1 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e Badania atmosferyczne w programie GLOBE Krajowy Koordynator Programu, Centrum Informacji o Środowisku UNEP/GRID-Warszawa Krzysztof Markowicz Instytut Geofizyki Uniwersytet Warszawski [email protected] www.igf.fuw.edu.pl/meteo/stacja

2 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e 11/13/2016 Atmosfera…

3 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e Dlaczego badamy atmosferę w programie GLOBE? potrzeba unowocześnienia oferty programowej z zakresu meteorologii i klimatologii zainteresowanie społeczne pogodą jej zmiennością coraz większe zmiany klimatyczne i anomalie pogodowo-klimatyczne wpływające na życie milionów ludzi na Ziemi dyskusja społeczna na temat kosztów przeciwdziałania zmianom klimatycznym potrzeba zagęszczenie sieci obserwacyjnych walidacja danych satelitarnych

4 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e Badania klimatu monitoring zmienności wymuszanie odpowiedz predykcja konsekwencje

5 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e Co dzieje się z klimatem ? IPCC, 2013

6 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e Zmiany klimatu Ziemi - Raport Międzyrządowego Panelu do spraw zmian klimatu, 2013 Stwierdzono, z prawdopodobieństwem ponad 90%, że obserwowane zmiany klimatu są skutkiem działalności człowieka!

7 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e 11/13/2016

8 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e Lacis et al., 2010

9 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e Porównanie efektów cieplarnianych na różnych planetach Lacis et al., 2010

10 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e Zmiany klimatu w Polsce http://meteomodel.pl/klimat/poltemp/rok.png

11 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e Budowa atmosfery

12 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e Pomiary atmosferyczne w GLOBE 1) Temperatura powietrza Temperatura aktualna, maksymalna i minimalna 2) Obserwacje stopnia zachmurzenia i rodzajów chmur 3) Wilgotność powietrza 4) Ciśnienie atmosferyczne 5) Opady Wysokość opadu PH opadu 6 ) Pokrywa śnieżna Całkowita pokrywa śnieżna Śnieg nowy Ekwiwalent wodny śniegu

13 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e Określenie miejsca dla obserwacji atmosferycznych Możliwie najbardziej otwarty obszar blisko szkoły Dogodny do obserwacji chmur na niebie (możliwe szeroko widoczny horyzont) Odległość od przeszkód terenowych powinna być większa niż 4-krotna ich wysokość Kiedy wykonujemy pomiary atmosferyczne? Większość pomiarów wykonujemy w czasie południa lokalnego około godziny 12:30 czasu letniego oraz 11:30 czasu zimowego Pomiary raportowane są w czasie uniwersalnym UTC (-2h latem, -1h zima w stosunku do czasu urzędowego)

14 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e 11/13/2016

15 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e 11/13/2016 Usytuowanie klatki meteorologicznej: drzwiczki do klatki powinny otwierać się w kierunku północnym Termometry w klatce powinny znajdować się na wysokości oczu uczniów (1.5m)

16 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e Klatka meteorologiczna i deszczomierz

17 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e Klatka meteorologiczna

18 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e

19 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e

20 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e

21 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e Pomiary temperatury powietrza Co mierzy termometr? Temperaturę własną!!! Temperatura aktualna Temperatura maksymalna Temperatura minimalna Ustawienie termometru do pomiaru przy pomocy magnesu (codziennie podczas pomiarów w południe)

22 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e Kalibracja termometru

23 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e Termometr cyfrowy

24 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e Raportowanie danych

25 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e Chmury Chmury są to zawiesiny mikroskopijnych cząstek cieczy (głównie wody) lub ciał stałych (lodu) w atmosferze. Powstają w wyniku kondensacji pary wodnej. Są one wizualnym efektem procesów fizycznych zachodzących w atmosferze Podział mikrofizyczny chmur 1)Chmury lodowe 2)Chmury wodne 3)Chmury mieszane

26 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e Cirrus (Ci) - pierzaste 7km - 13kmCirrus Chmury wysokie 6000m - 13000m Cirrocumulus (Cc) –Cirrocumulus pierzasto-kłębiaste 6km - 13km CirrostratusCirrostratus (Cs) – pierzasto-warstwowe 7km - 13km

27 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e Chmury średnie 2500m - 6000m AltocumulusAltocumulus (Ac) – średnie kłębiaste 2,5km - 6km AltostratusAltostratus (As) – średnie warstwowe 2,5km - 5km

28 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e NimbostratusNimbostratus (Ns) - deszczowo- warstwowa 100m - 8km Chmury niskie 0m - 2500m StratocumulusStratocumulus (Sc) – warstwowo-kłębiaste niskie 200m - 3km StratusStratus (St) - warstwowe niskie 50m - 2km

29 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e Chmury o budowie pionowej CumulusCumulus (Cu) - kłębiaste 600m - 12kmCumulonimbusCumulonimbus (Cb) – kłębiasto-deszczowa 300m - 6,5km

30 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e

31 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e

32 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e Obserwacje stopnia zachmurzenia Pokrycie nieboskłonu chmurami Gra symulacyjna stopnia zachmurzenia przy użyciu niebieskiej i białej karki papieru.

33 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e Smugi kondensacyjne : niewielkie sztuczne powstające chmury kłębiasto-pierzaste, tworzące się za samolotem lecącym na wysokości 7-12 km, wskutek kondensacji pary wodnej zawartej spalinach samolotowychkondensacji pary wodnej Dlaczego badamy smugi kondensacyjne? Ze względu na fakt, że ich obecność prowadzi do ocieplania klimatu Ziemi.

34 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e Zjawiska towarzyszące

35 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e

36 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e Kamera nieba

37 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e Opady -Wysokość opadu -PH opadu Pokrywa śnieżna -Całkowita pokrywa śnieżna -Śnieg nowy -Ekwiwalenty wodne śniegu

38 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e PH opadu pomiary PH-metrem lub przy użyciu papierku lakmusowego

39 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e

40 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e Raportowanie świeżego śniegu

41 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e Raportowanie śniegu całkowitego

42 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e Wilgotność powietrza Wilgotność względna – określa stopień nasycenia powietrza para wodna. Mówimy ze powietrze jest nasycone parą wodną gdy wilgotność względna wynosi 100%. Wilgotność bezwzględna – określa zawartość pary wodnej w powietrzu. Temperatura punktu rosy – temperatura przy której powietrze nasyca się para wodna a ta zaczyna kondensować.

43 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e Pomiary wilgotność względnej powietrza Psychrometr- zbudowany z termometru suchego oraz zwilżonego Higrometr cyfrowy

44 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e Wyznaczenie wilgotności na podstawie pomiarów psychrometrem 1.Korzystanie z specjalnej skali na psychrometrze. 2.Tablice psychrometryczne 3.Korzystanie z programu komputerowego

45 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e 11/13/2016

46 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e

47 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e Ciśnienie powietrza Zdefiniowane poprzez sile nacisku jednostkowego słupa powietrza. W układzie Si jednostka ciśnienia jest Pa. W meteorologii najczęściej używa się jednostek: hPa, mbr, mmHG. 1mmHG=3/4 hPa Ciśnienie powietrza jest dobrym wskaźnikiem zmian zachodzących w atmosferze

48 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e 11/13/2016

49 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e Przykładowy 10-cio dniowy przebieg ciśnienia

50 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e Pomiary ciśnienia przy użyciu aneroidu przyrząd instalujemy w klasie! Kalibracja barometru Ciśnienie lokalne- prawdziwe ciśnienie mierzone przez barometr (barometr rtęciowy) Ciśnienie zredukowane do poziomu morza- ciśnienie jakie panowałoby na danej stacji gdyby znajdowała się ona na poziomie morza. ciśnienie lokalne= ciśnienie zredukowane- (wysokość /C) C=0.0298*(273+temperatura)

51 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e Raportowanie ciśnienia

52 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e 11/13/2016 Programy komputerowe protokół nazwa programu opis programu i dodatkowe pliki ciśnienieslp.exe Program do obliczania ciśnienia lokalnego na podstawie ciśnienia zredukowanego do poziomu morza wilgotnośćwilg.exe Program od obliczania wilgotności powietrza na podstawie pomiarów psychrometrem. Wymaga pliku z danymi: cis_pary.dat cis_pary.dat pomocniczysunpos.exeProgram do obliczania położenia Słońca pomocniczysunset.exe Program do obliczania wschodu, zachodu Słońca oraz południa lokalnego aerozolcalib.exe Program do kalibracji sun fotometru, wymaga pliku calib.dat, Opis do programu w Readme.txt calib.dat,Readme.txt aerozolAOT.exe Program do obliczania grubości optycznej aerozolu po wykalibrowaniu przyrządu. Wymaga pliku lang.dat ale UWAGA ten plik jest generowany w czasie kalibracji i dla każdego przyrządu jest inny. Zamieszczony tutaj jest lang.dat jest plikiem przykładowy!!.lang.dat

53 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e Nowe techniki pomiarowe Automatyczne stacje meteorologiczne z rejestracją warunków atmosferycznych co 1-15 minut wyposażone w: elektroniczny termometr powietrza i gruntu. elektroniczny higrometr, wiatromierz, deszczomierz itd. Automatyczne stacje pogody: AWS DAVIS 500-1000$ RainWise 700-900 $ WeatherHawk 2tyś $

54 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e Kompaktowa stacja WXT520- Vaisala Dokładność pomiaru na poziomie badań naukowych Czujniki: temperatury, ciśnienia, wilgotności, opadu i prędkości i kierunku wiatru Cena 1950 euro +VAT W USA 2300 $

55 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e WMT52 Cena ok. 1000$ Pomiar wiatru Stacje meteo: http://www.scientificsales.com/

56 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e HOBO data logger ($135) http://www.onsetcomp.com/products/data-loggers/ux120-006m Czujnik temperatury: TMC1-HD ($35)

57 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e 11/13/2016 Cyfrowy termometr

58 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e

59 Badania gleby Warsztaty początkowe dla nauczycieli, 24 października 2015 r. w P o l s c e Kalibracja automatycznej stacji pogody