Z0124 Terénní cvičení z meteorologie,
klimatologie a hydrologie
Kamil Láska, laska@sci.muni.cz
Program terénního cvičení (meteorologie & klimatologie)
1. Měření a pozorování na meteorologické stanici
1.1 Popis meteorologické stanice
- popis stanice (souřadnice, výška, mapa) a meteorologických přístrojů vč. jejich umístění
1.2 Hodnocení atmosférické cirkulace a vývoje počasí nad Evropou a Českou republikou
- získání dostupných meteorologických údajů vč. distančních dat (radar, družice, radiosondy) pro vybraný den; rozbor
(popis) povětrnostních podmínek na území Evropy a ČR (aktuální stav, model); rozbor aerologických výstupů;
popsat rozložení tlakových útvarů, atmosférických front, atd.
1.3 Hodnocení vybraných meteorologických prvků, stavu a vývoje počasí na základní
meteorologická stanice
- měření a pozorování meteorologických prvků a jejich hodnocení v rámci vybraného dne; doložit denním chodem,
průměrnými a extrémními hodnotami naměřených prvků; zhodnotit vliv synoptické situace na průběh počasí na
základní stanici.
1.4 Hodnocení předpovědního modelu ALADIN s aktuálního stavem a průběhem počasí
- získání meteogramu ALADIN pro polohu základní stanice (Meteogram Brno-střed) a jeho zhodnocení s naměřenými
údaji (zhodnotit kvalitu předpovědi u vybraných parametrů)
2. Experimentální měření
2.1 Složky radiační bilance
2.2 Teplota vzduchu
2.3 Aerosoly a optická tloušťka atmosféry
2.4 Povrchová teplota, přízemní vítr
1. Základní meteorologická stanice
Úkoly:
1. Jednodenní měření a pozorování na základní meteorologické stanici
2. Vyhledání a rozbor synoptických map vč. aktuálních výstupů modelů
3. Vyhledání a rozbor družicových a radarových snímků
4. Vyhledání a rozbor aerologických výstupů
5. Analýza přízemní synoptické situace (viz příslušné mapy z 0, 6, 12 a
18:00 UTC)
6. Zhodnocení předpovědi modelu ALADIN (Meteogram Brno-střed)
s aktuálního stavem a vývojem počasí
Výstupy:
• Meteorologické deníky
- Denní záznamník meteorologických pozorování (odevzdat v tištěné i elektron. podobě)
- Meteorologický deníky ČHMÚ (odevzdat pouze v tištěné podobě)
• Závěreční protokol
- komplexní analýza synoptické situace s využitím meteorologických
dat a model zaměřená na konfrontaci povětrnostní situace s vlastním
měřením na stanici Brno, Kotlářská
Denní záznamník meteorologických pozorování
- odevzdává se vyplněný pouze v tištěné podobě
http://www.chmi.cz/portal/dt?portal_lang=cs&menu=JSPTabContainer/P10_0_Aktualni_situace/P10_1_Pocasi/P10_1_2_Evropa/P10_1_2_1_Synopticka_situace&last=false
http://portal.chmi.cz/files/portal/docs/meteo/om/evropa/analyza.gif
Hodnocení atmosférické cirkulace a vývoje počasí
http://www.wetterzentrale.de/
http://www.weathercharts.org/ukmomslp.htm (archiv posledních 24 h)
http://www2.wetter3.de/fax.html (kompletní archiv synoptických map z různých zdrojů)
http://portal.chmi.cz/aktualni-situace/aktualni-stav-pocasi/ceska-republika/stanicni-data
- kódovaná zpráva SYNOP, INTER, TEMP
Přízemní a výšková synoptický mapa Staniční kroužek
Počasí bylo v průběhu celého dne ovlivňováno přechodem studené fronty, která se na
naše území dostávala od západu. Tlaková níže se středem nejprve nad Beneluxem, později
putující nad severní Polsko způsobovala, že po jejím zadním okraji proudil do České
republiky relativně chladnější vzduch od západu. Před frontou se nacházel teplejší a vlhčí
vzduch přicházející po zadním okraji nevýrazné tlakové výše, která měla svůj střed nad
severní Afrikou a dále slábla. Toto rozložení tlakových útvarů bylo od začátku týdne přibližně
stejné a zapříčiňovalo proudění po 50° s.š. V předpolí studené fronty se tvořila vysoká
oblačnost v teplejším vzduchu. Na frontě se naopak vyvíjela kupovitá oblaka spodního patra.
Ta jsou průvodním jevem konvekce, která se vytváří při podsouvání rychlejšího studeného
vzduchu pod vlhčí teplý vzduch. Místy se mohou vytvářet až oblaka s velkým vertikálním
vývojem přes všechna tři patra, která doprovázejí bouřky a vypadávají z nich silné srážky.
Vliv synoptické situace na základní stanici, která je umístěna v Botanické zahradě MU
odpovídal klasickému přechodu studené fronty. Na počátku měření kolem druhé hodiny ranní
SELČ byla obloha z 1/10 pokryta oblaky a jednalo se zřejmě o oblaka vysoká (Cirrus). Tato
situace se změnila časně ráno, kdy se začala tvořit nad územím Brna oblaka středního patra
(Altostratus, Altocumulus) a bylo již zataženo z 9/10. Při měření v 11 hodin SELČ bylo
polojasno a oblaka pokrývala 7/10 oblohy a převládala stále ještě oblaka vyššího a středního
patra. V odpoledních hodinách a v noci již pokrytí oblohy oblaky nekleslo pod 6/10 a po
většinu dne bylo zataženo. Jednalo se o oblaka kupovitá (Cumulus congestus, Cumulus
fractus) a o oblaka vysokého patra (Cirrus fibratus). Pouze ve 14:54 SELČ byla pozorována i
oblaka typu Altostratus. Po celý den převládalo jižní až jihovýchodní proudění s bezvětřím až
vánkem před frontou (0,0-1,5 m.s-1 podle Beaufortovy stupnice) a slabým větrem po zbytek
dne (podle Beaufortovy stupnice 1,6 -3,3 m.s-1).
POZOR – jde pouze o informativní text,
který obsahuje chyby a nepřesné formulace!!!
Analýza přízemní synoptické situace
http://www.wetterzentrale.de/topkarten/fsavneur.html (dále vybrat 850hPa Temperatur: T+00)
http://www.wetter3.de/animation.html (animace výstupů modelu GFS za posledních 7 dní)
https://www.wetterzentrale.de/topkarten.php?map=3&model=gfs&var=9&run=12&time=0&lid=OP&h=0&mv=0&tr=3#mapref
http://www.wetterzentrale.de/topkarten/fsavneur.html
http://portal.chmi.cz/files/portal/docs/meteo/sat/data_jsmsgview.html
24-hodinový mikrofyzikální produkt" zobrazující různé typy
oblačnosti odlišnou barvou (24h-MF) – Česká republika
RGB snímek (kombinace VIS a IR) – Česká republika
http://portal.chmi.cz/files/portal/docs/meteo/rad/data_jsradview.html
http://hydro.chmi.cz/hpps/main_rain.php?id=24&t=r
Radarové odhady srážek území ČR
Druhy Tvary Odrůdy Zvláštnosti, původní oblaky Původní oblaky
Cirrus
(řasa)
Fibratus, Uncinus,
Spissatus, Castellanus,
Floccus
Intortus, Radiatus,
Vertebratus, Duplicatus
Mamma
Cirrocumulus, Altocumulus,
Cumulonimbus
Cirrocumulus
(řasová kupa)
Stratiformis, Lenticularis,
Castellanus, Floccus
Undulatus, Lacunosus Virga, Mamma -
Cirrostratus
(řasosloha)
Fibratus, Nebulosus Duplicatus, Undulatus - Cirrocumulus, Cumulonimbus
Altocumulus
(vyvýšená kupa)
Stratiformis, Lenticularis,
Castellanus, Floccus
Translucidus, Perlucidus,
Opacus, Duplicatus,
Undulatus, Radiatus,
Lacunosus
Virga, Mamma Cumulus, Cumulonimbus
Altostratus
(vyvýšená sloha)
Translucidus,
Opacus,
Duplicatus, Undulatus,
Radiatus
Virga, Praecipitatio, Pannus,
Mamma
Altocumulus, Cumulonimbus
Nimbostratus
(dešťová sloha)
- - Praecipitatio, Virga, Pannus Cumulus, Cumulonimbus
Stratocumulus
(slohová kupa)
Stratiformis, Lenticularis,
Castelanus
Translucidus, Perlucidus,
Opacus, Duplicatus,
Undulatus, Radiatus,
Lacunosus
Mamma, Virga, Praecipitatio
Altostratus, Nimbostratus,
Cumulus, Cumulonimbus
Stratus
(sloha)
Nebulosus, Fractus
Opacus, Translucidus,
Undulatus
Praecipitatio
Nimbostratus, Cumulus,
Cumulonimbus
Cumulus
(kupa)
Humilis, Mediocris,
Congestus, Fractus
Radiatus
Pileus, Velum, Virga,
Praecipitatio, Arcus, Pannus,
Tuba
Altocumulus, Stratocumulus
Cumulonimbus
(dešťová kupa)
Calvus, Capilatus Praecipitatio,
Virga, Pannus,
Incus, Mamma, Pileus, Velum,
Arcus, Tuba
Altocumulus, Altostratus,
Nimbostratus, Stratocumulus,
Cumulus
Tabulky klasifikace oblaků – více viz Mezinárodní atlas oblaků
http://www.chmi.cz/files/portal/docs/meteo/ov/aladin/results/public/meteogramy/meteogram_page_portal/m.html
Sondáž atmosféry (aerologie) – sběr a zpracování dat
radiosonda RS80-15Gradiosonda RS90-AL
Aerologická sonda + pozemní radiolokátor event. GPS
Aerologická sonda
1) měrná část – senzory pro měření tlaku, teploty a vlhkosti vzduchu
teplota vzduchu – odporové nebo polovodičové teplotní čidlo (+60 až -90°C)
tlak vzduchu – Vidiho dózy s kapacitním čidlem (1080 až 3 hPa)
vlhkost vzduchu – kapacitní vlhkoměry
2) vysílací část se zdrojem elektrické energie (baterie)
3) balón na unášení sondy
Aerologie - sondáž atmosféry - zpracování aerologických dat
Příklad původního aerologického diagramu ČHMÚ
• Emagram – termodynamický diagram s pravoúhlým nebo kosoúhlým
souřadnicovým systémem (osami)
Emagram ČHMÚ – interpretace (1)
Vertikální profil teploty
Směr/
rychlost
větru
Vertikální profil teploty rosného bodu
Suchá
adiabata
Nasycená adiabata
Izograma
Emagram ČHMÚ – interpretace (2)
Aerologický výstup – podrobný popis a vysvětlení (Petr Dvořák, ČHMÚ)
- http://portal.chmi.cz/files/portal/docs/meteo/oa/ptu_grafy.html
- http://www.aeroweb.cz/clanek.asp?ID=183&kategorie=29
Emagram ČHMÚ – původní systém
Aerologický výstup - P R O S T Ě J O V
http://portal.chmi.cz/files/portal/docs/meteo/oa/data_sondaz_prostejov.html
Konvektivní kondenzační hladina (CCL) - kondenzační hladina dosažená
vzduchovou částicí, jejíž počáteční teplota odpovídá hodnotě konv. teploty
a vlhkost odpovídá hodnotě přízemní vlhkosti, při výstupu z přízemní hladiny.
Na termodynamickém diagramu určujeme konv. kondenzační hladinu
průsečíkem izogramy vedené z teploty přízemního rosného bodu a křivky
teplotního zvrstvení.
Výstupná kondenzační hladina (LCL) - kondenzační hladina, ve které
vystupující nenasycená vzduchová částice přejde do stavu nasycení vodní
párou následkem ochlazování při adiabatické expanzí. Výstupný pohyb může
být způsoben termickou nebo vynucenou konvekcí. Výstupnou kondenzační
hladinu určujeme na termodynamickém diagramu jako hladinu, v níž se
protíná stavová křivka vystupující částice a izograma proložená teplotou
rosného bodu v počáteční hladině výstupu. Výstupnou kondenzační hladinu
určujeme nejčastěji pro adiabatický výstup z přízemní hladiny. Lze ji však
určit pro výstup z libovolného bodu křivky teplotního zvrstvení.
https://www.in-pocasi.cz/clanky/teorie/cape-22.4.2014/
https://www.pocasimeteoaktuality.cz/podstata-energie-cape-ve-vztahu-k-bourkam/
Emagram ČHMÚ – pojmy
Emagram ČHMÚ – pojmy
CAPE - Convective Potential Available Energy
(dostupná konvektivní potenciální energie)
- energie, která se může potenciálně nad
daným místem uvolnit a působit tvorbu
konvekční oblačnosti, později i bouřek
- jednotka je Joule na kilogram (J/kg)
- lze určit z aerologického měření, mezi
stavovou křivkou (změna teploty
adiabaticky vystupující vzduchové
částice) a křivkou zvrstvení křivkou
(vykresluje průběh teploty s výškou)
vzniknou mezi hladinami volné konvekce
(HVK – hladina ve které se teplota
vystupující částice poprvé vyrovná
teplotě okolí) a hladinou nulového vztlaku
(HNV - hladina ve které se teplota
vystupující částice naposledy vyrovná
teplotě okolí) plochy (viz emagram
Praha-Libus)
- CAPE se určuje pouze z hladin, ve
kterých je stavová křivka vpravo od křivky
zvrstvení
Aktuální aerologický výstup (emagram) z Prostějova
Aerologický výstup - P R A H A
https://www.chmi.cz/files/portal/docs/meteo/oa/ptu_grafy.html
http://www.infomet.cz/
Souhrnné informace ČHMÚ