1. Podać skład powietrza atmosferycznego.
pierwiastki: azot 78%, tlen 21%, argon 0,93%, CO2 0,03%, neon, hel, metan, krypton, podtlenek azotu, wodór, 0,01%+ domieszki i zanieczyszczenia
2. Podać pionową budowę atmosfery.
TROPOSFERA – najniższa warstwa, wysokość rośnie wraz ze wzrostem intensywności konwekcji i pionowego mieszania się powietrza (~7 km nad biegunami, do ~16km nad równikiem); w niej ok. 80% całej masy atmosfery, temperatura malej jednostajnie wraz ze wzrostem (ok. 5°C na każdy km)
TROPOPAUZA – warstwa rozdzielająca, grubość 1-2km, izotermia
STRATOSFERA – sięga do ~50km, warstwa inwersyjna (z wysokością temp rośnie), suche i rozrzedzone powietrze, mały gradient ciśnienia, dzięki prądom powietrznym może wpływać na przemieszczenia się układów barycznych, kształtujących pogodę w troposferze
STRATOPAUZA – warstwa rozdzielająca
MEZOSFERA – sięga do 80km, temperatura spada wraz ze wzrostem wysokości i u szczytu warstwy ma najniższa wartość w atmosferze -75 do -90°C, silnie turbulencyjna, ciśnienie bardzo niskie
MEZOPAUZA – warstwa rozdzielająca, izotermia
TERMOSFERA – wzrost temp z wysokością
3. Wyjaśnić, co nazywamy zanieczyszczeniem powietrza atmosferycznego – 7 przykładów.
Zanieczyszczenia to domieszki oraz składniki stałe, których udział jest większy od średnich wartości w powietrzu czystym. Rozróżniamy zanieczyszczenia pochodzenia naturalnego i pochodzenia antropogenicznego.
NATURALNE (działalność przyrody): pożary lasów, erupcje wulkanów, erozje gleb, rozpylanie wody morskiej, procesy życiowe bakterii, reakcje chemiczne składu naturalnego występującego w powietrzu (siarczany, azotany)
ANTROPOGENICZNE (działalność człowieka): spalanie C, oleju, gazówàdo atmosfery pyły, zw. gazowe, azotowe, przemysł chemiczny, metalurgia, górnictwo, hutnictwo, rolnictwo, ochrona roślin, komunikacja (CO2, węglowodory, tlenki N do atmosfery)
4. Wyjaśnić, co to jest adwekcja, konwekcja, turbulencja.
ADWEKCJA – poziomy napływ powietrza na dany teren o innych parametrach niż powietrze zalegające nad danym terenem
KONWEKCJA –pionowy ruch powietrza, bardzo swobodny, powolny, wyrównany
- swobodna – ruch powietrza wywołany różnicami gęstości substancji znajdującej się w polu grawitacyjnym(ciepłe powietrze jest rzadsze i lżejsze)
- wymuszona –ruch jest wymuszony przez jakąś przeszkodę (ściana lasu, duże miasto, łańcuch górski)
TURBULENCJA – to nieuporządkowany ruch cząsteczek powietrza płynącego w określonym kierunku. Polega on na tym, że porcje powietrza porywane przez wiatr i strumienie poruszaja się we wszystkich kierunkach po nieregularnych i chaotycznych torach. O jej powstaniu decyduje:
-zróżnicowanie prędkości ruchu przylegających warstw powietrza
-występowanie dużego pionowego gradientu temp. powietrza
-kontrast w nagrzaniu podłoża i atmosfery(T.termiczna)
-charakter tego podłoża(T.dynamiczna)
5. Wyjaśnić, co to jest inwersja i izotermia oraz jak one powstają.
INWERSJA – wzrost temp wraz ze wzrostem wysokości, gradient pionowy jest na minusie; często powstaje w przygruntowej warstwie powietrza podczas bezchmurnych i bezwietrznych nocy, brak chmur powoduje silne wypromieniowanie ciepła z podłoża wtedy od wychłodzonego powietrza oziębia się przygruntowa warstwa powietrza. W wyniku tego temp jest najniższa tuż przy powierzchni gleby i rośnie wraz ze wzrostem wysokości.
IZOTERMIA – temp w warstwie gruntowej lub wyżej nie zmienia się wraz z wysokością, gradient pionowy temp wynosi 0.
6. Równanie bilansu cieplnego powierzchni czynnej.
Q + G + A + E = 0
Q – strumień ciepła wynikający z bilansu radiacyjnego
G – strumień wymiany ciepła między powierzchnia czynną a głębszymi warstwami gleby
A – strumień wymiany ciepła miedzy powierzchnią czynną a atmosferą
E – strumień wymiany ciepła na drodze przemian fazowych wody
7. Wyjaśnić pojęcie i opisać proces – efekt cieplarniany atmosfery.
EFEKT CIEPLARNIANY –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,
8. Temperatura powietrza pomiar, przyrządy– wskazanie termometru suchego w klatce meteorologicznej(charakterystyka), będącego w równowadze cieplnej z otaczającym go powietrzem. Termometr minimalny. Maksymalny, kolankowy glebowy, termograf,
9. Wyjaśnić, co to są 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
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.
.10 Na jakiej podstawie wyznaczamy długość okresu meteorologicznego, jak się zmienia jego długość.
Wyznaczamy ją na podstawie średniej dobowej temperatury powietrza 2,5°C-gospodarczy-5°C- wegetacyjny- 10°C- okres silnego wzrostu roślin
Okres wegetacyjny ze średnią ustaloną dobową temp powietrza równą 5°C i większą. Przed 25 marca okres rozpoczyna się w Kotlinie Śląskiej i w rejonie Tarnowa, najpóźniej po 15 kwietnia na Pojezierzu Mazurskim. Długość okresu wegetacyjnego waha się od 190 na Mazurach do 220 w Dolinie Odry, w górach 100-150. Płn. I wsch. Część kraju 190-200, płd. I zach. 210-225.
11. Wyjaśnić wpływ temperatury na rozwój i plonowanie roślin.
- temp min – bez pokrywy śnieżnej -25°C żyto - 12°C rzepak, rzepik, wytrzymałość roślin maleje wraz z odwilżami i upływu terminu spoczynku zimowego.
- temp max – do 40°C przy silnych mogą doprowadzić do obumarcia
- amplitudy temp – niekorzystne są częste zmiany temp np. 55°C jednego dnia może spowodować odpadniecie kory
- przymrozki wiosenne późne – groźne bo zaczyna się kiełkowanie i kwitnienie
+ciepła jesień, temp pow. 20°C na wzrost i rozwój, wczesna wiosna- szybszy rozwój roślin
12. Wyjaśnić proces zamarzania gleby, co to są 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.
àgłębokość zamarzania zależy od – temp gleby, czasu działania mrozu, od grubości pokrywy śnieżnej, typu gleby, szaty roślinnej, rzeźby 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
13. Przymrozki – podział i geneza powstawania metody prognostyczne, przeciwdziałanie.
1)podział:
- 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
- ze względu na genezę powstawania: radiacyjne (związane z promieniowaniem Ziemi), adwekcyjne (związane z napływami masy powietrza), adwekcyjno-radiacyjne
radiacyjne – kłopotliwe do prognozowania, występują lokalnie, niebezpieczne dla rolnictwa, powstają na skutek wypromieniowania ciepła. Na powstawanie wpływa – brak zachmurzenia, wilgotność powietrza mała, wiatr, gleby charakteryzujące się małym przewodnictwem ciepła
adwekcyjne – związane z napływem masy powietrza, mniejsza intensywność, wyższy pionowy zasięg, pojawiają się ruchy powietrza; wyrównany przebieg temp na różnych wysokościach, łatwe do prognozowania
radiacyjno-adwekcyjne – brak następstwa czasowego, gdy te 2 sposoby wywołania przymrozka występują jednocześnie
Metoda Kamermana- temperatura minimalna na 2m=t( tp. Termometru zwilżonego odczytana o 14)-k (stała wyznaczana dla każdej stacji), k= t – t min ( „temperatury minimalnej zaczerpniętej z następnego dnia rano”)
- zraszanie rozpoczęte przed wystąpieniem P., nieustanne, podnosi tp. nawet o 7°C
-przykrywanie roślin. Do + 6°C, zdjąć po ranku
-wytwarzanie dymu/mgły nad roślinami
-ogrzewanie powietrza/gleby
-mieszanie powietrza wiatrakami
14. Rodzaje energii promieniowania w atmosferze.
- bezpośrednie – I, krótkotrwałe, od 270 do 3000nm, docierające do danego punktu bezpośrednio od tarczy słonecznej w formie wiązki promieni równoległych
-rozproszone – D, promieniowanie w zakresie od 290 do 1500nm, promieniowanie krótkofalowe, dociera do punktu z całej sfery niebieskiej za wyjątkiem promieniowania bezpośredniego
- całkowite – T, suma promieniowania prostopadłego i rozproszonego
- zwrotne atmosfery – EA, od 4000 do 120000 nm
- ziemi (georadiacja) – długofalowe, od 4000 do 120000nm, wypromieniowanie ciepła przez ziemię
15. Podać i objaśnić równanie bilansu radiacyjnego (pełnego, krótkofalowego, długofalowego) pomiary.
Pełny: Q=I delta sin h + D+EA – Ez – (RK + RD)
Krótkotrwały: Qk=I delta sin h + D – (Rk)
Długotrwały: QD= EA - EZ - RD
I delta sin h + D – promieniowanie całkowite
(RK + RD ) – promieniowanie odbite
Metody pomiarów:
16. Wyjaśnić wpływ promieniowania na rozwój i plonowanie roślin.
Liście czerpią energię z promieniowania, w liściach przebiegają procesy biochemiczne (udział krótkofalowy), wywołanie fotosyntetcznego promieniowania o długości 400-710nm wtedy rośliny wydzielają tlen i pochłaniają światło, energię świetlną przekształcają w energię chemiczną. Powierzchnia liści decyduje o stopniu wykorzystania przez rośliny energii świetlnej. Promieniowanie widzialne decyduje o rozmieszczeniu roślin w siedliskach ekologicznych. Warunkuje wzrost i rozwój roślin. Za małe natężenie światła w łanie zmniejsza produktywność fotosyntezy. Światło wpływa na skład chemiczny plonu (owoców, buraków). UV wpływa na kiełkowanie i jakość nasion, działa też zabójczo i bakteriobójczo. Podczerwone podnosi temp roślin. Są rośliny światło i ciemnolubne. Są rośliny długiego i krótkiego dnia. Nazywamy to fotoperiodyzmem.
17. Ekstynkcja – wyjaśnić zjawisko.
EKSTYNKCJA – osłabienie promieniowania słonecznego wywołane przez atmosferę.
Sm = I0 * pm
Sm – natężenie bezpośredniego promieniowania słonecznego
I0 – stała słoneczna
p – średni współczynnik przezroczystości warstwy atmosfery
m – masa (warstwa) atmosfery, nazywana też optyczną masa atmosfery, którą przenikają promienie słoneczne zanim dotrą do powierzchni Ziemi
18. Podać wskaźniki wilgotności powietrza (definicje), metody pomiarów.
- ciśnienie max pary wodnej E[hPa] – max ciśnienie jakie może wywierać para wodna w danej temp. Im temp wyższa tym E wyższa
- ciśnienie aktualne pary wodnej e[hPa] – ciśnienie jakie wywiera para wodna zawarta aktualnie w powietrzu atmosferycznym; e=0àpowietrze suche, bez pary wodnej
- wilgotność względna powietrza f[%] – stosunek ciśnienia aktualnego do ciśnienia max w danej temperaturze
- wilgotność względna (a) – ciężar pary wodnej zawartej w 1cm3 powietrza wilgotnego; a = 0,2167 e/T
- temperatura punktu rosy td[°C] – temp krytyczna, temp do której należy oziębić powietrze aby zawarta w nim para wodna stała się nasycona
èmetody pomiarowe:
- metoda absorpcyjna (wagowa) – wykorzystujemy substancje higroskopowe
- metoda punktu rosy – naczynie, do środka nalewamy eter, przepuszczamy powietrze i odczytujemy temp
- metoda psychrometryczna – przy pomiarze wykorzystujemy układ 2 termometrów (suchy i zwilżony); zwilżony pokazuje niższa temperaturę, odczyt z tablicy psychrometrycznych
19. Wymienić grupy produktów kondensacji.
Grupy produktów kondensacji to: osady (szadź, szron, rosa, gołoledź), mgły (frontowe, wewnątrzmasowe), chmury (kłębiaste, warstwowe), opady (deszcz, śnieg, grad, mżawka, śnieg ziarnisty, krupy śnieżne, igły lodowe).
20. Wyjaśnić proces Bergerona.
Proces Bergerona- Findeisena- aby doszło do uformowania struktury krystalicznej, cząsteczki wody w fazie płynnej muszą ułożyć się w pewien ściśle określony sposób. Większość kropelek jest zbyt mała, toteż istnieje nikłe prawdopodobieństwo, że molekuły wody ułożą się w odpowiedni sposób, nim temperatura spadnie poniżej -40oC. Poniżej tej temperatury wszystkie krople wody, małe i duże, zamarzają. Powstawanie kryształków lodu jest bardziej wydajne, jeśli w atmosferze znajduje się pewien szczególny rodzaj cząstek, zwanych jądrami zamarzania. Mają one strukturę krystaliczną podobną do lodu, dzięki czemu, gdy dojdzie do kontaktu, przechłodzone kropelki wody łatwiej ulegają krystalizacji. Krople przechłodzonej wody i kryształki występują w chmurze leżąc w przedziale temp od –10 do –20oC. Do –20oC w jednostce objętościowej chmury jest więcej kropel wody niż w kryształów lodu. W temp os –10oC do –20oC kropelki szybko parują i para ta kondensuje się na kryształkach lodu, które osiągają wymiary pozwalające na samodzielne opadanie w chmurze. Czasem jednak opad nie powstaje. Opad nie może nastąpić w wyniku koagulacji przy gorącym powietrzu.
21. Wyjaśnić zjawisko koalescencji.
Łączenie się kropel zderzających się ze sobą. Zapoczątkowuje je uformowanie w niższej części chmury kropel większych, krople te szybciej opadają i łączą się i rosną.
22. Wyjaśnić jak powstają: deszcz, śnieg, grad.
Deszcz – średnica większa niż 0,5 mm, gdy średnica wody jest mniejsza to jest to mżawka (rozróżniamy je metodą parasola – chroni on przed deszczem, ale nie przed mżawką, bo ta podąża za ruchem powietrza; metoda kałuży – gdy jest ślad to deszczem gdy nie ma to mżawka. Spadająca kropla wychwytuje mniejsze swą przednią stroną. Krople deszczu wpadając w cień za kroplą doganiają ją i się z nią łączą.
Śnieg – opad kryształków lodu, formuje się w temp. –8oC do –10oC,gwiazdki 6-ramienne
Grad – kulki lub bryłki lodu do śr. 50 mm. formuje się w Cb – kryształ wypada poniżej izotermy 0o, zaczyna się topić, ale nie zdąży bo prąd wstępujący przenosi go do góry, gdzie zamarza i znów opada (i tak kilka razy – za każdym razem jest większy); gdy jest duży to prądy go nie uniosą.
23. Wyjaśnić wpływ opadów atmosferycznych na rozwój i plonowanie roślin.
Roślina nie ma innego dostępu do wody, za wyjątkiem terenów nawadnianych. Każda roslina ma swoje wymagania zależnie od fazy wzrostu. Zbyt małe opady: niedorozwój organów, zbyt wysokie: podatne na grzyba, wyleganie, łamanie, w glebie procesy gnilne.
24. Wyjaśnić, co to jest ewapotranspiracja, rodzaje, metody pomiarów.
ewapotranspiracja = parowanie z gleby + transpiracja roślin
Rodzaje: ewapotranspiracja potencjalna – maksymalna (ETP), aktualna – w obecnej sytuacji (ETA).
Potencjalna – parowanie i transpiracja standardowej powierzchni porośniętej trawą o wys. 7-15 cm; całkowicie pokrywającej glebę przy optymalnych warunkach wilgotnościowych gleby i danych warunkach meteorologicznych (ETP).
Aktualna – parowanie i transpiracja łanu roślin a aktualnej fazie ich rozwoju, danym (aktualnym) pokryciu gleby przez rośliny i określonych warunkach wilgotnościowych gleby.
Współczynnik biologiczny; wskaźnik niedoborów wodnych roślin k = ETA/ETP
25. Co to jest wiatr, podaj rozkład sił warunkujących wiatr dolny i górny.
Rodzaje ruchów powietrza:
- poziomy (adwekcja – wiatr) – związany z poziomym rozkładem powietrza z W na N, mają na niego wpływ: siła coriolisa, związana z ruchem obrotów, zmienia kierunek wiatru, max na biegunach, na równiku=0; siła gradientu ciśnień, im większa różnica ciśnień i izobary bliżej siebie tym silniejszy wiatr; siła tarcia, hamuje ruch powietrza i zmienia kierunek ruchu, wstępuje w wyniku oddziaływania szorstkowości podłoża, oddziałuje do 300m npm; Siła odśrodkowa skierowana na zewnątrz krzywizny po którym odbywa się ruch, pojawia się gdy występuje ruch wirowy.
- Pionowy (konwekcyjny, cyklonalny, antycyklonalny wraz z ruchami wstępującymi i zstępującymi)
chaotyczny (turbulencje)
26. Wiatry lokalne – przykłady, mechanizm powstawania.
Wiatry lokalne - przykłady, mechanizm powstawania.a. bryza - mały zasięg 15 -20km;cykl dobowy: w dzień bryza morska(morzeŕląd), w nocy na odwrót (bryza lądowa).b. Fen - (halny) suchy, ciepły, porywisty na skutek gwałtownych skokówciśnienia; wiejący z gór, unosi się w górę po drugim zboczu, wiejegwałtownie i chaotycznie; powoduje odwilże ( np. w Tatrach)c. Bora - silny, porywisty, chłodny, wieje w dół po niskich zboczachprzymorskich części gór w stronę cieplejszego morza; powoduje parowanie irozpryskiwanie wody (M. Czarne i pn Adriatyk)d. Nad obszarami oceanicznymi wieją wiatry zwane monsunami (od nazwy wiatrutypowego dla Oceanu Indyjskiego).e. W strefie podzwrotnikowej wieją wiatry regularne zwane pasatami iantypasatami.f. Dolinne i górskie - dolina ŕ zbocze doliny w górę, w nocy na odwrót
27. Ogólna cyrkulacja powietrza atmosferycznego Ziemi.
Ruch dużych mas powietrza i różnorodne systemy prądów powietrza w mm skali; cyrkulacja następuje wskutek niejednorodnego nagrzania pow. Ziemi w wyniku nierównomiernego dopływu energii promieniowania słonecznego (pory roku i dnia); różnice temp między Ziemią i atmosferą wywołują różnice ciśnienia a to powstawanie prądów powietrznych. Cyrkulacja powietrza to wieloskalowy ruch powietrza atmosferycznego w skali całej kuli ziemskiej kontynentu. Siła coriolisa występuje przy ruchu obrotowym i odchyla prąd powietrza w stronę równika. Nagrzane powietrze unosi się do góry i idzie na N lub S (pas ciszy równikowej); Pod wpływem tej siły odchyla się coraz bardziej w prawo (na półkuli płd w lewo). Powietrze idzie równolegle do równoleżników tam znajduje się pas wysokiego ciśnienia i odpływa powietrze dołem od zwrotnika do równika (pasaty).
28. Rodzaje układów ciśnienia atmosferycznego, pogoda z nimi związana, schematy ruchów powietrza.
ROZKŁAD CIŚNIENIA W PIONIE
v POWIERZCHNIA IZOBARYCZNA – im wyżej tym ciśnienie mniejsze
v Wyż i niż baryczny – gdy powietrze jest zimne, to ciśnienie szybko się zmienia i odwrotnie; ciśnienie przy samej ziemi (im bliżej) to ciepłe powietrze
ROZKŁAD CIŚNIENIA W POZIOMIE
(przy powierzchni ziemi)
Ø Równik – obniżone
Ø Podzwrotnik – wyższe
Ø Zwrotnik – niż
Ø Bieguny – wyż
„Zatoka” – wew. Najmniejsze ciśnienie niż baryczny „Klin” – wew. Największe ciśnienie wyż baryczny
W
„Wał” dotyczy wyższego „ Bruzda” „Siodło”
ciśnienia między niżami
Ruch powietrza – wpływ na ruch powietrza w poziomie lub pionie ma ciśnienie
Ruch w pionie – czyli „konwekcja” – prąd wstępujący lub zstępujący.
Ruch poziomy – czyli wiatr zależy od:
- ...
Ogrodnictwo