Sončno sevanje in klima
Sončno sevanje in klima
Sončno sevanje in klima
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
II. NARAVNO OKOLJE<br />
2. <strong>Sončno</strong> <strong>sevanje</strong> <strong>in</strong> <strong>klima</strong><br />
1. SONČNO SEVANJE<br />
a) Pot sončnega sevanja<br />
b) Albedo<br />
c) Vlažnost<br />
d) Adiabatični procesi<br />
2. VPLIVI VRTENJA ZEMLJE<br />
a) Coriolisova sila<br />
b) Gibanje zračnih gmot<br />
c) Oceanski tokovi<br />
3. REGIONALNE KLIME<br />
a) Vpliv topografije<br />
b) Prisojna <strong>in</strong> osojna pobočja<br />
c) Inverzije<br />
d) Klima urbanih okolji<br />
4. MIKROKLIMA<br />
a) Klima blizu tal<br />
b) Vplivi vegetacije <strong>in</strong> tal<br />
c) Mikroklime <strong>in</strong> habitati<br />
II. NARAVNO OKOLJE<br />
2. <strong>Sončno</strong> <strong>sevanje</strong> <strong>in</strong> <strong>klima</strong><br />
Kateri so elementi naravnega okolja?<br />
svetloba, temperatura, vlaga <strong>in</strong> hranila.<br />
Kaj najmočneje vpliva na elemente naravnega okolja?<br />
<strong>Sončno</strong> <strong>sevanje</strong> vpliva direktno <strong>in</strong> <strong>in</strong>direktno na omenjene<br />
elemente.<br />
1. SONČNO SEVANJE<br />
Ali vsi deli Zemlje prejemajo enako količ<strong>in</strong>o sončnega<br />
sevanja?<br />
- neenakomerna porazdelitev sevanja na Zemlji:<br />
- polarna področja : tropi,<br />
- oblika terena<br />
- kroženje Zemlje okrog svoje osi <strong>in</strong> okrog Sonca<br />
Kakšne so posledice?<br />
-različno segrevanja ozračja => različno vreme => oblikovanje<br />
različnih klim<br />
Kaj je vreme <strong>in</strong> kaj je <strong>klima</strong>?<br />
vreme: gibanje zraka zaradi neenakomernega segrevanja<br />
površja <strong>in</strong> atmosfere<br />
<strong>klima</strong>: komb<strong>in</strong>acija povprečnih vrednosti temperature, vlage,<br />
padav<strong>in</strong> <strong>in</strong> vetra določenega področja za daljša časovna<br />
obdobja; rezultat vremena<br />
Št.l.: 2006/2007<br />
1<br />
2<br />
3<br />
1
Solarna konstanta,<br />
viš<strong>in</strong>a 83km<br />
50% prispe<br />
do površja<br />
(1376 W/cm2)<br />
1. SONČNO SEVANJE<br />
a) Pot sončnega sevanja<br />
H2O, CO2 , NH4 , O3 ,<br />
CFC, N2O, SO2 Sprememba energijskega spektra ob prehodu sončnega<br />
sevanja skozi atmosfero (izločitev UV sevanja)<br />
50% solarne konstante,<br />
ki prispe do površja<br />
Kaj je albedo?<br />
1. SONČNO SEVANJE<br />
a) Pot sončnega sevanja<br />
1. SONČNO SEVANJE<br />
b) Albedo<br />
Odboj sončnega sevanja od zemeljskega površja:<br />
(voda 2%, sneg 45-90%, gozd, travnik 5-30%, oblaki 90%)<br />
Kaj vpliva na albedo?<br />
Odbojnosti površ<strong>in</strong>e <strong>in</strong> vpadni kot sončnega sevanja:<br />
večji vpadni kot (zjutraj, zvečer oz. oddaljenost od ekvatorja<br />
<strong>in</strong> letni čas) = večji albedo<br />
Različna področja imajo različen albedo:<br />
tudra pozimi 85%, gozdna področja 46-50%, puščavska<br />
področja 18-19% => splošno od 50-60% na polarnih področjih<br />
<strong>in</strong> do 20-30% v tropih. ==> VPLIV NA VREME / KLIMO<br />
Zemlja: globalni albedo bolj odvisen od vplivov oblakov kot<br />
od značilnosti površja (kopno, morje)<br />
4<br />
5<br />
6<br />
2
ALBEDO<br />
…je razmerje med količ<strong>in</strong>o svetlobe, ki se je od telesa<br />
odbila, <strong>in</strong> količ<strong>in</strong>o na telo padajoče svetlobe; zavzema<br />
lahko vrednosti od 0 do 1.<br />
Zemeljsko površje je izpostavljeno različni količ<strong>in</strong>i sončnega obsevanja,<br />
odvisno od nagiba zemeljske osi <strong>in</strong> kroženja Zemlje okrog Sonca<br />
Enakonočje<br />
2. VPLIVI VRTENJA ZEMLJE<br />
b) Gibanje zračnih gmot<br />
Zimski solsticij<br />
2. VPLIVI VRTENJA ZEMLJE<br />
b) Gibanje zračnih gmot<br />
Dviganje segretega zraka v ekvatorialnem delu do stratosfere<br />
(temperatura ne pada več z viš<strong>in</strong>o, dvigajoči zrak ima ob stiku s stratosfero<br />
enako ali nižjo temperaturo = pokrovka), kopičenje zračne mase, širjenje<br />
proti severnemu <strong>in</strong> južnemu polu<br />
Idealno Različno segrevanje,<br />
vpliv vrtenja zemlje<br />
8<br />
9<br />
3
2. VPLIVI VRTENJA ZEMLJE<br />
b) Gibanje zračnih gmot<br />
Tropska konvergenčna cona (stik Hadleyevih celic): dvig zračnih mas<br />
<strong>in</strong> njen odklon na sever (poletje, rakov povratnik) <strong>in</strong> jug (zima,<br />
kozorogov povratnik): določa sušno <strong>in</strong> deževno dobo (mesto<br />
dvigovanja ima oblačno, deževno <strong>in</strong> nestabilno klimo)<br />
2. VPLIVI VRTENJA ZEMLJE<br />
c) Oceanski tokovi<br />
- Vpliv vetrov <strong>in</strong> Coriolisove sile na oblikovanje morskih tokov.<br />
- Transport ogromnih količ<strong>in</strong> senzibilne toplote proti severu <strong>in</strong> jugu.<br />
- Dva morska sistema: Atlantik <strong>in</strong> Pacifik<br />
- Kalifornijski <strong>in</strong> perujski hladni tok bogat s hranili(bogato morsko<br />
življenje) vendar je kont<strong>in</strong>entalnemu delu zaradi mrzle vode na voljo malo<br />
vlage = puščave ob obali Mehike, Južne Amerike, Kalifornije <strong>in</strong> Čila<br />
2. VPLIVI VRTENJA ZEMLJE<br />
c) Oceanski tokovi<br />
Razporeditev padav<strong>in</strong> na Zemlji določajo temperatura, vetrovi <strong>in</strong> morski<br />
tokovi<br />
4
;<br />
warm, dry w<strong>in</strong>ters<br />
NAOI+<br />
(North Atlantic Oscillation Index – NAOI)<br />
NAOI = SLP −<br />
1 SLP2<br />
( X SLP − X<br />
1,<br />
2 SLP )<br />
1,<br />
2<br />
SLP1<br />
, 2 =<br />
σSLP1<br />
, 2<br />
cold, wet w<strong>in</strong>ters<br />
• The NAO <strong>in</strong>dex - the difference of normalized sea-level<br />
pressure (SLP) between 2 stations situated close to the<br />
"centres of action" over Iceland and the Azores. Stykkisholmur<br />
(Iceland) is <strong>in</strong>variably used as the northern station, whereas<br />
either Ponta Delgada (Azores) Lisbon (Portugal) or Gibraltar<br />
are used as the southern station<br />
(Jones et al., 1997; http://www.cru.uea.ac.uk/cru/data/nao.htm)<br />
3. REGIONALNE KLIME<br />
NAOI-<br />
Makro<strong>klima</strong>: <strong>klima</strong> relativno velikega področja, ki jo določajo kroženje<br />
atmosfere <strong>in</strong> morskih tokovi na eni strani ter lokalna orografija na<br />
drugi.<br />
Kako opisujemo sprem<strong>in</strong>janje regionalne klime tekom letnih časov?<br />
<strong>klima</strong>tograf<br />
3. REGIONALNE KLIME<br />
a) Vpliv topografije<br />
<strong>klima</strong>tski diagram<br />
Oblika terena vpliva na vzorec padav<strong>in</strong>,spremembo temperature glede<br />
na nadmorsko viš<strong>in</strong>o <strong>in</strong> na razporeditev vegetacije.<br />
5
3. REGIONALNE KLIME<br />
b) Prisojna <strong>in</strong> osojna pobočja<br />
Prisojna pobočja izpostavljena močnejšemu sončnemu obsevanju =><br />
višja evaporacijo <strong>in</strong> povprečna temperatura => nižja vlažnost tal,<br />
poudarjeni ekstremi<br />
Mikro<strong>klima</strong> prisojnih pobočji je topla <strong>in</strong> suha (kserična), osojnih pa<br />
hladna <strong>in</strong> vlažna (mezična)<br />
3. REGIONALNE KLIME<br />
c) Inverzije<br />
Nočno ohlajanje tal povzroči nastanek jutranje megle (ko se zrak pri<br />
tleh dovolj ohladi (postane dovolj vlažen) => nastanek jutranje megle)<br />
Inverzija v dol<strong>in</strong>ah <strong>in</strong> vrtačah: ponoči ohlajen zrak drsi po pobočju v<br />
dol<strong>in</strong>o ali vrtačo kjer se kopiči => debel<strong>in</strong>a hladne plasti zraka se veča <strong>in</strong><br />
lahko pride do nastanka megle => vegetacijski obrat<br />
6
3. REGIONALNE KLIME<br />
d) Klima urbanih okolji<br />
Produkt morfologije mesta: absorpcija <strong>in</strong> <strong>sevanje</strong> dolgovalovnega<br />
sevanja je veliko večje kot v neurbanem prostoru => toplotni otok<br />
3. REGIONALNE KLIME<br />
e) Spremembe regionalne klime<br />
Role of Land-Surface Changes <strong>in</strong> Arctic Summer Warm<strong>in</strong>g,<br />
Chap<strong>in</strong> et al., SCIENCE VOL 310 28 OCTOBER 2005<br />
Fig. 1. (A) Spatial pattern of high-latitude surface<br />
summer (June to August) warm<strong>in</strong>g (<strong>in</strong> -C over 44<br />
years, 1961 to 2004) and (B) the temporal air<br />
temperature anomaly (deviation from the longterm<br />
mean) <strong>in</strong> Alaska.<br />
3. REGIONALNE KLIME<br />
e) Spremembe regionalne klime<br />
Fig. 3. Satellite record of temporal changes <strong>in</strong> (A)<br />
mean summer (June to August) cloud fraction<br />
[slope (S) = 0.0068, P 0 0.11] and optical depth<br />
(S 0 0.0201, P 0 0.5);<br />
(B) mean summer cloud radiative forc<strong>in</strong>g [net<br />
(S 0 –2.71, P 0 0.001), longwave (S = 1.02, P =<br />
0.05), and shortwave (S = –3.73, P 0 0.004)]; and<br />
(C) clear-sky summer broadband albedo (S = –<br />
0.0002; P = 0.6) and surface temperature (S =<br />
0.050, P 0 0.6) <strong>in</strong> arctic tundra on the North Slope<br />
of Alaska. Data for the Alaskan doma<strong>in</strong> are drawn<br />
from the panarctic data set of Wang and Key<br />
9
3. REGIONALNE KLIME<br />
e) Spremembe regionalne klime<br />
Role of Land-Surface Changes <strong>in</strong> Arctic Summer Warm<strong>in</strong>g,<br />
Chap<strong>in</strong> et al., SCIENCE VOL 310 28 OCTOBER 2005<br />
3. REGIONALNE KLIME<br />
e) Spremembe regionalne klime<br />
Arctic Climate Impact Assessment<br />
3. REGIONALNE KLIME<br />
e) Spremembe regionalne klime<br />
Arctic Climate Impact Assessment<br />
Changes <strong>in</strong> surface air<br />
temperature north of<br />
60ºN between the 1981–<br />
2000 basel<strong>in</strong>e and 2100<br />
as projected by the<br />
five ACIA-designated<br />
models forced with the<br />
- A2 (emissions scenario<br />
assumes global<br />
emphasis on susta<strong>in</strong>ed<br />
economic development)<br />
and<br />
- B2 (emissions scenario<br />
reflects a world that<br />
promotes environmental<br />
susta<strong>in</strong>ability) emissions<br />
scenarios.<br />
Fig. 18.1. Present<br />
and projected<br />
boundaries (by the<br />
end of 2100) of<br />
summer sea-ice<br />
extent, permafrost,<br />
and the treel<strong>in</strong>e.<br />
10
3. REGIONALNE KLIME<br />
e) Spremembe regionalne klime<br />
Climate change and the cetacean community of north-west Scotland,<br />
MacLeod et al., Biological Conservation 124 (2005) 477–483<br />
S<strong>in</strong>ce 1981 there has been documented<br />
<strong>in</strong>crease of 0.2–0.4 C per decade <strong>in</strong> local<br />
sea water temperatures.<br />
Fig. 1. The study area cover<strong>in</strong>g north-west<br />
Scotland used to <strong>in</strong>vestigate changes <strong>in</strong> cetacean<br />
community. This study area <strong>in</strong>cluded all western<br />
and northern coasts of the Scottish ma<strong>in</strong>land as<br />
well as all western and northern isles. Back ground<br />
shad<strong>in</strong>g: Water depths separated by 200, 500,<br />
1000, 1500, 2000 and 2500 m contours. White<br />
Arrow: position of monitor<strong>in</strong>g site (Handa Island)<br />
where cetacean presence was recorded between<br />
1987 and 1991. Black L<strong>in</strong>es: Transect l<strong>in</strong>es<br />
repeatedly covered by systematic surveys dur<strong>in</strong>g<br />
summer months <strong>in</strong> 2002 and 2003 us<strong>in</strong>g passenger<br />
ferries as platforms of opportunity. Latitudes are<br />
degrees north, longitudes are degrees west.<br />
.<br />
Cetacean belong<strong>in</strong>g to the Cetacea,<br />
an order of aquatic, chiefly mar<strong>in</strong>e<br />
mammals, <strong>in</strong>clud<strong>in</strong>g the whales and<br />
dolph<strong>in</strong>s.<br />
3. REGIONALNE KLIME<br />
e) Spremembe regionalne klime<br />
Climate change and the cetacean community of north-west Scotland,<br />
MacLeod et al., Biological Conservation 124 (2005) 477–483<br />
Table 1: Species<br />
recorded strand<strong>in</strong>g <strong>in</strong><br />
Scotland between 1948<br />
and 2003, with details<br />
of the year they were<br />
first recorded, their<br />
range of occurrences <strong>in</strong><br />
terms of water<br />
temperatures<br />
3. REGIONALNE KLIME<br />
e) Spremembe regionalne klime<br />
Climate change and the cetacean community of north-west Scotland,<br />
MacLeod et al., Biological Conservation 124 (2005) 477–483<br />
Fig. 2. Expected and actual accumulation curve of species diversity <strong>in</strong> north-west<br />
Scotland constructed from stand<strong>in</strong>gs records between 1948 and<br />
2003: solid l<strong>in</strong>e – actual accumulation curve for species; dashed l<strong>in</strong>e – expected<br />
accumulation curve based on model; solid arrows – actual first year of occurrence<br />
for three warm water species first recorded <strong>in</strong> north-west Scotland s<strong>in</strong>ce 1988;<br />
dashed arrows – median expected first year of occurrence for these warm species<br />
<strong>in</strong> 1000 Monte Carlo simulations.<br />
11
4. MIKROKLIMA<br />
a) Klima blizu tal<br />
Znotraj regionalne klime prihaja do velikih sprememb med<br />
posameznimi mikrolokacijami: klimo značilno za mikrolokacijo<br />
imenujemo mikro<strong>klima</strong>.<br />
Značilni ekstremi (podnevi višja <strong>in</strong> ponoči nižja od temperature merjene<br />
na standardni viš<strong>in</strong>i (1.83m)<br />
Kaj so glavni razlogi za nastanek ekstremov?<br />
Bilanca sevanja površja: - podnevi absorpcija <strong>in</strong> radiacija,<br />
- ponoči samo ohlajanje.<br />
Vlaga: - bolj ko so tla suha, večje je ohlajanje=> ni vlage za absorpcijo<br />
dolgovalovnega sevanja <strong>in</strong> njenega povratnega sevanja.<br />
4. MIKROKLIMA<br />
b) Vplivi vegetacije <strong>in</strong> tal<br />
Kakšni so vplivi vegetacije?<br />
Vegetacija vpliva na mikroklimo preko:<br />
- vplivov na smeri <strong>in</strong> jakosti vetra, evaporacije, vlažnosti, <strong>in</strong><br />
temperature površja tal => zmanjšuje temperaturni gradient.<br />
Barva <strong>in</strong> vlažnost tal vplivata na segrevanje <strong>in</strong> ohlajanje tal.<br />
4. MIKROKLIMA<br />
c) Mikro<strong>klima</strong> <strong>in</strong> habitati<br />
Mikro<strong>klima</strong> pogoji habitat <strong>in</strong> habitati se sprem<strong>in</strong>jano tako kot se<br />
sprem<strong>in</strong>ja mikro<strong>klima</strong>.<br />
Kateri dejavniki okolja igrajo najpomembnejšo vlogo pri:<br />
a) živalih?<br />
b) rastl<strong>in</strong>ah?<br />
Pri živali igra najpomembnejšo vlogo prava komb<strong>in</strong>acija vlažnosti <strong>in</strong><br />
toplote.<br />
Rastl<strong>in</strong>e izbirajo svoje rastišče predvsem glede na svetlobo, toploto,<br />
vlago <strong>in</strong> tla.<br />
12