44. Приземні карти погоди та карти баричної топографії

Просторовий розподіл атмосферного тиску постійно змінюється в часі, тобто змінюється розподіл ізобаричних поверхонь в атмосфері. Щоб слідкувати за змінами баричного, а також і термічного полів, на практиці служби погоди щоденно складають карти топографії ізобаричних поверхонь - карти баричної топографії. На карту абсолютної баричної топографії наносять висоти певної ізобаричної поверхні над рівнем моря на різних станціях в певний момент часу, наприклад, для поверхні 500 гПа о 6 годині 1 лютого 2010 року. Точки з рівними висотами сполучають лініями рівних висот - ізогіпсами (абсолютними ізогіпсами). За ізогіпсами можна визначити розподіл тиску в тих шарах атмосфери, де розташована дана ізобарична поверхня. На карту відносної баричної топографії наносять висоти певної ізобаричної поверхні, але відраховані не від рівня моря (як на картах абсолютної баричної топографії), а від нижчележачої ізобаричної поверхні. Наприклад, можна скласти карту висот поверхні 500 гПа над поверхнею 1000 гПа тощо. Такі висоти називаються відносними, а проведені за ними ізогіпси - відносні ізогіпси. Відносна висота одної ізобаричної поверхні над іншою залежить від середньої температури повітря між цими двома поверхнями. Оскільки барична ступінь залежить від температури, то звідси випливає, що за розподілом на карті відносних висот можна визначити розподіл середніх температур в шарі повітря між двома ізобаричними поверхнями. Чим більша відносна висота, тим вища температура шару. Тому карти відносної топографії показують розподіл температури в атмосфері. Інколи кажуть, що карти абсолютної і відносної топографії разом складають термобаричне поле атмосфери.  Як правило, карти абсолютної баричної топографії складають для ізобаричних поверхонь 1000, 850, 700, 500, 300, 200, 100, 50 гПа. Строго кажучи, на карти баричної топографії наносять не висоти ізобаричних поверхонь, а їх геопотенціали. Геопотенціалом (абсолютним) називається потенційна енергія одиниці маси в полі сили тяжіння. Іншими словами, геопотенціал ізобаричної поверхні в кожній її точці - це робота, яку необхідно витратити, щоб підняти одиницю маси від рівня моря у дану точку. За визначенням, геопотенціал в кожній точці атмосфери дорівнює Ф = gZ, де Z - висота точки над рівнем моря, g - прискорення вільного падіння. Геопотенціал виражають в одиницях (геопотенціальних метрах), при яких він близький до висоти, вираженої в метрах (або, якщо бути точним, дорівнює їй на рівні моря на широті 45°). ТОму геопотенціал називають ще динамічною або геопотенціальною висотою. Відносний геопотенціал дорівнює різниці абсолютних потенціалів двох точок, що лежать на одній вертикалі.

СИНОПТИЧНІ КАРТИ (КАРТИ ПОГОДИ). Для характеристики і вивчення багатьох атмосферних явищ, а також для прогнозу погоди необхідно одночасно проводити різні спостереження в безлічі пунктів і фіксувати отримані дані на картах. У метеорології звичайно застосовується т.зв. синоптичний метод

Приземні синоптичні карти. На території США щогодини (у деяких країнах – рідше) проводяться спостереження за погодою. Характеризується хмарність (щільність, висота і вид); знімаються показання барометрів, до яких уводяться виправлення для приведення отриманих величин до рівня моря; фіксуються напрямок і швидкість вітру; виміряються кількість рідких або твердих опадів і температура повітря і ґрунту (у термін спостереження, максимальна і мінімальна); визначається вологість повітря; ретельно фіксуються умови видимості і всі інші атмосферні явища (наприклад, гроза, туман, серпанок і т.п.). Кожен спостерігач потім кодує і передає інформацію з Міжнародному метеорологічному кодові. Оскільки ця процедура стандартизована Всесвітньою метеорологічною організацією, такі дані можуть бути легко розшифровані в будь-якому районі світу. Кодування займає біля 20 хвилин, після чого повідомлення передаються в центри збору інформації і відбувається міжнародний обмін даними. Потім результати спостережень (у виді цифр і умовних знаків) наносяться на контурну карту, на якій крапками зазначені метеорологічні станції. У такий спосіб синоптик одержує представлення про погодні умови в межах великого географічного регіону. Загальна картина стає ще більш наочної після з'єднання точок, у яких зафіксоване однаковий тиск, плавними суцільними лініями – ізобарами і нанесення границь між різними повітряними масами (атмосферних фронтів). Виділяються також райони з високим або низьким тиском. Карта стане ще більш виразною, якщо зафарбувати або заштрихувати території, над якими в момент спостережень випадали опади. Синоптичні карти приземного шару атмосфери є одним з основних інструментів прогнозу погоди. Фахівець, що розробляє прогноз, порівнює серії синоптичних карт на різні моменти спостережень і вивчає динамікові барических систем, відзначаючи зміни температури і вологості усередині повітряних мас у міру їхнього переміщення над різними типами поверхні, що підстилає.

Висотні синоптичні карти. Хмари переміщаються повітряними плинами звичайно на значних висотах над земною поверхнею. Тому для метеоролога важливо мати у своєму розпорядженні надійні дані для багатьох рівнів атмосфери. На підставі даних, отриманих за допомогою метеозондов, літаків і супутників, складаються карти погоди для п'яти висотних рівнів. Ці карти передаються в синоптичні центри.