Ciśnienie atmosferyczne a zmiany pogody

5 godzin temu

Jak ciśnienie atmosferyczne wiąże się z pogodą? Czy wskazania barometru wystarczają do postawienia trafnej prognozy? Z jakich dodatkowych informacji można przy tym korzystać? O czym trzeba pamiętać? Nasz ekspert w dziedzinie meteorologii, Maciej Ostrowski, odpowiada na pytania czytelników.

Początek jesieni to w Polsce na ogół okres spokojnych pogód, ale na Atlantyku rozpoczął się kolejny, coroczny sezon cyklonów tropikalnych. Układy te przemieszają się początkowo od Afryki na zachód, między strefą pasatów a konwergencji równikowej. Po przejściu Oceanu, przy Antylach lub trochę wcześniej, skręcają na północ i zawracają wschód, a potem włączają się do strumienia zachodniej cyrkulacji. Tworzą się wówczas głębokie niże, zbliżające się od zachodu do Wysp Brytyjskich i naszego kontynentu. Ich dalekim objawem jest spadek ciśnienia. A o to, jak można przewidzieć nadchodzenie takiego układu, zapytał ostatnio wnikliwie nasz czytelnik:

Czy sygnałem alarmowym powinien być po prostu znaczny spadek wskazówki? czasem bowiem zdarza się, iż obserwacja nieba wskazuje nadejście burzy natomiast barometr jest stabilny

Wskazania barometru od dawna są uznawane za wskaźnik zmian ciśnienia, prawie na równi z łamaniem w kościach. Stare aneroidy (barometry, w których mierzona jest zmiana grubości hermetycznie zamkniętej puszki o obniżonym ciśnieniu) mają na swojej tarczy misternie wypisane pogody – od sztormu do słońca. Tymczasem wielokrotnie obserwujemy, iż w obszarach o obniżonym ciśnieniu pojawia się okresami słońce, zaś w obszarach wysokiego ciśnienia może panować dokuczliwa mgła i mżawka, szczególnie późną jesienią czy ciepłą zimą.

Spadek ciśnienia atmosferycznego

Jak więc jest z tym ciśnieniem i czy warto mówić o nim w ogólnych prognozach zamiast wstawić jeszcze jednego reklamowego sponsora? Otóż nie wartość ciśnienia (wysokie czy niskie, bowiem to zależy od wzniesienia nad poziom morza), a szybkość jego spadku lub wzrostu mówi o procesach synoptycznych. Przed zbliżającym się układem niżowym ZAWSZE zaobserwujemy spadek ciśnienia, nie jest on znaczny, ale im niż jest głębszy i szybciej zbliża się do naszej pozycji, tym szybciej ciśnienie spada. W jesiennych niżach idących znad Atlantyku zdarzają się na zachodnich wybrzeżach Europy spadki ciśnienia choćby powyżej 10 hPa na 3 godziny.

Jednocześnie musimy obserwować wiatr. jeżeli prędkość narasta i wieje z południa lub południowego wschodu, to niż idzie prosto na nas (na ogół równo z zachodu). Przy wietrze południowo-zachodnim zachodzącym (skręcającym na zachodni), ośrodek idzie torem na północ od naszego położenia. Narastający wiatr północno-wschodni i wschodni przy jednoczesnym spadku ciśnienia to znak, iż ośrodek (z reguły wtórny niż) idzie torem na południe od nas.

Ponieważ ośrodki prawie zawsze wędrują znad oceanu nad wewnętrzne morza (przechodzą przez charakterystyczne przesmyki lądowe jak Kanał Angielski, Cieśniny Duńskie nad Morze Północne i potem Bałtyk lub przez Bramę Rodanu nad zachodnią część Morza Śródziemnego tworząc niekiedy niż genueński) to przypadek wiatrów północno-wschodnich i wschodnich spotkanych przy wyjściu z Kanału Angielskiego wyraźnie mówi o przejściu niżu przez Zatokę Biskajską nad południe Francji i dalej nad Zatokę Lwią między Marsylią a Barceloną.

Wspomnę, iż na wschód od Plymouth znajduje się dobrze chroniona od zachodnich i północnych wiatrów zatoka Start Bay, ograniczona przylądkiem Start Point, w której żaglowce rejowe kotwiczyły oczekując na korzystny zwrot wiatru na północno-wschodni i wschodni, aby „na plecach” niżu toczącego się nad Zatoką Biskajską wyjść na Atlantyk i zmierzać w kierunku Madery. Wówczas kapitan nie raz stukał palcem w szklaną rurkę barometru sprawdzając, czy ciśnienie zaczęło po spadku wzrastać, a wiatr już się odkręcił na NE czy E.

Wzrost ciśnienia atmosferycznego

Wzrost ciśnienia zawsze spowodowany jest napływem chłodniejszego powietrza po froncie chłodnym i wiąże się z rozbudową wyżu w chłodniejszym powietrzu napływającym prosto znad Arktyki przez Morze Norweskie lub przez Skandynawię albo przez północną Rosję. Front chłodny poprzedza początek wzrostu ciśnienia, tak więc ten przypadek nie ma znaczenia prognostycznego – najpierw wytarmoszą nas szkwały na froncie, a dopiero potem zacznie wzrastać ciśnienie.

Oczywiście, gdy wiemy iż na zachód czy północ od naszej pozycji ciśnienie już zdecydowanie rośnie, to możemy spodziewać się rychłego przejścia frontu. W tym przypadku należy obserwować formy rozwoju chmur, a szczególnie wypatrywać ławic lub soczewek chmur altocumulus (tak zwane „makrelowe niebo”) oraz kowadeł chmur cirrus od zbliżających się chmur cumulonimbus budujących się na froncie. Tak więc jedynie dzięki lokalnej obserwacji ciśnienia nie zauważymy podchodzenia frontu chłodnego z towarzyszącymi szkwałami, a późną wiosną i latem często z burzą.

Ciśnienie atmosferyczne we współczesnej meteorologii

Na prostych przyrządach i obserwacji nieba trzeba było bazować dawniej, na wybrzeżu czy na pokładzie żaglowca. w tej chwili przy rozwoju technologii już każdy właściciel telefonu czy tabletu za złotówkę może poprzez mobilne systemy telekomunikacyjne dojść do zasobów Internetu, jeżeli tylko jest w zasięgu sieci (czyli wszędzie na lądzie i w pobliżu brzegu). Zdjęcia satelitarne z podpiętymi miejscami wyładowań burzowych lub rozpoznania radarowe wyraźnie ukazują aktualne położenie frontu, animacja tych zdjęć pokazuje ruch, a numeryczne prognozy mezoskalowe nie powinny przeoczyć zjawisk związanych z podejściem i działaniem frontu – choć nie zawsze doceniają ich intensywność.

Mimo zastosowania takiej techniki należy obserwować lokalnie zmiany ciśnienia, ale do tego trzeba mieć punkt odniesienia. Tu należy przypomnieć sobie z fizyki równanie stanu gazu, wiążące ciśnienie z temperaturą i wysokością: p = RρT, (ciśnienie zależy od gęstości i temperatury). Inne, pochodne wzory określają różnicę wysokości pomiędzy poziomami, na których występuje różnica ciśnienia.

W meteorologii używa się pojęcia stopień barometryczny/baryczny, który mówi, o ile należy się wznieść, aby ciśnienie powietrza spadło o 1 hPa. Ponieważ z wysokością spada też temperatura oraz zmniejsza się „nacisk” wyżej leżących warstw powietrza, to stopień barometryczny zdecydowanie rośnie: na poziomie morza wynosi około 8 metrów, na 5,5 kilometrach około 14 m, pod tropopauzą na wysokości 9 km aż 22-23 metry.

Znaczna i wyraźna zmiana ciśnienia z wysokością wykorzystywana jest od początku w lotnictwie dla określenia wysokości lotu, a tym samym – poprzez przydział wysokości – dla unikania zderzeń samolotów między sobą czy z górami. Nie będę wchodził w szczegóły, ale przy badaniu wypadku smoleńskiego okazało się, iż piloci w ostatniej fazie lądowania niewłaściwie posługiwali się wysokościomierzem barometrycznym, tracąc tym samym świadomość rzeczywistej wysokości lotu.

Jak podałem wyżej, ciśnienie powietrza bardzo zależy od wysokości (wzniesienie się o 3 piętra to spadek ciśnienia o 1 hPa), następnie znacznie słabiej od zmian temperatury (im cieplej tym niższe), zaś zmiany wynikające z podchodzenia tworów barycznych są w porównaniu z poprzednimi czynnikami znikome (np. przy podchodzeniu aktywnego niżu spadek rzędu 3 – 5 hPa na 3 godziny). Dla uniknięcia chaosu w podawaniu ciśnienia i porównywaniu wartości mierzonych w różnych miejscach, wprowadzono w światowej meteorologii (a także w lotnictwie) pojęcie CIŚNIENIA PRZELICZONEGO do poziomu morza (z reguły powiększone o kilka – kilkanaście hektopaskali). Przy przeliczeniu (wykonywanym dla stacji leżących do 500m nad poziom morza) uwzględnia się wysokość barometru, średnią temperaturę, a choćby szerokość geograficzną stacji. Dopiero takie ciśnienie można wykorzystywać przy wykreślaniu map, dla uzyskania obrazu aktualnych układów ciśnienia.

Na zobrazowaniach poważnych ośrodków meteorologicznych oraz w obliczeniach numerycznych prognoz pogody stosuje się wyłącznie ciśnienie przeliczone do poziomu morza. Tylko w polskich mediach z uporem podaje się ciśnienie z poziomu aneroidu stojącego na biurku redaktora, a przecież gdy to biurko jest na trzecim piętrze to już różni się jeden hektopaskal od ciśnienia na parterze.

Oczekujemy innych pytań, cieszy nas ich znaczna dociekliwość, ale w krótkiej odpowiedzi nie można przekazać wiedzy zdobywanej w czasie studiów i w dziesiątkach lat praktyki synoptycznej. Prosimy o kolejne pytania, dobrze jeżeli będą zilustrowane zdjęciem zjawisk czy chmur, z podaniem miejsca i sytuacji, która zaciekawiła czytelnika – dobrze jest uczyć się na realnych przykładach.

Idź do oryginalnego materiału