How Barometric Pressure over the Ocean Affects Weather on Land

Ciśnienie barometryczne to siła wywierana na powierzchnię Ziemi przez masę powietrza znajdującego się nad nią. Wielkość ciśnienia w danym miejscu na powierzchni planety jest związana z temperaturą, wysokością i grawitacją. Cieplejsze powietrze ma mniejszą gęstość niż powietrze zimniejsze. Zimniejsze masy powietrza mają wyższe ciśnienie, a cieplejsze masy powietrza mają niższe ciśnienie. Atmosfera jest ogrzewana przez promieniowanie słoneczne, w większym stopniu w pobliżu równika, a w mniejszym stopniu na biegunach. Cyrkulacja atmosferyczna wynika z łagodzenia tej nierównowagi grzewczej i jest dodatkowo skomplikowana ze względu na ruch obrotowy Ziemi.

Na półkuli północnej wiatry wokół układu niskiego ciśnienia obracają się przeciwnie do ruchu wskazówek zegara; w układzie wysokiego ciśnienia wiatry obracają się zgodnie z ruchem wskazówek zegara (jest to odwrócone na półkuli południowej). Te układy ciśnienia są jednym z największych czynników wpływających na modele prognozowania pogody.

Większość danych, które są wykorzystywane do prognozowania pogody pochodzi z satelitów, ale satelity nie mogą mierzyć ciśnienia bezpośrednio. Zamiast tego modelarze muszą polegać na pomiarach z małych dryfujących boi, które oferują niewielką kontrolę pozycjonowania. Bezzałogowe pojazdy nawodne Saildrone (USV) rejestrują obserwacje meteorologiczne i oceaniczne in situ, w tym prędkość i kierunek wiatru, wilgotność, temperaturę morza i powietrza, chlorofil, wysokość i kierunek fal oraz oczywiście ciśnienie barometryczne.

Dane z saildronów są wykorzystywane do lepszego zrozumienia zmian zachodzących w ekosystemie oceanicznym, walidacji innych platform próbkowania i poprawy prognozowania pogody. Aplikacja Saildrone Forecast dla systemu iOS jest pierwszym narzędziem pogodowym integrującym dane zebrane przez saildrony w prognozach o ultrawysokiej rozdzielczości, a teraz zawiera globalne ciśnienie powietrza jako nakładkę na mapę.

Aplikacja pogodowa Saildrone Forecast dla iPada
Aplikacja Saildrone Forecast dla iPada pokazująca przewidywany wiatr i ciśnienie na Oceanie Spokojnym w 12-godzinnym okresie czasu.

Każdy, kto kiedykolwiek oglądał raport pogodowy w lokalnych wiadomościach, miał przynajmniej pobieżne wprowadzenie do ciśnienia barometrycznego (czasami określanego również jako ciśnienie atmosferyczne lub po prostu ciśnienie powietrza). Meteorolodzy często wskazują na układy wysokiego ciśnienia, które sugerują piękną pogodę i układy niskiego ciśnienia, które, w zależności od miejsca zamieszkania, mogą oznaczać burze, śnieżyce, huragany lub tornada.

Promieniowanie słoneczne ogrzewa planetę; część tego ciepła jest następnie przenoszona do atmosfery. Oceany, które pokrywają 72% powierzchni Ziemi, pochłaniają większość promieniowania słonecznego, które dociera do naszej planety, a prądy oceaniczne również pomagają rozprowadzić to ciepło z cieplejszych tropików do biegunów (ocean i atmosfera wykonują po około połowie tej pracy). Różnice ciśnienia powietrza mogą być wzmocnione, gdy powietrze przemieszcza się przez cieplejsze i chłodniejsze obszary oceanu lub przez granice między lądem a oceanem. Większość opadów na lądzie wynika z wilgoci wprowadzonej do mas powietrza nad oceanem. Oprócz temperatury, wiatrów i prądów, ciśnienie atmosferyczne wpływa na to, ile gazu mogą pomieścić wody powierzchniowe, a także jest wykorzystywane w obliczeniach ciśnień cząstkowych CO2 w atmosferze i oceanie powierzchniowym.

Najczęstszym instrumentem używanym do pomiaru ciśnienia barometrycznego jest barometr aneroidowy, który składa się z małego, hermetycznego pudełka, które ściska lub zgina się, gdy ciśnienie powietrza wzrasta i spada, przesuwając igłę wzdłuż łatwej do odczytania tarczy. W oceanie, w ramach Globalnego Programu Dryfującego (GDP), rozmieszczane są dryfkotwy powierzchniowe, małe okrągłe kulki przymocowane do spadochronu i wyposażone w termometr i barometr. Po rozmieszczeniu, urządzenia dryfują wraz z prądami oceanicznymi rejestrując temperaturę, ciśnienie i lokalizację przez około 18 miesięcy (średnia długość życia baterii D-cell, które zasilają czujniki), zanim staną się łupem.

Dron żaglowy zbierający dane w oceanie
Drony żaglowe USV zbierają różne pomiary atmosferyczne i oceanograficzne, w tym ciśnienie barometryczne, temperaturę powietrza i wody, wilgotność, promieniowanie, zasolenie, chlorofil, siłę i kierunek wiatru i prądu oraz wysokość i okres fal.

Jako część standardowego pakietu czujników, pojazdy USV Saildrone posiadają pojemnościowy czujnik ciśnienia bezwzględnego, który wykorzystuje cienki kawałek metalu umieszczony pomiędzy dwoma sztywnymi płytkami. Gdy zmienia się ciśnienie powietrza, płyta zmienia kształt, zwiększając lub zmniejszając pojemność, która jest przekształcana w sygnał elektryczny, który można zmierzyć. Saildrony są zasilane energią wiatrową i słoneczną i poruszają się autonomicznie zgodnie z wyznaczonymi punktami orientacyjnymi. Mogą być wystrzeliwane i odzyskiwane z dowolnego doku i zaprojektowane do wykonywania wielu misji w najtrudniejszych warunkach oceanicznych.

Saildrone Forecast wizualizuje ciśnienie powietrza jako izobary – linie narysowane na mapie, które łączą punkty o jednakowym ciśnieniu. Wartości ciśnienia podawane są na izobarach w milibarach; średnie ciśnienie na poziomie morza wynosi 1013,25 milibarów. Izobary są przydatne do lokalizowania silnych gradientów ciśnienia (rozpoznawalnych dzięki ciasnemu upakowaniu izobar). Większe gradienty ciśnienia wskazują na silne wiatry, podczas gdy mniejsze, bardziej stopniowe gradienty wskazują na lżejsze wiatry.

Prognoza dla iPhone'a pokazująca ciśnienie i temperaturę
Prognoza dla iPhone’a pokazująca warstwy chmur i temperatury z nałożonym ciśnieniem.

Nakładka Ciśnienie powietrza znajduje się na panelu warstw i można ją wyświetlić z każdą inną warstwą mapy – spróbuj włączyć ją na warstwie Wiatr, aby uzyskać wizualne wyjaśnienie, w jaki sposób gradienty ciśnienia wskazują siłę wiatru. (Uwaga: Ciśnienie powietrza najlepiej jest oglądać w powiększeniu; przy zbyt dużym zbliżeniu na mapie gradienty izobar mogą być niewidoczne). Na warstwie Temperatura, przesuń scrubber tam i z powrotem lub odtwórz Pętlę czasową i obserwuj jak zmiany ciśnienia wpływają na pogodę w Twoim regionie. Z warstwą Chmura i wybraną nakładką Ciśnienie powietrza, możesz obserwować jak pogoda, która pochodzi z oceanu, jest przenoszona nad lądem.

Dawne aktualizacje aplikacji obejmują również ulepszone renderowanie warstwy Chmura przy użyciu danych o wyższej rozdzielczości, jak również ulepszone strzałki wiatru i prądu. Zoptymalizowany system pobierania modeli szybciej prezentuje nowe dane prognozy w aplikacji.

Ściągnij Saildrone Forecast za darmo z App Store na iPhone’a i iPada. Masz pytania? Przeczytaj FAQ dotyczące prognozy Saildrone Forecast. Jak zawsze chętnie zapoznamy się z Twoimi opiniami, ponieważ wciąż na nowo opracowujemy prognozy pogody.

.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.