Meteorologija ili vremenoslovlje ( gr? . μετεωρολογ?α : nau?avanje o nebeskim pojavama) je znanost o Zemljinoj atmosferi i promjenama u njoj. Meteorologija prou?ava promjene vremena oko nas. Meteorologija je grana geofizike . Razvoj meteorologije zapo?eo je tek polovinom 17. stolje?a, primjenom prvih mjernih instrumenata za mjerenje meteorolo?kih pojava. ^[1] Neke od glavnih pojava koje se prou?avaju jesu koli?ina i vrsta oborina , grmljavinske oluje , tornadi , tropski cikloni i tajfuni . Bitan utjecaj vremena na ljude i ljudske aktivnosti doveo je do razvoja znanosti o prognoziranju vremena . Prou?avanje međudjelovanja atmosfere i oceana zajedni?ko je podru?je meteorologije i oceanografije . ^[2]

Povijest meteorologije [ uredi | uredi kod ]

Najstariji po?eci meteorologije nalaze se u prastarom, neprekidnom zanimanju ?ovjeka za zbivanja u prirodi . Pojave koje je ?ovjek opa?ao na nebu obja?njavali su misti?kim silama, a ta su shva?anja zadr?ali jo? i danas neki narodi.

Rije? meteorologija potje?e od gr?ke rije?i meteoron koja se odnosila na sve pojave na nebu. Zanimanje ?ovjeka za vrijeme koje ga okru?uje postojalo je otkad i sam ?ovjek. Ve? u staroj Kini , Indiji , Egiptu i Gr?koj ljudi su raspravljali o vjetrovima i oborinama te poku?avali shvatiti i objasniti te vremenske pojave. Prva knjiga s opisom i tuma?enjem vremenskih pojava je Aristotelova Meteorologica ( 340. g. prije Krista ), a obuhva?ala je sve pojave iznad tla. Veliki utjecaj i na kasnija razdoblja imao je Aristotel, pa se zato smatra njenim osniva?em. Skoro cijelo sljede?e tisu?lje?e meteorologija se vrlo slabo razvijala. Iz tog vremena postoje rijetki zapisi (anali), uglavnom crkveni, o vremenskim pojavama i posebno nepogodama.

Po?etci meteorologije le?e u promatranju trenuta?nog vremena i nagađanja kakvo bi ono moglo biti u vrlo bliskoj budu?nosti. Aristotelov nauk i njegova Meteorologica bili su u antici i srednjem vijeku vrlo cijenjeni i zapravo jedini koliko-toliko znanstveni meteorolo?ki temelji. U ljetopisima i dnevnicima iz srednjeg vijeka postoje dragocjene zabilje?ke o vremenskim pojavama i nepogodama, no tada jo? nije bilo nikakvih instrumentalnih mjerenja .

Tako je bilo sve dok R. Descartes , G. Galilei i ostali nisu nagađanja po?eli mijenjati instrumentalnim promatranjima po?etkom 17. stolje?a . Prva meteorolo?ka mjerenja pomo?u mjernih instrumenata zapo?eli su Galilejevi u?enici (1645.) u Firentinskoj akademiji. Najosnovniji instrumenti za provođenje tih promatranja i mjerenja ? barometar , vlagomjer ili higrometar i termometar ? izumljeni su u razdoblju između 1650. i 1750. godine. Spajanje teorije i pokusa uklju?ivalo je i Newtonove zakone gibanja , pokuse B. Pascala , E. Mariottea , R. Hookea , E. Halleyja i ostalih na hipsometriji (preciznom mjerenju nadmorske visine ), zatim istra?ivanja R. Boylea s plinovima te Halleyja, Hadleyja i d'Alemberta o atmosferskoj cirkulaciji. Ve? 1686. engleski astronom E. Halley objavljuje prvu kartu vjetrova u tropskom podru?ju , ?to je tada bilo od osobitog zna?enja za plovidbu jedrenjaka .

U 18. stolje?u razvijaju se fizikalne znanosti, posebno termodinamika . G. D. Fahrenheit i A. Celsius uvode ljestvice na termometrima, a J. Black doprinosi teorijskom razvoju meteorologije jasnim razlu?ivanjem pojmova temperature i topline . Podaci meteorolo?kih mjerenja, a i otkri?e osnovnih zakona fizike, omogu?ili su bolje razumijevanje nekih meteorolo?kih pojmova, prije svega tlaka zraka. Ve? je 1648. B. Pascal ustanovio da tlak zraka opada s nadmorskom visinom , a 1685. E. Halley, polaze?i od Boyle-Marriotteova zakona , postavlja izraz za prora?un visine nekog mjesta na osnovi mjerenja tlaka . H. B. Saussure , penju?i se na alpske vrhunce, ispituje promjenu meteorolo?kih pojava s visinom. J. Charles prvi je 1783. u slobodnom balonu ponio termometar i barometar do visine 3 467 m i tako zapo?eo aerolo?ka mjerenja . Tek kad je R. Assmann izumio 1887. aspiracijski psihrometar , mogle su se besprijekorno mjeriti temperatura i vlaga zraka . U 19. stolje?u po?inju mjerenja visokih slojeva atmosfere pomo?u slobodnih balona s uređajima za obilje?avanje, a 1902. otkrivena je tropopauza (R. Assmann i L. P. Teisserene de Bort ).

Do 1850. standardizirani su termometri, B. Franklin prou?avao je munje i izumio gromobran , J. Dalton postavio je temelje za mjerenje isparavanja i vla?nosti zraka , a L. Howard klasificirao je oblake . Po?etkom 19. stolje?a javne ustanove ali i amateri po?inju pratiti i bilje?iti vremenske prilike.

U 19. stolje?u uvodi se u meteorologiju sinopti?ka metoda , to jest istodobno promatranje stanja atmosfere na velikom podru?ju. U gotovo svim razvijenijim zemljama uspostavlja se mre?a meteorolo?kih stanica i organizira se meteorolo?ka slu?ba. H. W. Brandles izrađuje prvu sinopti?ku kartu Europe, no ve?i poticaj za uvođenje sinopti?ke metode, odnosno za uvođenje meteorolo?ke slu?be, pojavljuje se tek poslije 1856., kad je U. Le Verrier dokazao da se upotrebom sinopti?ke metode mogla predskazati velika oluja (1854.), koja je o?tetila francusku i britansku flotu na Crnom moru pred Krimom . Otada se pro?iruje mre?a meteorolo?kih stanica, uvode se meteorolo?ka mjerenja na moru, postavljaju se osnove klimatologije i sve vi?e se istra?uju procesi u atmosferi.

Nakon ?to je u Krimskom ratu francuska flota bila te?ko o?te?ena u sna?noj oluji, zemlje zapadne Europe i Sjeverne Amerike zapo?ele su ozbiljne poku?aje skupljanja podataka o vremenu na mnogo mjesta istovremeno pomo?u nedavno izumljenog telegrafa . Razvoj pouzdanih satova omogu?io je stalnost i to?nost promatranja na ?irem podru?ju. Izumljeni su i anemometri , a uskoro je za odr?anje i o?itavanje uređaja uvedena i elektri?na struja . S razvojem prometa baloni , zmajevi i zrakoplovi uskoro su na svojim letovima nosili i meteorolo?ke instrumente kroz troposferu , najni?i sloj Zemljine atmosfere, sve do stratosfere, idu?eg sloja atmosfere. Stratosfera je otkrivena, opisana i nazvana malo nakon 1900. Stalna mjerenja po visini zapo?ela su oko 1920., nakon ?to su izumljeni radio -uređaji na baterije koji su bili postavljani na balone. Podatci o stanju vremena na ve?im visinama dali su potpuniju sliku stanja atmosfere i bolji uvid u pojave na tim visinama, poput mlazne struje.

Za razvoj meteorologije posebno su va?ni bili radovi H. Helmholtza , koji u meteorologiju po?inje primjenjivati zakone mehanike fluida . Pojam cirkulacije potje?e od W. Thomsona (Lord Kelvin) , a J. Bjerknes postavlja teorijske osnove fizikalnih procesa u atmosferi, s posebnom primjenom na visinske karte. On je najva?niji prestavnik takozvane bergenske ?kole, koja je potkraj dvadesetih godina 20. stolje?a uvela u meteorolo?ku praksu pojam zra?ne mase i fronte , te umnogome razvila metode prognoze vremena . Primjenom radiosondi po?etkom 1930-tih godina, zapo?inju redovna mjerenja slobodne atmosfere i primjena visinskih ( aerolo?kih ) mjerenja. U tom razdoblju doprinose razvoju meteorologije radovi C. G. Rossbyja , a i nagli razvoj zrakoplovstva .

Termodinamika , koja se po?ela razvijati sredinom 19. stolje?a, omogu?ila je velik broj novih jednad?bi koje opisuju atmosferu i promjene u njoj. Od 1850. do 1950. dominantna grana meteorologije bila je sinopti?ka meteorologija . Oko 1920. empirijska iskustva prepu?taju mjesto fizici, a znanstvenici V. Bjerknes i njegov sin Jacob sve te ideje oblikovali su u teoriju o polarnoj fronti , uklju?uju?i klju?ne pojmove fronte i zra?nih masa .

Poslije Drugog svjetskog rata, zahvaljuju?i velikom pro?irenju mre?e prizemnih i aerolo?kih stanica, rezultatima opse?nih teorijskih istra?ivanja i upotrebi elektroni?kih ra?unala , omogu?ena je primjena numeri?kih modela za prognozu vremena. U zadnje vrijeme meteorolo?ki podaci sve vi?e slu?e svakodnevnom ?ivotu, privredi, industriji i tehnici, ?to znatno otklanja neizvjesnosti koje su se ranije morale uva?avati s obzirom na utjecaj atmosfere na planiranje ljudskih aktivnosti. Razvijene su mnoge grane meteorologije, ?emu je posebno doprinio brzi razvoj mjernih instrumenata, osobito elektronike. ?iroka primjena elektroni?kih ra?unala i novih metoda mjerenja pomo?u umjetnih satelita , radara i drugog omogu?uje nove spoznaje i bolje razumijevanje atmosferskih procesa.

Moderna dinami?ka meteorologija rođena je 1948., kad je Jule Charney uspio reducirati slo?ene dinami?ke jednad?be (koje je ve? 1904. postavio stariji Bjerknes) na jednostavniji oblik. Istovremeni razvoj digitalnog ra?unala osigurao je da Charneyjeva metoda rje?avanja jednad?bi ima veliku prakti?nu korisnost jer se omogu?ilo da prognoziranje vremena bude osnovano na rje?enjima dinami?kih jednad?bi kao funkcija vremena. Od 1948. naglo se razvija i radarska tehnologija pa se ve? dvije godine poslije radarima moglo razlikovati sastav oblaka po koli?ini vode u njima i tako otkriti oluje , osobito one grmljavinske . Od sredine ?ezdesetih godina izumljeni su i radari koji su Dopplerovim u?inkom davali podatke i o brzini . Nakon 1960. umjetni sateliti su po?eli slati detaljne slike cijele Zemljine povr?ine.

Astronomija i prou?avanje meteora kao padaju?ih zvijezda kasnije se izdvojila kao posebna znanstvena disciplina. Meteorologija postupno se ograni?ila na prou?avanje atmosfere . Mnoge vremenske pojave i danas se nazivaju meteorima , poput hidrometeora (teku?a ili smrznuta voda koja pada na tlo u obliku ki?e, snijega, tu?e, magle i drugo), litometeorima (suhe ?estice pra?ine, pijeska ili dima), fotometeorima (opti?ke pojave poput hala , duge ) i elektrometeorima (elektri?ne pojave kao ?to su munje, sijevanje, vatra svetog Ilije ).

Moderna meteorologija prvenstveno se bavi tipi?nim i najvidljivijim oblicima vremena poput grmljavinskih oluja, tropskih ciklona, tornada, fronti i sli?no. Meteorologija se naj?e??e opisuje kao fizika atmosfere jer u modernoj meteorologiji fizika ima ogroman zna?aj.

Dana?nja meteorologija [ uredi | uredi kod ]

Razvitkom meteorologije otvorila se mogu?nost njenog iskori?tavanja u svakodnevnom ?ivotu za potrebe ?ovjeka, ?to je potaknulo organizaciju i nastanak prvih meteorolo?kih slu?bi, ali i razvilo spoznaju o velikoj va?nosti međunarodne suradnje. Ljudi su brzo shvatili da vrijeme i meteorolo?ka zbivanja ne poznaju dr?avne granice i da prelaze granice kontinenata .

Međunarodna povezanost u meteorologiji utemeljena je na Prvom međunarodnom kongresu meteorologa u Be?u 1873., gdje je osnovana Međunarodna meteorolo?ka organizacija ( eng . International Meteorological Organization ? IMO). Ta organizacija je 1951. prerasla u Svjetsku meteorolo?ku organizaciju (eng. World Meteorological Organization ? WMO ), posebnu agenciju Ujedinjenih naroda . 1. rujna 1993. WMO je obuhva?ao 167 dr?ava i 5 teritorija ?lanica, uklju?uju?i i Hrvatsku. Zada?a je Svjetske meteorolo?ke organizacije sudjelovanje u organiziranju mre?e meteorolo?kih postaja na kojima ?e se mjeriti i opa?ati meteorolo?ke pojave na jedinstven na?in, sudjelovanje u organiziranju sustava brze razmjene meteorolo?kih izvje??a, organiziranje znanstvenih istra?ivanja te pomaganje primjene meteorologije u svim ljudskim djelatnostima.

Meteorologija kao znanost i dalje se razvija. Od velike su pomo?i i nagla kompjuterizacija i automatizacija , pogotovo u iskori?tavanju ogromnog broja motrenja koja se dnevno obavljaju tradicionalnim, ali i novim instrumentima. Na primjer razvoj Dopplerova radara klju?an je za pravodobna i ?to to?nija upozorenja za nadolaze?i tornado ili druge mjesne vremenske događaje koji predstavljaju opasnost ljudima i imovini. Nova mo?na ra?unala jedina mogu u vrlo kratkom vremenu obraditi mno?tvo podataka koji svakog trenutka sti?u sa svih strana svijeta, ?to je klju?no za pravovremeno i to?no rje?avanje slo?enih jednad?bi koje opisuju i predviđaju stanje atmosfere.

Određen broj svih tih informacija ?iri se svijetom posredstvom Globalnog telekomunikacijskog sustava Svjetske meteorolo?ke organizacije, ali dobar dio ne ?alje se u javnost zbog komercijalnog interesa, nacionalne sigurnosti i logistike nekih zemalja. Iz tog razloga diljem svijeta postoji nekoliko sredi?ta koja pomo?u brzih i mo?nih ra?unala te ra?unalnih modela izvode simulacije vremena u budu?nosti temeljene na dosada?njim opa?anjima. Jedno od tih sredi?ta je i Europski centar za srednjoro?nu prognozu vremena (ECMWF) u engleskom Readingu.

Vrlo bitan dio meteorologije predstavljaju meteorolo?ka opa?anja i mjerenja. Ona se vr?e na mnoge na?ine, naj?e??e u meteorolo?kim postajama , a od velike su va?nosti u novije vrijeme radio, radar i umjetni sateliti. Ra?unalna tehnologija uspje?no se i uvelike koristi, uklju?uju?i numeri?ke modele, interaktivnu analizu podataka i njihovo potpuno razumijevanje.

Meteorologija djeluje u vezi s mnogim granama znanosti koje se bave ?ovjekovom okolinom. Neke od va?nijih su: aeronautika , agrikultura , arhitektura , ekologija , proizvodnja energije , ?umarstvo , hidrologija , oceanografija i medicina . Mnoge od navedenih znanosti uvelike ovise o u?incima vremena na određenom mjestu, no hidrologija i oceanografija utje?u i povratno na meteorologiju jer svojim u?incima mijenjaju i atmosferske uvjete na Zemljinoj povr?ini.

Podjela meteorologije [ uredi | uredi kod ]

Razvojem meteorologije nastale su kroz posljednja dva i pol stolje?a pojedine velike i samostalne grane, koje se međusobno razlikuju po predmetima prou?avanja i po metodama istra?ivanja. U osnovi, meteorologija se mo?e razvrstati na nekoliko disciplina. Meteorologija se dijeli na razli?ite grane, od kojih svaka ima posebne metode istra?ivanja. Utvrđivanjem zakonitosti atmosferskih procesa bavi se dinami?ka meteorologija, prognozom vremena sinopti?ka meteorologija, prosje?nim stanjem atmosfere i klimom razli?itih krajeva klimatologija, istra?ivanjem vi?ih slojeva atmosfere aerologija i aeronomija, istra?ivanjem prizemnoga sloja atmosfere mikrometeorologija, a utjecajima atmosfere na biljni i ?ivotinjski svijet biometeorologija. Primjenom meteorolo?kih zakonitosti za unaprjeđenje pojedinih grana ljudske djelatnosti razvila se zrakoplovna meteorologija (osiguranje i za?tita zra?noga prometa), pomorska meteorologija (u vezi s pomorskom navigacijom), poljoprivredna ili agrometeorologija (u vezi s poljoprivredom), radarska meteorologija (istra?ivanje stanja atmosfere, u prvom redu oblaka, oborina i vjetra) i drugo. Fizi?ka meteorologija u u?em smislu dijeli se na atmosfersku optiku , znanost o atmosferskom elektricitetu , atmosfersku akustiku i drugo; osim toga istra?uje i pojave zra?enja , isparavanja , mikrofiziku oblaka (postanak oblaka i oborina). Glavna su podru?ja istra?ivanja u meteorologiji: struktura i sastav atmosfere, pretvorba razli?itih oblika energije u atmosferi kojima je glavni izvor energija direktnog ili indirektnoga zra?enja Sunca, toplinski re?im i pona?anje vodene pare u atmosferi, op?a cirkulacija atmosfere i problemi u vezi s gibanjem zraka, problemi prognoze vremena i drugo.

Razvitak meteorologije prouzro?io je i njenu podjelu:

• Op?a meteorologija bavi se prou?avanjem svih meteorolo?kih elemenata i pojava te osnovnih procesa u glavnim crtama, uklju?uju?i metode meteorolo?kih motrenja i meteorolo?ke instrumente.
• Dinami?ka meteorologija prou?ava dinamiku atmosfere. Procese u atmosferi obja?njava zakonima fizike pomo?u matematike.
• Sinopti?ka meteorologija prou?ava vremenske prilike iznad velikih zemljopisnih podru?ja, primjenjuju?i zemljopisne karte na kojima su meteorolo?ka motrenja ucrtana za primjenu u vremenskoj analizi i prognozi, za jedno mjesto ili podru?je, za kra?e ili dulje razdoblje.
• Klimatologija prou?ava srednje stanje atmosfere u vremenu i prostoru, kao odraz pona?anja vremena u vi?egodi?njem razdoblju.
• Aerologija prou?ava slobodnu atmosferu i njezino uspravno protezanje do ve?ih visina, pribli?no do 40 km.
• Aeronomija prou?ava gornju atmosferu u odnosu prema sastavu, svojstvima i gibanjima te zra?enjima primljenim iz svemira.
• Mikrometeorologija prou?ava meteorolo?ke uvjete malih razmjera, sadr?i detaljnija mjerenja blizu Zemljine povr?ine u kratkom razdoblju i na malom podru?ju.
• Fizi?ka meteorologija prou?ava fizikalna svojstva i procese atmosfere kao sastav zraka i oblaka, zra?enja, akustiku, optiku i elektricitet atmosfere.

Prema podru?jima prakti?ke primjene rezultata meteorolo?kih istra?ivanja postoji vi?e meteorolo?kih disciplina:

• Zrakoplovna meteorologija opskrbljuje obavijestima o vremenu slu?be zra?ne plovidbe za potrebe zra?nog prometa i zrakoplovne tehnike.
• Pomorska meteorologija (koja uklju?uje i rije?nu) opskrbljuje obavijestima o vremenu slu?be raznih pomorskih djelatnosti za potrebe pomorskog i rije?nog prometa.
• Meteorologija kopnenog prometa od pomo?i je slu?bama kopnenog prometa (ceste, ?eljeznice, unutarnji promet).
• Tehni?ka meteorologija poma?e slu?bama tehni?kih grana, za prakti?nu primjenu meteorologije u telekomunikacijskom prometu, elektroprivredi, urbanizmu, građevinarstvu (brane, cjevovodi, ?i?are), turizmu i drugom.
• Agrometeorologija prou?ava međudjelovanje meteorolo?kih i hidrolo?kih ?imbenika i poljoprivrede u naj?irem smislu, uklju?uju?i vrtlarstvo, doma?e ?ivotinje i ?ume.
• Biometeorologija prou?ava utjecaje vremenskih procesa na ?ive organizme.
• Humana meteorologija prou?ava utjecaje vremena na ?ivot i zdravlja ljudi.
• Ekolo?ka meteorologija dio je biometeorologije koja prou?ava odnos između ?ivih organizama i njihovog klimatskog okru?enja.
• Nuklearna meteorologija bavi se problemima ?irenja radioaktivnih plinova u atmosferi;
• Radarska meteorologija bavi se primjenom radara u meteorolo?kim istra?ivanjima oblaka i oborina te u prognozi vremena;
• Radio meteorologija prou?ava ?irenje radio valova u atmosferi;
• Satelitska meteorologija bavi se primjenom umjetnih satelita radi mjerenja i sakupljanja podataka za prognozu vremena, klimatologiju i fizikalnu meteorologiju uop?e;
• Tehni?ka meteorologija slu?i se spoznajama iz razli?itih grana meteorologije da bi ih prakti?ki primijenila u građevinarstvu , urbanizmu, problemima zagađenosti zraka, turizmu, prometu, elektroprivredi i tako dalje.

Op?i podaci o Zemljinoj atmosferi [ uredi | uredi kod ]

Zemljina atmosfera je smjesa plinova . Ako se u sustavu zraka ne ura?unava vodena para , takva se smjesa zove suhi zrak .

U sustavu atmosfere uvijek se nalaze i 3 promjenjiva sastojka: vodena para, ozon i ugljikov dioksid . Zna?ajka je tih plinova da znatno apsorbiraju zra?enje Sunca i Zemlje , i time bitno utje?u na temperaturu atmosfere i Zemlje. U posljednja dva stolje?a zamje?uje se pove?anje ugljikovog dioksida CO ₂ na ?itavoj Zemlji, koli?ina se poduplala. Zbog utjecaja ?ovjekovih djelatnosti pove?ava se u svjetskim razmjerima i sadr?aj drugih plinskih primjesa, kao ?to su ugljikov monoksid CO, sumporov dioksid SO ₂ , du?ikovog dioksida NO ₂ i drugi.

U sastavu atmosfere nalaze se i mnogobrojne krute i teku?e primjese koje lebde u zraku. To su takozvani aerosoli , koji su umjetnog ili prirodnog porijekla. Koli?ina se aerosola pove?ala u zadnjih 70 godina za 50%. U velikim gradovima sadr?aj aerosola je mnogo ve?i nego iznosi srednja koncentracija u ?itavoj atmosferi.

Sadr?aj vodene pare u atmosferi koleba se u ?irokim granicama: od blizu 0% masenog udjela pri vrlo niskih temperaturama do 4% pri visokim temperaturama.

Podjela atmosfere na slojeve [ uredi | uredi kod ]

Po okomici atmosfera se prote?e do 60 - 70 tisu?a kilometara , iako se ne mo?e govoriti o nekoj o?troj gornjoj granici. Uzima se da ukupna masa atmosfere bez vodene pare iznosi 5,157?10 ¹⁸ kg , ?to je otprilike jedna milijuntina Zemljine mase. Oko 99% ukupne atmosferske mase nalazi se u sloju od 30 do 35 km iznad tla, a 50% ukupne mase u sloju do svega 5 km visine.

Debljina je osnovne atmosferske mase zanemarljiva u usporedbi s njenim vodoravnim mjerama, pa zato i osnovne tvorevine, koje određuju vrijeme ( fronte , ciklone i anticiklone ) zauzimaju vodoravno prostranstva od stotine i tisu?e kilometara, a po okomici od svega nekoliko kilometara.

Po okomici mo?e se podijeliti atmosfera prema 4 kriterija:

• sastav zraka i pojava elektri?ki nabijenih ?estica ,
• međudjelovanje atmosfere i Zemljine povr?ine,
• promjena temperature s visinom,
• utjecaj atmosfere na letjelice .

Prema sastavu zraka, atmosferu ?ine donji sloj ili homosfera, od tla do visine 95 km, i gornji sloj ili heterosfera, iznad visine od 95 km. U homosferi se omjer osnovnih plinova ( du?ika , kisika i argona ) i relativna molekulska masa zraka ( μ ₀ = 28,9645) ne mijenjaju. U heterosferi, usporedo s molekulama du?ika i kisika, pojavljuju se i atomi du?ika i kisika, a relativna se molekulska masa zraka smanjuje s visinom. Sloj između 20 i 55 km, u kojemu se nalazi najve?a koncentracija ozona, zove se ozonski omota? ili ozonosfera. Od 50 do 60 km iznad tla, s pove?anjem visine naglo se pove?ava koncentracija nabijenih ?estica ( iona i elektrona ), pa se taj sloj atmosfere zove ionosfera .

Ionosfera se sastoji od nekoliko slojeva (D na visini oko 60 km, E na visini od 90 do 120 km, F na visini ve?oj od 180 km) s povi?enom koncentracijom iona. Vanjski pojas atmosfere, gdje se ?estice rijetko sudaraju, a ve?ina ih je elektri?ki nabijena, predstavlja radijacijski pojas Zemlje, debljine od 9 do 12 Zemljinih polumjera ( magnetosfera ). U tom se pojasu, zbog djelovanja magnetskog polja Zemlje , ?estice voma kolebaju uzdu? magnetskih silnica i imaju velike energije.

Prema međudjelovanju atmosfere i podloge, atmosferu ?ini grani?ni sloj (ili sloj trenja) i slobodna atmosfera. U grani?nom sloju visine od 1 do 1,5 km, ve? prema vrsti podloge, na gibanje zraka utje?u Zemljina povr?ina i turbulentno trenje, a meteorolo?ke pojave imaju izraziti dnevni hod. U slobodnoj atmosferi mogu se u prvom pribli?enju (aproksimaciji) zanemariti sile trenja zraka.

Prema promjeni temperature s visinom atmosferu ?ini nekoliko slojeva. Najdonji sloj atmosfere, koji se prote?e do oko 11 km visine i u kojemu temperatura u prosjeku opada s visinom za 0,65 °C /100 m , zove se troposfera . U troposferi, iznad grani?nog sloja sve do visine 6 - 8 km, nalazi se donja troposfera, a iznad toga sloja do vrha troposfere je gornja troposfera.

Smanjenje temperature s visinom prestaje u troposferi na nekoj visini iznad koje temperatura umjereno opada (manje od 0,2 °C/100 m), ostaje stalna ili pak s visinom raste. Taj sloj iznad troposfere, na visini između otprilike 11 km i oko 50 km, zove se stratosfera . Prijelazni sloj između troposfere i stratosfere zove se tropopauza , i on u na?im krajevima dose?e visinu između 9 do 11 km, ve? prema godi?njem dobu i vremenskom stanju. U polarnim predjelima visina tropopauze iznosi od 8 do 10 km, a u ekvatorskom pojasu od 16 do 18 km. Na umjerenim zemljopisnim ?irinama temperatura iznad tropopauze naj?e??e se ne mijenja s visinom, a iznad tropskih i ekvatorijalnih predjela polagano raste.

Izotermi?ko stanje stratosfere zadr?ava se u prosjeku sve do visine 25 km, a iznad te razine temperatura raste zbog apsorpcije ultraljubi?astog zra?enja Sunca u sloju ozona ( ozonski omota? ). Srednja vrijednost okomitog temperaturnog gradijenta u sloju od 25 do 46 km iznosi - 0,28 °C/100 m. U prijelaznom sloju, takozvanoj stratopauzi , na visini od 45 do 54 km temperatura je blizu 0 °C, s mogu?im odstupanjima ± 20 °C.

U mezosferi (od 50 do 80 km), sloju atmosfere iznad stratosfere, temperatura zraka ponovno opada, i to prosje?no - 0,35 °C/100 m. Na visini od 80 do 95 km postoji prijelazni sloj, takozvana mezopauza , u kojemu temperatura iznosi od - 85 °C do - 90 °C. Iznad mezopauze, u termosferi (od 90 do 450 km), temperatura ponovno raste, i to uglavnom zbog toga ?to kisik apsorbira Sun?evo zra?enje valne duljine manje od 0,24 μm i pri tom disocira, pa nastaje atomni kisik. U termosferi temperatura raste s visinom i dose?e vrijednosti i dose?e vrijednosti i iznad 1 000 K . Na visinama iznad 1 000 km nalazi se egzosfera , odakle se plinovi ?ire u svemir .

?imbenici (parametri) atmosfere ( temperatura , tlak zraka , gusto?a zraka ) veoma se mijenjaju u prostoru i vremenu, pa se mo?e uglavnom govoriti samo o srednjim vrijednostima.

Osnovna svojstva srednje okomite strukture atmosfere bile su određene međunarodnom standardnom atmosferom CIRA ( eng . COSPAR International Reference Atmosphere ) iz 1961., te standardnom ruskom atmosferom SA-73 iz 1975. CIRA je određivala podatke o atmosferi do 800 km visine; podaci iznad 200 km osnivaju se na mjerenjima pomo?u umjetnih satelita. SA-73 određuje srednje vrijednosti osnovnih parametara atmosfere u rasponu visina od 0 do 50 km na zemljopisnoj ?irini 45° 32’, pri srednjoj Sun?evoj aktivnosti, a postoje i preporuke za visine od 50 do 120 km. Standardna atmosfera SAD iz 1976. pro?irena je do 1 000 km.

Meteorolo?ke pojave [ uredi | uredi kod ]

Meteorolo?ke pojave ili meteorolo?ki elementi su veli?ine kojima se prikazuje fizikalno stanje atmosfere i fizikalne pojave u njoj. Glavne meteorolo?ke pojave dijele se na pojave koji ponajvi?e ovise o djelovanju Sunca (jakost i trajanje Sun?eva zra?enja , temperatura zraka ), na one pojave koji određuju stanja i promjene mehani?ke naravi uz utjecaj sile te?e ( tlak zraka i vjetar ) i na pojave koje su u vezi s vodenom parom u atmosferi ( vlaga zraka , oblaci , oborine ). U meteorolo?ke pojave ubrajaju se također toplinsko zra?enje atmosfere i Zemlje, vodoravna vidljivost, snje?ni pokriva?, opti?ke i elektri?ne pojave u atmosferi i drugo. Meteorolo?ke pojave utje?u jedne na druge, a njihove se vrijednosti mijenjaju vremenski i od mjesta do mjesta. Skup vrijednosti meteorolo?kih pojava na određenome mjestu u određenome trenutku naziva se vrijeme . Vrijednosti meteorolo?kih pojava određuju se redovito mjerenjem i motrenjem na meteorolo?kim postajama . ^[3]

Oblaci i oborine [ uredi | uredi kod ]

Ako u nekom dijelu Zemljine atmosfere koji je zasi?en vlagom pada temperatura , kondenzirat ?e se vodena para i stvarati vodene kapljice . Stvaraju li se te kapljice blizu tla, nastat ?e magla , a stvaraju li se u ve?im visinama, nastat ?e oblaci . Oblaci nastaju i na taj na?in da se topli zrak kao specifi?ki lak?i di?e uvis, gdje je ni?a temperatura. Sadr?i li taj zrak veliku koli?inu vlage, ona ?e se zbog ohlađivanja kondenzirati, i time ?e nastati oblaci. Stvaranju magle pogoduju pra?ina i dim koji se nalaze u zraku. ?estice pra?ine i dima ?ine jezgre kondenzacije vodene pare koja je ohlađena ispod rosi?ta . Zimi odnosno na visokim planinama , kada je temperatura vrlo niska, smrzavaju se vodene kapljice u sitne kristale, koje stvaraju snijeg .

Ki?a se sastoji od krupnih kapljica vode. Da bi iz oblaka padala ki?a, moraju od sitnih kapljica nastati krupnije, jer sitne kapljice padaju sporo, pa se na putu ispare. Ljeti zbog brzog i velikog zagrijavanja di?e se u visinu zrak s velikim sadr?ajem vlage, gdje se ohladi ispod 0 °C . Kako ljeti sadr?i zrak vi?e vlage nego zimi, stvorit ?e se ohlađivanjem veliki kristali odnosno led , koji pada kao tu?a na Zemlju. Zemaljska povr?ina gubi no?u i?arivanjem velik dio topline , koju je danju primila putem Sun?eve svjetlosti . Zbog toga nastaje ohlađivanje zraka, a time kondenzacija suvi?ne vlage u obliku kapljica na povr?ini Zemlje. To je rosa . Zimi zbog istog razloga nastaje ohlađivanje ispod 0 °C, a time smrzavanje rose u obliku iglica, ?to se zove mraz .

Sve navedene meteorolo?ke pojave, to jest ki?a, snijeg, tu?a, rosa i mraz, koje nastaju zbog kondenzacije vodene pare u zraku, zovu se oborine. Koli?ina oborina mjeri se visinom sloja vode u milimetrima po ?etvornom metru (mm/m ² ) koga bi stvorila voda oborina kad bi ostala na tlu, a da se ne ispari, a niti oti?e u zemlju. Na primjer ako se ka?e da je u toku 24 sata na nekom mjestu koli?ina oborina 2 mm, to zna?i da je palo toliko ki?e da na svaki m ² dolazi 2 litre vode. Naime sloju vode visine 1 mm na povr?ini od 1 m ² odgovara koli?ina vode od 1 litre, to jest 1 dm ³ . Suhi krajevi imaju ispod 500 mm oborina godi?nje. Za mjerenje koli?ine oborina slu?i mjerni instrument ki?omjer, pluviometar ili ombrometar. ^[4]

Temperatura zraka [ uredi | uredi kod ]

Temperatura zraka , u meteorologiji, je temperatura u prizemnom sloju atmosfere koja nije uvjetovana toplinskim zra?enjem tla i okoline ili Sun?evim zra?enjem . Mjeri se na visini od 2 metra iznad tla. Temperatura zraka mijenja se tijekom dana i tijekom godine. Dnevni hod ovisi o dobu dana i veli?ini i vrsti naoblake i mo?e se znatno promijeniti pri naglim prodorima toploga ili hladnoga zraka ili pri termi?ki jako izra?enim vjetrovima , na primjer fenu , ?inuku ili buri . Godi?nji hod ovisi o polo?aju Zemlje prema Suncu , zemljopisnom polo?aju mjesta, te o klimatskim promjenama . U na?im zemljopisnim ?irinama u prosjeku je najhladniji mjesec sije?anj, a najtopliji srpanj. Zbog utjecaja topline tla, uz samo tlo temperatura zraka naglo se mijenja, pa razlika između temperature zraka na 2 metra visine i one pri tlu mo?e iznositi i do 10 stupnjeva. Temperatura zraka pri tlu mjeri se termometrima postavljenima 5 centimetara iznad tla. Najni?a je do sada izmjerena temperatura zraka ? 89,2 °C na stanici Vostok ( Antarktika , 1983.), a najvi?a 57,3 °C u mjestu Asisija (Libija, 1923.). ^[5]

Povr?ina Zemlje ugrijava se putem Sun?evih zraka. Zrak se ipak ne zagrijava Sun?evim zrakama, nego od Zemljine povr?ine. Zbog toga temperatura zraka opada s visinom. Iznos za koliko padne temperatura zraka, kad se popnemo 100 metara vertikalno uvis, naziva se vertikalni gradijent temperature . Mjerenja su pokazala da do 4 000 metara nadmorske visine temperatura zraka za svakih 100 metara opada prosje?no 0,5 °C ili 5 °C za 1 kilometar . Osim toga temperatura zraka ovisi i o zemljopisnoj ?irini . Temperatura se također mijenja s godi?njom dobi i tokom dana. Najni?a dnevna temperatura u na?im krajevima je između 4 i 8 sati, a najvi?a između 14 i 16 sati. Srednja godi?nja temperatura je srednja vrijednost svih temperatura tokom godine. Promjena temperature se ne opa?aju duboko u unutra?njosti Zemlje. Ve? u dubini od 6 metara vlada gotovo stalno srednja godi?nja temperatura u tom mjestu.

Razdioba atmosferskog tlaka [ uredi | uredi kod ]

Za prou?avanje meteolo?kih pojava vrlo je va?na raspodjela (razdioba) atmosferskog tlaka na povr?ini Zemlje. Atmosferski tlak ovisi ne samo o nadmorskoj visini nekog mjesta nego također o sastavu zraka i o njegovom zagrijavanju. ?im ima vi?e vlage u zraku , bit ?e atmosferski tlak manji, jer je vlaga lak?a od zraka. Da bismo mogli uspoređivati međusobno tlakove koji vladaju na raznim mjestima zemaljske povr?ine, moraju se oni svesti, ka?emo, reducirati na morsku razinu . Spojimo li na zemljopisnoj karti sva mjesta koja imaju isti atmosferski tlak, dobit ?emo krivulje izobare . Visina atmosferskog tlaka mjeri se u meteorologiji paskalima (obi?no hektopaskalima) ili barima (obi?no milibar): 1 hPa = 100 Pa = 1 mbar.

Vjetar [ uredi | uredi kod ]

Vjetar je gibanje zraka koji nastaje zbog razli?itog atmosferskog tlaka. Brzina vjetra određuje se spravom ili koja se zove anemometar . Sila kojom razlika atmosferskih tlakova djeluje na zrak okomita je na izobari. Ta je sila to ve?a ?to je ve?a razlika tlakova. Tamo gdje su dvije izobare bli?e, sila je ve?a nego ondje gdje su izobare vi?e razmaknute. Na smjer vjetra znatno utje?e vrtnja Zemlje . Da se Zemlja ne okre?e, vjetar bi puhao okomito na izobaru, to jest od izobare ve?eg tlaka prema izobari manjeg tlaka. Ali zbog vrtnje Zemlje vjetar uvijek skre?e s tog smjera. Za poznavanje jakosti vjetra mora se znati pad tlaka. Pad tlaka izra?en u torima na duljini jednog Zemljinog stupnja ili 111 kilometara zove se barometarski gradijent .

Ciklona i anticiklona [ uredi | uredi kod ]

Izobare su nepravilne i zatvorene krivulje koje pokazuju raspodjelu atmosferskog tlaka na povr?ini Zemlje. Mjesto na kojem vlada najni?i atmosferski tlak zove se barometarski minimum, depresija ili ciklona, a mjesto na kojem vlada najve?i atmosferski tlak zove se barometarski maksimum ili anticiklona. Zbog razlike tlaka nastat ?e gibanje zraka od anticiklone prema cikloni. U cikloni di?e se zrak uvis, a u anticikloni se spu?ta prema dolje. Stoga ?e na povr?ini Zemlje puhati vjetar od anticiklone prema cikloni, a u visini obratno. U ciklonu ?e se zrak koji se di?e uvis ohlađivati, pa ako je zasi?en vodenom parom, nastat ?e kondenzacija , a time i naoblaka. Stoga u krajevima ciklone vladaju vjetrovi, tmurno vrijeme, ki?a ljeti, a snijeg zimi. Obratno je stvar u anticikloni, gdje nastaje spu?tanje zraka i njegovo zagrijavanje. U anticikloni vlada miran zrak, nebo je vedro, velika ?ega ljeti, a studen zimi. No ?esto, naro?ito zimi, u donjim slojevima anticiklone nastaju niski oblaci ili magla.

Mjerne jedinice meteorolo?kih pojava [ uredi | uredi kod ]

Tlak zraka [ uredi | uredi kod ]

Tlak zraka određen je silom ( pritisak ) koja djeluje okomito na povr?inu . Mjerna jedinica u Međunarodnom sustavu SI jest paskal (oznaka: Pa ):

${\displaystyle {\mbox{Pa}}={\frac {\mbox{N}}{{\mbox{m}}^{2}}}={\frac {\mbox{kg}}{{\mbox{m}}\cdot {\mbox{s}}^{2}}}}$

U meteorologiji se upotrebljava izvansustavna, ali iznimno dopu?tena jedinica tlaka bar (oznaka: bar), ali naj?e??e njena decimalna jedinica milibar (oznaka: mbar). Kako je:

${\displaystyle {\mbox{bar}}=10^{5}\,{\mbox{Pa}}=100\,000\,{\mbox{Pa}}}$

onda vrijedi:

${\displaystyle {\mbox{mbar}}=100\,{\mbox{Pa}}}$

Oznake b za bar ili mb za milibar nisu dozvoljene.

Tlak se na barometru s teku?inom mjeri visinom stupca ?ive , pa je stara jedinica tlaka bila milimetar ?ivina stupca (oznaka: mmHg) i iznosi:

${\displaystyle 1\,{\mbox{mmHg}}=133,322\,{\mbox{Pa}}=1,333\,22\,{\mbox{mbar}}}$

i vrijedi:

${\displaystyle 1\,{\mbox{bar}}=1\,000\,{\mbox{mbar}}=750\,{\mbox{mmHg}}}$

Temperatura zraka [ uredi | uredi kod ]

Mjerna jedinica termodinami?ke (takozvane apsolutne) temperature T jest kelvin (oznaka: K), a temperature t prema Celziju jest Celzijev stupanj (oznaka: °C). Po vrijednosti:

${\displaystyle {\mbox{K}}={\mbox{°C}}}$

s time ?to između termodinami?ke i Celzijeve temperature postoji odnos:

${\displaystyle T\,({\mbox{K}})=273,15+t\,({\mbox{°C}})}$

Tlak vodene pare [ uredi | uredi kod ]

Tlak vodene pare parcijalni je tlak vodene pare, izra?en u milibarima. Uz zadanu temperaturu, tlak vodene pare ne mo?e prema?iti neku određenu vrijednost E , koja se naziva tlakom zasi?ene vodene pare. Iznos E ovisi o temperaturi i raste s temperaturom, a razli?it je nad vodom E _V i nad ledom E _L .

Tablica: tlak zasi?ene vodene pare u zavisnosti od temperature :

Temperatura	Tlak nad vodom	Tlak nad ledom
t (°C)	E V (mbar)	E L (mbar)
- 40	0,189	0,129
- 30	0,51	0,40
- 20	1,25	1,03
- 10	2,86	2,60
0	6,11	6,11
10	12,27
20	23,37
30	42,43
40	78,30
50	123,34

Apsolutna vlaga [ uredi | uredi kod ]

Apsolutna vlaga a jest masa vodene pare po obujmu vla?nog zraka i obi?no se izra?ava u gramima po kubnom metru (g/m ³ ).

Relativna vlaga [ uredi | uredi kod ]

Relativna vlaga U omjer je parcijalnog tlaka vodene pare e i tlaka zasi?ene vodene pare E , pri istoj temperaturi nad ravnom povr?inom ?iste vode:

${\displaystyle U={e \over E_{V}}}$

Obi?no se izra?ava u postocima , pa je za potpuno suhi zrak U = 0%, a za zrak potpuno zasi?en vodenom parom U = 100%.

Specifi?na vlaga [ uredi | uredi kod ]

Specifi?na vlaga s omjer je mase vodene pare i ukupne mase vla?nog zraka u istom obujmu (volumenu). Između tlaka vodene pare e i specifi?ne vlage s postoji veza:

${\displaystyle s={\frac {0,622\cdot e}{p-0,378\cdot e}}\ }$

gdje je: p - tlak zraka , faktor 0,622 - omjer plinskih konstanti suhog i vla?nog zraka, a faktor 0,378 - nadopuna do jedan.

Omjer mije?anja [ uredi | uredi kod ]

Omjer mije?anja m je omjer mase vodene pare i mase suhog zraka u istom volumenu:

${\displaystyle m={\frac {0,622\cdot e}{p-e}}\ }$

Između specifi?ne vlage s i omjera mije?anja m vrijede odnosi:

${\displaystyle s={\frac {m}{1+m}}\ }$

i jo?:

${\displaystyle m={\frac {s}{1-s}}\ }$

Rosi?te [ uredi | uredi kod ]

Rosi?te je temperatura τ na kojoj vodena para, uz konstantni tlak zraka i konstantnu specifi?nu vlagu, postaje zasi?enom, dakle e = E , pa pri daljem sni?enju temperature po?inje kondenzacija vodene pare. Razlika između temperature zraka t i rosi?ta τ zove se deficit rosi?ta.

Brzina vjetra [ uredi | uredi kod ]

Brzina vjetra izra?ava se u metrima u sekundi (m/s), kilometrima na sat (km/h), te u izvansustavnoj, iznimno dopu?tenoj mjernoj jedinici ?vor = 1,852 km/h = 0,514 m/s. Za procjenu ja?ine vjetra upotrebljava se takozvana Beaufortova ljestvica (prema engleskom admiralu F. Beaufortu , koji ju je sastavio 1808.). Ljestvica ima 13 stupnjeva kojima su pridijeljeni nazivi vjetrova. Za svaki stupanj određeni su i u?inci vjetra na predmete na moru ili na kopnu, pa se promatranjem pojava mo?e procijeniti i ja?ina vjetra.

Budu?i da je brzina vjetra vektorska veli?ina, mora se pored brzine ozna?iti i njegov smjer . Smjer vjetra određuje se zemljopisnom stranom Zemlje iz koje vjetar dolazi, a ozna?uje se ili uobi?ajenim slovnim kraticama glavnih smjerova kompasa, ili iznosom kuta za koji smjer vjetra odstupa od sjevera, mjereno u smjeru kazaljke na satu.

Sinopti?ka karta i prognoza vremena [ uredi | uredi kod ]

Da bi se dobili svi podaci o kojima ovisi vrijeme, organizirana je u svakoj dr?avi meteorolo?ka slu?ba pomo?u meteorolo?kih stanica. Na tim stanicama mjere se u određeno vrijeme tokom dana i no?i svi potrebni podaci kao tlak, temperatura, vjetar, oborine i promatra naoblaka. Sve podatke o vremenu objavljuje u svakoj dr?avi određena stanica, pa se na osnovi tih podataka sastavlja vremenska karta, koja se zove sinopti?ka karta. U toj su karti ucrtane izobare, a pomo?u posebnih znakova unesene su temperatura, vla?nost zraka, te smjer i jakost vjetra. Na temelju sinopti?ke karte meteorolozi određuju kretanje zra?nih masa i njihova svojstva, a ujedno i kretanje ciklone. Europska ciklona uglavnom ima sredi?te u podru?ju Islanda i kre?e se prema istoku brzinom od 25 do 40 km/h , a zahva?a podru?je s promjerom do 3 000 km. Prema navedenim podacima mogu meteorolozi dati prognozu vremena , to jest unaprijed re?i kakvo ?e biti vrijeme. Prognoza vremena je vrlo va?na u pomorskom i zra?nom saobra?aju, te u poljoprivredi.

Međunarodne organizacije [ uredi | uredi kod ]

• Ameri?ko meteorolo?ko dru?tvo

Izvori [ uredi | uredi kod ]

• Za dio ?lanka o podjeli meteorologije, izvor je knjiga Op?a i prometna meteorologija (Branko Gelo).

Vanjske poveznice [ uredi | uredi kod ]

Zajedni?ki poslu?itelj ima jo? gradiva o temi Meteorologija

v  • u elementi prirode svemir prostor   · vrijeme   · tvar   · energija Zemlja budu?nost Zemlje   · geologija   · geolo?ka povijest Zemlje   · hipoteza o Geji   · oceani   · povijest Zemlje   · struktura Zemlje   · tektonika plo?a   · znanosti o Zemlji vrijeme klima   · meteorologija   · morske mijene   · oblaci   · Sun?eva svjetlost   · vjetar   · Zemljina atmosfera okoli? divljina   · ekologija   · ekosustav   · ?umski po?ari ?ivot biologija   · eukarioti ( biljke / flora   · ?ivotinje / fauna   · gljive   · protisti )  · evolucijska povijest ?ivota   · hijerarhija ?ivota ( organizam )  · izvanzemaljski ?ivot   · porijeklo ?ivota   · prokarioti ( arheje   · bakterije )  · virusi kategorija