Przeliczenia | |
szybkość wiatru |
|
|
|
temperatura F z C |
Tf = Tc * 9 / 5 +32 |
temperatura C z F |
Tc = (Tf - 32) * 5/9 |
temperatura bezwzględna |
Tk = Tc + 273 Tc = Tk - 273 |
mila lądowa | 1statue mile = 1609,344 m |
mila morska | 1 nautical mile = 1853,184 m |
Tc Tf Tk |
stopnie Celsjusza stopnie Fahrenheita stopnie Kelwina |
Przeliczenie szybkości wiatru
Przeliczenie temperatur
SZYBKOŚĆ WIATRU
Rozpoznawanie prędkości (siły) wiatru wg skali Beauforta
Stopnie [sB] |
Nazwa wiatru |
Prędkość wiatru |
Ciśnienie [kg/m2] |
Objawy na lądzie |
Objawy na morzu |
|
[m/sek] | [km/h] | |||||
0 | cisza | 0..0,2 | <1 | 0 | zupełna cisza | lustrzana gładź |
1 | bardzo słaby powiew | 0,3..1,5 | 1..5 | 0,1..0,3 | dym unosi się pionowo | marszczenie powierzchni wody |
2 | słaby wiatr | 1,6..3,3 | 6..11 | 0,4..1,3 | odczuwa się lekki powiew, liście chwilami drżą | pasma drobnych fal |
3 | łagodny wiatr | 3,4..5,4 | 12..19 | 1,4..3,9 | liście poruszają się,, powierzchnia wody stojącej marszczy się | duża fala, można rozróżnić grzebienie fal |
4 | umiarkowany wiatr | 55,5..7,9 | 20..28 | 4,0..8,4 | gałęzie drzew zaczynają się ruszać, unosi się kurz i suche liście | słychać słaby plusk fali, występuje biała piana |
5 | żywszy wiatr | 8,0..10,7 | 29..38 | 8,5..15 | wyprostowują się duże flagi, poruszają się gałęzie drzew, wiatr gwiżdże w uszach | szum może przypomina pomruk, duże fale i i biała piana |
6 | silny wiatr | 10,8..13,8 | 39..49 | 15,1..25 | poruszają się grube gałęzie, słychać świst wiatru na stałych konstrukcjach | szum morza przypomina turkot, tworzy się wyższa fala |
7 | bardzo silny wiatr | 13,9..17,1 | 50..61 | 25,1..38 | poruszają się największe gałęzie drzew, idąc odczuwa się znaczny opór | fala piętrzy się, morze pokryte pianą, głośny szum morza |
8 | sztorm | 17,2..20,7 | 62..74 | 38,1..57 | kołyszą się pnie dużych drzew i łamią się gałęzie | tworzą się pasma piany wzdłuż kierunku wiatru |
9 | silny sztorm | 20,8..24,4 | 75..88 | 57,1..80 | łamią się duże gałęzie, powstają uszkodzenia dachów i kominów | fale spiętrzają się, urywany ryk morza |
10 | bardzo silny sztorm | 24,5..28,4 | 89..102 | 80,1..106 | wyrywane są drzewa | biało od piany, potężny ryk fali |
11 | gwałtowny sztorm | 28,5..32,6 | 103..117 | 105,1..140 | duże spustoszenia | wiatr zrywa grzebienie fal tworząc zamieć wodną, ryk morza zmienia się w nieartykułowany hałas |
12 |
huragan | 32,7..36,9 | >117 | >140 | wielkie spustoszenie | zagłuszający ryk, zamieć wodna, brak widoczności |
1. Chłodzenie organizmu w wyniku działania wiatru
Temperatura odczuwalna (wind chill)
Wiadomo, że im prędkość zimnego wiatru większa, tym szybciej ochładzają się cieplejsze przedmioty.
W przypadku warunków pogodowych, wiatr ma temperaturę powietrza a nasz organizm na skórze 33 °C. Szybciej robi się nam chłodno gdy wieje wiatr (im szybszy tym odczuwamy większe zimno). Gdy szybkość wiatru jest bliska zeru, to nasze ciało rozgrzewa powietrze w pobliżu skóry izolując się od otoczenia, przez co wydaje się, że jest cieplej. Zjawisko to nazywamy temperaturą odczuwalną.
Formułę ochładzania przez wiatr wyznaczyli badacze antarktyczni Paul A. Siple i Charles F. Passel (1940), którzy badali sposób zamarzania wody w worku plastikowym wystawionym na działanie wiatru.
Formuły określające temperaturę odczuwalną były opisane przez Siple'sa (1945) i Courta (1948). Court zmodyfikował nieznacznie formułę Siplesa , wprowadzając pewne stałe, które zignorował Siple . Obie formuły mają tę sam budowę algebraiczną , ale z różnymi stałymi.
Różnice dotyczą definiowania straty ciepła (H) od wystawionej powierzchni.
gdzie:
dT - różnica temperatur (°C), między temperaturą skóry (33°C) a temperaturą otoczenia,
V - szybkość wiatru, m/s,
stałe, A, B, i C wynoszą:
|
Siple |
Court |
A |
10,45 |
9,00 |
B |
10,00 |
10,90 |
C |
-1,00 |
-1,00 |
Praktyczne formuły przedstawiają się następująco:
Siple: Twc = 33 + ( Tc - 33 )*( 0,474 + 0,454*sqrt (V) - 0,0454*V ) wykorzystujemy
Court: Twc = 33 + ( Tc - 33 )*( 0,550 + 0,417*sqrt (V) - 0,0454*V )
(temperatura skóry 33°C przy wietrze 1,8 m/s)
T wc - temperatura odczuwalna °C
Tc - temperatura °C
Tc - temperatura otoczenia °C
V - szybkość wiatru m/sek
Szybk. wiatru (m/s) |
Temperatura powietrza ( 0 C) |
|||||||||||||||||||
8 |
6 |
4 |
2 |
0 |
-2 |
-4 |
-6 |
-8 |
-10 |
-12 |
-14 |
-16 |
-18 |
-20 |
-22 |
-24 |
-26 |
-28 |
-30 |
|
2 |
7 |
5 |
3 |
1 |
-1 |
-3 |
-5 |
-7 |
-9 |
-11 |
-13 |
-15 |
-17 |
-19 |
-21 |
-23 |
-25 |
-27 |
-30 |
-32 |
4 |
3 |
1 |
-2 |
-4 |
-7 |
-9 |
-11 |
-14 |
-16 |
-19 |
-21 |
-23 |
-26 |
-28 |
-31 |
-33 |
-35 |
-38 |
-40 |
-43 |
6 |
0 |
-2 |
-5 |
-8 |
-10 |
-13 |
-16 |
-18 |
-21 |
-23 |
-26 |
-29 |
-31 |
-34 |
-37 |
-39 |
-42 |
-45 |
-47 |
-50 |
8 |
-2 |
-5 |
-7 |
-10 |
-13 |
-16 |
-19 |
-21 |
-24 |
-27 |
-30 |
-33 |
-35 |
-38 |
-41 |
-44 |
-47 |
-49 |
-52 |
-55 |
10 |
-3 |
-6 |
-9 |
-12 |
-15 |
-18 |
-21 |
-24 |
-27 |
-30 |
-33 |
-35 |
-38 |
-41 |
-44 |
-47 |
-50 |
-53 |
-56 |
-59 |
12 |
-5 |
-8 |
-11 |
-14 |
-17 |
-20 |
-23 |
-26 |
-29 |
-32 |
-35 |
-38 |
-41 |
-44 |
-47 |
-50 |
-53 |
-56 |
-59 |
-62 |
14 |
-5 |
-9 |
-12 |
-15 |
-18 |
-21 |
-24 |
-27 |
-30 |
-33 |
-36 |
-39 |
-42 |
-45 |
-48 |
-52 |
-55 |
-58 |
-61 |
-64 |
16 |
-6 |
-9 |
-12 |
-15 |
-19 |
-22 |
-25 |
-28 |
-31 |
-34 |
-37 |
-40 |
-44 |
-47 |
-50 |
-53 |
-56 |
-59 |
-62 |
-66 |
18 |
-7 |
-10 |
-13 |
-16 |
-19 |
-22 |
-26 |
-29 |
-32 |
-35 |
-38 |
-41 |
-45 |
-48 |
-51 |
-54 |
-57 |
-60 |
-64 |
-67 |
20 |
-7 |
-10 |
-13 |
-16 |
-20 |
-23 |
-26 |
-29 |
-32 |
-36 |
-39 |
-42 |
-45 |
-48 |
-52 |
-55 |
-58 |
-61 |
-64 |
-68 |
22 |
-7 |
-10 |
-14 |
-17 |
-20 |
-23 |
-26 |
-30 |
-33 |
-36 |
-39 |
-42 |
-46 |
-49 |
-52 |
-55 |
-58 |
-62 |
-65 |
-68 |
24 |
-7 |
-10 |
-14 |
-17 |
-20 |
-23 |
-27 |
-30 |
-33 |
-36 |
-39 |
-43 |
-46 |
-49 |
-52 |
-55 |
-59 |
-62 |
-65 |
-68 |
26 |
-7 |
-10 |
-14 |
-17 |
-20 |
-23 |
-27 |
-30 |
-33 |
-36 |
-39 |
-43 |
-46 |
-49 |
-52 |
-55 |
-59 |
-62 |
-65 |
-68 |
Literatura:
Bair, Frank E., ed., 1992: The Weather Almanac, 6th edition. Gale Research, Inc., pp 140-143.
Court, A., 1948: Windchill. Bull. Amer. Meteor. Soc., 29, 487-493.
Siple, P.A., and C.F. Passel, 1945: Measurements of dry atmospheric cooling in subfreezing temperatures. Proc. Amer. Phil. Soc., 89, 177-199.
Steadman, R.G., 1971: Indices of windchill of clothed persons. J. Appl. Meteor., 10, 674-683.
2. POMIAR CIŚNIENIA ATMOSFERYCZNEGO
Jednostki ciśnienia
. Atmosfera techniczna [AT] - ciśnienie wywierane przez siłę 1 kG na powierzchnię 1 cm2
. Bar [Bar] - ciśnienie wywierane przez siłę 106 dyny na powierzchnię 1cm2
. Pascal [Pa] - ciśnienie wywierane przez siłę 1N na powierzchnię 1m2
. Tor [Tor]- ciśnienie wywierane przez słup rtęci o wysokości 1mm
|
KPascal |
milibar |
cm H2O |
mm Hg |
K Pascal |
1,00000 |
10,0000 |
10,19730 |
7,50060 |
milibar |
0,10000 |
1,0000 |
1,01973 |
0,75006 |
cm H2O |
0,09806 |
0,9806 |
1,0000 |
0,73550 |
mm Hg |
0,13332 |
1,3332 |
1,3595 |
1,00000 |
|
Bar |
AT |
Pa |
Tor |
Bar |
1 |
1,02 |
105 |
7,5x102 |
AT |
0,981 |
1 |
9,81x104 |
735,5 |
Pa |
10-5 |
1,02x1-5 |
1 |
7,6x10-3 |
Tor |
1,33x10-3 |
1,36x10-3 |
133 |
1 |
2.1. Skutki gęstości powietrza
Powietrze bardziej gęste ("bardziej ciężkie") hamuje ruch poruszających się w nim przedmiotów. Chodzi o to, że przemieszczający się przedmiot musi odpychać na boki więcej ciężkich cząsteczek wchodzących w skład atmosfery. Powietrze stwarza opór, mówimy, że "wlecze się ". Zjawisko to jest proporcjonalne do gęstości powietrza. Mają z tym np. gracze w piłkę (nożną, siatkową itp.), zależy też od tego zużycie paliwa przez samochody.
Wiele problemów mają z tym zjawiskiem piloci samolotów.
Gęstość czegoś wylicza się przez podzielenie jego masy przez objętość jaką to coś zajmuje. W przypadku powietrza jego gęstość określa się w kilogramach przez metr sześcienny.
Na poziomie morza , dla zupełnie suchego powietrza przy temperaturze wynosi 0C, jeden jego metr sześcienny będzie mieć 1,275 kilograma.
Gęstość powietrza zależy od jego temperatury, ciśnienia i zawartości pary wodnej. Przedstawione niżej gęstości odnoszą się do suchego powietrza.
Wysokość od poziomu morza i pogoda zmieniają ciśnienie atmosferyczne. Jeżeli na poziomie morza ciśnienie wynosi 1000 milibarów , to już na wysokości 18000 stóp (5490 m) wynosi 500 milibarów, a przy 100000 stopach (30500 m) 10 milibarów. (1 foot = 12 inches = 30,5 cm).
Obszary wysokiego i niskiego ciśnienia atmosferycznego (wyże, niże), też wpływają na gęstość powietrza ale nie tak zasadniczo jak wysokość .
Wiemy, że gęstość powietrza jest najmniejsza na wysokich wzniesieniach w ciepłe dni.
Wysokość (m) |
Temperatura (0C) |
Ciśnienie (hPa) |
Gęstość (kg/m3) |
0000 |
15,0 |
1013 |
1,2 |
1000 |
8,5 |
900 |
1,1 |
2000 |
2,0 |
800 |
1,0 |
3000 |
-4,5 |
700 |
0,91 |
4000 |
-11,0 |
620 |
0,82 |
5000 |
-17,5 |
540 |
0,74 |
6000 |
-24,0 |
470 |
0,66 |
7000 |
-30,5 |
410 |
0,59 |
8000 |
-37,0 |
360 |
0,53 |
9000 |
-43,5 |
310 |
0,47 |
10000 |
-50,0 |
260 |
0,41 |
11000 |
-56,5 |
230 |
0,36 |
12000 |
-56,5 |
190 |
0,31 |
13000 |
-56,5 |
170 |
0,27 |
14000 |
-56,5 |
140 |
0,23 |
15000 |
-56,5 |
120 |
0,19 |
16000 |
-56,5 |
100 |
0,17 |
17000 |
-56,5 |
90 |
0,14 |
18000 |
-56,5 |
75 |
0,12 |
19000 |
-56,5 |
65 |
0,10 |
20000 |
-56,5 |
55 |
0,088 |
21000 |
-55,5 |
47 |
0,075 |
22000 |
-54,5 |
40 |
0,064 |
23000 |
-53,5 |
34 |
0,054 |
24000 |
-52,5 |
29 |
0,046 |
25000 |
-51,5 |
25 |
0,039 |
26000 |
-50,5 |
22 |
0,034 |
27000 |
-49,5 |
18 |
0,029 |
28000 |
-48,5 |
16 |
0,025 |
29000 |
-47,5 |
14 |
0,021 |
30000 |
-46,5 |
12 |
0,018 |
Czy wiesz, że wilgotne powietrze jest lżejsze (ma mniejszą gęstość) , niż suche?
Skoro lżlejsze to łatwiej grać w piłkę nożną, samochód spala miniej benzyny?!
Pierwszy opisał to Isaac Newton 1717.
Jak to możliwe?
Tłumaczy to prawo natury włoskiego fizyka Amadeo Avogadro (1800r). Prawo to mówi, że przy tej samej temperaturze i ciśnieniu w tej samej objętości (np. 1m3), zawsze jest ta sama liczba cząsteczek gazowych.
Jeżeli we wspomnianym m3 będą wymieniane cząsteczki gazu cięższego na lżejsze, to gęstość w tej objętości zmaleje.
To występuje kiedy para wodna będzie dostawać się do suchego powietrza .
Powietrze składa się głównie z azotu (dwa atomy N2 z masą atomową po14, czyli 28)
i tlenu (dwa atomy O2 z masą atomową po16, czyli 32).
Masa atomowa cząsteczki wody wynosi 18 (dwa wodory z masą atomową po1 i jeden tlen 16).
Wilgotność ma stosunkowo mały skutek na gęstość powietrza w porównaniu z wpływem temperatury i ciśnienia. Ale wilgotne powietrze jest lżejsze niż suche przy tej samej temperaturze i ciśnieniu.
3. PROMIENIOWANIE ELEKTROMAGNETYCZNE
Prędkość rozchodzenia się fali etromagnetrycznej wynosi 300 000 km/sek
u = l / T = l* f l = u * T l = 300000 *103 [m/sek] * T l = u / f l = 300000 *103 [m/sek] / f |
Nazwa |
Częstotliwość (Hz) |
Długość fali |
Prądy zmienne |
1Hz - 2.103 kHz |
|
VLF |
2.103-2.104 |
|
LF |
2.104-6.105 |
|
MF |
6.105-5.106 MHz |
|
HF |
5.106-5107 |
|
VHF |
5.107-5.108 |
|
Fale decymetrowe |
5.108-5.109 GHz |
|
Fale centymetrowe |
5.109-2.1010 |
|
Mikrofale |
2.1010-5.1013 THz |
|
Promieniowanie temp. |
10.1013-5.1016 |
|
Promieniowanie X |
5.1016-5.1018 |
|
Promieniowanie g |
5.1018-5.1020 |
|
Promieniowanie kosm. |
5.1020-1024 |
Kolor światła |
Długość fali (nm) |
Twardy ultrafiolet |
10 - 200 UV |
Dalszy ultrafiolet |
200 - 300 |
Bliski Ultrafiolet |
300 - 400 |
Fioletowe |
380 - 430 |
Ciemnoniebieskie |
430 - 460 |
Jasnoniebieskie |
460 - 495 |
Niebieskozielone |
495 - 510 |
Zielone |
510 - 545 |
Żółtozielone |
545 - 575 |
Żółte |
575 - 595 |
Pomarańczowe |
595 - 625 |
Jasno czerwone |
625 - 665 |
Ciemno czerwone |
665 - 770 |
Bliska podczerwień |
770 - 2.103 IR |
Średniofalowa podcz. |
2.103-8.103 |
Długofalowa podcz. |
8.103-6.104 |
Ekstremalnie długofal. |
6.104-106 |
4. UZUPEŁNIENIE
Wyliczanie trendu metodą średniej ruchomej
Trend określa tendencje zmian przebiegów okresowych. Na jego podstawie można wyciągnąć wnioski o zmianach w przyszłości.
Obserwacje Sieci Hyrologiczno-Meteorologicznej
Pomiary wykonują stacje i posterunki wchodzące w skład sieci gminnych, terenowych i turystycznych. W Polsce istnieją stacje pomiarowe IMGW, będącej częścią ogólnoświatowego systemu obserwacji pogody (WWW) pracujących w ogólnie niedostępnym standardzie SYNOP. Są to stacje klimatologiczne, opadowe, hydrologiczne, aktynometryczne, fenologiczne i inne. Istnieją także niezależne stacje meteo lotnicze i morskie również z szyfrowanymi danymi.
Pomiary wg. Międzynarodowego standardu obserwacji meteorologicznych SYNOP
(http://www.imgw.gdynia.pl/DS./DS._1.html):
- pomiar temperatury suchej i wilgotnej w żaluzjowej, drewnianej klatce meteorologicznej na wysokości 2m nad gruntem
- odczyty temperatur max i min dwa razy na dobę
- odczyty temp gruntu na głębokościach 5, 10, 20, 50 cm cztery razy na dobę
- odczyty temp 5 cm nad gruntem
- rejestracja pluwiograficzna (w okresie bez mrozów) intensywności opadów
- pomiar kierunku i prędkości wiatru na wysokości 10 m
- obserwacja widzialności poziomej
Źródło Wisły (fot. Igor Karoń, 1997)