Klimat obszarów górskich i wyżynnych, Klimat obszarów górskich
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Klimat obszarów górskich i wyżynnych
dr hab. Katarzyna Piotrowicz
Literatura: „Górskie klimaty”
Wykład 1
Obserwatoria wysokogórskie w Polsce:
· Śnieżka
· Kasprowy Wierch
Pomiary i obserwacje meteorologiczne w górach
W 1717 Turnefor zwrócił uwagę na zróżnicowanie roślinności z wysokością.
W 1795 Lepiechin wskazywał różnice w szacie roślinnej w strefie gorącej umiarkowanej i zimnej.
Nikt poza Humboldtem nie wyjaśnił przyczyn tego faktu.
Aleksander Humboldt:
· W czasie wyprawy do krajów tropikalnych Ameryki w latach 1799-1804 Humboldt poczynił bardzo ciekawe obserwacje dotyczące związków między hipsometrią, rozmieszczeniem roślinności a klimatem (głównie temperatura).
· Odkrył ważne prawidłowości które stanowią podstawę nowej stworzonej przez niego nauki – klimatologii porównawczej.
Mont Blanc zdobyto dopiero w 1786.
Odmienność klimatyczna gór skłoniła do zakładania stacji na terenach górskich.
Stacje meteorologiczne w górach świata
Pierwsze utworzono w Alpach:
· 1781 – St. Gotthard (2108m), Szwajcaria
· 1817 St. Bernard (2469m)
Hohenpeissenberg u podnóża Alp Bawarskich:
· Stacja na podgórzu Alp Bawarskich w Niemczech na wysokości 983m n.p.m.
· Ciągłe pomiary zaczęto prowadzić od 1781
· od 1781 do 1782 stacja należała do drugiej (po florentyńskiej) międzynarodowej sieci meteorologicznej sięgającej od Ameryki Północnej po Ural (Societas Meteorologica Palatina – tzw sieć mannheimska)
· stacja działa do dziś
Stacje meteorologiczne na szczytach górskich
Pierwsze górskie stacje szczytowe założono na:
Ben Nevis w Szkocji w 1883 (1343m n.p.m.), już nie funkcjonuje
Sonnblick w Austrii w 1886 (3106m n.p.m.)
Wyprawy górskie
Do rekonstrukcji klimatu wykorzystuje się:
· zapiski o pogodzie
· pamiętniki, listy
· sprawozdania z ekspedycji
· sprawozdania z podroży w których czasem w sposób niefachowy odnotowano informację o pogodzie i zjawiskach atmosferycznych
W 1835 Karol Darwin prowadził ekspedycje w Andach i m.in. szukał przyczyny formowania się penitentów.
Fotografie i realistyczne obrazy
Do rekonstrukcji klimatu wykorzystuje się:
· stare fotografie
· realistyczne obrazy
Fotografie lodowców
Lodowiec prawie nie reaguje na kaprysy pogody lecz tylko na korzystne lub niekorzystne trendy klimatyczne
Badania oscylacji lodowców dostarczają bardzo konkretnych informacji o historii klimatu
Obserwacje lawin śnieżnych
Najstarsze wiadomości o lawinach alpejskich pochodzą z czasów rzymskich (przeprawy Humboldta przez Alpy).
Kraje alpejskie szczególnie Szwajcaria i Austria.
Do 1932 sprawami ochrony przeciwlawinowej w Szwajcarii zajmowali się głównie rolnicy i leśnicy.
W 1936 powołano Instytut do badania Śniegu i Lawin na Weissfluhjoch (2662m n.p.m.) w pobliżu Davos.
Bada m.in.:
· zasięg i trwałość pokrywy śnieżnej w zależności od jej grubości
· czynniki lawinotwórcze (w przestrzeni i czasie)
· mechanikę obrywu lawin
· ochronę przeciwlawinową człowieka oraz możliwości sterowania lawinami
· oddziaływania pokrywy śnieżnej na ochronne urządzenia przeciwlawinowe
· wzajemne związki pomiędzy szatą roślinną a pokrywą śnieżną
· zabezpieczenie ludzkości przed katastrofami lawinowymi
Obserwacje lawin śnieżnych w Szwajcarii:
Zasługą Instytutu do badania Śniegu i Lawin w Weissfluhjoch jest wydzielenie w Szwajcarii obszarów odmiennych co do grubości i trwałości pokrywy śnieżnej – danych szeroko wykorzystywanych przy opracowaniu klimatu Alp
Austria:
W ślad za Szwajcarią również w Austrii w 1947 została powołana specjalna komisja przeciwlawinowa przy Ministerstwie Rolnictwa i Leśnictwa.
Już z końcem XIX wielu Polaków wyróżniło się pomiarami meteorologicznymi przeprowadzanymi na rozległych obszarach Rosji m.in. gen. Bronisław Grąbczewski dokonał po raz pierwszy pomiarów w niedostępnym górzystym terenie Azji Środkowej.
Andy 1984/1985
Wyprawa na Aconcague (6960m n.p.m.); podczas wyprawy badania naukowe dotyczyły śledzenia zmian składu izotopów trwałych wodoru i tlenu w śniegu i lodzie, wraz ze zmianą wysokości n.p.m. oraz w górnych warstwach lodowców górskich.
Celem wyprawy było określenie procesów fizycznych zachodzących w chmurach i opadach atmosferycznych w górach wysokich oaz w śniegu zmieniających się w firn a potem lód lodowcowy. Uczestnicy pobrali 40 próbek lody podczas wyprawy.
Obserwacje meteorologiczne w polskich górach
Tatry
Najstarsze pisemne komentarze dotyczące zaburzeń atmosferycznych pochodzą z XVIII.
Systematyczne obserwacje - lata 60. XIX w.
Stacje w Tatrach:
· Poronin 1867
· Zakopane 1867
· Łomnica 1939 dolna stacja, 1940 górna stacja
· Szczyrbskie Jezioro
· Łomnicki Staw
· Tatrzańska Łomnica
· Poprad
· Liptowski Mikulasz
· Kasprowy Wierch
· Hala Gąsienicowa
· Myślenickie Turnie
· Kuźnice
Obserwacje Meteorologiczne na Łomnicy 2633m n.p.m. Stacja dolna nad Łomnickim Stawem pracuje od 1939 natomiast górną uruchomiono w październiku 1940. Jest to najwyżej położona stacja na Słowacji oraz najwyżej położona stacja z ciągłymi obserwacjami meteorologicznymi na północ od Alp i gór Riła <3
Wykład 2
Stacje meteorologiczne w Tatrach:
- Łomnica 2635m n.p.m.
- Kasprowy Wierch 1991m n.p.m.
- Łomnicki Staw 1778m n.p.m.
- Hala Gąsienicowa 1520m n.p.m.
- Myślenickie Turnie
- Szczyrbskie Jezioro 1330m n.p.m.
- Kuźnice 1073m n.p.m.
- Tatrzańska Łomnica 840m n.p.m.
- Poprad 703m n.p.m.
- Liptowski Mikulasz 573m n.p.m.
Stacje meteorologiczne w Karpatach
Najwięcej stacji w związku z tym bardzo szczegółowe opracowania Polskich Karpatach Zachodnich przeprowadzono w latach 1952-1961. Wcześniej istniały pomiary na Babiej Gorze (1891-1910). Hess (1965) wykorzystał w swoim opracowaniu 89 stacji w tym 7 ze słowackiej części Tatr.
Śnieżka – pomiary od 1881 roku.
Stacje meteorologiczne w Bieszczadach:
- Lesko 386
- Baligród 450
- Komancza 470
- Brzegi Dolne
- Solina
- Stuposiany
- Terca
- Żubracze
- Wetlina 700 (posterunek opadowy)
- Równia (Stacja Naukowa UMSC, 1961-1994)
- Muczne (stacja BPN)
Projekty badawcze bezpośrednio lub pośrednio związane z problematyka klimatologiczna gór
MONEX – badania monsunów w południowej i południowo-wschodniej Azji
Głównym zadaniem jest odpowiedz na pytanie: Jaka role odgrywają Himalaje i Wyżyna Tybetańska w cyrkulacji monsunowej?
ALPEX – poszukiwanie związków i wpływów dużego łańcucha górskiego na cyrkulacje w strefie klimatów umiarkowanych
Program ALPEX:
- rodzaj przepływu powietrza wokół Alp w rożnych sytuacjach synoptycznych (będzie to modyfikowało nam warunki pogodowe)
- procesy fizyczne wpływające na formowanie się cyklogenezy po zawietrznej
- siłę hamująca masywu górskiego na przepływ powietrza
- role strumienia odczuwalnego i utajonego ciepła znad Morza Śródziemnego w powstaniu nowych układów barycznych szczególnie cyklogenezy po zawietrznej
- efekty zróżnicowania przepływu ciepła radiacyjnego jako rezultat górskiej topografii i wartości albedo
- wpływ orografii na opady atmosferyczne
W ramach programu ALPEX realizowano w Polsce program TATREX dotyczący badan elementów meteorologicznych w Tatrach
SAMEX – (San Antonio Mountain Experiment) – specjalistyczny program dotyczący badania wpływu izolowanych, pojedynczych wzgórz na przepływ strumieni powietrza w atmosferze
TIRMEX – specjalistyczny program badawczy gór w makroskali (Góry Skaliste, Tybet)
ASCOTT – górskie modele klimatyczne w mezoskali (Kalifornia, Kolorado)
PROMIENIOWANIE SŁONECZNE W GÓRACH
Promieniowanie słoneczne jest podstawowa przyczyna zjawisk pogodotwórczych a w tym samych głównym czynnikiem klimatu.
Badania nad dopływem promieniowania słonecznego w górach:
- w Alpach francuskich przez J. Violle w 1875
- na Mt. Whitney w górach Sierra Nevada w Kalifornii przez S.P. Langley'a w 1882-1884
- na szczycie Teide 3683 na Teneryfie przez geofizyka A.K. Angstrom'a w 1900
- na Małym Araracie 3800 przez D. F. Niezdjuriowa w 1907
Rezultatem badan aktynometrycznych w górach było wyznaczenie stałej słonecznej. Obecnie przyjmuje się ja w granicach 1350-1380 W/m2.
Ciemnoniebieska barwa nieba w wysokich górach jest spowodowana mniejsza miąższością atmosfery i znacznie mniejszym rozpraszaniem promieniowania widzialnego i ultrafioletowego w atmosferze wysokogórskiej, właśnie z powodu malej ilości pary wodnej (bo mniejsza temperatura więc mniej pary wodnej mieści się w powietrzu) i aerozoli.
Rodzaje promieniowania słonecznego:
- promieniowanie bezpośrednie S – strumień energii promienistej, która przez atmosferę dociera od Słońca do powierzchni Ziemi w postaci wiązki promieni równoległych (czyli świeci Słonce i rzuca nam cień)
- promieniowanie rozproszone D – część energii promienistej, która ulega rozproszeniu na aerozolach i cząstkach pary wodnej w atmosferze i dochodzi do powierzchni od całego sklepienia niebieskiego (dochodzi od Słońca,ale rozprasza się na chmurach, aerozolach itd.)
- promieniowanie całkowite T – suma energii promieniowania bezpośredniego i rozproszonego
S + D = T
Masa optyczna atmosfery:
- długość drogi promieni słonecznych w atmosferze
· M = 1/2 sin h
· h – kat wysokości Słońca
- jednostka masy słonecznej jest grubość warstwy powietrza jaka pokonują promienie słoneczne przy zenitalnym położeniu slonca (M=1)
[ Pobierz całość w formacie PDF ]