Głowy W Chmurach

23 marca 2023 roku w Instytucie Nauk o Morzu i Środowisku odbył się Światowy Dzień Meteorologii 2023 organizowany przez Studenckie Koło Meteorologów i Klimatologów. W programie wydarzenia zostały przewidziane prelekcje:

− dr. Szymona Walczakiewicza „Klimatyczne fakty i mity”
− dr hab. Anny Hrynowieckiej „Naturalne zmiany i oscylacje klimatu w interglacjale mazowieckim i ich odniesienie do holocenu”
− dr hab. Tomasza Denkiewicza „Pogoda kosmiczna”
− Pawła Madejskiego „Zmiany położenia czoła lodowców w okolicach polskich stacji polarnych”

Oraz zostały przeprowadzone warsztaty:
− Zwiedzanie Muzeum Geologicznego US z dr. Robertem Wozińskim
− Seans filmowy na temat zmian klimatu w lasach
− Zwiedzanie stacji z dr. Szymonem Walczakiewiczem
− Oprowadzanie po laboratoriach Zakładu Geologii i Paleogeografii z mgr. Pawłem Osóchem, mgr. Joanną Sławińską i mgr inż. Julitą Tomkowiak
− Warsztaty o dronach z dr. Andrzejem Gizą i mgr. Jakubem Śledziowskim

Na wydarzenie przybyło osiem szkół:
− Zespół Szkół i Placówek Oświatowych im. kpt. hm. Andrzeja Romockiego "Morro" w Barlinku
− VII Liceum Ogólnokształcące im. K.K.Baczyńskiego
− Zespół Szkół nr. 1 w Goleniowie
− Zespół Szkół Budowlanych im. Kazimierza Wielkiego w Szczecinie
− XVI Liceum Ogólnokształcące
− XIII Liceum Ogólnokształcące w Szczecinie
− Zespół Szkół nr 1 im. Stanisława Staszica w Nowogardzie
− Technikum Organizacji i Zarządzania w ZS nr 8 w Szczecinie

W konferencji i warsztatach wzięło udział 270 osób a także pracownicy i studenci Instytutu Nauk o Morzu i Środowisku. Światowy Dzień Meteorologii 2023 rozpoczęło oficjalne otwarcie przez dr hab. Joanną Dudzińską – Nowak.

Podziękowania w pomocy przeprowadzania warsztatów i prelekcji należą się: dr. Szymonowi Walczakiewiczowi, dr hab. Joannie Dudzińskiej – Nowak, dr. Robertowi Wozińskiemu, mgr. Pawłowi Osóchowi, mgr. Joannie Sławińskiej, mgr inż. Julicie Tomkowiak, mgr. Jakubowi Miluchowi, dr. Andrzeju Gizie oraz mgr. Jakubowi Śledziowskiemu.

Szczególnie dziękujemy organizatorom wydarzenia Studenckiemu Kołu Meteorologów i Klimatologów: Wiktorii Sadzyńskiej, Sylwii Walczak, Klaudii Piasecznej, Oliwii Żaczek – Sielewonko oraz studentom kierunku geografia: Joannie Lipkiewicz, Amelii Sicińskiej, Dominikowi Rzeźnickiemu, Krzysztofowi Wróblewskiemu oraz Radkowi Kędzierskiemu. ⛅️

CHMURA OROGRAFICZNA

🏔Chmura orograficzna to stacjonarna chmura tworząca się w sąsiedztwie szczytu góry opływanej przez powietrze.

🥶Powstaje wskutek ochłodzenia wznoszącego się powietrza lub zmian ciśnienia związanych z opływem góry, które wywołują kondensację pary wodnej.

🌬Wiatr na poziomie chmury może być silny, a w powietrzu tworzą się wiry, lecz sama chmura, będąc związana z górą, nie przemieszcza się.

☁️Chmury orograficzne mogą mieć nietypowe kształty, związane z przebiegiem wznoszących prądów powietrza w sąsiedztwie szczytu góry, tzw. prądów orograficznych, jednak nie tworzą odrębnego rodzaju. Najbardziej pospolite spośród nich należą do rodzajów altocumulus, stratocumulus i cumulus.

🌋Chmury te możemy spotkać także na innych planetach, np. w pobliżu wierzchołków marsjańskich wulkanów.

ŹRÓDŁO: https://pl.wikipedia.org/wiki/Chmura_orograficzna
FOTO: Chmura orograficzna po stronie zawietrznej, towarzysząca wierzchołkowi Matterhornu, Wikimedia

PYŁ DIAMENTOWY

To opad niewielkich kryształków lodu w formie słupków, blaszek, nierozgałęzionych w gwiazdki igiełek o rozmiarach do 1 mm.

Mogą wystąpić w dowolnym miejscu na Ziemi, gdzie występują mroźne zimy, w powietrzu z dużą liczbą jąder kondensacji.

Słupki lodowe padają z chmur Cirrus lub Cirrostratus, jednak mogą również powstać bliżej powierzchni Ziemi bezpośrednio w powietrzu przez resublimację pary wodnej zgromadzonej w atmosferze.

Opad występuje przy bezchmurnym niebie. Jest on dobrze widoczny w promieniach Słońca i Księżyca w postaci skrzących się punkcików, stąd nazwa pył diamentowy. Słupki lodowe opadają tak wolno, że sprawiają wrażenie zwieszonych w powietrzu.
Pył diamentowy w Polsce występuje bardzo rzadko. Najczęściej spotykany jest w klimacie okołobiegunowym i polarnym, gdzie może być obserwowany kilka dni z rzędu.

ŹRÓDŁO: https://pl.wikipedia.org/wiki/Py%C5%82_diamentowy
FOTO: Fotografia Bronka P***k

𝑇ℎ𝑜𝑚𝑎𝑠 𝐶. 𝐶ℎ𝑎𝑚𝑏𝑒𝑟𝑙𝑖𝑛

🌡Dowodził, że atmosferyczny CO2 jest jednym z głównych „regulatorów” temperatury powierzchni naszej planety.

☀️Był pierwszym, który pokazał, że jedyną drogą do zrozumienia zmian klimatycznych jest uwzględnienie wielu różnych zjawisk i procesów wpływających na klimat: nie tylko aktywności Słońca i gazów cieplarnianych, ale też roli oceanów, mineralogii, zmian własności powierzchni Ziemi i przemian chemicznych.

☀️Wprowadził pojęcie sprzężeń w systemie klimatycznym. Warto wspomnieć, że Chamberlin był też autorem hipotezy, że źródłem ciepła wnętrza Ziemi jest naturalna promieniotwórczość.

ŹRÓDŁO: naukaoklimacie.pl
FOTO: Photo of Thomas Chrowder Chamberlin in the 1870s, University of Wisconsin–Madison Archives

𝐒𝐓𝐑𝐀𝐓𝐔𝐒

🌫Chmura warstwowa piętra niskiego, ze względnie jasną podstawą (o ile można ją wyróżnić).

☁️Może być w postaci sporych rozmiarów łat, ale nie przejawia oznak istnienia poszczególnych fragmentów wewnątrz ich (w przeciwieństwie od chmur Cumulus i Stratocumulus).

🌧Występowaniu tego rodzaju chmur czasem towarzyszy opad mżawki lub bardzo drobnego deszczu.

🌕☀️Nocą te niskie chmury w dużym stopniu ograniczają proces wychładzania się gruntu, a w ciągu dnia ograniczają dopływ promieniowania słonecznego. Powodują więc odpowiednio ocieplenie nocą i ochłodzenie w ciągu dnia.

ŹRÓDŁO: https://lowcyburz.pl/?s=stratus, https://pl.wikipedia.org/wiki/Stratus
FOTO: © Michael Bruhn, Innere Stadt, Vienna, Austria, 13 October 2014

ŁUK KERNA

🔼Łuk Kerna jest rodzajem halo, to bardzo rzadkie atmosferyczne zjawisko optyczne, powodowane przez płytkowe kryształy lodu o podstawie prawie trójkątnej (np. pył diamentowy).

🌍Zjawisko jest bardzo słabo widoczne i tworzy pełny okrąg wokół zenitu. Halo to pokrywa się z łukiem okołozenitalnym w dolnej części. Łuk Kerna był kilkakrotnie obserwowany w XX wieku (pierwsza obserwacja przez H. F. A. Kerna w 1895 roku), ale pierwsze zdjęcia zostały wykonane dopiero w 2007 roku.

☀️Zjawisko łuku Kerna jest powodowane przez promienie światła wchodzące przez górną płaszczyznę kryształu i odbite przez płaszczyznę boczną. Promienie wychodzą i są załamywane przez drugą płaszczyznę boczną

ŹRÓDŁO: https://pl.wikipedia.org/wiki/%C5%81uk_Kerna
FOTO: https://www.ursa.fi/blogi/ice-crystal-halos/kern_arc_photographed_in_finland/

ARVID HÖGBOMEM

🌋Badał naturalne procesy geochemiczne, w tym emisje wulkaniczne. Högbom zauważył, że emisje wulkaniczne były (w tym okresie) zbliżone do emisji ze źródeł przemysłowych, co mogło w zauważalny sposób zmienić zawartość dwutlenku węgla w powietrzu.

🌡Zainspirowany tym Arrhenius powtórzył obliczenia dla sytuacji podwojenia koncentracji CO2 w atmosferze. W wyniku otrzymał możliwy wzrost temperatury powierzchni planety o 5–6°C.

🕓Kilkanaście lat później emisje ze spalania paliw kopalnych wielokrotnie wzrosły i w 1908 roku Arrhenius pisał, że przewidywany przez niego wzrost temperatury globu może wystąpić w ciągu kilkuset lat (w międzyczasie, do chwili obecnej, emisje CO2 wzrosły kilkunastokrotnie, a wraz z nimi skurczył się też horyzont czasowy wzrostu temperatury).

6️⃣Warto zdawać sobie sprawę, że obliczona przez Arrheniusa czułość klimatu wyniosła ok. 6°C – dwukrotnie więcej od dzisiejszych oszacowań. Wynikało to jednak z ówczesnego stanu wiedzy i związanych z tym przybliżeń i niedokładności, a nie z zasadniczych błędów w założeniach.

ŹRÓDŁO: naukazklimatem.pl
FOTO: Porträt von Carl Wilhelmson 1928

Czy to Krakatau? - obłoki srebrzyste

🌫Polarne chmury mezosferyczne, są rzadko obserwowanymi chmurami widzianymi w półzmroku przy zmierzchu lub świcie, kiedy słońce znajduje się 6-16° poniżej horyzontu.

⬆️Obłoki srebrzyste są najwyższymi chmurami obserwowanymi z Ziemi, znajdują się w mezosferze na wysokości około 75–85 km.

🌋Odkrył je Witold Ceraski, rosyjski astronom polskiego pochodzenia, 13 czerwca 1885 roku, dwa lata po wybuchu wulkanu Krakatau, z którym je początkowo wiązano. Jednak z biegiem czasu obserwacje obłoków srebrzystych nie stawały się rzadsze, ale coraz częstsze.

❄️🌠Badania sugerują, że obłoki złożone są z mikroskopijnych kryształków lodu. Nie jest pewne, w jaki sposób para wodna pojawia się w tak wysokich częściach atmosfery. Rozważane wyjaśnienia wskazują m.in. na upadki meteorów. Zaobserwowano również powstawanie takich obłoków po startach rakiet i wahadłowców kosmicznych, ponieważ gazy wylotowe silników używanych w czasie przelotu na tej wysokości składają się w zdecydowanej części z pary wodnej.

ŹRÓDŁO: https://pl.wikipedia.org/wiki/Ob%C5%82oki_srebrzyste
FOTO: © Ewan Kane, East Kilbride, Scotland, United Kingdom of Great Britain and Northern Ireland, 23 June 2015

𝐓𝐄̨𝐂𝐙𝐀

🌈Zjawisko optyczne i meteorologiczne, występujące w postaci charakterystycznego wielobarwnego łuku powstającego w wyniku rozszczepienia światła widzialnego, zwykle promieniowania słonecznego, załamującego się i odbijającego wewnątrz licznych kropli wody (np. deszczu i mgły) mających kształt zbliżony do kulistego.

☀️Rozszczepienie światła jest wynikiem zjawiska dyspersji, powodującego różnice w kącie załamania światła o różnej długości fali przy przejściu z powietrza do wody i z wody do powietrza.

👀Światło widzialne jest postrzegalną wzrokiem częścią widma promieniowania elektromagnetycznego i w zależności od długości fali postrzegane jest w różnych barwach.

💧Kiedy światło słoneczne przenika przez kropelki deszczu, woda rozprasza światło białe (mieszaninę fal o różnych długościach) na składowe o różnych długościach fal (różnych barwach) i oko ludzkie postrzega wielokolorowy łuk.

ŹRÓDŁO: https://pl.wikipedia.org/wiki/Tęcza
FOTO: kolekcja prywatna, Sudety, 13 czerwca 2022

OJCIEC CHEMII FIZYCZNEJ - Svante Arrhenius

🧪Arrhenius nazywany jest często ojcem chemii fizycznej, bo większość jego badań dotyczyła pogranicza fizyki i chemii.

⬇Zainspirowany pracami Fouriera i Tyndalla, znając wyniki pomiarów Langleya, postanowił obliczyć, czy przyczyną znanych już geologom epok lodowcowych mógł być spadek zawartości CO2 w atmosferze.

🌡W swojej pracy z 1896 roku przeprowadził bardzo precyzyjne (jak na swoje czasy) obliczenia zmian temperatury powierzchni Ziemi wskutek zmian zawartości CO2 w atmosferze.

🗻Uwzględnił w nich nie tylko efekt cieplarniany związany z dwutlenkiem węgla, ale i sprzężenia zwrotne wynikające ze zmian zawartości pary wodnej w powietrzu i albedo obszarów biegunowych (czyli ilości promieniowania odbijanego przez powierzchnię Ziemi).

🌡Dzięki temu pokazał, że efekty zmian klimatu najsilniejsze będą w obszarach polarnych, a najsłabsze na równiku. W wyniku obliczeń stwierdził, że przy spadku ówczesnej zawartości CO2 w atmosferze o czynnik 2 (z ok. 300 ppm do 150 ppm) temperatura w Europie powinna spaść o 4–5°C.

🧑‍🔬Sprawdzając, czy takie zmiany składu atmosfery były możliwe, Arrhenius skonsultował się z geologiem Arvidem Högbomem.

ŹRÓDŁO: naukaoklimacie.pl
FOTO: Wikimedia, Photogravure Meisenbach Riffarth & Co. Leipzig. - Zeitschrift für Physikalische Chemie, Band 69, 1909.

𝑃𝑜𝑙𝑎𝑟𝑛𝑒 𝑐ℎ𝑚𝑢𝑟𝑦 𝑠𝑡𝑟𝑎𝑡𝑜𝑠𝑓𝑒𝑟𝑦𝑐𝑧𝑛𝑒

🥶Rzadko spotykane chmury, które mogą pojawić się zimą w polarnej atmosferze. Występują na wysokości 15-25 km, czyli w dolnej stratosferze.

🌞Polarne chmury stratosferyczne występują wysoko na niebie oraz są zdolne do odbijania promieni słonecznych spod horyzontu w stronę powierzchni ziemi, konsekwencją tego jest jasne świecenie przed i po zachodzie słońca.

📐Są najlepiej widoczne, gdy Słońce znajduje się od 1 do 6 stopni poniżej horyzontu

🕳Chmury te mogą mieć związek z powstaniem dziury ozonowej.

🌝Chmury występujące w polarnej stratosferze zaobserwowano je także na Tytanie, księżycu Saturna.

ŹRÓDŁO: https://pl.wikipedia.org/wiki/Polarne_chmury_stratosferyczne
FOTO: © Albert de Nijs, Lima NV, Sweden, 22 December 2014