Általános klimatológia Bevezetés a klimatológiába előadás (H) A LÉGKÖR ÁLTALÁNOS CIRKULÁCIÓJA Sümeghy Zoltán sumeghy@geo.u @geo.u-szeged.hu www.sci.u-szeged.hu/eghajlattan szeged.hu/eghajlattan SZTE Éghajlattani és Tájföldrajzi Tanszék Tapasztalati tények a Föld légköre állandó mozgásban van atmoszféra egésze + hosszú idő jellegzetes rendszer LÉGKÖR ÁLTALÁNOS CIRKULÁCI CIÓJA: a légáramll ramlások uralkodó sajátoss tosságainak nagy méretm retű összefüggő rendszere állandó változás s ellenére vannak állandó tulajdonságok csak a nagyobb földrajzi f körzeteket k átölelő légáramlásokat vesszük k figyelembe 1
A troposzféra uralkodó szelei 1. Jellegzetes szélövezetek: trópusi öv (0-30 ) mérsékelt öv (30-70 ) jet stream poláris öv (70-90 ) Az eredő szél zonális összetevői (ms -1 ) A troposzféra uralkodó szelei 2. Futóáramlás térkép az északi félgömbről, januárban 2
A légcirkuláció sajátosságainak magyarázata 1. légnyomáskülönbség gradiens erő (+ Coriolis-erő és súrlódási erő) légáramlások (1-1,5 km fölött az izobárokkal párhuzamosan) h = 67,345T m (logp 1 -logp 2 ) [p 1 = 1013 hpa tengerszint] átlagos hőmérsékleti gradienst feltételezve meghatározó: T f T f szélességi körök szerinti megoszlása: Φ 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 T f 26,2 26,7 25,3 20,4 14,1 5,8-1,1-10,7-17,2-22,7 0,5-1,4-4,9-6,3-8,3-6,9-9,6-6,5-5,5 A légcirkuláció sajátosságainak magyarázata 2. A termikus egyenlítő júliusi és januári helyzete 3
A légcirkuláció sajátosságainak magyarázata 3. hőmérséklet övezetes eloszlásának egyszerűsített modellje: trópusi öv egységesen meleg (határán T f = 20 C) poláris öv egységesen hideg (határán T f = -10 C) h = 67,345T m (logp 1 -logp 2 ) logp 2 = logp 1 0,01485(h/T m ) [átlagos függőleges hőmérsékleti gradiens = 0,65 C/100m] a légnyomás z = 1, 3, 5, és 9 km-es magasságban: T f = 20 C T f = -10 C p 0 km 1 km 3 km 5 km 1013 hpa 900 hpa 705 hpa 534 hpa 1013 hpa 888 hpa 675 hpa 492 hpa 0 hpa 12 hpa 30 hpa 42 hpa 9 km (p 0 -p 9 km ) 301 hpa 712 hpa 256 hpa 757 hpa 45 hpa A légcirkuláció sajátosságainak magyarázata 4. hőmérséklet övezetes eloszlása meridionális irányú bárikus gradiens szélességi körökkel párhuzamos izobárok súrlódási réteg fölött nyugati áramlás A zonális nyugati cirkuláció modellje 4
A légcirkuláció sajátosságainak magyarázata 5. A tengerszinti légnyomás (hpa) földgömbi eloszlása januárban A légcirkuláció sajátosságainak magyarázata 6. A tengerszinti légnyomás (hpa) földgömbi eloszlása júliusban 5
A légcirkuláció sajátosságainak magyarázata 7. Φ 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 É-i félgömb 1014,8 1014,0 1012,0 1011,3 1014,0 1015,7 1015,3 1012,0 1010,3 1010,4 D-i félgömb 991,0 990,6 989,0 988,7 1004,0 1013,7 1017,7 1015,3 1011,9 1010,4 A tengerszinti légnyomás (hpa) évi átlagainak eloszlása A légcirkuláció sajátosságainak magyarázata 8. sarki területek felszínközeli keleti szelei: ok: sarki éjszakán felhalmozódó sűrűbb hideg levegő sekély poláris anticiklon [csak 1-2 km-es magasságig] keleties szelek (de nyáron csak az Anktarktiszon) 6
A légcirkuláció sajátosságainak magyarázata 9. trópusi területek felszínközeli keleti szelei: termikus egyenlítő környékén feláramlás alacsony nyomású zóna szubtrópusi magas nyomású zóna: állandóan érkező meleg levegő torlódása + poláris régióból kicsorduló hideg légtömegek (DKfelé haladó anticiklonok formájában) torlódás A légcirkuláció sajátosságainak magyarázata 10. egyenlítő felé irányul nyuló légnyomási gradiens (kicsi) K-i i irány nyú geosztrófikus szél + Coriolis-erő (kicsi) + súrlódási erő ÉK-i ill. DK-i irányú szelek passzát t szelek összeáramlás ITCZ = Inter Tropical Convergence Zone A trópusok keleti szélrendszerének modellje 7
A mérsékelt öv cirkulációjának hullámtermészete 1. ha a hőmérséklet eloszlás csak a szélesség függvény lenne izotermák + izobárok párhuzamosak lennének a szélességgel légáramlás párhuzamos lenne a izotermákkal + izobárokkal nem lenne hőkicserélődés trópus folyamatosan melegedne + pólus folyamatosan hűlne potenciális energia felhalmozódás A mérsékelt öv cirkulációjának hullámtermészete 2. a felhalmozódás a valóságban is megtörténik frontálzóna: hideg és meleg légtömegek határán itt van a legerősebb Ny-i áramlás + legsűrűbbek az izobárok I. fázis 8
A mérsékelt öv cirkulációjának hullámtermészete 3. a potenciális energia felhalmozódása labilissá teszi a frontálzónát a nyugati szelek övében + csekély külső hatás: orografikus, hőmérsékleti potenciális energia átalakul kinetikus energiává izobár mező hullámzása meanderezés meridionális hőcsereh (meleg v. hideg advekció) II. fázis A mérsékelt öv cirkulációjának hullámtermészete 4. Coriolis-erő + légkör és felszín inhomogenitásai meanderek görbületei befűződések (befűződésnél K-ies szelek) önálló, zárt izobárokkal határolt képződmények hőmérsékleti kiegyenlítődés újra I. fázis III. fázis 9
A mérsékelt öv cirkulációjának hullámtermészete 5. Légköri akciócentrumok 1. a cirkulációs típusok megmaradása: néhány nap 2-3 hét jellegük nagy területek időjárását determinálja makroszinoptikus helyzetek tipizálása időjárás előrejelzés a légnyomási övek légnyomási képződmények rendszere akciócentrumok irányítják környezetük időjárását 10
Légköri akciócentrumok 2. állandó (dinamikus eredetű) akciócentrumok: szubtrópusi anticiklonok (maximumok): É: azóri + hawai D: szentilonai + mauritiusi + dél-csendes-óceáni szubpoláris ciklonok (minimumok): É: izlandi + aleuti D: óceán miatt nem bomlik föl ideiglenes (termikus eredetű) akciócentrumok: anticiklonok: szibériai + kanadai ciklon: perzsa-öböli Légköri akciócentrumok 3. Európa klímáját meghatározó akciócentrumok: izlandi minimum + azóri szubtrópusi maximum: nyáron: változékony, borult, hűvös, csapadékos télen: enyhe (azóri orr derült, csendes: nyár: melegedés tél: hülés) persza-öböli minimum: nyáron momszun-szerű hatás szibériai maximum: télen erős lehűlés (Vojejkov-féle kontinentális nagytengely: zord időjárás) 11
Általános légcirkulációs modell 1. 3 cellás cirkulációs modell Általános légcirkulációs modell 2. Flohn általános légcirkulációs modell 12
Monszunok 1. Monszun: évszakos irányváltást mutat szélrendszer, ahol a legjobban különböző 2 hónap eredő szélirányai között 120 különbség van (arab mauzim -ból) Trópusi monszun: nyár: tél: Monszunok 2. Bombay (India) évi csapadék eloszlása (mm) A trópus monszunok uralta területek 13
Trópuson kívüli monszunok: Monszunok 3. előidézője: a kontinensek és tengerek eltérő hőháztartása modellje: befolyásolja: domborzat (Ny-Japán) + parttagoltság (Európa) területei: K- és ÉK-Ázsia + É-Amerika + K-Dél-Afrika + DK-Ausztrália Monszunok 4. Az ázsiai monszun cirkulációs rendszere 14