Jak barometrický tlak nad oceánem ovlivňuje počasí na pevnině

Barometrický tlak je síla, kterou na zemský povrch působí hmotnost vzduchu nad ním. Velikost tlaku v daném místě na povrchu planety souvisí s teplotou, nadmořskou výškou a gravitací. Teplejší vzduch má menší hustotu než chladnější vzduch. Chladnější vzduchové hmoty mají vyšší tlak a teplejší vzduchové hmoty mají nižší tlak. Atmosféra je ohřívána slunečním zářením, více v blízkosti rovníku a méně na pólech. Atmosférická cirkulace je výsledkem zmírnění této nerovnováhy ohřevu a je dále komplikována rotací Země.

Na severní polokouli se větry kolem systému nízkého tlaku otáčejí proti směru hodinových ručiček; v systému vysokého tlaku se větry otáčejí ve směru hodinových ručiček (na jižní polokouli je to obráceně). Tyto tlakové systémy jsou jedním z největších faktorů, které přispívají k modelům předpovědi počasí.

Velká část údajů, které jsou součástí předpovědí počasí, pochází ze satelitů, ale satelity nemohou měřit tlak přímo. Modeláři se místo toho musí spoléhat na měření z malých unášených bójí, které nabízejí jen malou kontrolu polohy. Bezpilotní povrchová plavidla (Saildrone) zaznamenávají meteorologická a oceánská pozorování in situ, včetně rychlosti a směru větru, vlhkosti, teploty moře a vzduchu, chlorofylu, výšky a směru vln – a samozřejmě barometrického tlaku.

Údaje z plachetnic se používají k lepšímu pochopení změn probíhajících v oceánském ekosystému, k ověřování jiných platforem pro odběr vzorků a ke zlepšení předpovědi počasí. Aplikace Saildrone Forecast pro iOS je prvním meteorologickým nástrojem, který integruje data shromážděná pomocí plachetnic do předpovědí v ultra vysokém rozlišení a nyní obsahuje globální tlak vzduchu jako překryvnou mapu.

Meteorologická aplikace Saildrone Forecast pro iPad
Aplikace Saildrone Forecast pro iPad zobrazuje předpovědi větru a tlaku v Tichém oceánu v časovém úseku 12 hodin.

Každý, kdo někdy sledoval předpověď počasí v místních zprávách, se alespoň zběžně seznámil s barometrickým tlakem (někdy také označovaným jako atmosférický tlak nebo prostě tlak vzduchu). Meteorologové často upozorňují na systémy vysokého tlaku, které naznačují pěkné počasí, a na systémy nízkého tlaku, které v závislosti na místě, kde žijete, mohou znamenat bouřky, vánice, hurikány nebo tornáda.

Sluneční záření ohřívá planetu; část tohoto tepla se pak přenáší do atmosféry. Oceány, které pokrývají 72 % zemského povrchu, pohlcují většinu slunečního záření, které dopadá na planetu, a oceánské proudy také pomáhají rozvádět toto teplo z teplejších tropických oblastí k pólům (oceán a atmosféra odvádějí každý přibližně polovinu této práce). Rozdíly v tlaku vzduchu mohou být zesíleny, když se vzduch pohybuje přes teplejší a chladnější oblasti oceánu nebo přes hranice mezi pevninou a oceánem. Většina srážek na pevnině je výsledkem vlhkosti, která se dostává do vzduchových mas nad oceánem. Kromě teploty, větrů a mořských proudů ovlivňuje atmosférický tlak také to, kolik plynu může povrchová voda pojmout, a používá se také při výpočtu parciálních tlaků CO2 v atmosféře a povrchovém oceánu.

Nejběžnějším přístrojem používaným k měření barometrického tlaku je aneroidní barometr, který se skládá z malé vzduchotěsné krabičky, která se stlačuje nebo ohýbá, když tlak vzduchu stoupá a klesá a posouvá jehlu po snadno čitelném číselníku. V oceánu se v rámci programu Global Drifter Program (GDP) používají povrchové driftery, malé kulaté koule připevněné k závěsu a vybavené teploměrem a barometrem. Po rozmístění jsou zařízení unášena oceánskými proudy a zaznamenávají teplotu, tlak a polohu po dobu přibližně 18 měsíců (průměrná životnost baterií typu D, které senzory napájejí), než se z nich stanou mouchy.

Desky sbírající údaje v oceánu
Desky USV shromažďují řadu atmosférických a oceánografických měření včetně barometrického tlaku, teploty vzduchu a vody, vlhkosti, radiace, salinity, chlorofylu, síly a směru větru a proudu a výšky a periody vln.

Součástí standardního balíčku snímačů na plavidlech Saildrone USV je kapacitní snímač absolutního tlaku, který využívá tenký kousek kovu vložený mezi dvě pevné desky. Při změně tlaku vzduchu deska mění tvar, a proto se zvyšuje nebo snižuje kapacita, která se převádí na elektrický signál, který lze měřit. Plachetnice jsou poháněny větrem a sluneční energií a navigují se autonomně podle předepsaných trasových bodů. Lze je vypustit a vyzvednout z jakéhokoli doku a jsou navrženy tak, aby mohly plnit několik misí v nejnáročnějších oceánských podmínkách.

Saildrone Forecast vizualizuje tlak vzduchu jako izobary – čáry nakreslené na mapě, které spojují body se stejným tlakem. Hodnoty tlaku jsou na izobarách uvedeny v milibarech; průměrný tlak na úrovni hladiny moře je 1013,25 milibarů. Izobary jsou užitečné pro lokalizaci silných tlakových gradientů (identifikovatelných podle těsného uspořádání izobar). Větší gradienty tlaku indikují silný vítr, zatímco menší, pozvolnější gradienty indikují slabší vítr.

Předpověď pro iPhone zobrazující tlak a teplotu
Předpověď pro iPhone zobrazující vrstvy oblačnosti a teploty s překrytím tlaku.

Překrytí tlakem vzduchu se nachází na panelu vrstev a lze jej zobrazit s jakoukoli jinou mapovou vrstvou – zkuste jej zapnout nad vrstvou Vítr pro názorné vysvětlení, jak gradienty tlaku indikují sílu větru. (Poznámka: Tlak vzduchu se nejlépe zobrazuje při oddálení; pokud jste na mapě příliš přiblíženi, nemusíte vidět gradienty izobar). Ve vrstvě Teplota pohybujte posuvníkem tam a zpět nebo přehrávejte časovou smyčku a sledujte, jak změny tlaku ovlivňují počasí ve vaší oblasti. S vybranou vrstvou Oblačnost a překryvem Tlak vzduchu můžete sledovat, jak se počasí, které vzniká v oceánu, přenáší nad pevninu.

Nedávné aktualizace aplikace zahrnují také vylepšené vykreslování vrstvy Oblačnost s využitím dat s vyšším rozlišením a také vylepšené větrné šipky a šipky proudění. Optimalizovaný systém přijímání modelů prezentuje nová předpovědní data v aplikaci rychleji.

Stáhněte si Saildrone Forecast zdarma z App Store pro iPhone a iPad. Máte dotazy? Přečtěte si časté dotazy k aplikaci Saildrone Forecast. Jako vždy uvítáme vaši zpětnou vazbu, protože budeme pokračovat ve vynalézání nové předpovědi počasí.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.