niskich temperaturach korzenie rosną wolniej i słabiej się rozgałęziają, ale stosunkowo niska temperatura (6-10°C) sprzyja dobremu ukorzenianiu się roślin ozimych. Wysoka temperatura (ponad 35°C) wpływa ujemnie na wzrost i obniża plony większości roślin uprawnych. Najlepiej jest, jak temperatura gleby i powietrza nie różnią się za bardzo.
Zamarzanie gleby, gleby wysadzinowe
Zamarzanie gleby– zamarzanie zawartej w niej wody, przebiega zwykle w temp poniżej 0°C, cementując wilgotne cząstki i nadając glebie dużą twardość. Woda zawarta w glebie jest roztworem soli o różnym stęż, który obniża temp zamarzania gleby (może być nawet poniżej -2°C). Im gleba jest bardziej sucha tym temp zamarzania spada. Głębokość zamarzania zależy od wielu czynników Do najważniejszych z nich można zaliczyć : temp. Powietrza i gleby, czas dizałania mrozu, grubość i gęstość pokrywy śnieżnej, typ gleby, rodzaj roślinności, rzeźbę terenu.
Gleby wysadzinowe– gleby zbite drobnoziarniste, dużo mikroporów, woda w mikroporach zamarza ( gleba zaczyna puchnąć), niebezpieczne dla wszystkiego co się w glebie znajduje, w Suwałkach ok. 120cm warstwy wysadzinowej
Przymrozki
Przymrozek – ¹spadek temp. Poniżej 0°C przy średniej dobowej wyższej od 0°C
²spadek temp. Poniżej 0°C w okresie o średniej dobowej temp. Wyższej od 5°C
Jest spowodowany przez adwekcję zimnego powietrza oraz lokalne oziębianie powietrza wskutek wypromieniowania ciepła przez glebę i rośliny. Stąd podział przymrozków na adwekcyjne i radiacyjne
Radiacyjne : Powstają na skutek wypromieniowania ciepła w nocy. Są najniebezpieczniejsze i najtrudniejsze do prognozowania, mają charakter lokalny. Czynniki wpływające na ten rodzaj przymrozka:
-zachmurzenie (małe – przymr.)
-wilgotność (mała – przymr.)
-prędkość wiatru (mała – przymr.)
-strumień ciepła glebowego (słaby – przymr.)
-osłony naturalne (brak – przymr.)
-powierzchnia parująca (duża – przymr.)
Adwekcyjne : Powstają na skutek ruchów adwekcyjnych, są łatwe do prognozowania, mają wyrównany przebieg na całej wysokości i duży zasięg pionowy.
Są też inne podziały :
-ze względu na termin występowania: jesienne, zimowe, wiosenne
-ze względu na intensywność: łagodny (temp spada 0°C do -2°C), umiarkowany (-2,1°C do -4°C), intensywny (spada poniżej -4°C),
-ze względu na miąższość: przygruntowe, poziom klatki
Zwalczanie:
metody fitotechniczne (rośliną) :
-sadzenie odpowiednich roślin w odpowiednich miejscach (np. drzew, żeby zasłaniały inne rośliny)
-wykorzystanie ukształtowania terenu
-gdzie sadzić roślinę gdzie nie (np. w dolinach nie, bo tam osadza sie zimne powietrze)
-rośliny wysokie sadzić tam, gdzie przymrozki są gruntowe.
Fizyczne:
-przykrywanie
-deszczowanie
-zwiększanie wilgotności powietrza
-zadymianie i zamgławianie
-ogrzewanie promiennikami (grzejnikami)
-mieszanie powietrza
Agrotechniczne:
-podlewanie
-nie spulchnianie
-stosowanie nawozów mineralnych (oprócz azotowych)
Efekt cieplarniany (pozytywne, czy nie?)
Promieniowanie słoneczne docierające w okolice Ziemi napotyka na swej drodze górne warstwy atmosfery ziemskiej, które pochłaniają lub odbijają pewną jego część. Pozostała część podążając ku Ziemi jest częściowo pochłaniana, odbijana i rozpraszana w kolejnych warstwach atmosfery. Jednak większość promieniowania słonecznego dociera do najniższych warstw atmosfery i do powierzchni Ziemi, gdzie jest częściowo od niej odbijane, a częściowo pochłaniane ogrzewając ją. Energia promieniowania słonecznego zamieniana jest w energię cieplną. Ciepło jest następnie oddawane przez Ziemię, chmury i składniki atmosfery.Wypromieniowanie odbywa się we wszystkich kierunkach równomiernie: w stronę przestrzeni kosmicznej, a z chmur i z warstw atmosfery - również w stronę Ziemi. Dzięki temu obiekty na Ziemi i w dolnych warstwach atmosfery są wtórnie ogrzewane. ...
Ogrodnictwo