OSNOVNE KLIMATSKE KARAKTERISTIKE

KLIMA

Klima predstavlja skup vremenskihpojava, odnosno atmosferskih procesa, koji karakterišu fizičko stanje atmosfereiznad nekog područja. ona je i energetski resurs (sunce i vetar), i materijalni resurs (padavine) Nauka koja izučava uslove pod kojimase obrazuje klima nekog područjanaziva se klimatologija.

Sa gledišta hidrometeorologije, kojaizučava atmosferske procese koji utiču na vodne resurse na zemlji, od interesasu klimatski elementi koji imaju direktanuticaj na pojedine faze hidrološkogciklusa.

To su, pre svega, sledeći klimatski elementisunčeva radijacija;zračenje tla;temperature vazduha;vazdušni pritisak;vlažnost vazduha;oblačnost i trajanje sunčevog sjaja;vetar;padavine;isparavanje.

ZEMLJINA LOPTA

Zemlja se deli na:osnovno telohidrosferuatmosferubiosferu

Masa atmosfere je 5.157*1015 tona, a Zemlje 5.98*1021 tona

ATMOSFERA

Gasoviti omotač ZemljePovremeni sadržaj

Voda u sva tri agregatna stanjaČvrste čestice: prašina, dim, soli

Gustina atmosfere – postepeno opada sa visinom

Oko 600 km – beznačajna9/10 mase atmosfere je ispod 20 km2/3 mase atmosfere je ispod 10 km

Sastav atmosfere Zemlje

Atomi i molekuli do visine od 60km (neutralna atmosfera)Od 60 do 600km je jonosferaIznad je protonosfera

Zapreminski procenti pojedinih gasova

Azot 78.084% Kiseonik 20.946% Argon 0.934% CO2 0.0324% Neon 1.818*10-3%

Helijum 5.24*10-4 %Metan 1.3 *10-4 %Kripton 1 .14*10-4 %Vodonik 5*10-5 %

Promenljive komponente: vodena para (3 % u tropima, 2*10-5 % na Antarktiku), aerosoli, fotohemijski smog.

Građa atmosfere Zemlje

Po vertikali je slojevita. Do 200 km je stabilna, a iznad je promenljiva (pulsira i sažima se) pa imanepravilnu formu.

Raspodela temperature po visini

Slojevi u atmosferi• troposfera

• tropopauza

• stratosfera

• mezosfera

• mezopauza

• termosfera

• egzosfera

Troposfera

najniži sloju njoj je 80% masevisina: 11km, 17-18km karakteriše je pad temperature sa visinomregulator temperature danas su ugljen-dioksid i vodena para

Tropopauza

širina 1 - 3km temperaturska inverzijanad ekvatorom je hladnija, nad polovimatoplija

Stratosfera

do visine od 50 km temperatura se slabomenjaozonski slojstratopauza na 48-56 kmregulator temperature je ozon

Mezosfera

temperatura ponovopočinje da pada (do -1100 C) javljaju se sedefastioblaciiznad je mezopauza

Termosfera

brzi rast temperature (na200-250 km je 1800 K) jonizacija (D, E i F slojevi) pojava polarnih svetlosti

Egzosfera

na visinama preko1000km disipacija atmosfere

Vazdušni pritisakDirektna je posledica težine vazduhaVazdušni (atmosferski) pritisak u klimatologiji ima važnuulogu,

od njegovog rasporeda zavisi pravac i brzina vetra. Značajan za vegetaciju pri razmeni vazduha između gornjihslojeva zemljišta i prizemnih slojeva vazduha, tj. kod tzv. “disanja zemljišta”.

Razlikuje s mestom i vremenom jer se količina (i težina) vazduha iznad Zemlje isto tako razlikuju. Atmosferski pritisak se smanjuje za 50% na visini od oko 5 km (kao što se i oko 50% ukupne mase atmosfere nalaziunutar najnižih 5 km).

Vazdušni pritisak

Prosečni atmosferski pristisak izmerenna nivou mora iznosi oko 101.3 kilopaskala.Jedinica mere je Paskal

1 bar = 1000 mb = 105 Pa (paskala) = 102 kPa

Gustina vazduha opada sa temperaturomPri pritisku od 1013 mb

t = -20 oC → ρ = 1.395 kg/m3

t = 0 oC → ρ = 1.292 kg/m3

t = 20 oC → ρ = 1.204 kg/m3

t = 25 oC → ρ = 1.145 kg/m3

Instrumenti za merenje su:

Živini ili aneroidni batometar ili barograf –hermetički zatvorene kutije iz kojih je delimično izvučen vazduh. Sa promenom vazdušnog pritiska pomeraju se zidovi kutije, koji se preko poluge prenose na aneroidni batometar, odnosno grafopisačem na barograf.

Aneroidni batometar

Živin baromer

Barograf

321147 pppp ++

=Srednji pritisak:

Ideksi označavaju vremena čitanja

ATMOSFERSKI PRITISAKIma dnevni hod

Maksimalni u 10 i 22h

Minimalni u 4 i 16h.Amplituda ovih kolebanja

Na ekvadoru 3-4 mbNa našim geografskim širinama 0.3 mb

Barometarski pritisak se smanjuje sa visinom. Na svakih 100 m pada u proseku za 13.3 mb u sloju od 900 m. Na primer za Evropu

-12-6-148Temperatura vazduha (oC)

6146997948991014Pritisak(mb)

40003000200010000Visina (m)

Promena pritiska utiče na:Na isparavanje – sa smanjenjem pritiska povećava se isparavanje. U regionima gde se pritisak slabo menja isparavanje je beznačajno. U višim predelima uticaj pritiska na isparavanje je značajno.Na promenu nivoa podzemnih vodaNa hlađenje zemljišta pod snegomNa kretanje vazdušnih masa

Zašto je bitan

SUNČEVA AKTIVNOSTPodrazumeva kompleks svih fizičkih promena koje se dešavaju na Suncu i koje izazivaju na njegovoj površini razna fizička obrazovanja. Ove promene su u funkciji intenziteta lučenja sa površine Sunca ultraviolentnogkaraktera, što je poznato u literaturi kao pojava “sunčevog vetra”

Dešavanja na Suncu

SUNČEV VETAR

formira se kada iz aktivnih oblasti Sunca dođe do izbacivanja u prostranstvo pozitivno i negativno naelektrisanih čestica – korpuskula

Kreću se brzinom od 2000 km/sPribližno za 24h dospevaju na Zemlju u vidu magnetnih pravolinijskih linijaDrugi pokazatelj prisustva korpuskula su tzv. “magnetne bure” koje u suštini predstavljaju varijabilnost “magnetnih linija” pri udaru čestica u magnetnu oblogu Zemlje.

Mnogi fenomeni supovezani sa sunčevimvetrom, a to sugeomagnetna oluja, polarna svetlost, aurore i repovi kometa koje suuvek suprotno od Sunca. Sunce izbaci milion tonamaterijala u sekundi u vidu Sunčeva vetra.

Aurora boralis

SUNČEV VETAR

SUNČEV VETAR

UTICAJ SUNČEVOG VETRA je na sve hidrometeorološke procese na Zemlji. Ispitivanja heliogeofizičara su pokazala da između sunčeve radijacije i geofizičke aktivnosti postoji u većoj ili manjoj meri, čvrsto uzročno-posledična veza.

SUNČEV VETAR

Za identifikaciju veza koriste se kvantitativne karakteristike sunčeve radijacije tzv. indeksi sunčeve radijacije. Najrasprostranjenije metode kvantitativnog uključivanja sunčeve radijacije baziraju se na osmatranjima sunčevih pega.

SUNČEVE PEGEotkrivene su otkrićem teleskopa (pre oko 3.5 stoleća) kada je ustanovljeno da se na osvetljenom jarkom disku Sunca, s vremena na vreme, pojavljuju pege. Kasnije je ustanovljeno da je temperatura u neposrednoj oblasti pega niža za 1000-1500 oC od temperature ostale površine Sunca. Zato su pege relativno tamnije i dobro vidljive na fotosferi Sunca.NAČIN POJAVLJIVANJA PEGA – u grupama od jedne – dve ili nekolikoTRAJANJE PEGA – od nekoliko časova do nekoliko meseci

Sunčeve pege

Sunčeve pege

Ustanovljeno je da postoji veza između radijacija i pojave sunčevih pega.Kvantitativni pokazatelji sunčeve radijacije

Volfov broj – relativni broj sunčevih pega – WoWo = k ⋅ (10 ⋅ g +f)

Gde su:k – koeficijent koji zavisi od uslova osmatranja i vrste

instrumentag – ukupan broj grupa pegaf – ukupan broj pega

Sunčeve pegeZnačaj Volfovog broja:

Veoma je jednostavanPostoje veoma duge serije osmatranja – godišnja vrednost od 1700. godine, a mesečne od 1749. godinepostojanje značajnih korelacija sa mnogim geofizičkim pojavama

Osobine Volfovog brojaPostoje određene periodičnosti u iznosu od 9-13. godina (srednje 11.4) zbog čega su mnogi prirodni procesi na Zemlji ciklični

Uticaj sunčeve radijacijeSa povećanjem sunčeve aktivnosti dolazi do intenzivnijeg razvoja atmosferske cirkulacije što se izražava u intenzivnijoj pojavi ciklonske aktivnosti. Smanjene sunčeve aktivnosti izazivaju intezivniju pojavu anticiklona.

Ukupna energija na površini atmosfere (pod pravim uglom i na srednjoj udaljenosti od Zemlje) iznosi

1.39 kW/m2 – solarna konstantaPodela sunčevog zračenja

Direknto – SDifuzno – D (difuzna refleksija S kroz atmosferu)Globalno – G = S + DRefleksija sa zemlje – R

Bilans kratkotalasnog zračenjaQk = S + D – R = G – a ⋅ G

a - % refleksija energije od neke površine - ALBEDO

Površina aGusta tamna šuma 0.05Hrastova šuma 0.18Jelova šuma 0.54Povšina sa travom 0.26Golo zemljište 0.1-0.2Sneg 0.46-0.81Vodena površina 0.04-0.39

Instrumenti za merenje globalnog zračenja na zemljinoj površini –aktinometar (aktinograf)

Aktinomer

ZANIMLJIVOSTI

Sunčevo zračenje 2 Septembar 1958. godine, Kanada, OntarioU trenutku je veći deo Ontaria ostao bez snabdevanja električnom energijomNužni sistemi osposobljeni nakon mesec danaVraćanje sistema u prvobitno stanje tek nakon godinu dana.

ZANIMLJIVOSTI

Polarna svetlost pojačana i bila je viđena po prvi put na Kubi, Havajima, Rimu. Ukupna energija koju Sunce izbaci u proseku svake sekunde iznosi 383 milijardi triliona kilovati što je ekvivalent energiji od 100 milijardi tona TNT koji bi trebao da eksplodira svake sekunde

Polarna svetlost