| Tematy zajęć: |
- Meteorologia i klimatologia: podstawowe pojęcia. Atmosfera ziemska: skład powietrza atmosferycznego, pionowa budowa atmosfery
Zarys historii meteorologii i klimatologii. Atmosfera ziemska. Ewolucja atmosfery. Budowa atmosfery ziemskiej: troposfera, tropopauza, stratosfera, stratopauza, mezosfera, mezopauza, termosfera. Powietrze atmosferyczne: składniki i domieszki powietrza atmosferycznego; Pogoda, klimat, meteorologia, klimatologia (definicje i wyjaśnienia). Podział meteorologii i klimatologii. Praktyczne znaczenie meteorologii i klimatologii. (2 godz.)
Ćwiczenia: Zbieranie informacji o pogodzie i klimacie. Służba pogody: organizacja sieci pomiarowej. Porównywalność wyników. Automatyzacja pomiarów. Obserwacje radarowe, satelitarne. (2 godz.)
- Dynamika atmosfery. Zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego. Samooczyszczanie atmosfery. Antropogeniczne zmiany atmosfery.
Dynamika atmosfery. Podstawowe ruchy powietrza; adwekcja, konwekcja, turbulencja. Pionowe zmiany temperatury powietrza w troposferze. Dynamika atmosfery: stany równowagi atmosfery: stały, chwiejny, obojętny. Zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego; naturalne i antropogeniczne źródła zanieczyszczeń; rozprzestrzenienie zanieczyszczeń drogą atmosferyczną. Antropogeniczne zmiany atmosfery: wzrost efektu cieplarnianego: efekt cieplarniany, gazy cieplarniane; zmiany zawartości ozonu w atmosferze: ubytek w stratosferze: zanik warstwy ozonowej (dziura ozonowa), nadmiar
w troposferze: smog letni (fotochemiczny); smog zimowy (kwaśny); kwaśne deszcze. Samooczyszczanie atmosfery; pomoc w samooczyszczaniu atmosfery. Systemy ochrony atmosfery.
(2 godz.)
Ćwiczenia: Wybrane metody opracowywania danych klimatologicznych. Materiały źródłowe. Sposoby zestawiania materiałów źródłowych; szeregi szczegółowe: chronologiczne, uporządkowane (rosnące i malejące), rozdzielcze. Jednorodność szeregów obserwacyjnych. Sprawdzanie jednorodności szeregów obserwacyjnych: metody obliczeniowe: analizy szeregu, stałości różnic, stałości stosunków, metoda graficzna. Przywracanie jednorodności szeregom obserwacyjnym: metody: stałości różnic, stałości stosunków, graficzna. (2 godz.)
- Proces klimatotwórczy: Obieg ciepła: Promieniowanie. bilans energetyczny układu Ziemia
-atmosfera.
Promieniowanie słoneczne: cechy fizyczne promieniowania: długość fali, natężenie promieniowania. Stała słoneczna; ekstynkcja promieniowania słonecznego; promieniowanie całkowite: promieniowanie bezpośrednie, promieniowanie rozproszone. Albedo. Bilans promieniowania krótkofalowego. Bilans promieniowania długofalowego - promieniowanie efektywne. Bilans energetyczny układu Ziemia-atmosfera: całkowity bilans promieniowania. Usłonecznienie: możliwe, rzeczywiste, względne. (2 godz.)
Ćwiczenia: Pomiar promieniowania i usłonecznienia. Ćwiczenia obliczeniowe: osłabienie bezpośredniego promieniowania słonecznego: wzór Bourguera; natężenie promieniowania słonecznego dochodzącego do płaszczyzny poziomej. Kąty padania promieni słonecznych. Energia słoneczna jako źródło energii odnawialnej. (2 godz.)
- Proces klimatotwórczy : Obieg ciepła: Ciepło i temperatura, bilans cieplny
Obieg ciepła jako proces klimatotwórczy. Definicje: ciepło, temperatura; ciepło, temperatura odczuwalna; bilans cieplny i jego składniki: całkowity bilans promieniowania, wymiana ciepła między powierzchnią a podłożem (przewodnictwo cieplne, pojemność cieplna), wymiana ciepła między powierzchnią a atmosferą; wymiana ciepła na drodze przemian fazowych wody: ciepło utajone; parowania, topnienia, sublimacji, kondensacji, zamarzania, resublimacji. Bilans cieplny Ziemi. Rozkład przestrzenny temperatury powietrza; amplituda dobowa, amplituda roczna, typy rocznego przebiegu temperatury powietrza.
Ćwiczenia: Pomiar temperatury. Charakterystyki klimatologiczne. Opracowanie klimatologiczne materiałów źródłowych: graficzne wyznaczanie termicznych pór roku dla przydzielonych stacji, histogramy - wykresy częstości. (2 godz.)
- Proces klimatotwórczy: Obieg wody: Para wodna w atmosferze: parowanie, wilgotność powietrza.
Obieg wody jako proces klimatotwórczy. Parowanie. Warunki niezbędne do zapoczątkowania procesu parowania. Ciepło utajone: parowania, sublimacji. Parowanie z wolnej powierzchni wodnej; czynniki pierwotne parowania z wolnej powierzchni wodnej; czynniki wtórne parowania z wolnej powierzchni wody. Parowanie terenowe (ewaporacja, transpiracja, intercepcja, sublimacja); czynniki pierwotne parowania terenowego; czynniki wtórne parowania terenowego; parowanie możliwe (potencjalne); ewapotranspiracja łanu (wskaźnikowa, potencjalna, rzeczywista). Wskaźniki charakteryzujące wilgotność powietrza (wyjaśnienia i definicje): aktualna prężność pary wodnej, maksymalna prężność pary wodnej, niedosyt wilgotności powietrza, wilgotność względna, temperatura punktu rosy; dobowy i roczny przebieg wilgotności powietrza. (2 godz.)
Ćwiczenia: Metody pośrednie i bezpośrednie oceny wielkości parowania z wolnej powierzchni wodnej. Metody pomiaru parowania terenowego. Charakterystyki klimatologiczne. Pomiar wilgotności powietrza. Charakterystyki klimatologiczne. O pracowanie klimatologiczne materiałów źródłowych: ćwiczenia obliczeniowe: wyznaczanie p odstawowych wskaźników statystycznych: miar dyspersji: amplitudy, odchylenia przeciętnego, odchylenia standardowego, współczynnika korelacji. Interpretacja wyników. (2 godz.)
- Proces klimatotwórczy : Obieg wody: Kondensacja pary wodnej w atmosferze. Osady atmosferyczne. Mgły. Chmury. Opady. Bilans wodny.
Proces kondensacji - warunki niezbędne do zapoczątkowania procesu. Jądra kondensacji. Ciepło utajone: kondensacji, resublimacji. Osady atmosferyczne: rosa, rosa biała, szron, sadź miękka, sadź twarda, gołoledź; różnice między szronem a szadzią. Mgły: radiacyjne, adwekcyjne, orograficzne, frontowe, smog. Zamglenie. Chmury: budowa chmur: chmury wodne, lodowe, mieszane; podział troposfery na piętra; rodziny chmur: wysokie, średnie, niskie, o budowie pionowej. Rodzaje chmur. Powstawanie chmur: chmury powstałe w wyniku ruchów wślizgowych powietrza (Ci, Cs, As, Ns) - chmury frontowe, chmury związane z ruchami falowymi powietrza w troposferze (Cc, Ac, Sc) - chmury falowe, orograficzne chmury powstałe w wyniku konwekcji termicznej i dynamicznej (Cu, Cb) - chmury konwekcyjne, chmury powstałe w wyniku nieadiabatycznego ochładzania się powietrza (St). Opady atmosferyczne. Procesy koalescencji i krystalizacji, podstawowe rodzaje opadów atmosferycznych: mżawka, deszcz, śnieg, krupy śnieżne, grad; podział opadów ze względu na natężenie: ciągłe, z przerwami, przelotne, roszące, orograficzne, ulewne. Obieg wody
w przyrodzie; klimatyczny bilans wodny. (2 godz.)
Ćwiczenia: Pomiar wielkości i natężenia opadów. Charakterystyki klimatologiczne. Sztuczne wywoływanie opadów; rozkład opadów na kuli ziemskiej; typy rocznego przebiegu opadów. S tan powierzchni gruntu. Pokrywa śnieżna. Charakterystyki klimatologiczne. Opracowanie klimatologiczne materiałów źródłowych: ćwiczenia obliczeniowe: współczynniki hydrotermiczne Sielianinowa, ćwiczenia z wykorzystaniem metod graficznych: klimatogram Waltera i Lietha, interpretacja wyników. Ćwiczenia terenowe: praktyczne rozpoznawanie rodzajów chmur, określanie zachmurzenia. (2 godz.)
- Proces klimatotwórczy : Ogólna cyrkulacja atmosferyczna. Wiatr.
Cyrkulacja atmosfery. Ogólna cyrkulacja atmosfery jako proces klimatotwórczy. Masy powietrza. Obszary źródłowe mas powietrza. Klasyfikacja geograficzna mas powietrza: kształtowanie się mas powietrza (powietrze arktyczne, polarne, zwrotnikowe, równikowe). Wiatr. Ciśnienie atmosferyczne. Izobary. Podstawowe układy baryczne: wyż baryczny (antycyklon), niż baryczny (cyklon). Siły warunkujące wiatr: siła gradientu ciśnienia, siła Coriolisa, siła odśrodkowa, siła tarcia. Baryczne prawo Buys-Ballota. Rodzaje wiatrów: pasaty, monsuny, wiatry układów barycznych, wiatry lokalne (bryza, fen, wiatr dolinny i górski, wiatr bora). Zakłócenia ogólnej cyrkulacji atmosferycznej: cyklon tropikalny, tornado, trąba powietrzna, burza. (2 godz.)
Ćwiczenia: Pomiar ciśnienia atmosferycznego. Gradient baryczny, stopień baryczny, tendencja baryczna. Pomiar kierunku i prędkości wiatru. Skala Beauforta. Charakterystyki klimatologiczne. Opracowanie klimatologiczne materiałów źródłowych metodą graficzną: róża wiatrów, rozwinięta róża wiatrów. Wiatr jako źródło energii odnawialnej. (2 godz.)
- Wiadomości o pogodzie. Meteorologia synoptyczna. Klimatologia stosowana. Klimat różnych stref Ziemi. Klimat Polski.
Obiekty meteorologiczne: masy powietrza, fronty atmosferyczne, układy ciśnień (baryczne). Klasyfikacja termiczna mas powietrza: powietrze ciepłe, chłodne. Fronty atmosferyczne. Podział frontów atmosferycznych: fronty klimatyczne główne (arktyczny, polarny, równikowy); fronty klimatyczne wtórne. Klasyfikacja termodynamiczna frontów atmosferycznych: fronty ciepłe, chłodne, zokludowane, stacjonarne. Układy ciśnień (baryczne): wyż baryczny, niż baryczny, klin wysokiego ciśnienia, zatoka niskiego ciśnienia, siodło baryczne. Meteorologia synoptyczna. Podstawy prognozy pogody: mapa synoptyczna, analiza synoptyczna, lokalne prognostyki pogody. wykorzystanie wiedzy o klimacie: klimatologia stosowana: agroklimatologia, bioklimatologia itd. Strefowość klimatów świata; podział świata na strefy klimatyczne. Klimat Polski.. Przejściowość, zmienność, kontrastowość klimatu Polski. Regionalizacja klimatyczna wg Okołowicza. (2 godz.)
Ćwiczenia: Zjawiska atmosferyczne: hydrometeory, litometeory, fotometeory , elektrometeory ; widzialność pozioma. Syntetyczne opracowanie klimatologiczne: charakterystyka warunków klimatycznych wybranego (przydzielonego) rejonu. (2 godz.)
- Geograficzne czynniki klimatotwórcze. Zmiany klimatu.
Klimatotwórcze czynniki geograficzne: szerokość geograficzna, wysokość nad poziom morza, rzeźba terenu, rodzaj podłoża, prądy morskie, pokrycie terenu, działalność człowieka. Czynniki geograficzne kształtujące klimat Polski. Zmiany klimatu; naturalne przyczyny zmian klimatu: tektoniczne, astronomiczne, astrofizyczne, geofizyczne, sejsmiczne; antropogeniczne przyczyny zmiany klimatu. (2 godz.)
Ćwiczenia: Syntetyczne opracowanie klimatologiczne: charakterystyka warunków klimatycznych wybranego (przydzielonego) rejonu. c.d.Zaliczanie ćwiczeń. (2 godz.).
|