Atmosféra

ATMOSFÉRA

(složení, všeobecná cirkulace, tlakové útvary, podnebné pásy, význam počasí)

 

 

=plynný obal Země

• k Zemi je připoután gravitační silou a účastní se v převážné míře zemské rotace
• Tvoří ji směs plynů → vzduch
• Hustota vzduchu s rostoucí vzdáleností od zemského povrchu klesá
• teplota klesá se stoupající výškou – teplotní gradient = o kolik stupňů klesne teplota na 100 m výšky = 0,6 °

Hlavní složky:

• Dusík 78,01 %
  • Proniká do atmosféry při sopečné činnosti a lidskou činností- nedokonalým spalováním paliv
• Kyslík 20,95 %
  • nezbytný pro život, ale jeho potřeba stále roste, a tak musíme chránit rostliny
  • Zdroj- fotosyntéza (2/3 suchozemské rostliny, 1/3 mořské rostliny)
  • Ozon O₃– zvláštní modifikace kyslíku, pohlcuje paprsky nebezpečného ultrafialového záření, a brání tak jeho pronikání na zemský povrch
• Argon, neon, helium, krypton, xenon
• Oxid uhličitý 0,034 %
  • Vznik při spalovacích procesech, do ovzduší se dostává sopečnou činností a dýcháním organismů
  • Podílí se na pohlcování a vyzařování dlouhovlnného záření, pohlcuje však jen část a vysílá ho zpět k Zemi, čímž dochází k druhotnému oteplování zemského povrchu=skleníkový efekt
• Vodní pára- průměrně 2,6 %
  • Do vzduchu se dostává výparem, zejména z půdy, vodních ploch a vegetace
  • Hromadění, přenos na velké vzdálenosti, vznik oblaků à atmosférické srážky
• Atmosférické aerosoly- pevné a kapalné složky
  • Přirozené- kosmický, vulkanický, půdní prach
  • Antropogenní- vytvořené lidskou činností (doprava, vytápění,…)

 

Vertikální členění

1. Troposféra- nejnižší vrstva, sahá od zemského povrchu do výšky 14 km (na pólech 8km)

• Probíhá zde většina meteorologických procesů – tvorba počasí (oblaka a srážky)
• S výškou klesá teplota, tlak i hustota vzduchu
  • Formují se zde vzduchové hmoty a atmosférické proudy
  • Soustředí se zde vodní páry

1. Stratosféra- vrstva sahající do výšek kolem 50-60 km
   • Je v ní ozonosféra- maximální koncentrace ozonu- díky ní proniká na zemský povrch pouhé 1 % z celkového množství UV záření dopadajícího na hranici atmosféry
   • spodní hranice slouží k létání – je zde “jet stream” (proud od Z k V (v důsledku rotace) – příznivé proudění pro letadlo
   • není zde počasí
2. Mezosféra- vrstva sahající do výšky 80-85 km
   • Teplota vzduchu s výškou klesá až na -100°C
3. Termosféra- dosahuje do výšky 500 km
   • Teplota vzduchu stoupá na 1400°C, vzduch se ionizuje
4. Exosféra- okrajová část atmosféry – přechází až ve vesmír
   • 20 000- 70 000 km

 

Základní funkce atmosféry

1. zabraňuje pronikání UV záření
2. zabraňuje rychlému ochlazení zemského povrchu

• pomáhá rostlinám vytvářet fotosyntézu

1. děje se v ní počasí
2. chrání Zemi před meteorologickými tělesy
3. přetváří zářivou energii na tepelnou

 

Cirkulace atmosféry

• nerovnoměrné rozložení tepla na povrchu i v atmosféře à nerovnoměrné rozložení atmosférického tlaku
• vzduchové hmoty se můžou přemisťovat jak v planetárním měřítku (všeobecná cirkulace atmosféry), tak v rámci menších oblastí (místní větry)
• studený vzduch – klesá → TV
  teplý vzduch – stoupá → TN
  • nad rovníkem – tlakové níže, bezvětří
  • nad obratníky – tlakové výše (chladný vzduch se nad Zemí otepluje à jasné a suché počasí)
  • na pólech – tlakové výše
• tlak vzduchu – na zemském povrchu je nejčastěji v rozmezí 980 – 1040 hPa
• vzduch proudí vždy z tlakové výše do tlakové níže

• Vzduchové hmoty- objemy větru přemísťující se z jedné oblasti do druhé
  • Podle zeměpisné polohy vzniku:
    • Arktická (antarktická), polární (mírných šířek), tropická, rovníková
    • Oceánské / pevninské
  • Jsou od sebe odděleny úzkou přechodnou vrstvou- atmosférická fronta
    • 3 typy atmosférických front
      • Arktická- odděluje arktickou a polární vzduchovou hmotu
      • Polární- odděluje polární a tropickou hmotu
      • Tropická- odděluje tropickou a rovníkovou vzduchovou hmotu

 

• Pasáty = stálé větry, které vanou k rovníku
  • vlivem Coriolisovy síly:

na S. polokouli – severovýchodní pasát

na J. polokouli – jihovýchodní pasát

• Pasáty vanoucí z pevniny- suché
• Pasáty vanoucí na V břehy světadílů z oceánů- vlhké, přinášejí deště

• Antipasáty = vanou od rovníku k pólům
• Západní větry = část antipasátů padá k zemi až za obratníky a jsou Coriolisovou silou stáčeny na západ
• Východní větry = vzduch odtlačován od pólu a stáčen Coriolisovou silou na východ (z TV no TN – do teplejších oblastí)

 

CORIOLISOVA SÍLA

• síla, která vzniká v důsledku rotace Země
• stáčí vzdušné a vodní proudy

– na S. polokouli vpravo

– na J. polokouli vlevo

• na rovníku se neprojevuje, na pólech je největší

 

Tlaková výše = anticyklóna – oblast vysokého tlaku vzduchu

– na S. polokouli se stáčí po směru h. ručiček

– na J. polokouli se stáčí proti směru h. ručiček

Tlaková níže  = cyklóna – oblast nízkého tlaku vzduchu

– na S. polokouli se stáčí proti směru h. ručiček

– na J. polokouli se stáčí po směru h. ručiček

 

Stabilní cyklony a anticyklony –

• islandská tlaková níže
• azorská tlaková výše
• sezónní sibiřská tlaková výše (v zimě)
• íránská tlaková níže (v létě)

 

Fronta = hranice mezi teplým a studeným vzduchem

– šířka 100 – 200 km – dosahují k troposféře

• teplá – teplý vzduch vytlačuje studený

– kratší, intenzivnější srážky, bouřky

• studená – studený vzduch vytlačuje teplý

– trvalejší a méně intenzivní srážky

• okluzní – splývání obou front, rychlejší studená fronta dožene pomalejší teplou a vyzdvihne ji od zemského povrchu

 

VÍTR = proudění vzduchu v atmosféře, vyrovnávání různého tlaku vzduchu

 

 

Monzuny

– sezónní větry – výměna vzduchových hmot mezi pevninou a oceánem

– příčinnou je rozdílné oteplování pevniny a oceánu v jednotlivých ročních obdobích

– směr mění 2x do roka o 180°

– hlavní monzunové oblasti – J.Asie (Indie), JV Asie (Thajsko), V Asie (Japonsko, Čína), Guinejský záliv

• letní monzun – vane z chladnějšího oceánu (TV) na teplejší pevninu  – přináší srážky

• zimní monzun – vane z chladnější pevniny (TV) na teplejší oceán – období sucha

– suchý, chladný, období sucha

 

Místní větry

– proudění vzduchu nad plošně menšími oblastmi způsobené vlivem tepelných a tlakových rozdílů

– Bríza = pobřežní vítr na březích moří a jezer

– dvakrát denně mění směr – ve dne vane z chladného moře na teplé pobřeží, v noci naopak

– Fén = nárazový, teplý, suchý vítr – vane z hor do údolí

– vzniká, když se na obou stranách horského hřbetu vytvoří rozdíly v tlaku vzduchu – vzduch je nasáván přes horský hřeben

– na závětrné straně vzduch stoupá – dosáhne teploty rosného bodu – mění se na vodní páru

– typický pro Alpy, Kavkaz

– Bóra – studený, suchý, padavý vítr na dalmátském pobřeží

 

TORNÁDA, HURIKÁNY – tropické cyklóny

– vznikají z vysokých bouřkových mraků

– nejčastěji se tvoří v tropech

– tlakové níže

Tornádo – vzniká nad pevninou

– S. Amerika

Hurikán – vzniká nad mořem

– Karibik, Japonsko (Tajfun), Austrálie (vili-vili)

 

Tlakové útvary

• základní charakteristické objekty tlakového pole
• Tlak vzduchu- síla vyvolaná hmotností vzduchového sloupce, který sahá od výšky měření až k horní hranici atmosféry
• S rostoucí nadmořskou výškou tlak klesá
• Izobary- křivky spojující místa o stejném tlaku
• Tlakové oblasti
  • Tlakové níže=cyklony
  • Tlakové výše=anticyklony
  • Vlivem západních větrů, které v mírných zeměpisných šířkách převládají, postupují přemísťující se cyklony a anticyklony od Z k V a přinášejí výrazné změny počasí
  • Stabilní cyklony a anticyklony
    • Islandská tlaková níže
    • Azorská tlaková výše
    • Sezonní sibiřská tlaková výše (v zimě) a íránská tlaková níže (v létě)
  • Proudění vzduchu souvisí s rozdíly tlaku vzduchu na zemském povrchu
  • Pohybem vzduchu -> vítr, který proudí z míst vyššího tlaku vzduchu do míst s nízkým tlakem
  • Anticyklona- vzduch klesá, stlačuje se a spirálovitě se roztéká od středu k okrajům (na S polokouli ve směru hodinových ručiček, na J polokouli ve směru opačném)
    • Jasné suché počasí, které v zimě přináší silné mrazy, v létě vysoké teploty
    • Chladnější, těžší vzduch
  • Cyklona- vzduch vystupuje do výšky, tím se zmenšuje jeho tlak a vtéká do cyklony spirálovitě od okrajů ke středu (na S polokouli proti směru hodinových ručiček, na J polokouli po směru)
    • Při přechodu přes území- počasí s velkou oblačností a vydatnými srážkami
    • Teplejší, lehčí vzduch

Podnebné pásy Země (=geobiomy)

Podnebí

• Dlouhodobý režim počasí v určité oblasti, který se vytváří působením klimatogeografických činitelů
• Klimatologie – studuje podnebí, jeho vznik a vývoj, vliv klimatografických činitelů
• Poslední velký výkyv podnebí- střídání doby ledové s meziledovými dobami (čtvrtohory)
• Klimatogeografičtí činitelé:
  • Zeměpisná šířka- řízení přídělu slunečního záření
    • Od rovníku směrem k pólům klesá intenzita slunečního záření
  • Obecný oběh atmosféry (cirkulace)- přenos vzduchových hmot
  • Vzdálenost od oceánů a moří- určuje stupeň oceanity nebo kontinentality klimatu
  • Oceánské proudy- přenášení tepelné energie na velké vzdálenosti
    • Tepelné proudy oteplují podnebí na pobřeží pevnin ve vyšších zeměpisných šířkách, kam přivádějí teplejší vodu
    • Studené proudy přivádějí chladnější vody t vyšších zeměpisných šířek a ochlazují podnebí v mírných, subtropických a tropických klimatických pásech
  • vliv nadmořské výšky, orientace georeliéfu vzhledem k Slunci, barva a vlhkost půdy, vegetační kryt, sněhová pokrývka, …
  • Činnost člověka

=oblasti zemského povrchu se stejným charakterem makroklimatu

• Vznik je podmíněn působením klimatografických činitelů
• P.Alisov- vymezil podnebné pásy Země podle převládajících základních typů vzduchových hmot během celého roku
  • 4 hlavní pásy(rovníkový,tropický,mírný,arktický), 3 přechodné (subekvatoriální,subtropické,subarktické)

 

1. Rovníkový (ekvatoriální) pás
   • 24-28°C průměrně – malé teplotní výkyvy
   • rozložení srážek během roku- rovnoměrné (1000-3000mm)
   • srážky – nad rovinou – odpolední hodiny

– nad oceány – noční hodiny

2. Subekvatoriální pás (pás tropických monzunů)
   • vzduchové hmoty se sezonně střídají
   • letní monzuny – ↑ vlhkost vzduchu (vzduch proudí od moře, vydatné srážky-lijáky)
   • zimní monzuny – ↓ vlhkost nad pevninou (suchý vzduch proudí z pevniny nad moře)
3. Tropický pás
   • Převládá suchý, silně prohřátý vzduch
   • vysoké teploty (sluneční paprsky dopadají téměř kolmo) 10°-39°C (dle měsíce)
   • srážky – téměř žádné (250 mm za rok)
     • Nejnižší úhrn srážek na světě- 0 mm- Chile (14 let nezapršelo)
     • Nejvyšší teploty na světě- 57,8°C- Libye
   • východní břehy – ↑ teplota i ↑ srážky

v létě – období dešťů na Sahaře (západní břehy)

4. Subtropický pás
   • léto – suchý tropický vzduch; zima – vlhký polární vzduch
   • “horká suchá léta, mírné deštivé zimy” – Středozemní moře
   • “chladná suchá zima, teplé deštivé léto” – východní pobřeží pevnin
5. Mírný pás
   • Převládají polární vzduchové hmoty
   • typická proměnlivost počasí (intenzivní cyklonální činnost)
   • “teplé mírně vlhké léto  a studená zima s trvalou sněhovou pokrývkou”
   • charakteristická jsou 4 roční období
6. Subpolární pás (subarktický a subantarktický)
   • nejvíce srážek – léto
   • zima – arktický vzduch, léto – polární vzduch
   • “chladná dlouhá zima, krátké teplé léto”
7. Polární pás (Arktické a antarktické pásy)
   • působení arktického vzduchu, málo srážek (200mm)
   • teplota záporná (nejtepleji – 0°C)
   • Nejnižší zaznamenaná teplota vzduchu- -89,6°C (Vostok, Antarktida)

Další dělení podnebí

• oceánské – malé denní i roční rozdíly teplot

– vysoká oblačnost s velkým množstvím srážek, které jsou také rovnoměrně rozloženy během všech ročních období

– Západní pobřeží Evropy a Ameriky

• kontinentální – velké denní i roční rozdíly teplot

– malá oblačnost, nízký úhrn srážek

– V. Evropa, S.Asie, vnitrozemí S.Ameriky

 

Klimadiagram = graf, který ukazuje chod srážek a teplot během roku

 

 

 

 

Počasí a jeho význam

• Počasí=okamžitý stav atmosféry v určitém místě
• Soubor hodnot meteorologických prvků
  • Sluneční záření, teplota vzduchu, tlak vzduchu, proudění vzduchu, atmosférické srážky
• Meteorologie – věda o stavbě, vlastnostech a procesech v atmosféře
  • Synoptické mapy- zakreslení hodnot meteorologických prvků
• K určování pomáhají umělé družice
• Využití počasí – letecká doprava, zemědělství, lodní doprava, rekreace…
• Meteorologické prvky:
• Sluneční záření
  • Hlavní zdroj energie pro fyzikální děje v atmosféře
  • Ze 3 záření: ultrafialové záření 7 %, viditelné záření 48 %, infračervené záření 45 %
  • Solární konstanta- množství slunečního záření dopadajícího na horní hranici atmosféry
  • Radiační bilance- rozdíl příjmu a výdaje záření mezi zemským povrchem a atmosférou
• Teplota vzduchu
  • Prvek udávající tepelný stav ovzduší
  • Měří se 2 m nad zemským povrchem teploměrem v Celsiově teplotní stupnici
  • Snižuje se s rostoucí nadmořskou výškou
  • Čím kolměji dopadají sluneční paprsky, tím větší energii předají
  • Nejteplejší: pouštní tropické oblasti (Libye)
  • Nejchladnější: polární oblasti (Antarktida)
  • Izoterma- čára spojující na mapě místa se stejnou teplotou
• Tlak vzduchu
  • Síla vyvolaná hmotností vzduchového sloupce, který sahá od výšky měření až k horní hranici atmosféry
  • Měří se tlakoměry v hektopascalech
  • Klesá s přibývající nadmořskou výškou
  • Izobary- křivky spojující místa o stejném tlaku
  • Cyklony, anticyklony
• Proudění vzduchu
  • Vzniká snahou prostředí vyrovnat rozdíly tlaku a teploty vzduchu na zemském povrchu a také stálým cyklickým prouděním v atmosféře
  • vzniká vítr proudící z vyššího tlaku do míst s nízkým tlakem (měří se směr a rychlost – měří to větrné družice – odkud vítr vane)
• Atmosférické srážky
  • Produkty kondenzace vodních par v ovzduší – padají z oblohy nebo kondenzují na Zemi
  • Tekuté- déšť rosa, pevné- kroupy, sníh
  • Rozhodující faktor pro zemědělství, hl. část koloběhu vody
  • Izohyety- čáry spojující místa se stejnými úhrny srážek
• Vlhkost
  • udává, jaké množství vody v plynném stavu (vodní páry) obsahuje dané množství suchého vzduchu
  • největší – nad oceány a v tropických oblastech
  • nejmenší – v pouštních oblastech (polární i horké)
• Oblačnost
  • udává stupeň pokrytí oblohy mraky
  • v %, úzce spjata se slunečním svitem
  • druhy oblaků – cirrus (řasa), kumulus (kupa), stratus (sloha)
  • dělí se na střední, nízkou a vysokou (prší z nízké nebo střední)