Zemepis.com> Fyzická geografie> Atmosféra> Úvod do meteorologie a klimatologie

ÚVOD DO METEOROLOGIE A KLIMATOLOGIE

Meteorologie je fyzikální věda o atmosféře a její stavbě, vlastnostech a v ní probíhajících procesech. Mezi hlavní úkoly meteorologie patří studium

• složení a stavby atmosféry,
• oběhu tepla a tepelného režimu atmosféry,
• oběhu vody včetně její interakce se zemským povrchem,
• všeobecné cirkulace atmosféry a místní cirkulace,
• elektrického pole atmosféry,
• optických a akustických jevů v atmosféře.

Meteorologové se zajímají o nižší části atmosféry (do výšky cca 35 km). Vyšší sféry atmosféry zkoumá aeronomie.

Klimatologie je fyzicko-geografická disciplína a je chápána jako nauka o podnebí, tj. dlouhodobém režimu atmosférických podmínek. Ty jsou typické pro určitá místa zemského povrchu.

V rámci meteorologie a klimatologie existují dva subsystémy - atmosféra a aktivní povrch. Meteorologie zkoumá vztahy mezi nimi, kdežto klimatologie zkoumá aktivní působení mezi oběma subsystémy.

Okamžitý stav atmosféry leze charakterizovat

a.      meteorologickými prvky, tj. vlastnostmi, které lze fyzikálně měřit a jejich souhrn ukazuje stav počasí;

b.     meteorologickými jevy, tj. takovým stavem atmosféry, který nelze měřit, ale lze jej kvalitativně posoudit (např. druhy oblaků, druhy srážek, optické a akustické jevy v atmosféře aj.).

Nejzákladnějším meteorologickým prvkem je teplota vzduchu v zastíněném prostředí 2 m nad zemí. Druhým nejdůležitějším prvkem jsou srážky v mm (1 mm = 1 l vody na 1 m²). Dalšími důležitými prvky jsou tlak a vlhkost vzduchu, směr a rychlost větru, výpar, stupeň pokrytí oblohy oblaky, sluneční svit, přízemní teplota vzduchu, maximální teplota během dne, minimální teplota během noci aj.

V atmosféře nebo na zemském povrchu lze pozorovat zvláštní úkazy, tzv. meteory (meteorologické jevy), které podle charakteru dělíme na hydrometeory, litometeory, fotometeory a elektrometeory.

Podnebí (klima) je oproti variabilnímu počasí pojmem vyznačujícím se relativní stálostí. K podnebí ještě přistupují

·        klimatotvorné procesy (příjem, přeměna a výdej energie, oběh vody) a 

·        klimatotvorné faktory, které lze rozdělit na

·        astronomické (mají svůj původ ve vlastnostech Země, jejím tvaru, sklonu zemské osy, složení atmosféry atp.),

·        geografické (např. rozložení oceánů a kontinentů, orografie, zemská tektonika a geologické procesy s ní spjaté, vlastnosti vegetačního krytu atd.)

·        cirkulační (představují přenos a výměnu vzduchových hmot),

·        antropogenní (představují jak úmyslné, tak neúmyslné zasahování a ovlivňování přirozeného stavu a rovnováhy atmosféry i zemského povrchu člověkem).

HISTORIE A VÝVOJ METEOROLOGIE

První projevy meteorologie se projevily již v antickém Řecku (výraz “meteorologika” použil poprvé Platón ve 4. stol. př. Kr.). Další rozvoj zažila meteorologie v období renesance, která přinesla vynález teploměru a tlakoměru. Od této doby se meteorologie rozvíjí do dneška.

První stálé pozorování teploty vzduchu bylo započato r. 1664 v Paříži, avšak část musela být homogenizována. Nejstarší českou meteorologickou řadou je řada “klementinská”, která má svůj počátek v roce 1771, přerušovaná měření však probíhala již od roku 1752. Od roku 1816 vznikají v českých zemích hydrometeorologické stanice a ty pracují do dneška. V druhé polovině 19. stol. vznikla na našem území rozsáhlá síť srážkoměrných stanic, která je v současnosti redukována. Samostatná meteorologická služba vznikla bezprostředně se vznikem Československa (Státní ústav meteorologický, který sledoval počasí a zabezpečoval leteckou dopravu; Státní ústav bioklimatický, který poskytoval informace a služby pro zemědělství; Státní ústav hydrologický, který pozoroval srážky). Roku 1954 vznikl jednotný Hydrometeorologický ústav, který nese od roku 1968 jméno Český hydrometeorologický ústav. Sídlí v Praze - Komořanech a má tři odbory:

• meteorologie a klimatologie,
• hydrologie,
• ochrana čistoty ovzduší.

WMO - Mezinárodní meteorologická organizace

Jejím úkolem je celosvětová koordinace sledování jevů a procesů v atmosféře a předávání informací jednotlivým státům. Českou meteorologickou organizací je Český hydrometeorologický ústav.

ORGANIZACE METEOROLOGICKÉHO POZOROVÁNÍ V RÁMCI ČESKÉ REPUBLIKY

Meteorologické pozorování je realizováno sítí meteorologických stanic, které mají rozličné pozorovací úkony a dělí se na

1.      pozemní - ty se dále dělí na

·        synoptické - jsou nejdůležitější skupinou, jejich počet je mezi 30 až 40. Výsledky jejich měření jsou předávány do Prahy - Komořan a dále do celosvětové výměnné sítě (odesílány v 0, 6, 12 a 18 h světového času). Výsledky z těchto stanic se používají pro tvorbu meteorologických modelů.

·        klimatologické - výsledky jejich měření se sestavují do měsíčních výkazů a ty se odvádí se do Prahy - Komořan. Výsledky charakterizují klima a získávají se v 7, 14 a 21 h našeho času. Průměrná teplota vzduchu se vypočte takto: T_d = (T₇ + T₁₄ + 2T₂₁)/4.   Klimatologické stanice užívají narozdíl od stanic synoptických manuálních metod. Klimatických stanic je přibližně 270. Funkci klimatologických stanic plní i stanice synoptické. Data naměřená v klimatologických stanicích jsou odvedena do Prahy - Komořan, kde by měla být zpracovávána podle doporučení WMO (období 30 let).

·        srážkoměrné - měří množství srážek či výšku sněhové pokrývky. Srážkoměrných stanic je kolem 600. Data naměřená v srážkoměrných stanicích jsou odvedena do Prahy - Komořan a měla by být stejně jako data z klimatologických stanic zpracovávána podle doporučení WMO.

2.      aerologické - provádějí aerologická měření pomocí meteorologických sond vypouštěných balóny. Civilní aerologická stanice je v Praze - Libuši a vojenská v Prostějově. Sonda se dostane tak vysoko, dokud balón nepukne. Sonda se pak snese na padáku. Výška dosahu aerologických měření je 20 až 35 km. Aerologická měření se týkají troposféry a spodní stratosféry a k měření dochází jednou za 6 h. Aerologická měření přinášejí i informace o tlaku vzduchu a rychlosti a směru větru ve výšce.

3.      radiolokační - v České republice se nacházejí dva meteorologické radiolokátory (vrchol Praha v Brdech a Skalky v Drahanské vrchovině). Jejich dohlednost je omezena kružnicí o poloměru 256 km, avšak značný vliv má morfologie. Radiolokátory sledují oblačné pásmové pole a intenzivnější srážkové jevy.

DRUŽICOVÁ METEOROLOGIE

Meteorologické družice dělíme na

• geostacionární - jsou na oběžné dráze shodné s rovinou rovníku ve vzdálenosti od Země 35 900 km. Pro evropsko-africký prostor se užívá družice Meteosat (EU). Dalšími družicemi jsou indická Insat, která sleduje střední Asii, japonská GMS, která sleduje Daleký východ, a americké GOES-E a GOES-W.
• polární - mají největší význam pro meteorologická pozorování a modelování. Polární družice obíhají po dráze podobné poledníkovému průmětu. Jejich oběžná dráha je ve vzdálenosti 800 až 900 km od zemského povrchu. Nejpoužívanějšími družicemi jsou americké družice řady NOAA. Polární družice zobrazí pouze kolem 1 milionu km² povrchu Země. Podávají informace o oblačných polích a teplotních poměrech na horní části atmosféry.

Družicové informace jsou přijímány a vyhodnocovány v Praze - Libuši.