hydrologia - materiały pomocnicze Pol. Krakowska.pdf - fizyka mechatronika - agat1

SPIS TREĝCI

POLITECHNIKA KRAKOWSKA

INSTYTUT IN ĩ ĩYNIERII I GOSPODARKI WODNEJ

ZAK à àAD HYDROLOGII

1. Wprowadzenie..............................................................................2

2. Pomiar wysokoĞci opadu..............................................................7

3. Stan i gáĊbokoĞü wody................................................................14

4. Metody pomiaru objĊtoĞci przepáywu..........................................28

5. Literatura....................................................................................38

HYDROLOGIA

materia á á áy pomocnicze

dr in Ī Ī. Marek BODZIONY

Kraków 2006

Laboratorium z meteorologii i hydrologii – wprowadzenie - 2 -

Laboratorium z meteorologii i hydrologii – wprowadzenie - 3 -

WPROWADZENIE do LABORATORIUM

z METEOROLOGII i HYDROLOGII

Terminy i zakres obserwacji:

Obserwacje meteorologiczne powinny byü miĊdzy sobą porównywalne, a wiĊc na

caáym obszarze Polski ustalono w jakich terminach, jakimi przyrządami (obecnie nastĊpują

zmiany w tym wzglĊdzie) i w jaki sposób zainstalowanymi bĊdą wykonywane pomiary.

Na stacjach meteorologicznych pomiary są wykonywane w godzinach: 00, 03, 06, 09,

12, 15, 18 i 21 przy czym cztery z nich są gáównymi terminami synoptycznymi: 00, 06, 12 i 18

GMT. Na posterunkach meteorologicznych obserwacje wykonuje siĊ w trzech terminach: 07,

13 i 19 (w lecie) oraz 8, 12, 18 (w zimie). Posterunki opadowe prowadzą pomiar

o godzinie 07.

Pomiarami meteorologicznymi objĊto zespóá parametrów fizycznych powietrza, wody

atmosferycznej oraz gleby, do których naleĪą:

¾ temperatura powietrza (na róĪnych wysokoĞciach nad poziomem gruntu) i gleby

(na róĪnych gáĊbokoĞciach), a takĪe niekiedy wody (w zbiornikach wodnych),

¾ ciĞnienie powietrza (przy powierzchni ziemi ale takĪe jego pionowy rozkáad),

¾ wilgotnoĞü powietrza (takĪe jej pionowy rozkáad wraz z powierzchniową warstwą

gruntu),

¾ kierunek i prĊdkoĞü wiatru (na róĪnych wysokoĞciach),

¾ skáadowe bilansu promieniowania i bilansu cieplnego ,

¾ widzialnoĞü, przeĨroczystoĞü i zanieczyszczenie powietrza ,

¾ parametry charakteryzujące wymianĊ wody miĊdzy atmosferą, a powierzchnią Ziemi,

takie jak: opady atmosferyczne (we wszystkich stanach skupienia wody), osady

oraz parowanie z powierzchni gruntu i wód .

¾ pomiar stanu i przepáywu.

METEOROLOGIA bada zjawiska i procesy zachodzące w atmosferze ziemskiej, jest dziaáem

geofizyki i stanowi jedną z nauk fizycznych (meteoros - unoszący siĊ w powietrzu, logos -

nauka).

HYDROLOGIA (hydro- + logos ‘nauka’) geogr., fiz., biol. nauka stanowiąca czĊĞü geofizyki,

zajmująca siĊ badaniem wáaĞciwoĞci wody w obrĊbie wszystkich sfer Ziemi oraz jej obiegiem

w przyrodzie.

Podstawowym Ĩródáem poznania procesów zachodzących w przyrodzie są

obserwacje dokonywane na stacjach meteorologicznych i posterunkach wodowskazowych.

W zaleĪnoĞci od poáoĪenia geograficznego i wáaĞciwoĞci podáoĪa procesy te wykazują duĪą

zmiennoĞü w czasie i przestrzeni. Raz zaobserwowane warunki nigdy siĊ juĪ nie powtarzają,

ta "niepowtarzalnoĞü" powoduje, Īe tak waĪne jest rejestrowanie moĪliwie duĪej liczby

parametrów meteorologicznych. Uzyskane dane są materiaáem do prac naukowych

nt. atmosfery ziemskiej, a takĪe są wykorzystywane do prognozowania pogody. Odbiorcy

prognoz meteorologicznych są róĪni, stąd wiele róĪnych typów prognoz.

POLSKA SIEû METEOROLOGICZNA

Polską sieü meteorologiczną tworzą trzy rodzaje stacji pracujących w ramach Instytutu

Meteorologii i Gospodarki Wodnej:

¾ Stacje meteorologiczne (ok. 60) - najwaĪniejsze, zakres obserwacji szeroki, sáuĪący

m.in. do sporządzania prognozy warunków pogodowych, mającej duĪe znaczenie dla

komunikacji, (szczególnie lotniczej i morskiej), rolnictwa czy budownictwa. Najmniej

8 obserwacji na dobĊ.

¾ Posterunki meteorologiczne ( ok. 260) - zakres mniejszy. Wyniki wykorzystywane

w nauce i dla planowania przestrzennego. 3 obserwacje na dobĊ.

¾ Posterunki opadowe ( ok. 500) - raz na dobĊ mierzy siĊ opad i pokrywĊĞnieĪną.

¾ Posterunki wodowskazowe (ok. 500) – pomiar stanu raz w ciągu doby, pomiar

i okreĞlenie przepáywu

¾ Istnieje szereg stacji nie wchodzących do sieci IMGW, a zakáadanych przez placówki

naukowe dla celów badawczych. Min. Politechnika Krakowska (Zakáad Hydrologii)

posiada 2 stacje badawcze (w StróĪy – zlewnia rzeki TrzebuĔki oraz w Wielkiej

Puszczy – zlewnia potoku Wielka Puszcza), oprócz standardowych obserwacji hydro-

meteorologicznych prowadzone są tam obserwacje specjalne nie tylko z uwagi na

wykorzystane przyrządy, ale równieĪ na czĊstoĞü samych pomiarów.

Do mierzenia wyĪej wymienionych parametrów wykorzystuje siĊ caáą gamĊ metod

i przyrządów pomiarowych, od najstarszych i najprostszych po najnowsze zdobycze techniki.

Przyrząd pomiarowy skáada siĊ z czujnika , systemu przenoszenia i wskaĨnika .

Najistotniejszą czĊĞcią jest czujnik. Jest to, bowiem ten element, który reaguje na zmianĊ

mierzonego parametru. Systemy przenoszenia mogą byü mechaniczne (ukáad dĨwigni

i przekáadni) lub elektryczne (elektroniczne). WskaĨniki natomiast mogą byü róĪne ze

wzglĊdu na rodzaj elementu wskaĨnikowego wyróĪnia siĊ nastĊpujące typy przyrządów:

¾ mierniki - miarą mierzonej wielkoĞci jest wychylenie wskazówki (mechaniczne lub

elektryczne),

¾ rejestratory - mierzona wielkoĞü przekazywana i rejestrowana w sposób ciągáy.

Mechaniczne noszą nazwĊ samopisów - zapis graficzny. Elektryczne lub

elektroniczne mogą mieü zapis analogowy lub cyfrowy.

¾ rejestratory odlegáoĞciowe - zawierają system przekazywania impulsów czujnika na

wiĊksze odlegáoĞci drogą przewodową lub radiową.

STACJA METEOROLOGICZNA

WiĊkszoĞü obserwacji prowadzi siĊ

w ogródku meteorologicznym . Jest to

odsáoniĊty, ogrodzony obszar

o powierzchni wyrównanej i poroĞniĊtej

trawą. Powinien byü odsuniĊty od

wysokich elementów w terenie, o co

najmniej piĊciokrotną wysokoĞü tych

elementów

Stacja badawcza eksperymentalnej zlewni w Wielkiej Puszczy

Ogródek meteorologiczny na terenie zlewni

Wielka Puszcza

Laboratorium z meteorologii i hydrologii – wprowadzenie - 4 -

Laboratorium z meteorologii i hydrologii – wprowadzenie - 5 -

Przyrządy meteorologiczne sáuĪące do okreĞlania

temperatury i wilgotnoĞci powietrza są umieszczane w

specjalnej, Īaluzjowej klatce , chroniącej je przed

dziaáaniem promieni sáonecznych, opadów, osadów

i silnych wiatrów. Klatka jest ustawiona na czterech

nogach tak, Īeby zbiorniki zawieszonych w niej pionowo

termometrów znajdowaáy siĊ na wysokoĞci 2 m nad

powierzchnią gruntu. Drzwiczki klatki są skierowane na

póánoc.

POSTERUNKI WODOWSKAZOWE

Posterunki wodowskazowe są to specjalne przekroje na ciekach koryt rzecznych,

w których prowadzone są obserwacje stanów i przepáywów wody. Lokalizacja posterunków

wodowskazowych musi zapewniaü moĪliwoĞü caáododobowych obserwacji przy caáym

zakresie pomiarowym (moĪliwoĞü dokonania obserwacji przy kaĪdym przepáywie

wystĊpującym w cieku). Posterunek powinien byü zlokalizowany w przekroju, który bĊdzie

stabilny (brak akumulacji i erozji) oraz w miejscu, w którym na poziom wody nie mają wpáywu

inne elementy czy obiekty (budowle hydrotechniczne, dopáywu czy odpáywu wody).

Na posterunkach pomiaru stanu wody dokonuje przy pomocy wodowskazów

(najczĊĞciej są to áaty wodowskazowe ). W przypadku obserwacji ciągáej stosuje siĊ

limnimetry .

Oprócz klatki w ogródku znajdują siĊ:

deszczomierz (lub deszczomierze), poletko

z termometrami gruntowymi i termometrem minimalnym

przy powierzchni gruntu oraz wiatromierz. W niektórych

stacjach znajduje siĊ szereg dodatkowych przyrządów

pomiarowych (pluwiograf, zmarzlinomierz, aparatura

aktynometryczna i wiele innych).

CzĊĞü przyrządów znajduje siĊ w pomieszczeniu

stacji - są to przyrządy do pomiaru ciĞnienia (barometr,

barograf, aneroid), a takĪe aparatura do wymiany i czĊĞci

zapasowe.

Obserwacje naleĪy wykonywaü w takiej kolejnoĞci,

aby termometry suchy i zwilĪony byáy odczytane dokáadnie

w danym terminie. Do obowiązków obserwatora naleĪy

odczytanie i zanotowanie wskazaĔ wszystkich przyrządów

oraz postawienie reperu na paskach przyrządów

samopiszących. Repery wykonuje siĊ w kaĪdym terminie

obserwacyjnym przez podniesienie i opuszczenie piórka

samopisu, które w ten sposób rysuje kreskĊ poprzeczną

w stosunku do kreĞlonej krzywej.

Klatka meteorologiczna

Z miejsca o dobrej widocznoĞci obserwator ocenia zachmurzenie, rodzaj chmur i

zjawiska meteorologiczne, a takĪe ocenia widzialnoĞü poziomą i stan gruntu. W okresie

zimowym, w porannym terminie obserwacyjnym, mierzy gruboĞü pokrywy ĞnieĪnej.

Paski w samopisach zmienia siĊ codziennie rano (przyrząd o zapisie dobowym) lub

w poniedziaáki rano (zapis tygodniowy) i wtedy teĪ nakrĊca siĊ zegary i uzupeánia tusz

w piórkach samopiszących.

Obserwator powinien Ğledziü zmiany pogody takĪe pomiĊdzy terminami obserwacji,

powinien dbaü o czystoĞü i sprawnoĞü przyrządów.

Profil wodowskazowy na cieku Wielka Puszcza

ZAPISYWANIE wyników obserwacji - dzienniki i wykazy.

Wyniki obserwacji z okresu jednego miesiąca zapisywane są w przeznaczonych do

tego dziennikach. Są to:

¾ Dziennik synoptyczny - dla stacji meteorologicznych,

¾ Dziennik klimatologiczny - na posterunkach meteorologicznych,

¾ Dziennik temperatury gruntu .

BezpoĞrednio po obserwacji wpisuje siĊ do dzienników wskazania przyrządów i wyniki

spostrzeĪeĔ wizualnych. NastĊpnie uwzglĊdnia siĊ poprawki do wartoĞci odczytanych

i wyznacza z tablic potrzebne charakterystyki. Po ostatniej, wieczornej obserwacji oblicza siĊ

wartoĞci Ğrednie dobowe poszczególnych parametrów i dokonuje siĊ zestawieĔ przebiegu

zjawisk w danej dobie.

Co miesiąc zestawia siĊ:

¾ miesiĊczny wykaz spostrzeĪeĔ meteorologicznych,

¾ miesiĊczny wykaz opadowy,

¾ wyniki pomiaru temperatury gruntu.

Po przepisaniu wyników codziennych obserwacji do wykazu, sporządza siĊ charakterystyki

miesiĊczne:

¾ wartoĞci Ğrednie miesiĊczne,

¾ sumy miesiĊczne opadu i parowania,

¾ wartoĞci ekstremalne,

¾ liczby dni o charakterystycznych wartoĞciach poszczególnych parametrów,

¾ rozkáad wiatrów.

Obecnie coraz czĊĞciej wykorzystuje siĊ najnowsze zdobycze techniki do pomiaru i

rejestracji zjawiska meteorologicznych. Dane mierzone w terenie są przekazywane drogą

telefoniczną lub drogą radiową bezpoĞrednio do stacji badawczych (odbiorców) i zapisywane

w sposób cyfrowy.

Radiowa stacja meteorologiczna. Pomiar:

temperatura,

wilgotnoĞü, opady, wiatr, temp. punku rosy,

temperatura

odczuwalna. Rejestracja danych (433 MHz - zasiĊg

200 m).

Radiowa stacja meteorologiczne

Laboratorium z meteorologii i hydrologii – wprowadzenie - 6 -

POMIAR WYSOKOĝCI OPADU - 7 -

Podobnie zapisuje siĊ obserwacje stanów wody, które przelicza siĊ na przepáyw w danym

profilu uĪywając do tego krzywej konsumcyjnej. W okreĞlonych okresach czasu sprawdza siĊ

zgodnoĞü krzywej z rzeczywistym przepáywem poprzez pomiar przepáywu.

OPAD

Opad jest to produkt kondensacji pary wodnej, który w stanie staáym (Ğnieg, grad) lub ciekáym

(deszcz) dociera do powierzchni terenu.

Od opadu naleĪy odróĪniü osady - stanowiące równieĪ produkt kondensacji - ze wzglĊdu na odmienny

sposób ich formowania.

OPRACOWANIE pasków z przyrządów samopiszących.

Ze wzglĊdu na czas obrotu bĊbna z taĞmą wyskalowanego papieru, rozróĪniamy

samopisy dobowe i tygodniowe.

Do ciągáego zapisu ciĞnienia sáuĪy barograf (pasek papieru z wykresem zmian

ciĞnienia nosi nazwĊ barogram), temperatury - termograf (wykres - termogram), wilgotnoĞci

wzglĊdnej - higrograf (wykres - higrogram), opadów - pluwiograf (wykres - pluwiogram),

a usáonecznienia - heliograf (zapis - heliogram).

Wszelkie niedokáadnoĞci przyrządów samopiszących powodują, Īe wartoĞci

parametrów odczytane z wykresu obarczone są báĊdami. W dokonywaniu poprawek

pomagają repery zaznaczone w czasie obserwacji wykonywanych przyrządem

podstawowym (np. barometrem rtĊciowym).

Opracowanie pasków polega na odczytaniu i wyliczeniu wartoĞci poprawionych,

mierzonego elementu w Īądanych odstĊpach czasu (godzinowych lub mniejszych). Obecnie

paski podlegają obróbce komputerowej. Pierwszą czynnoĞcią jest wprowadzenie poprawek

czasowych - jeĞli reper z danej godziny nie pokrywa siĊ z odpowiednią linią siatki na pasku

samopisu, naleĪy odstĊpy miĊdzy kolejnymi reperami podzieliü na tyle czĊĞci ile godzin dzieli

zaznaczone nimi obserwacje. NastĊpną czynnoĞcią jest odczytanie wartoĞci parametrów

w przyjĊtych odstĊpach czasu (n p godzina) i wpisanie ich do formularza. W terminach

obserwacji (7, 13, 19 – w lecie; 8, 12, 18 – w zimie) wyliczamy róĪnicĊ pomiĊdzy odczytem

z samopisu (np. barografu) i przyrządu podstawowego (barometru) - stanowi ona poprawkĊ

do odczytu z samopisu. PoprawkĊ rozkáadamy równomiernie na poszczególne odstĊpy

czasu (np. godzinne) i po dodaniu (z uwzglĊdnieniem znaku) otrzymujemy wáaĞciwą wartoĞü

mierzonego elementu. Zostają do wyznaczenia wartoĞci ekstremalne, które nie zawsze

wystĊpują w peánych godzinach. Do ich odczytów wprowadza siĊ poprawkĊĞrednią

z wartoĞci poprawek dla sąsiednich godzin.

Heliograf nie jest typowym samopisem. TaĞma jest tu przepalana przez SáoĔce i stąd

moĪemy wnioskowaü o czasie i natĊĪeniu usáonecznienia. Opracowanie polega na

odczytaniu z dokáadnoĞcią do 0,1 godziny czasu bezpoĞredniego Ğwiecenia SáoĔca

i wpisaniu tej wartoĞci do formularza. UwzglĊdniamy nawet najsáabsze Ğlady wypalenia.

Opracowanie pluwiogramu polega na odczytaniu sum opadów w przedziaáach czasu

(np. godzina) i czasu trwania opadu.

Opad mierzymy wysokoĞcią warstwy wody, jaka powstaáaby na terenie gdyby byá

szczelny, páaski i nie byáoby parowania. WysokoĞü opadu wyraĪamy w mm.

Opad wyraĪony w mm odnosi siĊ do punktu pomiarowego i jego najbliĪszego otoczenia. JeĞli pod

uwagĊ bierze siĊ obszar objĊty opadem wówczas wygodniej jest posáugiwaü siĊ objĊtoĞcią opadu,

jaka spada na dany teren w jednostce czasu. Mówimy wówczas o wydajnoĞci opadu (ale w poáączeniu

z jednostką czasu na jednostkĊ powierzchni).

Dla przykáadu:

JeĞli na pow. 1 m 2 - spadnie deszcz o wysokoĞci 1 mm to objĊtoĞü wody wyniesie - 1 litr

JeĞli na pow. 1 ha - spadnie deszcz o wysokoĞci 1 mm to objĊtoĞü wody wyniesie - 10 m 3

JeĞli na pow. 1 km 2 - spadnie deszcz o wysokoĞci 1 mm to objĊtoĞü wody wyniesie -1000 m 3

Rodzaj opadów atmosferycznych.

Jako najczĊĞciej wystĊpujące opady moĪna wymieniü: deszcz, mĪawkĊ, Ğnieg z deszczem,

krupy ĞnieĪne i grad.

DESZCZ - opad záoĪony z kropel wody o Ğrednicy wiĊkszej niĪ 0,5 mm. Jest to najczĊĞciej pojawiający

siĊ opad w naszym klimacie.

MĩAWKA - opad drobnych kropelek wody o Ğrednicy mniejszej od 0,5 mm, które spadają bardzo

wolno i sąáatwo przenoszone przez wiatr w kierunku poziomym.

ĝNIEG - opad krysztaáków lodu, które mają zwykle delikatną, rozgaáĊzioną strukturĊ. Podstawową

formą cząstek tego opadu są gwiazdki szeĞcioramienne o piĊknej i bogatej kompozycji. Przy

temperaturach nieco niĪszych od zera krysztaáki áączą siĊ zwykle w páatki (ĞnieĪynki), a te

czĊsto w duĪe páaty.

ĝNIEG Z DESZCZEM - opad Ğniegu i deszczu lub mokrego Ğniegu, wystĊpujący w temperaturach

zbliĪonych do zera i wyĪszych od zera.

KRUPY ĝNIEĩNE - opad biaáych, kulistych lub stoĪkowatych ziarenek o Ğrednicy od 2 do 5 mm.

Podczas spadania na twarde podáoĪe odbijają siĊ i rozpryskują.

GRAD - opad kulek lub bryáek lodu nieforemnego ksztaátu (gradzin) o Ğrednicy do 50 mm, czasami

wiĊkszych. Pada przy temperaturach wyĪszych od 0 o C, w ciepáej porze roku, zwykle

towarzyszy mu burza atmosferyczna. NajczĊĞciej wystĊpuje w niĪszych szerokoĞciach

geograficznych, a najwiĊksze gradziny spotykane są w strefie miĊdzyzwrotnikowej.

Roczniki meteorologiczne i hydrologiczne

Wyniki obserwacji meteorologicznych i hydrologicznych odpowiednio zestawione

i obliczone są publikowane przez IMGW w „ Rocznikach meteorologicznych ”. Roczniki

ukazują siĊ od 1921 roku i w róĪnych okresach zmieniaáy swoją formĊ i zawartoĞü,

pozostając jednym, czasem wieloczĊĞciowym rocznikiem. Po roku 1982 roczniki przestaáy

byü dostĊpne, obecnie IMiGW oferuje dane odpáatnie w postaci zapisów na páytach CD.

Codzienne mapy synoptyczne z godziny 00 i 12 GMT są publikowane

w „ Biuletynach synoptycznych ”.

UĞrednione dane z okresów wieloletnich zamieszczane są w publikacjach i pracach

naukowych (atlasy opadów, atlasy klimatyczne itp.) Instytutu lub poszczególnych jego

pracowników.

Znane są ponadto takie opady, jak deszcz marznący , mĪawka marznąca , Ğnieg ziarnisty , ziarna

lodowe i sáupki lodowe .

Opady moĪna takĪe podzieliü na ciągáe , z przerwami , przelotne i roszące .

OPADY CIĄGàE - są to opady deszczu lub Ğniegu trwające przez dáuĪszy czas bez przerwy (wiĊcej

niĪ 6 godzin) lub z bardzo krótkimi przerwami, o przeciĊtnym i dosyü równomiernym natĊĪeniu

(wiĊkszym niĪ 0,5 mm/godz.), obejmujące na ogóá swym zasiĊgiem duĪe obszary. Padają

zwykle z chmur warstwowych deszczowych Ns i Ğrednich warstwowych As uformowanych

przy wznoszeniu siĊ powietrza wzdáuĪ powierzchni frontowych.

OPADY Z PRZERWAMI - są to równomierne opady, zazwyczaj o maáym natĊĪeniu, z chmur

warstwowych, padające z przerwami.

OPADY PRZELOTNE - są to opady zwykle krótkotrwaáe o zmiennym, lecz duĪym natĊĪeniu (ulewy).

Pochodzą z chmur káĊbiastych deszczowych ( Cb ). Opadom przelotnym towarzyszą czĊsto

silne i porywiste wiatry oraz burze, báyskawice i grzmoty. Opady te, dlatego są zazwyczaj

krótkotrwaáe, Īe pochodzą z oddzielnych chmur lub z chmur wystĊpujących w stosunkowo

wąskich strefach opadowych, szybko przemieszczających siĊ frontów cháodnych.

POMIAR WYSOKOĝCI OPADU - 8 -

POMIAR WYSOKOĝCI OPADU - 9 -

OPADY ROSZĄCE - są to niewielkie opady bardzo drobnej mĪawki lub bardzo maáych ĞnieĪynek,

pochodzące z chmur niskich warstwowych ( St ) lub káĊbiasto-warstwowych ( Sc ).

MGàA RODIACYJNA - nazywana równieĪ mgáą z wypromieniowania, powstaje przy silnym oziĊbieniu

siĊ powierzchni Ziemi wskutek wypromieniowania ciepáa z jej powierzchni, od niej oziĊbia siĊ

powietrze i gdy jego temperatura spadnie poniĪej punktu rosy, zawarta w powietrzu para

wodna skrapla siĊ. Mgáa radiacyjne utrzymuje siĊ albo tuĪ przy glebie, jako mgáa przyziemna

(niska), albo siĊga do kilkuset metrów wysokoĞci i nosi wtedy nazwĊ mgáy wysokiej (górnej).

Mgáa przyziemna pojawia siĊ u nas najczĊĞciej w drugiej poáowie lata i na jesieĔ, podczas

pogodnych i bezwietrznych nocy. Związana jest z nocną inwersją temperatury powietrza. Po

wschodzie SáoĔca, a takĪe wraz z pojawieniem siĊ silniejszego wiatru, mgáa i inwersja

zanikają. W páaszczyĨnie poziomej mgáa przyziemna rozprzestrzenia siĊ zwykle w formie

oddzielnych páatków, przewaĪnie w zagáĊbieniach terenu, w sąsiedztwie bagien, na polanach

leĞnych, a wiĊc nad obszarami silnie wyziĊbionymi wskutek duĪego wypromieniowywania

efektywnego.

MGàA ADWEKCYJNA - tworzy siĊ wówczas, gdy napáywające ciepáe i wilgotne powietrze ocháadza

siĊ wskutek przepáywu lub stagnacji nad znacznie cháodniejszym podáoĪem. Okresem

sprzyjającym powstawaniu mgáy adwekcyjnej jest raczej cháodna pora roku, przede wszystkim

listopad i grudzieĔ. WystĊpuje ona u nas w tym czasie dosyü czĊsto przy adwekcji wilgotnego

powietrza zwrotnikowo - morskiego lub ciepáego powietrza polarno - morskiego. SiĊga do

wysokoĞci wielu setek metrów. Towarzyszy jej zwykle dosyü silny wiatr.

Inne podziaáy:

OPADY OROGRAFICZNE - związane z rzeĨbą terenu i wystĊpują po dowietrznej stronie gór.

Poziomo przemieszczająca siĊ masa powietrza napotykając na przeszkodĊ w postaci gór

ulega spiĊtrzeniu i wznosi siĊ po zboczu do góry. Ocháadza siĊ adiabatycznie w wyniku, czego

powstają chmury i ciągáe, na ogóá dáugotrwaáe, opady (do kilku dni).

DZESZCZE ULEWNE - ulewami nazywamy takie opady, które w krótkim czasie dają duĪe iloĞci wody.

Ten rodzaj opadu charakteryzowany jest przez nastĊpujące parametry: natĊĪenie, czas

trwania oraz wydajnoĞü.

Osady atmosferyczne.

Do najczĊĞciej wystĊpujących u nas osadów atmosferycznych zaliczamy: rosĊ, szron, szadĨ

i goáoledĨ.

ROSA - jest to zbiór kropelek wody tworzących siĊ bezpoĞrednio na powierzchni gleby, roĞlinnoĞci

i przedmiotach znajdujących siĊ na powierzchni Ziemi, w wyniku kondensacji pary wodnej

otaczającego powietrza w temperaturze wyĪszej od 0 o C. Osad ten powstaje wówczas, gdy

temperatura wymienionych powierzchni spada poniĪej temperatury punktu rosy otaczającego

jej powietrza. Przyczyną takiego oziĊbienia jest zwykle wypromieniowywanie energii cieplnej

z powierzchni czynnej, które osiąga najwiĊksze wartoĞci podczas bezchmurnych nocy.

Dlatego bezchmurne noce sprzyjają powstawaniu rosy. IloĞü osadzającej siĊ rosy roĞnie wraz

ze wzrostem wilgotnoĞci przygruntowej warstwy powietrza. Im wiĊcej pary wodnej zawiera

przygruntowe powietrze, tym wiĊcej jej moĪe siĊ skraplaü w postaci rosy przy odpowiednim

spadku temperatury. DuĪy wpáyw na iloĞü i czĊstoĞü wystĊpowania rosy wywiera prĊdkoĞü

wiatru.

SZRON - jest to osad lodu o wyglądzie krystalicznym powstający w podobny sposób jak rosa, ale przy

temperaturze powietrza niĪszej niĪ 0 o C.

SZADħ - jest to uwarstwiony osad w postaci ziarenek lodu, o barwie biaáej lub jasno-peráowej,

osiągający niekiedy znaczną gruboĞü, dochodzącą nawet do 200 mm i wiĊcej. Gromadzi siĊ

na wyziĊbionych poniĪej 0 o C drzewach, krzewach, przewodach telekomunikacyjnych,

budynkach itp., przewaĪnie po stronie zwróconej do wiatru, który niesie wilgotne powietrze lub

czĊsto mgáĊ. W odróĪnieniu od szronu, do którego podobna jest budowa, szadĨ powstaje

w kaĪdej porze doby. W wysokich górach osad ten czĊsto odgrywa bardzo duĪą rolĊ ze

wzglĊdu na czĊste pojawianie siĊ i na znaczne iloĞci wody, jakie wnosi w ogólny bilans

produktów kondensacji pary wodnej. SzadĨ obciąĪa i áamie gaáĊzie drzew, obrywa przewody

telekomunikacyjne. Szkody wywoáane w ten sposób mają niekiedy charakter katastrofalny.

W Polsce, na obszarach nizinnych szadĨ wystĊpuje zwykle tylko w cháodnej porze roku i to

bardzo rzadko. ĝrednia roczna liczba dni z tym osadem wynosi zaledwie kilka dni.

GOàOLEDħ - jest to gáadki, szklisty osad lodu tworzący siĊ na powierzchni gleby oziĊbionej do

temperatury niĪszej lub nieco wyĪszej od 0 o C i na przedmiotach znajdujących siĊ na niej,

w wyniku zamarzania przecháodzonych spadających kropel deszczu lub mĪawki. Osad ten

osiąga znaczną gruboĞü, zwáaszcza na przedmiotach wystawionych na bezpoĞredni wpáyw

wiatru, i podobnie jak szadĨ, wyrządza wówczas duĪe szkody, áamiąc gaáĊzie, a nawet sáupy

telekomunikacyjne itp.

Sposoby pomiaru opadu

Pomiar opadu polega na zmierzeniu wysokoĞci warstwy wody jaka spada na badany

teren. Wykonuje siĊ go na stacjach meteorologicznych i wybranych posterunkach opadowych. Pomiar

odbywa siĊ przy uĪyciu przyrządów standardowych (deszczomierzy i pluwiografów) bądĨ przy uĪyciu

czujników wchodzących w skáad automatycznego systemu rejestracji danych. Deszczomierze mierzą

sumy dobowe (wpisywane zawsze za poprzednią dobĊ). Są to najczĊĞciej blaszane pojemniki

o okreĞlonej powierzchni wlotu, posiadające we wnĊtrzu zbiornik na wodĊ opadową. Mimo prostej

konstrukcji pomiar opadu obciąĪony jest báĊdami wywoáanymi deformacją strugi w pobliĪu samego

deszczomierza, zwilĪeniem Ğcianek naczynia przez opad, parowaniem wody ze zbiornika.

Pomiar wysokoĞci opadu za pomocą deszczomierza

Pomiary opadu na posterunkach opadowych przeprowadza siĊ 1 raz dziennie o godz. 7 00 . Dla

celów synoptycznych mierzy siĊ opad cztery razy na dobĊ oraz dodatkowo w pewnych szczególnych

przypadkach. Wyniki pomiarów wpisuje siĊ do dziennika obserwacyjnego, przy czym pamiĊtaü naleĪy,

Īe zmierzoną sumĊ dobową wpisuje siĊ do dziennika z datą dnia poprzedniego. Pomiar opadu

wykonuje siĊ przy pomocy specjalnie do tego celu wyskalowanej menzurki, która w dolnej czĊĞci

posiada skalĊ skaĪoną, pozwalającą na odczytywanie opadów mniejszych od 1 mm. Menzurka

dostosowana jest do powierzchni standardowej równej 200 cm 2 i wyskalowana jest bezpoĞrednio

w mm wysokoĞci opadu. Wlewając do menzurki objĊtoĞü wody zgromadzonej w naczyniu odczytujemy

na skali wprost wysokoĞü danego opadu.

Deszczomierz Hellmanna

Przyrząd standardowy stosowany do wysokoĞci

500 m. n. p. Skáada siĊ z odbiornika, podstawy,

zbiornika, wkáadki uĪywanej podczas opadów Ğniegu

oraz trzymadáa sáuĪącego do zawieszenia przyrządu na

paliku. Powierzchnia chwytna wynosi 200 cm 2 .

Deszczomierz przytwierdza siĊ do sáupka tak, by wlot do

niego znajdowaá siĊ w poziomie na wysokoĞci 1 m nad

powierzchnią terenu. PowyĪej 500 m n.p.m.

deszczomierze montuje siĊ tak by ich powierzchnia

wlotowa znajdowaáa siĊ na wysokoĞci 1,5 m nad

powierzchnią terenu.

Mgáy

Mgáą nazywamy zawiesinĊ bardzo maáych kropelek wody (rzadziej, przy bardzo niskich

temperaturach, krysztaáków lodu lub jednych i drugich jednoczeĞnie) w powietrzu, zmniejszając

widocznoĞü poziomą poniĪej 1 km 2 . Mgáa tworzy biaáą zasáonĊ przesáaniającą krajobraz. JeĞli przy

wystĊpowaniu takiej zasáony widzialnoĞü jest wiĊksza niĪ 1 km, wówczas zjawisko to nazywamy nie

mgáą, lecz zamgleniem. Owo zmniejszenie widzialnoĞci stanowi kryterium przy obserwacjach mgáy.

Mgáa powstaje zwykle wskutek oziĊbienia siĊ powietrza poniĪej punktu rosy, przy czym skraplanie siĊ

pary wodnej nastĊpuje tuĪ nad glebą lub na stosunkowo niewielkich odlegáoĞciach od powierzchni

Ziemi. Wskutek maáych rozmiarów kropelki mgáy unoszą siĊ w powietrzu i bardzo wolno opadają. Pod

wzglĊdem sposobu powstawania moĪna rozróĪniü takie gáówne rodzaje mgieá, jak: radiacyjną

i frontową.

hydrologia - materiały pomocnicze Pol. Krakowska.pdf

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: