TGBL1116 TGBL1116. Meteorológiai műszerek. Követelmények. Ajánlott irodalom A METEOROLÓGIA FELADATA

2009.09.14.

TGBL1116 TGBL1116 Meteorológiai műszerek Bíróné Dr. Kircsi Andrea Egyetemi adjunktus DE Meteorológiai Tanszék

A Földtudomány BSc szakos hallgatók számára differenciált szakmai tárgy a meteorológus szakirányon A Környezettan BSc szakos hallgatók számára differenciált szakmai tárgy a monitorozó szakirányon 0+2 2kredit Gyakorlati jeggyel végződik

Debrecen, 2009/2010 I. félév

Követelmények

http://meteor.geo.klte.hu

Gyakorlaton gyakorlati jegyet szereznek A gyakorlati jegy megszerzése:  Zárthelyi Dolgozat - 90% Időpontja: 2009. december 7. Pótlás, javítás: 2009. december 14. 

óralátogatás, aktivitás (10%)

A félév során 3 alkalommal lehet hiányozni!

Ajánlott irodalom  Baros, Z. Bíróné Kircsi, A. Szegedi, S és Tóth T. 2006: Meteorológiai műszerek. Kossuth Egyetemi kiadó, Debrecen  Makra L. 1991: Meteorológiai műszertan. JATEPress, Szeged  Czelnai R.1993: Bevezetés a meteorológiába III.: A meteorológia eszközei és módszerei. Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest  Szász G. - Tőkei L. (szerk.) 1997: Meteorológia mezőgazdáknak, kertészeknek, erdészeknek Mezőgazda Kiadó, Budapest  Dobosi Zoltán -Felméry László (1976): Klimatológia. ELTE TTK, Budapest, 496p.

A METEOROLÓGIA FELADATA A légkör folyamatainak és jelenségeinek feltárása, a jelenségek fizikai okainak magyarázata, előrejelzése és szabályozása. A légkör megfigyelése által ÉLET- ÉS VAGYONBIZTONSÁG

1

2009.09.14.

A meteorológia szakterületei Természettudományos (fizikai, kémiai ismeretek, törvényszerűségek, visszacsatolások)

Műszaki, technikai (met. tevékenységek eszközei, módszerei)

Alkalmazott meteorológiai (Meteorológiai szolgáltatások)

Dinamikus meteorológia Szinoptikus meteorológia Légkörfizika Levegőkémia Éghajlattan Meteorológiai műszerek és megfigyelések Adatfeldolgozás Prognosztika egy része Aktív időjárás módosítás (jégeső-elhárítás, fagyvédelem) Agrometeorológia Hidrometeorológia Közlekedésmeteorológia Repülésmeteorológia Környezetvédelem Orvosmeteorológia

A meteorológia története Légköri jelenségekkel kapcsolatos korai megfigyelések (orientális - kínai, indiai, sumer, egyiptomi - civilizációk) arab közvetítés görögök:  Anaximander, Anaximenész, szél, felhők, villámlás  Xenophanosz, Herakleitosz, Anaxagorasz, Empedoklész, Demokritosz  Kr. e 5. század Hippokratész: orvosmeteorológia  Kr. e 350 Arisztotelész: Meteorológica (középkorig csak ez ismert) "meteora" - minden ég és föld közötti jelenség.  Magyarázat a négy elem: föld, víz, levegő és tűz

A meteorológia története

A meteorológia története

Első ismert műszerek: Csapadékmérő – India Szélzászló – Görögország, Athéni szelek tornya Rómaiak:

Kora középkor

 Seneca légkör elhatárolása más szféráktól, mérések

A meteorológia története Reneszánsz  Mezőgazdaság és tengerhajózás fejlődése  Görög, római szerzők újrafelfedezése, természettudományok iránt nő az érdeklődés  1357-ben szélrózsa használata  Szélzászló a templomtornyokon  Dél-Amerikában - Maya széltorony

 Görög, római szerzők eredeti művei elvesztek – arab fordítások  Arab kutatók: Al Kindi, Avicenna, Al-hanzen, Al Fariszi – légköri optikai jelenségek  Európában Szent Ágostoni, Ptolemaioszi geocentrikus világkép  kolostorokban extrémek feljegyzése

A fejlődés fontosabb állomásai KÖZÉPKOR

Az időjárás tudományos vizsgálatának kezdetei a felvilágosodás korában

Általános természettudományos forradalom (tengerhajózás, csillagászat…) Fontosabb met-t érintő esemény

Kb. 1500

Meteorológiai műszerek

Meteorológiai mérések

Nedvességmérő (Leonardo da Vinci)

1519-21

Föld körülhajózása (Magellán) szelek, gömbalak

1547

Heliocentrikus világkép (Kopernikusz)

2

2009.09.14.

Leonardo da Vinci meteorológiai műszerei

A fejlődés fontosabb állomásai Fontosabb met-t érintő esemény

Meteorológiai műszerek

Meteorológiai mérések

Kezdetleges hőmérő (Galilei)

1597 1611

Hőmérő skála (Santori)

1639

Csapadékmérő (Castelli) Toricelli kísérlete: légnyomásmérés

1600 évek közepétől több helyen

1643

Barométer (Viviani)

meteorológiai célú megfigyelések Megfigyelő-hálózat jezsuita rendházakban II. Ferdinánd kondenzációs higrométer szerkesztése

1650

Thököly: hazai megfigyelések

1676-1694

A fejlődés fontosabb állomásai  XVII. sz. reneszánsz Itália - Galileo Galilei: termoszkóp, folyadékhőmérő, K-i passzát  1604 Kepler: zivatar megfigyelést végez Prágában  1640 Toscanai Ferdinánd: borszesszel működő hőmérőt szerkeszt  1643 Torricelli: rábeszéli Vivianit a higanyos barométer elkészítésére  1660 Guericke: barométerrel gyors nyomáscsökkenést észlel vihar előtt, megkísérli előrejelezni  1662 Halley: összeállított egy széltérképet  1665 Huygens: a hőmérsékleti skála két alappontjának a víz fagyás ill. forráspontját javasolja  1676 Mariotte: magasságmeghatározás barométerrel  1686 Halley: térkép a szél globális eloszlásáról  1710 Fahrenheit (Hollandia) első higanyos hőmérő Fahrenheit hőmérsékleti skála  1773 Celsius (Svéd), Reaumur hőmérsékleti skála  1700-as évek Euler mozgásegyenletek, Bernoulli energiamegmaradás elve

A fejlődés fontosabb állomásai 1780

1781

1820 1832 1837 1847 1853 1854 1856

A megfigyelések kiterjesztése – meteorológiai észlelő hálózat: Societas Meteorologica Palatina (mérések azonos időben, azonos műszerekkel, azonos módszerrel) a 36 állomásból álló megfigyelő-hálózat legkeletibb tagja a budai csillagda. Rendszeres megfigyelések a budai egyetem csillagdájában 1818-ig. Naponta 3x, egységes műszerekkel történt: barometrum, hygrometrum, thermometrum és atmidometrum. 1818-48 Gellért hegy, 1848-61 között szünetelt a mérés, 1861-70 között osztrák intézet gyűjtötte az adatokat. A meteorológia önálló tudománnyá válása a szinoptikus módszer megszületése Szinoptikus térkép a Soc. Met. Palatina adatsoraiból egyezményes jelekkel (Brandes) Távíró feltalálása (Morse) → lehetőség a meteorológiai táviratok továbbítására az általános légköri cirkulációs modell továbbfejlesztése (Dove) Első hazai, meteorológiai tárgyú könyv kiadása (Berde Áron: Légtüneménytan) Első meteorológiai konferencia (Brüsszel) nemzeti meteorológiai intézetek megalakulása Krími háború: tengeri vihar → igény az előrejelzésre (mezoszinoptika, zivatarelőrejelzés kialakulása) Le Verrier csillagász – térképek segítségével előrejelzés a valóságot már jól közelítő három cellás légköri cirkulációs modell (Ferrel)

A fejlődés fontosabb állomásai ÚJKOR

1752

Fizikai törvények felfedezése gáztörvények: Boyle, Dalton, Gay-Lussac, Joule, Clausius Helmholz örvényes áramlás elmélete optikai, elektromos jelenségek leírása Villámhárító (Franklin) Légköri dinamika fejlődése (Lagrange, Euler) Egyre több megfigyelés (még nem egységes és kevés a folyamatos mérés) Az önálló meteorológiai tudomány kibontakozása (tengerhajózás fejlődése megkívánta, egyben elősegítette a meteorológiai ismeretek fejlődését)

1686

Passzát szelek felfedezése (Halley)

1735

Első légköri cirkulációs modell (Hadley) sugárzási viszonyok különbsége, a Föld forgása

Balaklavai-öböl

R.Carrick: A balaklavai vihar (1854.november 14.)

3

2009.09.14.

Balaklavai-öböl

A fejlődés fontosabb állomásai A légköri dinamika fejlődése

A XIX sz végén a légkörkutatás két részre szakad:  Meteorológai (az időjárást vizsgálja, adott helyen rövid időszakra)  Klimatológiai (az éghajlatot vizsgálja nagyobb térségben, hosszabb időszakra) A XX század az előrejelzések kora Elméleti alapok:  Bergeni iskola (Bjerknes, Solberg, Bergeron) polárfront elmélet, időjárási frontok, légtömegek, ciklonok, többszintű analízis térképek  Bécsi iskola (Margules)

1922

Első modell az időjárás előrejelzésére (Richardson) - sikertelen

1940

Első működőképes előrejelzési modell (Charley, Fjortoft, Neumann) Egyre fejlettebb modellek

1950

Megindul a hazai meteorológus képzés az ELTE TTK-n

1951

Megalakul a Meteorológiai Világszervezet (WMO)

1960

műholdak meteorológiai célú felhasználása Utóbbi évek: számítástechnikai háttér rohamos fejlődése, automatizálás a mérések terén

Magyarország  Osztrák Meteorológiai Intézet mellett hozták létre az osztrák-magyar monarchia létrejöttét követően  Schenzl Guidó az intézet első igazgatója  42 met. állomást kapott. Cél annak bővítése, nemzetközi kapcsolatok építése  1891-től ad ki előrejelzéseket (posta)  1913-ban 1426 állomás volt az ország területén  I. és II. világháború – hanyatlás  1945 után újraszervezik az állomásokat megindul a meteorológus képzés ELTE  1950-ig geofizikai részleg is működött

1857

Bárikus széltörvény (Buys-Ballot) a Coriolis erő hatásának felismerése

1870

Önálló magyar meteorológiai intézet három fő létszámmal megalakul

1873

Megalakul a Nemzetközi cél: az állomáshálózat fejlesztése

1888

A MMSZ július 1-én kiadja az első prognózist

1890

Első magaslégköri megfigyelések

1897

Kiadják az IDŐJÁRÁS-t, az első hazai meteorológiai folyóiratot

1902

a sztratoszféra felfedezése a légkör vertikális szerkezetének vizsgálata

Meteorológiai

Szervezet

(IMO)

Világ méretű együttműködés kialakítása 1853 Brüsszel Első Nemzetközi Meteorológiai Konferencia Ezt követő években alakultak a nemzeti meteorológiai szolgálatok 1870 április 8. Magyar Királyi Országos Meteorológiai és Föld delejességi Intézet alapítása. Eötvös József akkori kultuszminiszter előterjesztésére I. Ferencz József írt alá.

Világ méretű együttműködés kialakítása 1873 Bécs IMO (International Meteorological Organization) - Nemzetközi Meteorológiai Szervezet megalakulása Magyarország azon 20 ország között volt, akik megalapították az első nemzetközi meteorológiai szervezetet

4

2009.09.14.

A Nemzetközi Meteorológiai Szervezet Célja:  Nemzetközi megfigyelő-hálózat kiépítése  Műszerek egységesítése  Adatok és információk gyűjtésének és cseréjének koordinálása A II. világháború végéig kutatási és szolgáltatási feladatokat is ellátott Az Északi-sark megfigyelésére létrehozott 14 állomás, illetve a más állomások (összesen 40 db) felállításában volt jelentősége

A Nemzetközi Meteorológiai Szervezet Programjai révén vált lehetővé:  Jobb időjárás-előrejelzés  Légi és tengeri közlekedés biztonságosabbá válása  Az egyenlítői térség jobb megismerése

Műszerek és módszerek rohamos fejlődése Kevés hatalommal bírt, megindult a folyamat a WMO létrehozására

 1st International Polar Year 1882-1883  2nd International Polar Year 1932-1933

A Meteorológiai Világszervezet (WMO)

Létrejöttének mérföldkövei 1947 Washington World Meteorological Convention elfogadása az IMO XX. Konferencián 1950 március 23. A konvenció hatályba lépett - Meteorológiai Világnap 1951 WMO (World Meteorological Organization) - Meteorológiai Világszervezet megkezdi munkáját – ENSZ szakosított szervezetévé válik.

Meteorológiai Világszervezet  Független, kormányközi szervezet, az ENSZ önálló szervezete  Önálló döntéshozói joggal és költségvetéssel bír  Legfőbb irányító és döntéshozó szerve a Kongresszus  Működésének alapja a Konvenció  Tagjai: összesen 188 ország és territórium  Székhelye: Genf

A WMO célja Elősegíteni a nemzetközi együttműködést a meteorológiai, hidrológiai és más megfigyeléseket végző állomások hálózatának létrehozásában; Előmozdítani a meteorológiai információk gyors cseréjét, a meteorológiai megfigyelések, és a megfigyelések egységes publikálásának és statisztikájának egységesítését. Továbbá a meteorológia alkalmazását a repülésben, hajózásban, a vízproblémákban, a mezőgazdaságban és más emberi tevékenységekben, Támogatni a kutatást és a képzést a meteorológiában.

5

2009.09.14.

Fontosabb események

 1957 – Globális Ózonfigyelő Állomás felállítása - Global Ozone Observing System  1957-1958 International Geophysical Year  1963 WWW (World Weather Watch) - Időjárási Világszolgálat;  Három alrendszere:  Globális Megfigyelő Rendszer  Globális Távközlő Rendszer  Globális Adatfeldolgozó Rendszer

Mindhárom alrendszernek három további szintje van: globális, regionális, nemzeti. Különböző globális, regionális és nemzetközi követelményeknek eleget kell tenniük.

Feladatai 1. Segítse elő az egységes, földi méretű és teljes körű meteorológiai és kapcsolódó szakterületekre kiterjedő mérő és megfigyelő rendszer kialakítását és fenntartását. 2. Működjön közre a globális meteorológiai távközlési rendszer létrehozásában és annak működtetésében. 3. Segítse elő a mérések és azok feldolgozásának általánosan elfogadott módszertanát (szabványosítását).

Szervezeti felépítése

Fontosabb események  1971 –Trópusi Ciklon Program  1972 – Hidrológiai Program  1976 – Ózonkoncentráció felmérése  1979 – Első World Climate Conference -World Climate Program  1988 – IPCC létrejötte  1990 – World Climate Conference  1992 – Global Climate Observing System létrehozásának kezdeményezése  2000 – megalakulásának 50. évfordulóját ünnepli a szervezet  2002 – Johannesburg World Summit on Sustainable Development  2007 IPCC - AR4 az IPCC Nobel békedíjat kap  International Polar Year 2007-2008

Feladatai 4. Támogassa az alkalmazott meteorológiai tevékenységeket. 5. Működjön együtt a operatív hidrológia szakterületével. 6. Segítse elő a kutatást és képzést a fenti szakterületeken.

Szervezeti felépítése World Meteorological Congress: Legfőbb szerve a WMO-nak, amely 4 évente ülésezik. Meghatározza a szervezet politikáját, jóváhagyja a programokat, a költségvetést és elfogadja szabályokat. Executive Council (minisztertanács): 37 tagú testület, amely magában foglalja az elnököt és a 3 alelnököt. Tanulmányokat és ajánlásokat készít elő a Kongresszusnak.

6

2009.09.14.

Szervezeti felépítése  A tagok 6 regionális társulást alkotnak (Afrika, Ázsia, Délés Közép-Amerika, Délnyugat Pacific és Európa). Ezek mindegyike minden 4. évben találkoznak, hogy koordinálják a meteorológiai és operatív hidrológiai tevékenységet a régión belül és hogy megvizsgálják azokat a kérdéseket, amelyekkel a minisztertanács fordul hozzájuk.  A WMO-nak 8 az alábbiakért felelős munkabizottsága van: repülésmeteorológia, agrometeorológia, légkör tudomány, alaprendszerek, klimatológia, hidrológia, megfigyelések eszközei és módszerei és tengeri meteorológia. Ezek mindegyike 4 évente ülésezik.

A WMO programjai Társfinanszírozású programok: Intergovernmental Oceanographic Commission of UNESCO, the United Nations Environment Programme the International Council for Science  IPCC – WMO és UNEP A jövő klímája  WCRP – World Climate Research Program Hosszabbtávú, éghajlati előrejelzések  GCOS – 1992-ben hozták létre az éghajlati rendszer elemeinek megfigyelésére  GOOS – Óceánok, tengerek megfigyelése

WMO a XXI. században Fő cél:

ÉLET és VAGYONBIZTONSÁG minden állam számára hasznos, jobb meteorológiai és hidrológiai szolgáltatások Ennek érdekében:  Globális és regionális megfigyelések integrációja, zökkenőmentes adat- és információcsere  Megfelelő (időjárás, árvíz, stb.) előrejelzés  Katasztrófák megelőzése (előrejelző és riasztórendszerek segítségével)

A WMO programjai  World Weather Watch (WWW)  World Climate Program (WCP)  Légköri Kutatások és Környezetvédelem Program (AREP)  Alkalmazott Meteorológia Program (AMP)  Hidrológiai és Vízkészletek Program (HWRP)  Oktatási és Képzési Program (ETRP)  Technikai Együttműködési Program (TCOP)  WMO regionális programjai (RP)  WMO űrprogramja (SAT)  Veszély Kockázat Csökkentési Program (DRR)

WMO a XXI. században Működésének alapelveit a Genfi Nyilatkozat (1999) fogalmazza meg:  A természeti katasztrófák által, az emberi életben és vagyontárgyakban okozott károk csökkentése  A globális éghajlat és a környezet védelme a következő generáció számára  A már meglévő eszközök, szolgáltatások, stb. fenntartásához szükséges anyagi feltételek teljesítését a nemzeti kormányzatok részéről

WMO a XXI. században Minden ágazati igényt kielégítő specializált meteorológiai és hidrológiai szolgálatok létrehozása Az éghajlat megfigyelésében és kutatásában betöltött vezető szerep megtartása Környezeti minőség Fenntartható fejlődés Kereskedelmi tevékenységek A fejlődő és fejlett országok szervezetei közötti szakadék csökkentése

7

2009.09.14.

Köszönöm a figyelmet! Bíróné Kircsi Andrea [email protected] http://meteor.geo.klte.hu

8