Opći pojmovi i meterološki instrumenti za mjerenje

Meteorologija je znanost koja proučava fizičke pojave u zračnom omotaču oko Zemlje -atmosferi. Proučavanjem vremena čovjek se bavio već u najranijoj ljudskoj povijesti, međutim tek s otkrićima osnovnih fizikalnih zakona (Newtonovi zakoni dinamike, termodinamike i plinova) postavlja se kamen temeljac za daljnji razvoj moderne meteorologiji. Velika revolucija u razvoju meteorologije nastaje uvođenjem telegrafa 1853. godine, koji je omogućio brzu razmjenu podataka. Osnovni zadatak moderne meteorologije je izučavanje zakona prirode i osiguranje praktične potrebe živog svijeta na Zemlji

Osnovni meteorološki elementi

• Sunčano zračenje
• Zemljina radijacija
• Trajanje sunčanog sjaja
• Horizontalna vidljivost
• Temperatura zraka
• Tlak zraka
• Isparavanje
• Vlažnost zraka
• Oblačnost
• Visina oborina
• Visina snježnog pokrivača
• Gustoća snijega
• Pravac i brzina vjetra

Osnovne meteorološke pojave

• magla
• oblaci
• kiša
• snijeg
• tuča
• solika
• inje
• poledica

Atmosfera

• Plinoviti omotač koji okružuje Zemlju, okreće se zajedno sa njom u svemiru i oko njene osi
• Atmosferski zrak je smjesa plinova, kemijskih spojeva i raznih tekućih i krutih dodataka
• U stalni sastav atmosfere spadaju: dušik, kisik, ozon, argon, ugljični dioksid i drugi plinovi
• U malim količinama u atmosferi se nalaze plinovi helij, neon, kripton, ksenon, vodik i drugi
• U zraku se nalaze i različiti dodaci kao vodena para, lebdeće čvrste čestice i organski spojevi
• Oblik atmosfere identičan je obliku Zemlje

Zagrijavanje i hlađenje zraka

Zrak se zagrijava i hladi uglavnom od površine Zemlje. Promjena temperature zraka ovisi o promjenama temperature podloge iznad koje se zrak nalazi. Zagrijavanje zraka od podloge vrši se na više načina, a u pravilu temperatura zraka pada sa visinom odnosno zrak je u pravilu topliji bliže površini Zemlje. U slučaju da temperatura zraka ne opada sa visinom, već naprotiv raste kaže se da je došlo do temperaturne inverzije ili obrta temperature a slojevi zraka u kojima je ovakva temperature zastupljena nazivaju se inverzijski slojevi.

Tlak zraka

Zrak svojom težinom pritišće zemljinu površinu. Za određenu horizontalnu površinu tlak zraka jednak je težini mirnog zračnog stupca iznad ove površine. Ukoliko se kao horizontalna površina uzme 1 cm2 onda se tlak zraka na takvu površinu naziva atmosferski tlak i izražava se u Pascalima

(1 Pa=1 N/m2).

U meteorologiji se do nedavno upotrebljavala samo jedinica bar, odnosno milibar no uvođenjem jedinstvenog SI sistema postala je obavezna upotreba jedinice hektopascal (hPa). Ova se jedinica posebice u područjima koja se odnose na zračnu plovidbu uvriježila kako ne bi dolazilo do zabune –naime 1 bar = 1 hPa

Zračni se tlak u horizontalnom pravcu i u mirnoj atmosferi ne mijenja.

S porastom nadmorske visine zračni se tlak smanjuje:

• Smanjuje se visina zračnog stupca koji vrši pritisak.
• S porastom nadmorske visine gustoća se zraka uslijed djelovanje sile gravitacije koja privlači zračne čestice smanjuje pa se uslijed te pojave smanjuje i zračni tlak.

Mjerenje brzine i pravca djelovanja vjetra

• Smjer vjetra određuje se pomoću vjetrokaza.
• Brzina vjetra mjeri se anemometrom.
• Neprekidno mjerenje pravca i brzine vjetra obavlja se pomoću anemografa.
• Vjetar se mjeri na visini 10 m od površine zemlje.
• Stalna opažanja brzine i pravca vjetra za neko određeno područje moguće je prikazati ružama vjetra.

Mjerenje temperature

Termometri – diskontinuirano mjerenje temperature zraka

Termografi –kontinuirano mjerenje temperature zrak.

Tempreratura se mjeri na 2 m iznad površine zemlje, s time da se termometar odnosno termograf nalaze u zaklonu.

Temperatura zraka se mjeri:

• U stupnjevima Celsiusa: ishodišna vrijednost temperature je 0okoja odgovara točci smrzavanja vode a temperatura 100oodgovara onoj pri kojoj vrije voda.
• U stupnjevima Fahrenheita: točka smrzavanja je 32oa točka vrenja 212o.

Mjerenje tlaka zraka

Živin barometar, metalni barometar i barograf (služi za registriranje neznatnih promjena tlaka zraka).

Barometar se postavlja u unutrašnjosti prostorije na sjevernoj strani, pri čemu mora visjeti slobodno i mora biti zaštićen od neposrednog sunčanog zračenja.

Mjerenje vlažnosti zraka

• Psihrometar, higrometar, higrograf.
• Higrograf služi za registraciju promjene reletivne vlažnosti zraka u toku vremena, pri čemu im je glavni dio snop ljudske kose.

Mjerenje oborina

• Kišomjer, ombograf i totalizator.
• Kišomjer – cilindrična posuda s podjelama postavljena na visinu od 1 m od zemlje.
• Ombograf – instrument koji kontinuirano registrira količinu oborina pri čemu se može koristiti samo pri temperaturama višim od 0°C.
• Totalizator.
• Mjerenje visine snijega obavlja se pomoću snjegomjera –ravnalo s mjerilom

Mjerenje horizontalne i vertikalne vidljivosti

• Horizontalna se vidljivost najjednostavnije mjeri opažanjem udaljenosti repera (ploče, rasvjetna tijela).
• Vrijednost horizontalne vidljivosti određuje se prema udaljenosti repera koji je još vidljiv oku.
• Instrumentalno se horizontalna vidljivost mjeri vizibilimetrom, uređaj je obavezan na aerodromima visoke kategorije.
• Vertikalna vidljivost na aerodromima mjeri se telemetrom.