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.

 

H  =  ( A + B * sqrt (V) + C * S ) dT

 

gdzie:

H  - strata ciepła, kg cals/m²/h,

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

Tabela przeliczeniowa temperatury odczuwalnej wg Siple (miary metryczne)

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

 2.3. Wilgotność a gęstość powietrza

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 Oz 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)