Időjárási ismeretek 9. osztály

Átírás

1 Időjárási ismeretek 9. osztály

2 6. óra A MONSZUN SZÉLRENDSZER HELYI IDŐJÁRÁSI JELENSÉGEK: - HELYI SZELEK - ZIVATAROK

3 A monszun szélrendszer A mérsékelt övezeti ciklonok és időjárási frontok megismerése után most a monszun szélrendszerrel ismerkedünk meg. Monszunnak az évszakonként ellentétes irányból fújó szeleket nevezzük ( az irányváltás legalább 120 fokos). Monszun szél a trópusokon és a mérsékelt övezetben is előfordul, de kialakulásuk oka különböző. Először a trópusi monszunnal foglalkozunk, amely Dél-és Délkelet Ázsiában az éltető csapadékot hozza a térség országai számára. északkeleti passzátszelek öve A trópusi monszun A trópusi monszun kialakulása szoros kapcsolatban van a nagy földi légkörzés egyenlítői cirkulációjával, az un. Hadley cellával. Hadley cella Elevenítsük fel a tanultakat! délkeleti passzátszelek öve

4 A trópusi monszun kialakulása Ez a jól ismert cirkulációs cella azonban csak akkor működne ilyen szabályosan, és egész évben változatlan módon, ha a napsugárzás mindig az Egyenlítőt érné merőlegesen. De a Föld tengelye ferde, valamint a Föld a Nap körül kering, ezért tudjuk, hogy nyáron az északi, télen a déli félgömböt érik nagyobb szögben a napsugarak. Így valójában nem a csillagászati Egyenlítő az a legmelegebb, ezért legalacsonyabb nyomású térség, amely felé az északkeleti és délkeleti passzátszél fúj. A valójában legmelegebb és legalacsonyabb nyomású térség nyáron az északi félteke, télen a déli félteke felé vándorol. Ezt, a Föld mindenkori legmelegebb pontjait összekötő vonalat hőmérsékleti (termikus) egyenlítőnek hívjuk. A térképeken az angol neve (Intertropical Convergence Zone) alapján ITCZ-vel jelölik. A hőmérsékleti egyenlítő futása a tenger és a szárazföld eltérő felmelegedése miatt nem párhuzamos az Egyenlítővel. ITCZ július ITCZ január

5 A trópusi monszun kialakulása A monszun jelenség a legerőteljesebben az Indiai-félszigeten zajlik. Ismerjük meg ezen keresztül a működésének mechanizmusát. 1. Nyári félév: az északi félgömbön délnyugati monszun A nyári félévben a termikus egyenlítő az északi félgömbön húzódik. termikus egyenlítő A A A déli félgömbről induló délkeleti passzátszél a hőmérsékleti egyenlítő felé tartva átlépi a csillagászati Egyenlítőt. Az északi félgömbre átlépve a szél iránya a Coriolis erő hatására megváltozik, jobb irányba térül el - > délnyugati irányú lesz. Egyenlítő M Ez a délnyugati szél az Indiai óceán fölött áthaladva megtelik nedvességgel. A szárazföldi fennsík felemelkedésre készteti, melyben a nagy nedvességtartalom miatt erős felhő- és csapadékképződés indul meg animáció forrása:

6 A szél folytatja útját a termikus egyenlítő felé. termikus egyenlítő Egyenlítő A M A. Cherrapunji A szubkontinens belsejében, a Himalája környékén a levegő felemelkedése a magas hegységek miatt különösen intenzívvé válik. Ez a csapadék mennyiségében is megmutatkozik, egyes régebbi források e területre (Cherrapunji, India) teszik a Földön észlelhető legnagyobb évi átlagos csapadékösszeget ( mm.) A nagy felhőzet és csapadék természetesen hatással van a hőmérséklet alakulására is: nyár elején (május június) megtörik a hőmérséklet emelkedése. Ennek egyrészt az az oka, hogy a megnövekedett felhőzet a napsugárzás nagyobb hányadát veri vissza. Másrészt a több csapadék nagyobb párolgással jár, ami több hőt von el a környezetétől. A déli félgömbön ilyenkor a szokásos délkeleti passzátszél fúj.

7 2. Téli félév: az északi félgömbön északkeleti, a déli félgömbön északnyugati monszun Télen a hőmérsékleti egyenlítő a déli félgömbre tolódik. Ezért az északkeleti passzát veszi vissza az uralmat. India esetében ez a szél száraz, kontinentális területek felől érkezik, ezért vízgőzben szegény. Csapadékot nem hoz, így Indiában télen szárazság van. Kivételt képez ez alól India keleti partvidéke, valamint Sri Lanka északi része, mivel a száraz levegő a Bengál-öböl fölött áthaladva újra nedvességet vesz fel, amely ezeket a területeket elérve csapadék formájában kihull. Északkeleti passzát északnyugati monszun Az északkeleti passzátszél az Egyenlítőn áthaladva a déli félgömbön balra térül el, így északnyugati irányúvá válik. Ez a szél Észak-Ausztrália térségében hoz bőséges csapadékot. December/január Animáció forrása:

8 A monszun intenzitása évről-évre számottevően változhat, néha oly mértékben, hogy a monszun-csapadék katasztrofális következményekkel jár. A túlzott csapadékmennyiség néha hatalmas árvizeket okoz. Video forrása: Máskor éppen ellenkezőleg, az elmaradó csapadék miatt súlyos aszály pusztít, mint pl ban. video forrása:

9 A mérsékelt övezeti monszun Évszakosan változó irányú monszunszél kialakul a mérsékelt övezetben is. A mérsékelt övezeti monszun kialakulását a kontinensek és az óceánok évszakosan eltérő hőmérséklete határozza meg. Nyáron a szárazföld jobban felmelegszik, mint a tenger vize, ezért szárazföld fölött felszálló, a tenger fölött leszálló légmozgás alakul ki. A szél így az óceán felöl fúj, csapadékot szállítva a szárazföld fölé. Télen fordított a helyzet, a tengervíz a melegebb, így a szárazföldek belseje felől száraz levegő áramlik a tenger. Ez a jelenség a szárazföldek keleti peremén alakulhat ki, e területekre ugyanis a kontinensen átkelő nyugati szél már száraz légtömegként érkezik meg, illetve nyáron a kontinens belső területein az erős felmelegedés miatt kialakult alacsony nyomás vonzza az óceáni légtömegeket. A legszabályosabban Ázsia keleti partvidékén alakul ki, de megfigyelhető Észak-Amerikában is. meleg A meleg levegő felemelkedik, helyére páradús levegő áramlik a tenger felől. A szárazföld felől záraz levegő áramlik a tenger felé

10 Helyi szelek Az általános légkörzésben megismert, nagy területekre kiterjedő állandó légmozgások mellett a Föld számos pontján alakulnak ki időszakosan fújó helyi szelek, amelyek jelentősen módosítják az uralkodó szélviszonyokat. A helyi szeleket mindig helyi földrajzi viszonyok pl. domborzat, nagyobb vízfelület stb. alakítják ki. A három leggyakoribb helyi szél: - a parti szél, -a hegy-völgyi szél és -a bukószél. Most ezekkel a helyi szelekkel fogunk megismerkedni.

11 Parti szél A parti szél a tó- és tengerpartokon tapasztalható, napszakosan váltakozó irányú szél. Kialakulását ugyanúgy a vízfelszín és a szárazföld eltérő felmelegedése okozza, mint a mérsékelt övi monszunszelek esetében, de a lépték sokkal kisebb, és nem a téli és nyári félév közötti hőmérséklet különbség, hanem a nappal és az éjszaka közötti hőmérséklet különbség a kiváltó ok. Napsütéses időben nappal a szárazföld gyorsan és intenzíven melegszik, így melegebb lesz, mint a tó vagy a tenger felszíne. Emiatt a levegő a felszín közelében a hidegebb, magasabb nyomású vízfelszín felől a melegebb, alacsony nyomású szárazföld felé áramlik. A magasban aztán záródik a kör, és a szárazföld felől áramlik a levegő a víz felé. Éjjel a helyzet fordított. A tenger, vagy tó nehezebben hűl le, ezért derült éjszakákon a vízfelszín lesz a melegebb, és a levegő a hidegebb szárazföld felől áramlik a melegebb tenger felé, és a magasban záródik a kör. Parti széllel találkozhatunk a Balatonnál is.

12 Hegy-völgyi szél A napszakosan változó irányú légmozgás oka a hegytető és a völgy eltérő felmelegedése. A napnyugtát követően erősödő kisugárzás hatására a hegyoldalakon, a felszínhez közel gyorsan csökken a levegő hőmérséklete. Emiatt egy adott magasságban a felszínhez közeli levegő hőmérséklete lesz a legalacsonyabb. A környezetéhez képest hidegebb és ezért sűrűbb levegő lefelé süllyed. Így éjjel a szél a völgy irányába fúj. A napfelkeltét követően a nagyobb beesési szög miatt a besugárzás hatására gyorsabban növekszik a lejtők közelében elhelyezkedő levegő hőmérséklete, mint ugyanabban a magasságban, a felszíntől távolabb. A környezeténél melegebb levegő a lejtő mentén felfelé emelkedik. Nappal a szél tehát a hegytető felé fúj. A lejtő fölé emelkedő levegőben gomolyfelhők alakulnak ki.

13 Bukószél Bukószélnek a hegységek széliránnyal ellentétes oldalán leáramló szelet nevezzük. A főnszél egy száraz meleg bukószél. A főnjelenség közismertebb magyarázata a hegyek szél felőli (luv-oldal) oldalán történő csapadékképződés, amiről tudjuk, hogy látens hőfelszabadulással jár. Ez a hőtöbblet jelenik meg a széliránnyal ellentétes lee-oldalon. A hegyeknek ütköző nedves levegő felemelkedésre kényszerül, lehűl, megindul a felhő- és a csapadékképződés. A felhőben a hőmérséklet 100 m-ként kb. 0,5 C-al csökken a magassággal. A csapadékhullással a légtömeg elveszíti nedvességtartalmának egy részét. A hegygerincen átbukó légtömeg süllyedésbe kezd és a kevesebb víztömeggel rendelkező felhőzet gyorsan elpárolog. Ezt követően 100 méterenként közel 1 C-al emelkedik lefelé a hőmérséklet így a hegy lábánál a luv-oldalhoz képest magasabb hőmérsékletet tapasztalunk.

14 Néhány ismert helyi szél Bóra: a Dalmát tengerpart hideg ÉK-i szele ősszel és télen. Viharos erejű. Chinook: a főn neve a Sziklás-hg. K-i oldalán. DNy-ról fúj, hideg időszak után. A hőm. 15 perc alatt C-ot emelkedhet. Nemere: Erdélyben a K-i, ÉK-i Kárpátok zord bukószele. Heves por- és hóviharok kísérhetik. Sirokkó: a Szaharából érkező forró, száraz, D-i, DK-i szél.

15 Zivaratok A helyi szelek után foglalkozzunk egy másik fontos időjárási jelenséggel, amelyek szintén helyi léptékben fordulnak elő. Ezek a zivatarok. A zivatar fogalmával már a csapadék képződés folyamatának tanulásakor megismerkedtünk. Tudjuk, hogy a zivatar valójában légköri elektromos jelenség (villámlás, amit dörgés kísér), de kapcsolata a felhőzettel, a csapadékkal és a széllel nagyon szoros. Ugyanis a zivatart gyakran hirtelen lehulló nagy mennyiségű csapadék, jégeső és viharos szél kíséri. A zivatarfelhők gyakran hatalmas méretűvé nőnek, bizonyos tényezők hatására un. szupercellák alakulhatnak ki, amelyekből pusztító erejű forgószelek, tornádók keletkezhetnek. A továbbiakban a zivatar kialakulásának folyamatával, a szupercellákkal és a tornádókkal ismerkedünk meg.

16 A zivatarfelhő keletkezését kiváltó tényezők A felhő- és csapadékképződés folyamatának megismerésekor már tanultuk, hogy mik a felhő keletkezését kiváltó tényezők. Ezek természetesen ugyanúgy érvényesek a zivatarfelhő esetében is, de a leghevesebb zivatarok esetében ezekhez még további tényezők is hozzájárulnak. Nézzük sorra ezeket: 1. A hőlégballon hatás Ennek eredménye a konvekció, vagyis a felmelegedett levegő felfelé áramlása. Ennek mechanizmusáról már tanultunk. Tudjuk azt is, hogy a vízgőz kicsapódásakor felszabaduló látens hő ezt a folyamatot tovább gerjeszti, úgy működik, mint a hőlégballon esetében a levegőt melegítő gázégő.

17 2. A torlasztó hatás Ez a hatás alakul ki a hidegfront esetében, vagy olyan területeken, ahol a levegő összeáramlik (konvergencia), vagy valamilyen domborzati tényező (pl. hegyoldal) miatt felemelkedésre kényszerül. Mindegyik esetben az eredmény a levegő feláramlása. 3. A szélnyírás A harmadik hatás a szél magassággal való változása, a szélnyírás. Ennek szerepe akkor jelentkezik, amikor már kialakult a zivatar, amely sok szempontból egy hatalmas kéményhez hasonlít. A magasban fújó erős szél a Bernoulli-hatás (kéményhatás) miatt hozzájárul a feláramlás erősödéséhez, amitől a zivatar még erősebb lesz. Ugyancsak ez a szélnyírás játszik szerepet a forgó zivatarfelhők, a szupercellák kialakulásában.

18 A zivatarfelhők szerkezete és a levegő áramlása zivatarokban, illetve közvetlen környezetükben A zivatarfelhők fejlődésének három szakasza van. 1. A fejlődő állapotban a felhő nagy részében a levegő felfelé áramlik, kialakulnak a felhő- és csapadékelemek. 2. A kifejlett állapotban a felhő eléri a legnagyobb magasságát, megkezdődik a csapadék kihullása, s egyúttal a felhő egy részében a levegő lefelé kezd áramolni. 3. A leépülő állapotban a csapadékhullás intenzitása gyengül, a felhő nagy részében a levegő lefelé áramlik és kialakul a felhő üllője.

19 A zivatarfelhő kifutó szele Zivatarok idejében gyakran tapasztaljuk, hogy a szél megerősödik, viharossá válik. Ennek oka a zivatarfelhő kifutószele. A zivatarfelhő szerkezetének megismerésekor láttuk, hogy mind a kifejlett, mind a leépülő szakaszban a zivatarfelhőben leáramló légmozgások vannak. A leáramló levegő a földfelszínt elérve a szélrózsa minden irányába szétterül. Ez a kifutó szél. A kifutószél jelentősen módosítja az eredeti szél sebességét. Az eredeti széliránnyal megegyező irányú kifutószél sebessége hozzáadódik az eredeti szélsebességhez, ez okozza a hirtelen, nagymértékű szélsebesség növekedést. Az ábrán látható, hogyan módosítja a zivatarfelhő kifutó szelének hatása a szélviszonyokat.

20 A zivatarok fajtái 1. Egycellás zivatarok A zivatarok legegyszerűbb fajtái a helyi, un. egycellás zivatarok. Ezeknek a zivataroknak a kialakulását a hőlégballon hatás okozza, hőzivataroknak is nevezik őket. Élettartalmuk 30 perc alatti, ritkán okoznak nagy károkat. 2. Multicellás zivatarok A muticellás (sokcellás) zivatarok esetében több zivatarcella alakul ki egymást követően. A kialakulásuk oka az, hogy az első zivatarcellából a földfelszín közelében kiáramló hideg levegő (kifutó szél) úgy viselkedik, mint egy hidegfront. Felemelkedésre kényszeríti a zivatarcella előtt lévő meleg, nedves levegőt. Kialakul egy új cella, ennél is megismétlődik a folyamat. A multicellás zivatarok élettartama 30 perc fölötti, gyakran a 2-4 órát is eléri.

21 Zivatar vonalak A zivatarok gyakran vonalba rendeződnek. Ez különösen a hidegfrontok esetében, vagy a front előtti instabilitási vonalak (álhidegfrontok) mellett gyakori. Orkán erejű széllel, jégesővel, heves villámlással járhatnak augusztus 20-án is egy hidegfronthoz kapcsolódó zivatar vonal vonult át az országon. Pécs-Veszprém vonalában kialakult zivatarvonal

22 Szupercellák Az utóbbi időkben sokszor hallunk szupercellák pusztításáról a nyári zivataros időszakban. Ez a szó úgy vonult be a köztudatba, hogy csak kevesen ismerik a jelentését. A szupercellát legegyszerűbben olyan zivatarfelhőként definiálhatjuk, mely forgó feláramlást tartalmaz, és valójában ez is a leglényegesebb különbség a szupercella és a többi zivatarfelhő típus között. Létrejöttéhez nemcsak a hőlégballon hatás és a kémény effektus kell, hanem az is, hogy a szélnyírásból eredő vízszintes tengelyű örvényességet a megkezdődő függőleges légmozgások függőleges tengelyűvé változtatják, kiváltva ezzel a Cb forgását. Az ábrán a szupercella szerkezetét láthatjuk.

23 A szupercellák egyik fontos ismertetőjele a hosszú élettartam, jelentős részük 3-7 órán át is életben maradhat megfelelő feltételek esetén. A szupercellák heves viharokat okoznak, orkán erejű széllel, jégesővel, felhőszakadással járnak együtt. Sőt, a pusztító tornádók legnagyobb része is szupercellában alakul ki. A videón a én a Balatonon pusztító szupercellát láthatjuk. Jól megfigyelhető a felhő forgó mozgása.

24 Tornádó A tornádó pusztító erejű forgó légoszlop, amely a zivatarfelhőből nyúlik le és kapcsolatban van a földfelszínnel. Ha a lenyúló légoszlop nem éri el a talajt, akkor tubáról beszélünk. A tornádók átlagos élettartama 2-3 perc, átmérőjük pár métertől pár kilométerig terjed. A földfelszínen hagyott nyomuk pár métertől akár több száz kilométerig is húzódhat. Általában szárazföld fölött alakulnak ki, a térképen a színezett területek mutatják a leggyakoribb kialakulási helyeket. Az ábra forrása: NOAA,

25 A tornádók kialakulása A tornádók leggyakrabban a szupercella falfelhőjéből nyúlnak le. Ezek a legpusztítóbb és leghosszabb élettartamú tornádók. a tornádó szerkezete falfelhő (Forrás: Kids Encyclopedia ( tornádó Vannak nem szupercellás tornádók is. Ezek a kifutószél front felhőjéből alakulnak ki. Rövidebb élettartalmúak és kisebb károkat okoznak. A tornádók intenzitásának megadására 2007 óta a korrigált Fujita-skála, használatos. A legpusztítóbb F5-ös tornádókban 322 km/ó fölötti szél is előfordul. Ennek pusztítása rettenetes: az erősebb szerkezetű házak is megsemmisülnek, autóméretű törmelékek repülnek lövedékként akár 100 métert is, a toronyházakban is jelentős szerkezeti károsodás keletkezik.

26 Észak-Amerikában különösen sok pusztító tornádó alakul ki. Egy ilyen eseményről készült ez a film. A Földön eddig a legerősebb széllökést, kb. 484 km/órát Oklahoma City (USA) közelében mérték egy tornádó tölcsérjében május 3-án. video forrása: A Missouriban található Joplin városka az idő túlnyomó részében a nyugalom szigete, május 22-én azonban elszabadult itt a pokol: egy 5-ös erősségű tornádó csapott le a településre, km/órás széllökéseivel templomokat, irodaházakat lerombolva, egész lakónegyedeket felismerhetetlenné téve. A katasztrófában több mint 150-en meghaltak.

27 Kisebb tornádók nálunk is kialakulhatnak, szerencsére nem annyira pusztítóak, mint pl. Észak Amerikában Ezt a videót Mezőkövesden készítették augusztus 16-án. A video forrása:

28 A TÉMÁHOZ KAPCSOLÓDÓ EGYÉB TUDNIVALÓK, ÉRDEKESSÉGEK, FELADATOK

29 Mérsékelt övezeti ciklonok, tájfunok, hurrikánok, tornádók: mindegyik forgó mozgást végző légköri képződmény, amelyekben a szél és a csapadék súlyos pusztításokat okozhat. Gyakran hallunk felőlük, sokan mégis összekeverik ezeket. Ismételjük át a legfontosabb tulajdonságaikat. 1. A mérsékelt övezeti ciklonok erősen eltérő tulajdonságú (hideg-meleg) légtömegeket határoló felület, a front hullámzásából alakulnak ki. Átmérőjük a legnagyobb a három képződmény közül: km. Frontok vannak bennük. 2. A trópusi ciklonok mindig a meleg tengerek felett keletkeznek. Nincsenek bennük frontok. Átmérőjük km. A Csendes-óceánon hurrikánnak, az Indiai óceánon tájfunnak nevezik őket. 3. A tornádók helyi jelenségek, a zivatarfelhő forgó mozgása következtében a felhőből a talajig lenyúló képződmény. Élettartamuk rövid, néhány perc. Átmérőjük pár métertől pár kilométerig terjed. Általában szárazföld fölött alakulnak ki.

30 Egy japán származású amerikai kutató, Theodore Fujita 6 kategóriába sorolta a tornádókat. Az osztályozás alapja az okozott kár nagysága. Az alábbiakban a 2007-ben korrigált Fujita skála látható: EF0 (gyenge), szélsebesség: km/h a tetők sérülhetnek, eresz csatornák ledőlnek, a faágak letörnek és a gyenge gyökérzetű fák kidőlnek. (Azok a tornádók amiknek nincs bejelentett pusztítása, mindig EF0-sak) EF1 (mérsékelt), szélsebesség: km/h a háztetők felszakadnak, ajtók leszakadnak, ablakok betörnek, a mobil házak felborulnak. EF2 (nagy), szélsebesség: km/h a tetőszerkezetek leszakadnak, a mobil otthonok teljesen elpusztulnak, a nagyobb fák kitörnek vagy gyökerestül kicsavarodnak, a kisebb tárgyak sodródnak a levegőben, az autók felemelkednek EF3 (erős), szélsebesség: km/h teljes emeletek tűnhetnek el, komoly sérülés nagyobb épületekben (például bevásárlóközpontok), a vonatszerelvények felborulnak, minden fa kidől vagy kitörik, nehezebb gépjárművek fölemelkednek és métereket mozognak a levegőben. EF4 (pusztító), szélsebesség: km/h az épületek a föld felszínével lesznek egyenlők, a tetőszerkezetek, faházak, gépjárművek és egyéb nagyobb tárgyak folyamatosan sodródnak a levegőben. EF5 (katasztrofális) szélsebesség: >322 km/h a többszintes és vasbetonházak is összedőlnek, s darabjaik messzire szétszóródnak; a nehéz járművek és darabjaik több száz méternyit repülnek. Katasztrofális pusztítás mindenütt.

31 Magyarország jellegzetes helyi szele a bakonyi szél, a Bakonyból a Balatonra lezúduló északnyugati szél. Az alábbi videó ezt a jelenséget örökítette meg.

32 Ellenőrző kérdések 1. Ismertesd a trópusi monszun szélrendszer kialakulásának okát és folyamatát 2. Melyik állítás igaz? A:Nyáron az Indiai-félsziget területére az északkeleti passzátszél hoz bőséges csapadékot B:Nyáron az Indiai-félsziget területére a délnyugati monszunszél hoz bőséges csapadékot. C:Télen az Indiai-félsziget területére az északkeleti passzátszél hoz bőséges csapadékot D:Télen az Indiai-félsziget területére a délnyugati monszunszél hoz bőséges csapadékot. 3. Miért fontos a monszun a Dél- és Délkelet-Ázsia országai számára? 4. Melyik állítás igaz? A: A mérsékelt övi monszun kialakulását a kontinensek és az óceánok évszakosan eltérő hőmérséklete határozza meg. B: A mérsékelt övi munszunok kialakulásának oka a termikus egyenlítő vándorlása. C: A mérsékelt övi monszun kialakulásának oka a tenger és a szárazföld napszakosan eltérő felmelegedése. 5. Melyek a leggyakoribb helyi szél fajták?

33 Ellenőrző kérdések 6. Melyik irányba fúj nappal a parti szél? Indokold meg, hogy miért! A: a szárazföld felé B: a vízfelszín felé 7. Melyik irányba fúj éjszaka a hegy-völgyi szél? Indokold meg, hogy miért! A: a völgy felé B: a hegycsúcs felé 8. Melyek a zivatarfelhő keletkezését kiváltó tényezők? A: B: C: 9. Mi különbözteti meg a szupercellát az átlagos zivatarfelhőtől? 10. Melyik légköri képződményre igazak az alábbi állítások? a.) tornádó, b.) trópusi ciklon, c.) mindkettőre A: Általában szárazföldek fölött alakul ki: B: Átmérője km:.. C: Nincsenek bennük frontok:. D: A meleg tengerek fölött alakul ki:. E: A zivatarfelhőből a talajig nyúlnak le: