ZAŁĄCZNIK 18 Lotnicza Pogoda w pytaniach i odpowiedziach.

Transkrypt

1 ITCZ / POGODA TROPIKALNA Region na kuli Ziemskiej pomiędzy zwrotnikiem Raka (23,5 N) i zwrotnikiem Koziorożca (23,5 S) nazywany jest tropikami. Te granice oficjalnie wyznaczają obszar gdzie występuje pogoda tropikalna. Pogoda ta może być bardzo różnić się w ramach różnych długości geograficznych, a jej zasięg jej występowania może przekraczać obszar ograniczony wymienionymi powyżej zwrotnikami. Jeżeli przyjrzymy się globalnemu modelowy cyrkulacji powietrza, to możemy w nim wyróżnić mechanizm składający się z 3 komórek: 1. Hadley a 2. Ferrela 3. Polarna. 1

2 Strefa równikowa otrzymuje największe nasłonecznienie --» wysoka temperatura --» powietrze przy powierzchni rozszerza się i wznosi do góry, co skutkuje, że na wyższych poziomach tworzą się układy wyżowe, a przy powierzchni układy niżowe, które zasysają powietrze --» równikowa strefa niskiego ciśnienia. Powietrze, które się wzniosło rozpływa się (dywergencja) na wszystkie strony, co skutkuje powstawaniem na dużych wysokościach wiatrów skierowanych od równika do biegunów (antypasaty). Z powodu rotacji Ziemi dookoła własnej osi występuje siła Coriolisa, która odchyla kierunek tych wiatrów na prawo - półkula Płn. i na lewo półkula Płd. (w obu przypadkach w kierunku wschodnim). W wyniku tego odchylania, wiatr na górnych poziomach wieje prawie równolegle do strefy szerokości geograficznej N i S, a ponieważ powietrze ulega ochłodzeniu więc zaczyna opadać/osiadać w rejonie szer. geogr. 30. To osiadanie powietrza powoduje na szerokości geograficznej 30 N i S powstają układy wyżowe --» podzwrotnikowy pas wysokiego ciśnienia / wyże zwrotnikowe. Mam więc równikowy obszar niskiego ciśnienia w rejonie równika i układy wyżowe w rejonie zwrotników - -» powietrze przy powierzchni płynie znad zwrotników w kierunku równika. Znowu działa tu siła Coriolisa, która odchyla kierunek tych wiatrów na prawo - półkula Płn. i na lewo półkula Płd. (w obu przypadkach w kierunku wschodnim). Wiatry te nazywane są pasatami. Zarówno pasaty płn.-wsch. (półkula Płn.). i pasaty płd.-wsch. (półkula Płd.) są stałymi i względnie niezmiennymi wiatrami wiejącymi przy powierzchni ziemi, co oznacza że mogą sięgać maksymalnie do wysokości ft (3000m) i są bardziej wyraziste nad oceanami z powodu jednolitego podłoża i mniejszego tarcia powierzchniowego. Międzyzwrotnikowa strefa zbieżności/konwergencji (ITCZ Intertropical Convergence Zone) Północno-wschodnie i południowo-wschodnie pasaty spotykają się w strefie, która nazywana jest ITCZ. Położenie ITCZ nie pokrywa się z równikiem geograficznym i leży mniej więcej na 5 N. Na pozycję tej strefy ma ogromny wpływ rodzaj podłoża (ląd/morze) oraz pór roku. Nad obszarami lądowymi, ITCZ ma tendencję do przesuwania się w kierunku stref gdzie występuje największe nagrzanie lądu --» lekko w kierunku Bieg. Płd. w miesiącach zimowych (styczeń), a 2

3 latem (lipiec) lekko w kierunku Bieg. Płn. Nad oceanami położenie ITCZ ma tylko niewielkie wahania. Miesiące letnie (lipiec) --» nad lądem na północ od równika (pomiędzy 0 N - 25 N, aż do 45 N nad Chinami Wsch., a nad oceanami mniej więcej pomiędzy 10 N - 15 N. Miesiące zimowe (styczeń) --» nad lądem na południe od równika (aż do 25 S nad Afryką), a nad oceanami mniej i stosunkowo blisko równika. Pogoda w ITCZ Pochodzące z podzwrotnikowego pasa układów wyżowych zwykle przynoszą suche i stabilne powietrze. Jednak, kiedy powietrze przemieszcza się nad ciepłymi oceanami, to zasysa dużo wilgoci, a wskutek ogrzewania od dołu staje się niestabilne, co powoduje tworzenie się chmur CU/CB na małych wysokościach. Tak naprawdę, to w tej strefie występuje stosunkowo duże zróżnicowanie warunków pogodowych. Nad lądami strefa ITCZ może być bardzo wąska i podobna do strefy frontu chłodnego, które występują w średnich szerokościach geograficznych. Nad oceanami szerokość ITCZ może wahać się od 50 do 500 km i mogą się tam rozwijać bardzo wybudowane w pionie chmury CU/CB. Intensywność zjawisk atmosferycznych zależy głównie od gradientu ciśnienia pomiędzy zwrotnikowymi wyżami i niżami równikowymi. Kiedy gradient jest niewielki, to pasaty są słabe, co skutkuje małą aktywnością ITCZ i przeważa ładna pogoda, przy niewielkim zachmurzeniu przez chmury CU, które czasami mogą dać opad przelotny deszczu. Wiatr jest słaby i zmienny, a może być też cisza co znane jest jako doldrums określenie na pogodę w strefie ITCZ, kiedy brak jest wiatru lub jest bardzo słaby. 3

4 Kiedy gradient ciśnienia wzrasta, to zbiegające się pasaty stają się silniejsze i powodują, że pogoda w ITCZ zaczyna być bardziej aktywna. Zwykle taką aktywną ITCZ nazywa się zatoka równikową. Tworzą się wtedy bardzo rozbudowane chmury CU i CB (zarówno w dzień jak i w nocy). Występują wtedy intensywne burze, wierzchołki chmur burzowych sięgają do tropopauzy ( ft i więcej), a ich podstawy są niskie (około 1000 i niżej). Wiemy, że każda zbieżność wiatrów powoduje, że powietrze zmuszone jest do wznoszenia. Taki ruch wstępujący pojawia się, kiedy dwa różne strumienie powietrza spotykają się w jednym miejscu. Może się to zdarzyć na przykład, kiedy bryza lądowa napotyka wiatr pasatowy lub kiedy prędkość wiatru jest zredukowana przez wzrost tarcia o powierzchnię ziemi lub w wyniku efektu orograficznego. Konwergencja prądów powietrza przy powierzchni ziemi uwydatnia się jeszcze bardziej, kiedy w górnych warstwach troposfery występuje wyraźna dywergencja (rozbieżność). Intensywność zjawisk atmosferycznych zależy od skali konwergencji prądów powietrza, siły prądów powietrza i kąta pod którym te prądy zbiegają się w jednym miejscu (np. czołowe zderzanie się prądów powietrza prowadzą do powstawania silnych burz). Typowymi warunkami pogodowymi występującymi wzdłuż tropikalnej linii zbieżności są: podstawy chmur 1000 ft (300 m), ale mogą być także niższe kiedy występuje silny opad; wierzchołki chmur mogą sięgać ft (15 km), czyli do tropopauzy, a w skrajnych przypadkach mogą być jeszcze wyższe i przebijać się prze dolna granicę tropopauzy; silne opady przelotne oraz burze; czasami dookoła chmur kłębiastych wypiętrzonych mogą występować rozległe obszary chmur kłębiasto - warstwowych SC lub AC; rozległe obszary występowania chmur CI; 4

5 Fale wschodnie średnia wysokość izotermy 0 C = około ft ( m), izoterma -40 C zwykle na wysokości około ft (10 11 km); widzialności poza chmurami i opadami są zwykle dobre, w opadach słabe i mogące spadać prawie do zera, kiedy deszcz jest ulewny; wiatr przyziemny może być silny, a czasami występują nagłe szkwały. Fale wschodnie czasami nazywane też falami tropikalnymi są zaburzeniami powstającymi w wydłużonej strefie relatywnie niskiego ciśnienia i mają kształt słabej/płytkiej zatoki niżowej. Tworzą się na północ od ITCZ, w strefie szerokości geograficznych od 5 N do 20 N. w okolicach Afryki Zachodniej. Przemieszczają się (sa przenoszone przez pasaty) ze wschodu na zachód ze średnią prędkością około kts (18 28 km/h), przez cały Atlantyk do strefy Karaibów. Pojawiają się zwykle latem (pierwsze mogą być już nawet wiosną - koniec kwietnia i maj) i występują aż do jesieni (zwykle październik listopad). Średnio w roku powstaje około fal wschodnich. Typowa długość fali to km, a jej czas życia to około 1 2 tygodnie. Wyraźnie uformowana tropikalna fala wschodnia. Fale wschodnie są niezwykle ważnym zjawiskiem, ponieważ powstawanie cyklonów tropikalnych jest właśnie związane z nimi. Oczywiście nie wszystkie fale odpowiedzialne są za tworzenie się tego groźnego zjawiska. Fale tropikalne są płytkimi zatokami niżowymi ułożonymi w kierunku płn.-wsch. Główna linia chmur CB z burzami jest za linią fali (czyli po jej wschodniej stronie). Pogoda w rejonie fal wschodnich: pojedyncze chmury CU przed falą; wypiętrzone CU (TCU) blisko przed linią fali (możliwe opady przelotne); 5

6 za linią fali wiatr skręca na prawo (typowy kierunek to SE), wilgotność gwałtownie wzrasta, powietrze staje się bardzo niestabilne (chwiejne), chmury CU przekształcają się w TCU i CB, występują rozległe obszarowo burze, a temperatura spada. Wiatry na niskich poziomach / Monsuny W szerokościach geograficznych powyżej 40 N/S przeważają wiatry zachodnie. W strefach pomiędzy 30 N/S i ITCZ wiatry pasatowe są z kierunku NE na półkuli Płn. i SE na półkuli Płd. Jednakże to powyższe stwierdzenie jest zgodne z prawdą tylko wtedy gdy ITCZ pokrywa się z linią równika geograficznego, co jak wiemy nie zdarza się zbyt często. W czasie miesięcy letnich (czerwiec, lipiec, sierpień)) ITCZ oddala się od równika przesuwając się wyżej na północ --» pasaty płd.-wsch. Wiejące w kierunku ITCZ przekraczają równik i staja się wiatrami południowozachodnimi, ponieważ na półkuli Płn. siła Coriolisa odchyla je na prawo. Wiatry te nazywane są monsunami płdzach. i występują w części Afryki, Indii i Azji Płd.-Wsch. płd-zach. W czasie miesięcy zimowych (grudzień, styczeń, luty ) ITCZ oddala się od równika przesuwając się na południe od niego (szczególnie nad lądami). Pasaty płn.-wsch. Wiejące w kierunku ITCZ przekraczają linię równika i zmieniają się w wiatr z kierunków od NE do NW, ponieważ na półkuli Płd. siła Coriolisa odchyla je na lewo. W rezultacie powstają monsun płn-zach na półkuli Płd. (Afryka Płd. i Australia Płn) oraz monsun płn-wsch na półkuli Płn. (w części Afryki, Indii i Azji Płd.-Wsch, czyli tam gdzie latem wieje monsun 6

7 Powyższe wyjaśnienia bardzo wyraźnie widać na przykładzie Indii. W miesiącach letnich większość obszarów środkowych i południowych Indii leży na południe od linii ITCZ --» przeważające wiatry pasatowe będą z kierunków płd-zach., które przynoszą wilgotne powietrze morskie (chmury CU i CB, burze i ulewne deszcze o charakterze przelotnym). W miesiącach zimowych całe Indie leżą na północ od linii ITCZ --»przeważające wiatry pasatowe z kierunków płn-wsch, które przynoszą suche powietrze kontynentalne. Uwaga: Termin monsun ma pochodzenie arabski i oznacza pora roku --» Monsuny są wiatrami sezonowymi na obszarach leżących w pobliżu ITCZ. Według definicji monsun jest wiatrem pasatowym wiejącym zarówno do kontynentalnej strefy niskiego ciśnienia jak i od kontynentalnej strefy wysokiego ciśnienia. Wiatry monsunowe występują przez długie okresy czasowe ich kierunek jest prawie niezmienny i zależy od pory roku, a mówiąc bardziej precyzyjnie to zależy od położenia ITCZ, na które mają wpływ pory roku. Wiatry monsunowe są wiatrami pasatowymi, dlatego też położenie ITCZ w odniesieniu do równika jest czynnikiem determinującym kierunek wiatru. 7