UVOD

-Kraj 16. st. Prva sporadična meteorološka mjerenja u Hrvatskoj

-17. st. Stoljetni kalendari o predviđanju vremena za poljoprivrednike

1819. Mikloušić, T. «Stoljetni kalendar iliti dnevnik stoljetni horvatski do ljeta 1901. kazući»

sustavna mjerenja počinju 1851. –Dubrovnik, 1853. (meteorološki opservatorij) Zagreb i

stara Gradiška

1860. gospodarsko učilište u Križevcima

uvode se nazivi:

zrakokružje – atmosfera

vremenarstvo i vremenoslovlje – meteorologija

vremenoslovna ili pogodoslovna opažanja – meteorološka motrenja

WMO (OMM) - Svjetska meteorološka organizacija – vodi brigu o tipovima instrumenata,

terminima prikupljanja i razmjeni podataka

Vrijeme i klimu proučava fizika atmosfere ili meteorologija (dio geofitike)

Značajniji razvoj meteorologije tek u novije vrijeme (pojava instrumenata i organizirana

mreža postaja)

Čovjek: klasifikacija vremena na ružno i lijepo (subjektivno i krajne relativno, praktična

važnost vremena često može biti dijametralno suprotna)

Momentalna atmosferska stanja čine VRIJEME, skup svih vremenskih stanja čine KLIMU

ili podneblje nekog kraja (prostorno i vremensko ograničenje, a tijekom povijesti

promjenljiva)

Vrijeme i klima, tj. prirodni ili fizički procesi i pojave koje se događaju u donjem dijelu

atmosfere (do 30 km)

Vrijeme je ukupnost atmosferskih pojava (sparno , pada snijeg..) i stanja atmosfere (tlak,

temparatura, vlažnost, naoblaka...) u određenom času na određenom mjestu

Klima je prosječno stanje atmosfere nad određenim mjestom u određenu razdoblju

uzimajući u obzir prosječna i ekstremna odstupanja

1

Vrijeme i klimu upoznajemo tako da na pojedinim mjestima – meteorološkim postajama

motrimo atmosferske pojave i mjerimo stanje atmosfere. Za poznavanje klime potreban je

dugogodišnji niz pouzdanih mjerenja kako bi srednjaci bili reprezentativni.

Podaci meteorološke postaje u jednom času pokazuju kakvo je vrijeme, dok iz podataka

skupljenih dugotrajnim, višegodišnjim redovitim promatranjima i mjerenjima saznajemo

kakva je klima.

Treba uskladiti:

-A) što duža mjerenja

-B) uzeti u obzir činjenicu da u dugom nizu – razdoblju mogu se uočiti tendencije

klimatskih promjena (najnižeg reda veličine)

Obično se mjere:

- jakost upada Sunčeva zračenja

-temperatura

-vlaga u zraku

-tlak zraka

smijer i brzina vjetra

-količina oborina (padalina)

-isparavanje

vizualno opažaju:

-naoblaka

-vidljivost

1935. god (Warszawa) dogovor da je za dobivanje reprezentativnih podataka potreban

period od 25 – 35 godina, a standardni period mora biti jednak u svim dijelovima svijeta

(30-godišnja razdoblja počevši od 1901. godine).

Polarna i ekvatorijalna područja kratak niz za reprezentativne podatke dok u umjerenim

područjima s obzirom na razlike vremena potrebna dugotrajnija mjerenja.

2

KLIMATOLOGIJA I GEOGRAFIJA

Geografija u širem smislu je znanost koja istražuje sadržaj prostora; ona upoznaje i

objašnjava postanak i međusobni odnos elemenata prirodne osnove i faktore socijalne

aktivnosti čovjeka. U užem smislu interdisciplinarna znanost, skup posebnih znanosti koje

istražuju sadržaj i uzročno posljedične odnose u geografskom prostoru.

Moderno geografsko istraživanje pretpostavlja poznavanje elemenata prirodne osnove

razvoja svake regionalne ili socijalno-geografske strukture. Klima – jedan od elemenata

prirodne osnove.

Klimatologija (grč. klino– nagnuti i logos – znanost) znanost o klimi. Svrha joj je prikaz

klima raznih dijelova svijeta, njihova klasifikacija i rasprostranjenost.

Klimatologija se dijeli na dva dijela:

-a) opću (fizičku) istražuje fizičke osnove prosječnih stanja atmosfere

-b) klimatografiju – prikaz klime pojedinih krajeva ili postaja

Klimatologija za geografe: kako na klimu utječe kopno, more, ledeni pokrovi, udaljenost od

obale, reljef, morske struje vegetacija, te ono što je stvorio čovjek?

Tri problema:

-zašto postoje razlike klime između raznih dijelova geografskog prostora

-kolika je razlika

-kakva i kolika je posljedica utjecaja klime na geografske strukture u pojedinim dijelovima

svijeta

Usporedba klime u pojedinim dijelovima svijeta: klasifikacija klimatskih tipova i klimatskih

zona

Postavlja se problem gdje je granica makroklime, mezoklime i mikroklime

KLIMATSKI ELEMENTI I FAKTORI

Klimatski elementi su promjenljive, meteorološke prirode:

-radijacija (kratkovalna i dugovalna)

-temperatura zraka i površine Zemlje

-tlak zraka

-smijer i brzina vjetra

-vlaga zraka i evaporacija

-naoblaka i trajanje sijanja sunca

-oborine (ili padaline)

3

Klimatski faktori su:

-Zemljina rotacija

-Zemljina revolucija

-geografska širina

-atmosfera

-nadmorska visina

-raspodjela kopna i mora

-morske struje

-udaljenost od mora

-jezera

-vrste tala i biljni pokrov

-ljudski rad

klimatski elementi se pod utjecajem klimatskih faktora mijenjaju pa se nazivaju klimatskim

modifikatorima

-Periodičke promjene vremena (dnevne i godišnje)

-Neperiodičke promjene vremena (nagle smjene zračnih masa)

-Solarna ili matematička klima

ATMOSFERA SASTAVNI DIO ZEMLJE

Dodir litosfere, atmosfere i hidrosfere najpovoljniji uvjeti za život

KEMIJSKI SASTAV ATMOSFERE

Atmosfera: smjesa, mehanička mješavina nekoliko plinova čiji udio u donjim dijelovima

gdje teče najveći dio procesa vezanih uz promjenu vremena ostaje manje ili više

konstantan. U atmosferi postoje:

a) permanentni sastavni dijelovi (suhi zrak – atmosfera bez vodene pare)

b) primjese (vodena para, razne krute i tekuće čestice)

Zbog djelovanja sile teže prizemni dio atmosfere je gust, dok se ona smanjuje s visinom,

tako da na gornjoj strani nije ograničena. Približno, gornja granica se računa na visini od

1000 km.

4

Ukupna masa zraka iznosi 5,27 x 1018 na 1cm2 pripada 1 kg zraka

Atmosfera do 20 km visine sadrži nepromjenjenu količinu dušika, kisika, argona, dok se

mijenja udio vodene pare (do 4%) i aerosola

Značenje za život na Zemlji:

Dušik -teško se spaja i u atmosferi i u tlu

Kisik –stvara brojne okside i potreban je za disanje

Ugljični dioksid – varira od 0,02 pa do 0,1 – 0,2 (maksimum zimi i noću),

apsorbira dio dugovalne radijacije

Vodena para – promjenljiv udio

Prašina, pepel, čađa, aerosoli (sve krute primjese koje su raspršene u atmosferi npr.

Kozmička prašina, pelud, bakterije, plinovi i dr)

Utjecaj čovjeka – fosilna goriva: 85 mlrd t nafte, 156 mlrd t ugljena nekoliko trilijuna m3

plina (do1988. god) produkt su polutanti koji nisu prostorno i vremenski ravnomjerno

raspoređeni u atmosferu

Godišnje 5 mlrd tona ugljik dioksida dospijevalo u atmosferu, a 2 – 4 od paljenja tropskih

šuma (160 000 km2)

Utrošeno 570 mlrd tona kisika ili 0,0182% iz atmosfere

Problem drugi plinovi : ugljik monoksid, ugljik dioksid, sumpor dioksid

London 2-14 XII 1952. godine

Veliki problemi javljaju se tijekom razdoblja sa anticiklonama

VERTIKALNA STRUKTURA ATMOSFERE

U klimatologiji uobičajena podjela na «sfere» pri čemu se uzima temperatura kao temelj

njihove diferencijacije:

TROPOSFERA: debljina varira od 7-10 km nad polovima (– 45 0C) do 18-20 km nad

ekvatorijalnim pojasom (-80 0C)

Značajne promjene visine mogu biti tijekom jednog dana (regionalni atmosferski uvjeti)

Izdvajaju se sloj do visine od 2m (prizemni sloj – najveća dnevna kolebanja temperature) i

od 2 do 1500 m planetarni granični sloj (gubljenje dnevnih promjena temperature s

porastom visine) u kojem su prisutne termičke inverzije dan – noć

Iznad 1500 m slobodna troposfera – nema inverzija već temperatura opada s visinom

5

TROPOPAUZA mjestimično je i prekinuta (mlaznim strujama), a mjestimično postoje dvije

pa i tri «ljuske»

STRATOSFERA 12 – 45 km visine (koja često varira) temperatura raste kao posljedica

jake apsorpcije ultraljubičastih zraka koju obavlja ozon. Zapravo, u donjim dijelovima ozon

nastaje pod njihovim djelovanjem

STRATOPAUZA temperatura oko 0 0C

MEZOSFERA 45 – 80 km visine, ponovno opadanje temperature (-90 0C) za jakih

vulkanskih erupcija na kontaktu s MEZOPAUZOM moguća je pojava noćnih svijetlećih

oblaka (mikroskopska prašina koja se vidi kad je sunce pod horizontom)

TERMOSFERA dio od 80 do oko 500 km temperatura se kreće i do 1000 0C noću,

odnosno 2000 0C danju

TERMOPAUZA odvaja

EGZOSFERU -područje u kojem se atmosfera gubi

OZONOSFERA predstavlja sloj između tropopauze i stratopauze

IONOSFERA dio mezosfere i i termosfera joj pripadaju, a dijele se na sloj D (60 – 85 km),

E (85 – 180 km) i F (iznad 180 km)

RADIJACIJA

-Izmjena energije u atmosferi, hidrosferi i litosferi uvjetuju stalne promjene vrijednosti

klimatskih elemenata što se odražava na neprekidnu promjenu vremena

osnovni problem:

-kolika je količina energije koja ulazi u atmosferske procese

-kako se mijenja

-koje su manifestacije energetskih promjena u atmosferi (i u podlozi)

kako i koliko se energije gubi

-kakva je njena geografska raspodjela

SUNCE – IZVOR ENERGIJE ZA PROCESE U ATMOSFERI

-Atmosferski procesi se svode na izmjenu topline imeđu dijelova kopna, mora i atmosfere

koji se nalaze u različitim energetskim razinama

-Sunčeva energija jedini i konačni uzrok svih energetskih promjena u atmosferi hidrosferi

i površini litosfere

-Srednja udaljenost zemlje i Sunca je 149,68 mil. km

6

-Sunce se sastoji od vodika i helija (koji nastaje nuklearnim reakcijama fuzij, te se pri tome

oslobađa velika količina energije)

-Temperatura u unutrašnjosti oko 20 mil. K, a na površini 6000 K

-promjer sunca 1 391 000 km

-Sunčeva radijacija (ili zračenje) ultraljubičaste, svjetlosne, i infracrvene zrake

(elektromagnetski valovi) radijalno se emitiraju, te vrlo maleni dio (1/2 000 000 000) stiže

do Zemlje

-ekstraterestička radijacija – dio radijacije koji dospijeva do atmosfere

-Većina (99%) Sunčevog zračenja (kratkovalna radijacija) otpada na spektar 0,275-4,6

mm, a sastoji se od:

-ultraljubičastog (0,12-0,4 mm, 9%)

-vidljivog (0,4-0,75 mm, 41,5%) elektromagnetsko zračenje koje opažamo očima –

svjetlost)

-infracrvenog (>0,75 mm, 49,5%) zračenja

SOLARNA KONSTANTA

-predstavlja veličinu Sunčeve radijacije koja dopire do gornje granice atmosfere u 1 minuti

na površinu od 1 cm2 pri srednjoj udaljenosti Zemlje od Sunca i okomito na Sunčeve zrake

-udaljenost od Sunca najmanja u perihelu (3 siječnja, 147,5 mil. km)

-udaljenost od Sunca najveća u afelu (4. srpnja, 152,5 mil. km)

kao posljedica toga tijekom siječnja Zemlja primi 6,9% više radijacijske energije nego

tijekom srpnja

-u slučaju da nema atmosfere i da je Zemlja homogena:

-srednja siječanjska temperatura bila bi viša za 4 0C od srpanjske

-zima na sjevernoj hemisferi toplija od zime na južnoj hemisferi

-ljeto na južnoj hemisferi toplije od ljeta na sjevernoj hemisferi

-činjenica da je zapravo obrnuto ukazuje da odnosi u atmosferi ovise i o:

-trajanju insolacije

-kutu upada sunčevih zraka

geografskoj raspodjeli kopna i mora

7

neki pretpostavljaju da zbog 11 godišnjeg ciklusa sunčevih pjega solarna konstanta

mijenja vrijednost 1-2%

-Zbog sfernosti Zemlje Sunčeve zrake na njene horizontalne plohe padaju okomito samo

na području između obratnica (dva određena dana u godini, odnosno jedan)

-kao posljedica sfernosti Zemlje količina radijacijske energije iznosi ¼ od teorijski moguće

količine Sunčeve radijacije, odnosno hladnoća u području viših geografskih širina

-klimatska važnost geografske širine:

-zrake padaju na manju površinu od 1cm2, na 55,50 će pasti na površinu od 1,77 cm2

-tijekom dana zbog različitog upadnog kuta Sunčevih zraka mijenja se i količina insolacije,

odnosno zagrijavanja Zemljine površine (dnevni hod temperature)

-dinamičan reljef Zemlje utječe također na neravnomjernu insolaciju – ekspozicija padina

utječe na velike klimatske razlike na malenom prostoru: razlike prisojnih (prigorje) i

osojnih (zagorje) strana planina

-tijekom ljeta sjevernr padine su ujutro i uveče 2 sata duže obasjane suncem od južne

zbog izlaska i zalaska sunca sjevernije, ta razlika isčezava u razdoblju od jesenskog do

proljetnog ekvinocija

-gradovi : reflektiranje sunčevih zraka ovisi o visini i gustoći zgrada

-osim rotacije Zemlje (smjena dana i noći) na dužinu trajanja dana i noći utječe revolucija

Zemlje, odnosno kut što ga zatvara ekliptika s (nebeskim) ekvatorom od 23,270

-dan (svijetli dio) varira od 12 sati na ekvatoru do 186 dana na polovima (između polarnica

dnevna smjena dan – noć)

-ekvinocij maksimum insolacije na ekvatoru, a minimum za vrijeme solsticija

-na 40 s.g. š. jedan maksimum (ljetni solsticij) i minimum (zimski solsticij)

-posljedica smjena godišnjih doba

-u slučaju da je Zemljina os okomita na ekliptiku, trajanje dana i noći bi bilo 12 sati na

cijeloj Zemlji (izuzev polova)

-kao posljedica toga nastaje:

-seljenje temperaturnih zona, zona padalina (oborina), glavih vjetrova, sistema ciklona i

anticiklona, jača ciklonalna aktivnost i promjenljivost vremena na zimskoj hemisferi

8

UTJECAJ ATMOSFERE NA SUNČEVU RADIJACIJU

-atmosfera utječe modifikatorski na Sunčevu radijaciju (komplicira proces radijacije), te

ona dospijeva na površinu Zemlje oslabljena

-propustljivost atmosfere (transmisijski koeficijent) za Sunčevu radijaciju ovisi o fizičkim

svojstvima plinova koji čine zrak i suspendiranim česticama

-Srednji transmisijski koeficijent iznosi 0,78 (pri vedrom nebu, čistom zraku i zenitalnom

upadu zraka), deblja atmosfera, i mutniji zrak on opada (također se koristi i termin

ekstrikcija)

DIREKTNA SUNČEVA RADIJACIJA

(kratkovalna radijacija)

--ako elektromagnetski valovi dolaze u kontakt s nekim tijelom ono ih može:

-apsorbirati

-reflektirati

-transmitirati

-direktnu radijaciju predstavlja onaj dio Sunčeve radijacije koji do površine Zemlje dođe

nataknut

APSORPCIJA SUNČEVE RADIJACIJE U ATMOSFERI

-dio Sunčevih zraka u atmosferi apsorbira vodena para (crveni i infracrveni dio spektra)

-oblaci najvećim dijelom reflektiraju, u manjoj mjeri apsorbiraju i propuštaju sunčevu

radijaciju

-difuzna radijacija nastaje kao posljedica difuznog reflektiranja (kapljice vode, leda)

-odnos refleksije transmisije i apsorbcije ovisi o količini i vrsti kapljica i ledenih kristala, te o

debljini i gustoći oblaka

-dio radijacije apsorbiraju i plinovi (CO2), a posebno značenje ima ozon koji apsorbira

ultraljubičasti dio spektra (selektivan apsorpcija – strogo ograničeni dio spektra) od kojih u

donji dio troposfere prodre samo 4%

DIFUZNA RADIJACIJA (NEBESKO ZRAČENJE)

a)promjena smijera i valnih duljina zraka

b)promjena smijera

pri nailasku na tijela u atmosferi važno je dali su ona mnogo veća ili jednaka od valne

dužine

9

-ako su čestice veće pojavljuje se difuzna refleksija (valna duljina se ne mijenja, te su

oblaci bijele boje)

-uslučaju da zrake dospiju na čestice iste veličine koja počinje oscilirati (elektromagnetski

oscilator) mijenja se relativni udio pojedinih valnih duljina odnosno dolazi do (difuznog)

raspršivanja (više kratkovalne – plavi dio spektra, nego dugovalne – crveni dio spektra)

-kao posljedica raspršivanja, odnosno maksimuma za sredine dana (plavetnilo neba koje

raste s brojem čestica u atmosferi)

-kratkovalna radijacija se smanjuje uvečer i ujutro što rezultira rumenilom sunca

-difuzna radijacija značajna je tijekom oblačnih dana, ali i na višim geografskim širinama

(izvor svjetlosti)

-ljeti - vrlo jaka difuzna radijacija

-Zemljina aureola – ako Zemlju promatramo iz svemira

Mjesec nema atmosferu, reflektira zrake

Slika 1. Normalizirano emitirano zračenje Sunca pri temperaturi površine od 6000 K i Zemlje pri temperaturi površine od 245 K u ovisnosti o valnoj duljini (gore), te apsorpcijska svojstva atmosferskih sastojaka (dolje) (prema Schneider, 1996).

10

Slika 2. Bilanca zračenja u sustavu Zemlja-atmosfera. Slika prikazuje prosječno stanje tijekom višegodišnjeg razdoblja. (U različitim izvorima mogu naći nešto drugačije vrijednosti pojedinačnih komponenti bilance, ovisno o tome na koje razdoblje se odnose.) Potrebno je uočiti da je neto dobitak/gubitak energije gledan zasebno na vrhu atmosfere (100-8-17-6-9-40-20) jednak nuli. Slično vrijedi i u samoj atmosferi (19+4+6+7+24-40-20=0), te na Zemljinoj površini (46-15-7-24=0). To znači da je sustav Zemlja-atmosfera, ako ga promatramo tijekom duljeg razdoblja, u energijskoj ravnoteži. U ravnoteži su također i njegovi pojedini dijelovi (Zemljina površina, atmosfera i vrh atmosfere). Kada ne bi bilo tako, sustav bi se s vremenom ili ohlađivao ili zagrijavao. Promatramo li sustav tijekom kraćeg razdoblja (npr. nekoliko dana ili mjeseci), pojedini dijelovi sustava, kao i sustav u cjelini, mogu dobivati ili gubiti energiju.

RASVJETA

-direktna i difuzna radijacija predstavljaju čitavu Sunčevu radijaciju

vidljivi dio spektra predstavlja svjetlost

-količina toka svjetlosti na jedinicu površine naziva se rasvjetom (mjeri se u luksima)

UTJECAJ BILJNOG POKROVA NA INSOLACIJU

-tlo prekriveno travom prima 20% sunčeve radijacije, u gustoj šumi i do 100 puta manje

mlado lišće suho lišće

apsorbira 55,5% 38,0%

reflektira 19,0% 29,0%

propušta 25,5% 33,0%

11

TRAJANJE SIJANJA SUNCA

Trajanje obasjavanja Zemlje direktnom (izravnom) Sunčevom radijacijom naziva se

trajanjem sijanja sunca (ili insolacija)

-Izražava se u satima sijanja sunca

-dnevno

-mjesečno

-godišnje

-linije koje spajaju vrijeme jednakog trajanja osunčanosti izohele

-mjeri se heliografom

Heliograf Negretti&Zambra)

-trajanje sijanja sunca određeno je:

-astronomskim faktorima (ne može biti duže od trajanja dana (ili njihovog trajanja u

mjesecu i godini)

-stanjem u atmosferi (vedro, oblačno i magla)

-utjecaj reljefa (zaklonjenost, odnosno sjena)

-zimi: dolazi do izražaja utjecaj reljefa, dugotrajna magla u kotlinama i riječnim dolinama

(osobito rijeke i jezera), te u obalnim područjima, suprotno tome ljeti su planine kraće

osunčane zbog naoblake

-gradovi: veliko značenje, odnosno smanjivanje trajanja insolacije uzrokovano je lokalnim

zagađenjem atmosfere, to osobito dolazi do izražaja zimi (osjetno kraće trajanje

osunčanosti) zbog povećanja:

-niske stratigrafske naoblake

12

-većeg broja dana s maglom

ljeti i danju:

-povećana konvekcijska naoblaka

-utjecaj aeropolucije najuočljiviji je u jutarnjim i večernjim satima (slabija direktna –

sunčeva radijacija)

-primjer Zagreba gdje se uočava (1862 – 1990) povećanje naoblake, smanjenje globalne

radijacije i trajanje osunčanosti

-primjer Londona i okolice (do 1956) kraća insolacija uvjetovano je većom aeropulucijom u

centru, dok se prema čišćoj periferiji povećava

-poslije, nakon uvođenja mjera zaštite od onečišćenja veće pomake u trajanju insolacije

uočavaju se u centru nego na periferiji

-osunčanost (odnosno radijacija) – važna zbog fotosinteze, fotoperiodizam – odnosno

reakcija biljnog svijeta na različitu duljinu dana

-biljke dugog dana: pšenica, raž, jagode

-biljke kratkog dana: kukuruz, proso

-godišnje trajanje osunčanosti u Hrvatskoj je teoretski moguće od 4 460 sati (sjever) pa do

4470 sati (jug)

GLOBALNA RADIJACIJA

Globalna radijacija predstavlja zbroj direktne i difuzne radijacije koja dospije do

horizontalne plohe na površini Zemlje

-mjeri se piranometrom

-registrira se piranografom

-dnevni hod globalne radijacije:

-tijekom jutra i večeri relativno manje promjene, kao i tijekom podneva

-jače promjene tijekom prije i poslije - podnevnih sati

-takav hod posljedica je:

-promjena hoda direktne i difuzne radijacije

-difuzna radijacija se mijenja tijekom jutra i večeri (50% globalne)

-direktna radijacija se brže mijenja tijekom jačeg sunčevog zračenja (tijekom

podneva oko 76% globalne)

13

-raspodjela globalne radijacije na Zemlji:

-područje ekvatora: dva maksimuma kad je sunce u zenitu i dva minimuma kad je

sunce najniže

-umjereni pojas: tijekom zime relativno niske vrijednosti, a ljeti relativno visoke

vrijednosti globalne radijacije (manje promjene prisutne su tijekom ljeta i zime)

-aridna područja: sličan hod kao u umjerenim, ali osjetno veća količina globalne

radijacije (prvenstveno posljedica veće količine direktne radijacije)

-polarna područja: jako velika količina globalne radijacije tijekom ljeta i potpun

nedostatak tijekom zime

-globalna radijacija na području gradova:

-kao posljedica velikih zagađenja na području gradova direktna -radijacija se

smanjuje (Krakov za 25%)

-globalna radijacija je manja (Krakov 10 – 15%) zbog povećane difuzne radijacije

(povećana oko 12%)

-na području gradova smanjuje se globalna radijacija jer slabi direktna, ali se povećava

difuzna radijacija, pretpostavlja se da je globalna radijacija na području gradova manja za

15 – 20% od okolice

-u vrlo zagađenoj atmosferi apsorpcija Sunčeve radijacije može povećati temperaturu

tijekom dana i do 5 0C

-Poljska 1970. god.

-114 mil t ugljena + 7 mil t plina, najveći udio u Gornjoj Šleskoj (Chorzow čak 83%)

Piranometar CM 21 Kipp & Zonnen

14

Poluvodički piranometar SP-lite Kip & Zonnen

Piranometar CM11 Kip & Zonen sa sjenilom CM 121B za mjerenje raspršenog Sunčevog

zračenja

ALBEDO

-dospijevši na površinu Zemlje globalna (kratkovalna) radijacija nailazi na posve novu

fizičku sredinu, bitno drukčiju od atmosfere, a ona može biti:

-voda (more-oceani, jezera, močvare i tekućice)

-stijenska podloga

-snijeg i led

-vegetacija

-za podloge na koje je dospjela Sunčeva radijacija kazakteristično je različito djelovanje:

-djelomično će je propustiti

-djelomično će je apsorbirati

-dio će reflektirati natrag u atmosferu

15

Moć reflektiranja Sunčeve radijacije s tijela koja samo ne svijetli naziva se albedo ili

koeficijent refleksije. Albedo je odnos jačine reflektirane radijacije prema ukupnoj upadnoj

radijaciji što pada na promatrano tijelo.

-u praksi izražava se u postocima

-potpuno bijelo tijelo imalo bi radijaciju 100%, a crno 0%

-u prirodi, nema albeda s tim vrijednostima, već se ono kreće između njih

-najveći albedo imaju svježi snijeg (70 – 90 %) i oblaci obasjani odozgo i sa strane, a

njihova srebrnkastobijela boja potječe od visokog stupnja albeda

-za istu podlogu važno je da je albedo manji kad je vlažna (apsorpcija crvenog dijela

spektra u tankom sloju vode i refleksije u samoj vodenoj opni)

-albedo ovisi o upadnom kutu Sunčevih zraka

-manji je kad je Sunce visoko

-naglo raste kad se Sunce približava horizontu (dnevna i godišnja varijacija albeda)

-razlike su prisutne i kod refleksije (s vode) direktne i difuzne radijacije:

-direktna radijacija je velika kad je Sunce nisko nad horizontom, dok je difuzna

slabija

-kad je Sunce visoko nad horizontom direktna radijacija naglo opada, dok difuzna

opada puno sporije

-albedo je u umjerenim g. š. veći zimi nego ljeti i u jutarnjim i večernjim satima

-gradska područja: zbog povećane količine onečišćenja (prašina) manji intenzitet albeda,

razlike su veće zimi nego ljeti (manja insolacija, ali onečišćenje površine)

-albedo je na malim udaljenostima promjenljiv kao posljedica razlike u biljnom

zajednicama i načinu korištenja površine (šume, stijene, polje, npr. kukuruz i krumpir – 15-

20%, ječam, raž 20-25%, crnogorica 10-15%, livada u blizini rijeke 25-30%)

-albedo se na istim materijalima s povećanjem g. š. povećava (snijeg na više od 600 g.š. je

80% a na manjim g. š. 70%)

-planetarni albedo predstavlja onu kratkotrajnu radijaciju koja se reflektira (sa Zemljine

površine, oblaka, atmosfere) i ne sudjeluje u energetskim procesima na Zemlji

-na raspodjelu albeda na Zemlji utječu:

-raspodjela kopna i mora

-naoblaka

16

-sniježni pokrivač, ledeni pokrovi i zaleđeno more

APSORBIRANA GLOBALNA RADIJACIJA NA POVRŠINI ZEMLJE

-globalna radijacija na površini Zemlje nailazi na posve nove fitičke uvjete

-dio koji se apsorbira u Zemljinu površinu naziva se:

-apsorbirana globalna radijacija (u podlozi ili na površini Zemlje)

-apsorbirana kratkovalna radijacija

-ili efektivna kratkovalna radijacija

-raspodjela na Zemlji slična raspodjeli globalne radijacije

-u istim meteorološkim uvjetima veća je na području mora zbog manjeg albeda

-manje promjene na moru posljedica je manjih promjena albeda nego na kopnu

-umjerene g. š. važnost snijega a u visokim g. š. i zaleđenog mora

-najveće vrijednosti u suptropskim područjima i unutrašnjim (aridnijim) dijelovima

kontinenata

-najmanje vrijednosti na područjima viših g. š. odnosno polova gdje osim polarne noći

veliko značenje tijekom polarnog dana ima velik albedo

Albedometar CM7B Kip & Zonen

17

DUGOVALNA (TERESTIČKA) RADIJACIJA ZEMLJINE POVRŠINE

-Sunčeva radijacija koja se apsorbira na površini Zemlje prodire u:

-dublje dijelove vodenih površina

-na kopnu u najtanjem površinskom sloju

-prijenos energije radijacijom vrši se elektromagnetskim valovima raznih duljina,

spektralna raspodjela energije koja ovisi o temperaturi tijela koje zrači (temperaturno

zračenje)

-ljudsko oko ne vidi elektromagnetske valove koji zrače sve dok ne pređu temperaturu od

700 0C (crveni spektar)

-infracrvena radijacija: osjet kože – toplina (kod relativno visokih temperatura)

-Zemlja zrači elektromagnetske valove čija je valna duljina 15 – 25 puta veća od one što

dolazi sa Sunca

DUGOVALNA RADIJACIJA ATMOSFERE

-atmosfera je za Zemljinu dugovalnu radijaciju teško propusna (skoro nepropusna)

-najveći dio apsorbira vodena para u donjim dijelovima troposfere što dovodi do:

protuzračje atmosfere:

-veliko za oblačnih dana (toplije noću)

-malo za vedrih noći (brzo hlađenje)

-efekt staklenika temperatura je za 38 0C viša nego da nema protuzračenja atmosfere

(smanjuje se termička razlika između dana i noći)

-problem zagrijavanja ljeti (automobili i zgrade s velikim staklenim površinama)

18

RADIJACIJSKA I ENERGETSKA BILANCA ZEMLJE

-stalna izmjena energije između Zemljine površine i atmosfere složen proces

-bilanca radijacije ili energije predstavlja odnos između različitih odnosa radijacije odnosno

topline

odnos između primljene i odane radijacije ili energije uopće, naziva se radijacijskom

bilancom ili bilancom ukupne radijacije ili energetskom (toplinskom) bilancom

energija što ju Zemlja prima od Sunca jednaka je količini energije što ju gubi dugovalnom

radijacijom

-najveći dio topline atmosfera dobiva od zagrijane površine Zemlje

-efektivna radijacija predstavlja razliku između radijacije površine Zemlje i apsorbiranog

protuzračenja atmosfere

-noću nema globalne radijacije

-za oblačnog dana samo difuzna radijacija

-horizontalna raspodjela topline na Zemlji (važna zimi za polarne krajeve)

19