Curs de Meteorologie

0

Meteorologia este o ramura a ştiinţelor geografice care are ca obiect studiul atomosferei şi a fenomenelor din atmosferă. Denumirea de meteorologie provine de la cuvintele din greaca veche meteoron (ceea ce se petrece în aer) şi logos (ştiinţă). Activitatea de cercetare meteorologică a fost pusă la punct pe întreg globul prin înfiinţarea în anul 1951 a Organizaţiei Meteorologice Mondiale (OMM), instituţie specializată a ONU. În România, activitatea de cercetare meteorologică este realizată Administraţia Naţională de Meteorologie (ANM), iar de meteorologia aeronautică se ocupă Serviciu Meteo din cadrul ROMATSA prin staţiile / birourile meteorologice aeronautice de la fiecare aeroport şi prin Centrul Naţional de Protecţie Meteorologică a Navigaţiei Aeriene (CNPMNA). ATMOSFERA Atmosfera este învelişul gazos al globului pământesc, cunoscut sub denumirea de aer. Aerul este un amestec de gaze conţinând în plus vapori de apă, particule microscopice, fum, praf, micrometeoriţi, săruri, bacterii, etc. Compoziţia chimică atmosferei este următoarea: 78,09% azot, 20,95% oxigen, 0,93% argon, 0,03% bioxid de carbon. Restul este format de vapori de apă, hidrogen, heliu, metan, ozon şi gaze rare (radon, neon, cripton, xenon). Cu toate că aceste gaze au greutăţi specifice diferite, din cauza mişcărilor atmosferei nu se pot stratifica în raport cu densitatea lor aşa că până la altitudini destul de mari compoziţia aerului este aproape omogenă. Structura verticală a atmosferei Ţinând cont de variaţia cu înălţimea a principalilor parametri (temperatură, presiune, umezeală), atmosfera este împărţită în: - troposferă; - stratosferă; - mezosferă; - termosferă; - ionosferă; - exosferă. Între aceste straturi ale atmosferei există straturi mai subţiri, de inversiune termică, denumite: tropopauză, stratopauză, mezopauză, etc. Troposfera este stratul care este cel mai important din punctul de vedere al meteorolgiei, fiind spaţiul unde se dezvoltă norii şi au loc toate fenomenele obişnuite din natură: ploaie, fulgere, trăsnete etc. Ca înălţime troposfera este cuprinsă între 5-8 km la pol şi 15-18 km la ecuator. Tropopauza separă troposfera de stratul următor, stratosfera, prezentând un salt brusc de temperatură. Temperaturile medii sunt de -45o C la pol şi de -80oC la ecuator. Această zonă este caracterizată prin existenţa unor vânturi puternice de natură termică şi prezintă unele discontinuităţi datorate unor curenţi foarte puternici numiţi curenţi jet. Convenţional, tropopauza are o altitudine de 11km şi temperatura standard de -56,5oC. Stratosfera se întinde până la 35-45 km. Temperatura, la început, are un mers staţionar ca apoi să crească mult datorită ozonului care absoarbe razele ultraviolete. Stratul de ozon se află între 20-30 km înălţime, având o grosime de câţiva metri. Stratosfera este mai groasă la poli şi mai subţire la ecuator. Stratopauza este o zonă de tranziţie între stratosferă şi mezosferă aflată la altitudinea de aproximativ 50 km fiind caracterizată printr-un maxim de temperatură. 1

Mezosfera este caracterizată prin descreşterea temperaturii cu înălţimea, atingând -70oC între 80-100 km altitudine .

Structura verticală a atmosferei

Termosfera este caracterizată prin creşterea continuă a temperaturii ajungându-se temperaturi de peste 1000 oC. Ionosfera. Aici aerul este puternic ionizat (electrizat). Acest fenomen are loc datorită bombardării moleculelor gazelor rarefiate de către razele cosmice (straturile ionizate reflectă undele electromagnetice către pământ). Exosfera este caracterizată prin aceea că aerul nu se mai găseşte în stare moleculară (ci atomică) datorită bombardării moleculelor cu raze cosmice. Aici se întâlnesc ziua temperaturi de aprox. +2500 oC, iar noaptea aproape de -273 oC. ATMOSFERA STANDARD Pentru navigaţia aeriană, în care utilizarea altimetrelor este obligatorie, s-a ajuns la un acord pe plan internaţional ca, pentru etalonarea altimetrelor şi pentru o serie de alte calcule necesare în aviaţie, să se adopte, convenţional, aşa numita “atmosferă standard” sau “atmosferă ICAO” (ICAO = International Civil Aviation Organization). Pentru stabilirea acestei atmosfere standard s-a pornit de la o serie de valori medii ale elementelor meteorologice observate la sol şi în altitudine, în zonele temperate: - ca presiune la nivelul mării s-a considerat valoarea de 1013,25mb sau 760mm coloană de mercur; - temperatura aerului, la nivelul mării: 15ºC - densitatea aerului, la nivelul mării: 1,225kg/m³; - gradient termic vertical în troposferă : 0,65ºC/100m ; - altitudinea tropopauzei : 11km ; 2

-

temperatura la nivelul tropopauzei : -56,5ºC.

Factorii atmosferici Aerul este caracterizat de 3 factori importanţi, aflaţi într-o relaţie de interdependenţă: presiunea, temperatura şi umiditatea. În afară de aceştia, aerul se mai caracterizează printr-o mişcare turbulentă în raport cu suprafaţa terestră. Ansamblul marilor mişcări permanente, din care rezultă circulaţia atmosferei, depinde de distribuţia temperaturii pe glob şi de rotaţia pământului. PRESIUNEA ATMOSFERICĂ Prin presiune atmosferică se înţelege greutatea unei coloane de aer având secţiunea de 1cm2 şi cu înălţimea măsurată de la nivelul respectiv până la limita superioară a atmosferei. Fizicianul care a demonstrat pentru prima dată existenţa presiunii atmosferice a fost Toricelli. Unităţile de masură pentru măsurarea presiunii atmosferice sunt milimetrul coloană de mercur (mmHg) şi hectoPascalul (hPa). Acesta a fost introdus de către Organizaţia Meteorologică Mondială în 1986, în onoarea savantului francez Blaise Pascal (1623 - 1662), înlocuind vechea unitate de măsură, milibarul (mb), (1HPa = 1mb). Pentru măsurători se foloseşte mercurul deoarece are o densitate mare şi necesită coloane relativ scurte. Transformarea unităţilor de măsură se face dupa un calcul simplu: 1mmHg = 3/4hPa, respectiv 1hPa = 4/3mmHg. Măsurarea presiunii se face cu ajutorul: - barometrului cu mercur, cu capsulă aneroidă, electronic; - barografului (aparat înregistrator).

Barometru aneroid

Meteorograf (înregistrează simultan temperatura, umezeala şi presiunea)

3

Pentru a se studia harta presiunii la suprafaţa solului se foloseşte reducerea presiunii atmosferice la nivelul mării (calcularea QNH). Aceasta este operaţia prin care se calculează ce valoare ar trebui să aibă presiunea dintr-un loc oarecare, dacă acesta ar fi situat la nivelul mării. Izobara reprezintă linia care uneşte, pe o hartă, punctele cu aceeaşi presiune atmosferică. În aviaţie se folosesc 2 presiuni: QFE – presiunea măsurată la nivelul locului. Un altimetru calat după QFE va arăta 0m. QNH – presiunea redusă la nivelul mării. Un altimetru calat după QNH va arăta cota (altitudinea). Variaţiile presiunii atmosferice Presiunea atmosferică suferă diferite variaţii, în funcţie de modificarea: altitudinii, temperaturii aerului, densităţii aerului. Variaţia diurnă a presiunii atmosferice prezintă două minime şi două maxime în 24 de ore astfel: - minime în jurul orelor 04 şi 16; - maxime în jurul orelor 10 şi 24. Aceste variaţii diurne pot atinge un hectopascal (milibar) în zonele temperate şi câţva milibari în cele tropicale şi ecuatoriale. Variaţia anuală a presiunii atmosferice este dictată de influenţa anotimpurilor, de natura suprafeţei terestre şi de latitudinea geografică. Astfel, pe continent, în zonele temperate, presiunea prezintă un maxim iarna şi un minim vara, iar pe oceane maximul este vara şi minimul este iarna. Variaţiile neperiodice ale presiunii sunt consecinţa variaţiilor temperaturii. Acestea sunt cele mai importante pentru parapantişti deoarece ele sunt legate de starea vremii. Variaţiile accidentale sunt produse de cicloni sau anticicloni, şi pot atinge chiar 10 mb într-un timp scurt. Oscilaţiile de presiune neperiodice din regiunile temperate sunt cuprinse între 970 şi 1040mb, aceste limite fiind depăşite doar în cazuri excepţionale. Variaţia presiunii în altitudine Presiunea atmosferică scade în altitudine datorită: - scurtării coloanei de aer odată cu creşterea înălţimii; - scăderii densităţii aerului cu înălţimea. Laplace a stabilit legea variaţiei presiunii cu altitudinea, dar aceasta este o funcţie logaritmică complexă. Pentru a uşura calculele a fost introdusă treapta barică. Aceasta reprezintă distanţa pe verticală, în metri, pentru care se înregistrează o scădere a presiunii atmosferice cu 1 milibar. Treapta barică se calculează pe intervale pe care se poate aproxima o scădere liniară a valorii presiunii după cum urmează: - în troposfera inferioară presiunea scade cu 1mb la fiecare 8,4m; - la 5000 m presiunea scade cu 1mb la fiecare 16m; - la 11000 m presiunea scade cu 1mb la fiecare 32m. TEMPERATURA AERULUI Aceasta reprezintă starea de încălzire a aerului. Căldura este o formă de energie. Dacă un corp primeşte căldură el se încălzeşte, iar cînd cedează căldura el se răceşte. În natură schimbul de energie se face astfel încât corpurile mai calde cedează căldura celor mai reci. Fiecare corp are o căldură specifică şi în funcţie de aceasta el se va încălzi mai uşor sau mai greu. Corpurile având călduri specifice diferite se vor încălzi de la aceeaşi sursă (de exemplu: de la soare) în mod diferit. Acest fapt determină încălzirea diferenţiată a suprafeţei pământului, care stă la baza apariţiei curenţilor termici. Căldura se propagă prin conducţie (contact), convecţie şi radiaţie. Prin conducţie căldura se propagă în interiorul corpurilor materiale sau la limita de contact dintre corpuri diferite, aceasta transmiţându-se de la moleculă la moleculă. Corpurile pot fi: 4

- slab conducătoare de căldură (lemn, plastic); - bune conducătoare de căldură (metale). Prin convecţie căldura se propagă în mediile fluide prin curenţi generaţi de către diferenţele de temperatură. Astfel, prin aceste medii, prin curenţi căldura poate fi uşor transportată dintr-o regiune caldă în alta rece, pe distanţe medii. Prin radiaţie căldura se propagă prin intermediul radiaţiei electromagnetice (spectrul infraroşu). Toate corpurile cu temperaturi peste -273oC (0oK), emit radiaţii calorice ce au diferite lungimi de undă care, pe măsură ce creşte temperatura se apropie de lungimea de undă a razelor luminoase (corpurile cu temperaturi de peste 500oC). Încălzirea atmosferei se realizează de la pământul încălzit de soare prin conducţie la limita de contact cu aerul atmosferic şi prin convecţie pentru straturile mai înalte. Prin radiaţie, direct de la soare, aerul primeşte o cantitate foarte mică de căldură deoarece este un mediu transparent. Suprafaţa terestră se încălzeşte de la soare prin absorbţia radiaţiilor şi, datorită structurii diferite a acestuia (oraşe, lacuri, câmpii, munţi, păduri), se va încălzi în mod diferit. Aerul din imediata vecinătate a solului se va încălzi prin contact de la sol, va deveni mai uşor (mai puţin dens) şi va urca în altitudine dând naştere curenţilor de convecţie care vor încălzi la rândul lor atmosfera până la mari înălţimi. Curenţii turbulenţi (starea de agitare dezordonată) şi transportul advectiv al unor mase de aer contribuie de asemenea la încălzirea atmosferei. Comprimarea sau dilatarea aerului produce de asemenea efecte termice (încălzire sau răcire). Noaptea solul se răceşte treptat şi prin contact se va răci şi aerul din apropierea solului (răcire nocturnă). Măsurarea temperaturii se realizează cu ajutorul termometrelor (cu alcool, cu mercur, cu metal, electronice). Mai există termometre care măsoară temperatura maximă sau cea minimă, precum şi termometre înregistratoare numite termografe.

Psihrometru (termometru uscat, termometru umed), termometru de maximă şi termometru de minimă.

Senzor de temperatură şi umezeală

5

Unităţi de masură pentru temperatură: - gradul Celsius (oC); se consideră 0oC punctul de îngheţ al apei şi 100oC punctul de fierbere a apei; - gradul Kelvin (oK); ca valoare 1oK=1oC, dar 0oK este zero absolut, adică -273.15oC; - gradul Fahnrenheit (folosit în ţările anglo-saxone); -32oF= punctul de îngheţ al apei şi 212oF= punctul de fierbere a apei; Pentru transformare se folosesc relaţiile: 1oC = 9/5oF; 1oF = 5/9oC. În mod obişnuit temperaturile mai mari de 0oC se notează cu "+" (de exemplu +12oC), iar cele mai mici de 0oC se notează cu "-" (de exemplu -15oC). Variaţiile temperaturii aerului Considerând acelaşi loc de pe glob, putem avea următoarele variaţii de temperatură: a. periodice: diurnă şi sezonieră; Variaţia diurnă a temperaturii este rezultatul schimbului de căldură dintre suprafaţa terestră şi atmosferă. Astfel, ziua scoarţa terestră se încălzeşte datorită radiaţiei solare, iar noaptea se răceşte. Temperatura aerului prezintă o minimă la o oră după răsăritul soarelui şi o maximă la 2-3 ore după ce soarele a trecut la verticală (la meridianul locului). În cadrul variaţiei sezoniere temperatura prezintă un maxim vara şi un minim iarna; b. neperiodice (accidentale). Acestea sunt produse de perturbaţii atmosferice ca de exemplu invazii (advecţii) de aer (cald sau rece). Variaţia temperaturii de la un loc la altul se prezintă astfel: - mergând pe meridian temperatura scade de la ecuator spre poli; - invaziile de mase de aer (cald sau rece) fac, ca la aceeaşi oră, să avem diferenţe de temperaturi destul de mari în locuri relativ apropiate. Izoterma reprezintă linia ce uneşte, pe o hartă, punctele cu aceeaşi temperatură. Pe hărţile sinoptice, izotermele se trasează din 5 în 5oC. Variaţia temperaturii în înălţime. Temperatura în general scade cu înălţimea datorită faptului că aerul este un mediu slab conducător termic. Totuşi, până la 5 - 6km (în troposferă), nu întotdeauna temperatura va scădea cu înălţimea, existând straturi de inversiune termică. Peste 5 km, temperatura scade cu 6.5oC/km până la tropopauză (aproximativ -45oC la pol şi -80oC la ecuator). În atmosferă aerul care urcă se destinde şi ca urmare se răceşte (în mod adiabatic) iar în mişcările descendente aerul se încălzeşte. Gradientul termic vertical reprezintă variaţia temperaturii pentru o diferenţă de nivel de 100 m. În meteorologie pentru întocmirea diagramelor aerologice (obţinute în urma radiosondajelor în altitudine), se foloseşte, pentru aerul uscat, valoarea de 1oC/100 m (gradientul adiabatic uscat), iar pentru aerul umed saturat, valoarea de 0,5oC/100 m (gradientul adiabatic umed). În aviaţie (atmosfera standard) s-a adoptat ca gradient mediu vertical valoarea de 0,65oC/100m. Zona în care temperatura creşte odată cu creşterea de înălţime se numeşte zonă de inversiune termică sau, mai simplu, inversiune. Izotermia este reprezentată de zona în care temperatura este staţionară cu creşterea înălţimii. Cauzele care produc inversiunile şi izotermiile sunt multiple: - radiaţia nocturnă a solului în nopţile senine; - invazii de aer rece care produc inversiuni la sol; - fronturile atmosferice. În situaţia inversiunilor la sol se poate forma ceaţa ce are ca efect scărerea vizibilităţii.

6

UMIDITATEA AERULUI După cum am văzut la structura atmosferei, în aer se găseşte apă, pe lângă celelalte elemente chimice. Aceasta se poate afla în toate cele 3 stări de agregare: gazoasă, lichidă şi solidă, după cum urmează: - în stare gazoasă – vapori de apă, este invizibilă; - în stare lichidă – sub forma picăturilor fine de apă care formează ceaţa, burniţa, ploaia, norii; - în stare solidă – fulgi de zăpadă, ace de gheaţa, gheaţă (grindină, măzăriche). Conţinutul în apă al atmosferei este variabil şi provine din evaporarea apelor de suprafaţă (oceane, lacuri, râuri, transpiraţia plantelor, etc.). Evaporarea are loc până când aerul devine saturat, adică el conţine cantitatea maximă de vapori, surplusul condensându-se. Procesul de evaporare depinde de temperatură; astfel dacă temperatura este mai mare şi cantitatea de vapori poate fi mai mare. Dacă luăm o cantitate de aer şi îi micşorăm temperatura, se ajunge la un moment când aerul se va satura, producându-se condensarea. Temperatura la care aerul devine saturat se numeşte temperatura punctului de rouă. Umezeala absolută (Ua) exprimă cantitatea de vapori de apă în grame conţinută de 1m3 de aer (în momentul determinării). Se detemină astfel: se ia un tub cu o substanţă higroscopică care se cântăreşte. Se aspiră prin tub 1m3 de aer şi se cântăreşte din nou tubul. Diferenţa de greutate reprezintă cantitatea de vapori de apă. Umezeala absolută este direct proporţională cu temperatura. Astfel iarna umezeala absolută nu depăşeşte 5gr/m3, iar vara este peste 10-15gr/m3. Umezeala absolută maximă (Uam) exprimă cantitatea maximă de vapori de apă ce o poate conţine 1m3 de aer la o anumită temperatură. Umezeala absolută maximă creşte odată cu creşterea temperaturii aerului. Umezeala relativă (Ur) exprimă raportul dintre umezeala absolută şi umezeala absolută maximă, în procente Ur. Ur = Ua/Uam 100 ( %) Umezeala relativă variază invers proporţional cu temperatura; astfel în zilele călduroase de vară ea este mai mică decât noaptea. Dintre mărimile fizice ale umezelii aerului singura care se poate măsura direct este umezeala relativă. Instrumentul cu care se face măsurarea se numeşte higrometru. Există mai multe tipuri de higrometre: cu fir de păr, cu membrană, sau higrometru electronic.

Higrometru cu fir de păr Pentru măsurarea directă a temperaturii punctului de rouă se foloseşte psihrometrul. Acesta este format din două termometre din care unul are rezervorul umed şi celălalt uscat. Prin intermediul unei turbine se suflă aer peste rezervoarele acestor termometre şi se observă scăderea temperaturii celui 7

umed. În momentul în care se atinge saturaţia aerului din imediata apropiere a rezervorului, atunci temperatura ajunge la o valoare minimă, după care începe să crească din nou. Acea valoare minimă reptezintă temperatura punctului de rouă. Variaţia umezelii Ca şi la temperatură vom avea variaţii periodice şi accidentale. Variaţii periodice (regulate) - diurnă; - sezonieră (anuală). Variaţia diurnă - Uam creşte ziua, iar noaptea scade; - Ua creşte ziua, scade noaptea (ziua evaporarea este mai intensă datorită temperaturii mai mari); - Ur este mai mare noaptea şi mai mică ziua (ziua apa se evaporă şi noaptea cantitatea evaporată duce la creşterea Ur datorită scăderii temperaturii şi respectiv a Uam; Variaţia sezonieră - Uam creşte vara şi scade iarna; - Ua este mai mică vara faţă de iarna, când temperaturile sunt mai mici; - Ur ca şi umezeala absolută este mică vara faţă de iarna. Variaţia accidentală a umezelii se produce datorită mişcărilor maselor de aer, mişcări datorate, de exemplu, diferenţelor de temperatură de la un loc la altul. Variaţia umezelii în altitudine În înălţime datorită scăderii presiunii, aerul se dilată (îşi măreşte volumul). Deoarece în masa de aer care urcă, cantitatea de apă rămâne aceeaşi (dar volumul se măreşte), umezeala absolută se micşorează. Umezeala relativă creşte până la nivelul de condensare, îşi păstrează valoarea maximă în nori iar deasupra lor scade brusc, deoarece aerul devine foarte uscat. ` Nivelul de condensare reprezintă înălţimea la care umezeala relativă devine 100% (vaporii de apă condensează). În acest moment apar norii. STĂRILE DE ECHILIBRU ALE ATMOSFEREI Procesele fizice şi fenomenele meteo din atmosferă sunt în strânsă legătură cu starea de stabilitate a atmosferei. Mişcările aerului determină diferitele stări ale atmosferei, pentru că şi aerul, în asensiunea sa, suferă transformări. În cursul ascensiunii, o masă de aer se găseşte permanent în echilibru cu atmosfera din jur şi, cum presiunea scade odată cu creşterea înălţimii, masa de aer se răceşte treptat, prin destindere. Această răcire este numită adiabatică pentru că masa de aer, în cursul ascensiunii, nu cedează şi nu primeşte căldură de la mediul înconjurător. Cantitatea de vapori de apă conţinută în masa de aer care se ridică este constantă dar, din cauza temperaturii care scade, umezeala relativă creşte până când atinge limita de saturaţie (100%). Această limită este atinsă la înălţimea la care temperatura aerului a scăzut până când a ajuns egală cu temperatura punctului de rouă. Această înălţime este nivelul de condensare, de aici încep să se formeze norii. Înălţimea nivelului de condensare depinde de temperatura şi de umezeala aerului. Cu cât temperatura aerului este mai mare şi umezeala absolută mai mică, cu atât nivelul de condensare va fi mai sus, şi invers, cu cât temperatura este mai mică şi umezeala absolută mai mare, cu atât nivelul de condensare va fi mai jos. Înălţimea nivelului de condensare se poate calcula după o formulă simplă: 8

H = 120 ( T – Td ) în metri, unde T este temperatura aerului, iar Td este temperatura punctului de rouă. Atmosfera este instabilă atunci când mişcările verticale care se produc se propagă de la un nivel la altul (curenţii ascendenţi tind să-şi continue mişcarea). Atmosfera este stabilă atunci când mişcările verticale produse la un moment dat, nu pot să se dezvolte şi deci încetează (curenţii ascendenţi formaţi în urma unui impuls oarecare se vor opri din mişcarea acensională). Pentru a explica mai bine ce se întâmplă în cazul unei atmosfere stabile sau instabile, trebuie să arătăm că în cadrul radiosondajelor care se execută la anumite ore din zi se urmăreşte şi scăderea temperaturii cu înălţimea. Această scădere se trasează pe o diagramă aerologică. Totodată, trebuie specificat faptul că în interiorul unei mase de aer care urcă, scăderea de temperatură se realizează după gradientul adiabatic uscat (temperatura scade cu 1oC/100 m), iar după condensare, scăderea se produce după gradientul adiabatic umed, sau saturat (temperatura scade cu 0,5oC/100 m). Considerând o particulă de aer la nivelul solului în echilibru prin ridicare ea va suferi unele schimbări (îi scade temperatura). În funcţie de temperatura particulei şi a mediului vom întâlni următoarele situaţii: - temperatura aerului înconjurător este mai mare decât temperatura particulei ridicate de la sol. În acest caz particula este antrenată într-o mişcare descendentă, revenind în poziţia iniţială. Este cazul echilibrului stabil; - temperatura aerului înconjurător este mai mică decât temperatura particulei. În acest caz particula este antrenată într-o mişcare ascendnetă, tinzând să se depărteze de la poziţia iniţială de echilibru (nivelul solului). Este cazul echilibrului instabil; - temperatura aerului înconjurător este egală cu temperatura particulei. În acest caz nefiind supusă unei forţe (diferenţa de presiune, respectiv temperatură), particula rămâne în echilibru la nivelul egalităţii temperaturii. Este cazul echilibrului indiferent. În urma radiosondajului se determină gradientul termic vertical al mediului şi, trasându-se pe o diagramă aerologică, vom găsi următoarele situaţii: 1 - gradientul termic vertical real este mai mare decât gradientul adiabatic uscat (gradientul termic real se află la stânga adiabatei uscate). Este cazul echilibrului instabil uscat. Într-un strat de aer instabil se nasc uşor mişcări ascendente şi descendente; 2 - gradientul termic vertical real este mai mic decât gradientul adiabatic umed (gradientul termic real se află la dreapta adiabatei saturate). Este cazul echilibrului stabil saturat. În tratul de aer stabil mişcările ascendente şi descendente se dezvoltă foarte greu;

Diagrame aerologice 3 - gradientul termic vertical real este mai mic decât gradientul adiabatic umed dar mai mare decât gradientul adiabatic uscat (gradientul termic real se află între cele două adiabate) echilibrul aerului uscat este stabil, iar al celui umed este instabil. 9

În aerul saturat mişcările ascendente au loc mai uşor decât în cel uscat, şi aceste mişcări sunt cu atât mai puternice cu cât temperatura aerului saturat este mai ridicată. Când gradientul termic vertical real este egal cu gradientul adiabatic, indiferent dacă este uscat sau umed, echilibrul este indiferent. Mişcările verticale ale aerului sunt stânjenite de straturile de inversiune termică, unde temperatura creşte cu înălţimea. O masă de aer în ascensiune care ajunge la un strat de inversiune se opreşte pentru că, urcând, ea se răceşte, iar în momentul când întâlneşte un aer mai cald, adică stabil. Similar, o masă de aer descendentă care întâlneşte un strat de inversiune, se opreşte, deoarece, în coborâre, ea se încălzeşte şi ajunge la un strat de aer mai rece (inversiunea). După cauzele care le produc, inversiunile termice pot fi: - inversiuni de radiaţie: se produc noaptea, pe cer senin şi vânt slab, din cauza răcirii solului prin radiaţie. Poate forma ceaţă de radiaţie; - inversiuni de advecţie: sunt produse de mişcarea unui aer cald peste o suprafaţă de sol rece. Poate duce la formarea ceţii de advecţie sau a norilor Stratus; - inversiuni frontale: un aer cald alunecă ascendent peste un aer mai rece (mai dens). CIRCULAŢIA GENERALĂ A ATMOSFEREI După cum am văzut, mişcarea aerului este cauzată de repartiţia inegală a presiunii atmosferice, aerul deplasându-se din regiunile anticiclonice către cele ciclonice în straturile inferioare şi invers în păturile mai înalte. Cauza principală care provoacă o distribuţie inegală a presiunii pe glob este încălzirea neuniformă a suprafeţei terestre. Pe glob există un focar permanent de căldură (zonă intertropicală) şi două focare de frig (calotele polare). Circulaţia generală a atmosferei este prezentată în figura de mai jos, unde se observă că aerul rece de la poli se îndreaptă spre zonele tropicale. La înălţime o importanţă deosebită o au curenţii jet.

Circulaţia generală a atmosferei

Mişcările aerului Datorită fluidităţii sale aerul poate avea mişcări orizontale, verticale sau înclinate. Mişcarea orizontală a aerului se numeşte vânt. Mişcările verticale şi înclinate se numesc curenţi. Vântul este provocat de diferenţa de presiune, pe orizontală, de la un loc la altul. Aceste diferenţe există atât la nivelul solului cât şi la înălţime. Cauza principală a lor o constituie încălzirea inegală a suprafeţei terestre, deci şi a maselor de aer de deasupra acesteia. 10

Astfel spre zonele mai încălzite (unde presiunea este mai mică) se îndreaptă aerul mai rece (din zonele cu o presiune mai mare). Mărimile ce definesc vântul sunt direcţia şi intensitatea (viteza). Prin direcţie, în meteorologie se înţelege direcţia de unde "suflă" (vine) vântul. Ea se indică prin grade sexagesimale cu următoarea corespondenţă: N = 360o (0o); S = 180o; E = 90o; W = 270o. Direcţia vântului este indicată la sol de giruete, iar în înălţime se află prin radiosondaj. La locurile de decolare / aterizare se foloseşte mâneca de vânt.

Maneca de vant

Girueta Wild

Viteza vântului poate fi măsurată precis cu un anemometru şi exprimată în metri pe secundă (m/s), kilometri pe oră (km/h) sau noduri (kt). Anemometrul poate fi: mecanic (cu cupe, cu palete), electronic, sau ultrasonic. Transformarea din m/s în km/h se face înmulţind m/s cu 3,6 sau, aproximativ, înmulţind m/s cu 4 şi scăzând din produs cifra zecilor. In anul 1805 amiralul Francis Beaufort a elaborat o scară destul de precisă pentru aprecierea vitezei vântului, bazata pe ovservarea efectelor vantului asupra suprafetei marii, scară care a permis o mai bună informare în marină. Ulterior s-au adăugat şi caracterizările pentru a se putea estima forţa vântului la suprafata solului. Scara are 12 grade Beaufort. Estimarea gradului privind forţa vântului se face pentru media vitezei vântului pe o durată de 10 minute, iar viteza vântului se măsoară la înălţimea de 10 metri. Simbolul unităţii pe scara Beaufort est „bf”. 11

Forță Descriere bf 0

Calm

1

Adiere uşoară

2

Briză uşoară

3

Vânt slab

4

Vânt moderat

Viteza, înnoduri sub 1

1-3

4-6

7 - 10

11 - 15

Starea mării

Pe pământ

sub 1

Marea e ca oglinda

Fumul se înalţă vertical. Frunzele nu se mişcă.

1-5

Unde care seamănă cu siajul peştilor, fără spumă.

Fumul indică direcţia vântului. Unele frunze tremură. Girueta nu se orientează după vânt.

6 - 11

Unde care nu se sparg.

Se simte adierea pe faţă. Girueta începe să se orienteze. Frunzele foşnesc din când în când. Pavilionul şi flamura încep să fluture uşor.

12 - 19

Valuri foarte mici. Crestele cu aspect sticlos, care încep să se spargă.

Drapelele fâlfâie. Frunzele se mişcă continuu. Grânele încep să se clatine.

20 - 28

Valuri mici (max. 1,5m), cu creste Se ridică praful. Rămurelele se mişcă vizibil. care se rostogolesc, formând pe Grânele se ondulează. Flamura se întinde, alocuri "berbeci". luând o poziţie orizontală.

29 - 38

Valuri mijlocii (1,8- 2,5 m), cu Arborii mici se leagănă. Vârful tuturor creste care se sparg, eventual cu arborilor se mișcă. împroşcări. Se aude şuieratul vântului. Folosirea unei umbrele devine dificilă. Sârmele telegrafice şuieră.

5

Vânt tare

6

Vânt foarte tare

21 - 26

39 - 49

Valuri mari, cu creste care se sparg şi împroaşcă.

7

Vânt puternic

27 - 33

50 - 61

Valuri mari (până aproape de 4 m), marea e plină de spumă.

Toţi arborii se mişcă. E greu de înaintat împotriva vântului.

8

Vânt foarte puternic

34 - 40

62 - 74

Valuri mari (6-7,5m), cu creastă arcuită.

Unele ramuri se rup. Autovehiculele îşi pierd direcţia.

9

Furtună

41 - 47

75 - 88

Valuri cu înălţimea de 10m m, care se răstoarnă.

Clădirile uşoare sunt afectate.

10

Furtună puternică

48 - 55

Valuri foarte înalte (max. 12 m) şi violente. Suprafaţa mării este Copacii sunt scoşi din rădăcină. Clădirile 89 - 102 albă şi frâmântată. Vizibilitatea sunt afectate. este redusă.

11

12

Furtună violentă

Uragan

16 - 20

Viteza în km/h

56 - 63

103 117

Valuri excepţional de înalte (16 m). Navele de tonaj mic şi mediu pot fi ascunse de valuri Vizibilitatea este redusă.

peste 64

peste 118

Valuri imense. Aerul e plin de spumă şi apă. Vizibilitatea este foarte redusă.

Scara Beaufort.

12

Clădirile sunt puternic afectate.

Clădirile sunt distruse pe scară mare.

Anemometru mecanic cu cupe

Anemometru electronic

Variaţia direcţiei şi de intensităţii vântului la sol şi în altitudine Ştim că vântul reprezintă mişcarea orizontală a aerului faţă de suprafaţa terestră. Ca să se producă această mişcare, este necesară o forţă. În cazul aerului, forţa care produce mişcarea orizontală este diferenţa de presiune. Această diferenţă, raportată la o unitate de lungime (se ia ca unitate de lungime un grad de latitudine) se numeşte gradient baric. Mişcarea aerului produsă de forţa de gradient a presiunii este perpendiculară pe izobare. Datorită mişcării de rotaţie a pământului apare forţa lui Coriolis, aerul fiind deviat, în emisfera nordică, spre dreapta direcţiei sale de mişcare. În mişcarea maselor de aer la sol intervine şi forţa de frecare care va avea ca efect schimbări de direcţie şi de viteză datorate neuniformităţii solului. Forţa Coriolis se combină cu forţa de frecare pentru a echilibra forţa de presiune. Datorită forţelor menţionate mai sus, dacă privim o hartă sinoptică, vom vedea că la sol vântul face un unghi de 30o faţă de izobare, în direcţia centrului de presiune mai mică. Având în vedere ca odată cu creşterea înălţimii forţa de frecare scade (la 1000m devine neglijabilă), vântul îşi schimbă direcţia spre dreapta în emisfera nordică (forţa Coriolis) şi, în acelaşi timp, viteza lui creşte.

13

Rotirea vântului în altitudine

Tipuri de vânt În funcţie de structura sa, vântul poate fi laminar sau turbulent. Vântul laminar este acela în care aerul are o mişcare uniformă, atât în ce priveşte viteza cât şi direcţia, scurgerea aerului făcându-se în straturi paralele.

Vânt laminar În cazul când întâlneşte obstacole, vântul suferă variaţii în ceea ce priveşte direcţia şi intensitatea, devenind vânt turbulent.

Vânt turbulent Uneori, faţă de viteza medie vântul poate prezenta creşteri bruşte de viteză ce poartă denumirea de rafale. Pentru ca vântul să fie considerat rafalos este necesar ca durata unei rafale să nu depăşească două minute. Din observaţiile şi studiile făcute s-a văzut că, în anumite zone ale globului, vântul are un caracter permanent şi regulat. Astfel în zonele intertropicale suflă alizeele, iar în zonele temperate bat vânturile de vest . În zona asiatică şi Oceanul Indian se produc vânturi sezoniere numite musoni. Datorită configuarţiei solului foarte diferită, care detemină încălziri diferite, iau naştere vânturi locale, cum sunt: - brizele marine; - brizele de munte; - foehnul, etc. 14

Brizele marine sunt mişcări ale aerului pe orizontală determinate de încălzirea diferită a uscatului faţă de mare. Aceste mişcări sunt ziua de la mare spre uscat (briza de mare) iar noaptea de la uscat spre mare (briza de uscat), datorită faptului că uscatul se încălzeşte mai repede ziua şi se răceşte mai repede noaptea. i b r i z a a n t

b r i z a a n t i

b r i z a

e m a r

d e

d e

b r i z a

a t u s c

Briza de mare

ta

ba

ti

c

Briza de munte este asemănătoare ca proces de formare cu briza marină. Dimineaţa soarele încălzeşte pantele expuse, aerul din apropierea lor devine mai cald si mai puţin dens şi începe să urce pe pantele munţilor. Aceasta este briza de vale. Seara, datorită faptului că aerul de pe creastă se răceşte mai repede decât cel din vale, devine mai greu şi începe să coboare pe pante, formând un vânt catabatic, briza de munte.

t v an

c

a

c

i a t ab n a

n va

t

Briza de munte Efectul de foehn se produce atunci când aerul este forţat să urce pe panta unui munte. Acesta se răceşte după adiabata uscată (cu 1oC/100m) până la saturaţie, când, prin condensare, eliberânduse căldura latentă, se va răci după adiabata umedă (0,5oC/100m). Pe creastă norul precipită sau îşi urmează calea pe orizontală, iar un fileu de aer uscat coboară cu panta. La coborâre, prin comprimare aerul se încălzeşte şi fiind uscat, se va încălzi după adiabata uscată (1oC/100m). Vântul cald şi uscat care coboară pe panta unui munte reprezintă efectul de foehn.

Efectul de foehn Astfel, în urma acestui efect, la piciorul pantei, în partea de sub vânt aerul este mai cald decât cel de la piciorul pantei din vânt. 15

La noi în ţară există multe zone în care se resimte efectul de fohn cum ar fi: vântul mare din Făgăraş (mâncătorul de zăpadă), în Podişul Mehedinţi, zona Caransebeş, etc. În România, din cauza influenţelor climatice din Europa Centrală şi Bazinul Mediteranei, întâlnim o gamă variată de vânturi locale: - Crivăţul este vântul cel mai specific în Moldova, Dobrogea, sudul şi estul Munteniei şi suflă în special iarna; - Austrul suflă dinspre sud în zona Olteniei, Banatului, Crişanei, ajungând în Moldova ca un vânt cald, uscat, aducând geruri mari; - Nemirul suflă în depresiunile din estul Tansilvaniei şi a Braşovului fiind considerat ca o prelungire a crivăţului care se strecoară prin trecătorile Carpaţilor Orientali; - Coşova este un vânt uscat care suflă în Munţii Banatului. În timpul iernii este rece, cu toate că rezultă din mişcarea descendentă a aerului; - Vântul Negru este cald şi uscat, şi bate în Dobrogea, uneori ajungând chiar şi în sudul Bărăganului. Dăunează agriculturii, fiind denumit şi “sărăcilă” sau “traistă goală”. În Europa, printre cele mai cunoscute vânturi locale sunt: - Sirocco – suflă în partea sudică a Italiei şi poate fi cald şi uscat (dacă este generat de anticiclonul azoric), sau bogat în precipitaţii (dacă este asociat cu ciclonii mediteraneeni); - Mistralul – este un vânt rece cunoscut în Franţa, pe valea Rhonului; - Bora – este cunoscut în regiune Dalmaţiei pentru intensitatea mare cu care suflă şi pentru caracterul lui rece. Simbolizarea vântului pe hărţile meteorologice Vântul este marcat pe hărţi astfel încât să-i putem cunoaşte direcţia şi intensitatea. Direcţia este simbolizată de o linie dreaptă (cu sau fără săgeată) care ne arata sensul de unde suflă vântul, iar viteza este simbolizată de o serie de semne plasate în coada săgeţii. O linie scurtă este echivalentul a 5kt, o linie lungă 10kt, iar un triunghi înseamnă 50kt.

a – vânt calm b – vântul bate din NE cu 5kt (noduri) c – vântul bate din N cu 10 noduri d – vântul suflă din V cu 25 de noduri e – vântul bate din SV cu 50 de noduri

16

Exemple de hărţi de vânt pentru România şi Europa 17

Curenti verticali (ascendenţi şi descendenţi) După cauzele care le determină se cunosc trei feluri de mişcări ascendente şi anume: - mişcări ascendente şi descendente convective; - mişcările ascendente produse prin alunecare; - mişcări ascendente produse de turbulenţa dinamică. Mişcările ascendente şi descendente convective se datorează încălzirii neuniforme a pământului. Ele se nasc în straturile din apropierea solului, sub forma unor bule sau coloane de aer cald care urcă şi a altora de aer rece care coboară (ca să-l înlocuiască pe cel cald). Aceste mişcări depind foarte mult de suprafaţa subiacentă şi de condiţiile de insolaţie. Dacă cerul este înnorat, atunci insolaţia este slabă, solul se încălzeşte puţin, iar mişcările termice sunt slabe. Dacă cerul este senin, atunci insolaţia este puternică. Acum intervine suprafaţa solului: dacă ea este neomogenă (variată: petice de pădure, arătură, lacuri, râuri, clădiri, …), atunci mişcările termice vor fi dezordonate şi nu se vor orienta pe înălţime.

Convecţie slabă (dezordonată)

Convecţie puternică (ordonată)

În schimb, dacă insolaţia este mare şi suprafaţa subiacentă este omogenă, atunci există posibilitatea ca mişcările termice verticale să devină ordonate şi să urce până la înălţimi mari. Putem recunoaşte uşor aceste mişcări atunci când aerul care urcă conţine destulă umzeală pentru ca, datorită destinderii sale adiabatice, să ajungă să condenseze şi să dea naştere norilor Cumulus. Înălţimea maximă până la care pot urca curenţii termici este dată de gradul de stabilitate / instabilitate al atmosferei, deseori norii Cumulonimbus ajungând până la nivelul tropopauzei. Există şi curenţi termici ascendenţi nesaturaţi (în lipsa norilor) cunoscuţi ca „termică albastră”. Mişcările ascendente şi descendente produse prin alunecare apar atunci când masa de aer în deplasare este obligată să urce peste un obstacol. Se întâlnesc următoarele situaţii: - o masă de aer cald urcă peste o masă de aer rece (mişcări ascendente de front cald); - o masă de aer rece în mişcare dislocă o masă de aer cald pe care o obligă să urce (mişcări ascendente de front rece);

18

Ascendenţă în cazul frontului cald

Ascendenţă în cazul frontului rece

- aerul din vale urcă dimineaţa pantele însorite ale muntelui (briza de vale, mişcare anabatică), sau seara, când aerul mau rece de pe cresteme munţilor coboară, fiind mai greu, spre vale (briza de munte, mişcare catabatică); - o masă de aer este forţată să urce o pantă orografică, curentul ascendent încetând odată cu atingerea vârfului pantei.

Briza de munte

Ascendenţă orografică

Mişcări ascendente şi descendente produse de turbulenţa dinamică Aerul care se deplasează pe suprafaţa pământului nu are o curgere uniformă, ci una turbulentă, din cauza asperităţilor terenului (dealuri, văi, construcţii,...). Datorită acestor neregularităţi, aerul în mişcare creează o serie de vârtejuri dezordonate, atât ca mărime cât şi ca direcţie, deoarece ele depind de viteza vântului şi de unghiul sub care loveşte obstacolul. Aceste mişcări sunt cu atât mai ample cu cât dimensiunile obstacolului sunt mai mari, şi cu cât viteza de curgere a aerului este mai mare. Alţi factori care influenţează dimensiunile acestor curenţi sunt: rugozitatea solului şi stabilitatea hidrostatică a aerului. Influenţa curenţilor ascendenţi produşi de turbulenţa dinamică se poate simţi până la înălţimi de 1000m deasupra sulului. În categoria de mişcărilor descendente produse de turbulenţa dinamică intră rotorii, foarte periculoşi pentru zborul cu parapanta. Aceştia se formează în partea de sub vânt a crestei (obstacolului) şi sub nivelul acesteia. În funcţie de viteza vântului, rotorii se pot simţi până la o distanţă egală cu de 20 de ori înălţimea obstacolului. Poate da descendenţe puternice şi închideri parapantei. 19

Formarea undelor de munte şi a rotorilor Undele de munte (unde gravitaţionale) se formează, în anumite condiţii meteorologice, în partea de sub vânt a muntelui şi deasupra crestei. Factorii meteorologici necesari apriţiei undelor de munte sunt: - viteza vântului la nivelul crestei să fie de cel puţin 7,5m/s (la vârfuri mi mici de 1000m) şi de 12,5m/s pentru munţii înalţi. Viteza trebuie să creacă de la baza muntelui spre vârf, sau măcar să fie constantă; - direcţia vântului nu trebuie să se abată cu mai mult de 30º faţă de perpendiculara pe ceastă şi să rămână constantă cu creşterea altitudinii; - la nivelul crestei muntoase sau imediat deasupra acesteia trebuie să existe un strat stabil (inversiune termică sau izotermie).

Unde orografice (Ac lenticularis) – vedere de la sol şi din satelit. În funcţie de viteza vântului, mişcarea aerului poate avea particularităţi diferite: - la viteze mici apare o undă regulată, de amplitudine mică, în partea din aval, sub creastă; - la viteze medii apare un rotor semipermanent, mare, pe partea de sub vânt; - la viteze mari unda de munte devine regulată, în aval; 20

-

la viteze foarte mari ale vântului apar mai mulţi rotori şi turbioane cvasistaţionarecare se rotesc în sens contrar curgerii aerului. Acestea dau o forfecare a vantului deosebit de periculoasă.

Turbulenţa şi forfecarea vântului sunt cele mai importante fenomene asociate cu undele de munte. În partea de sub undă, dacă există condiţii prielnice, se pot forma nori în formă de rulouri: Stratocumulus lenticularis sau Altocumulus lenticularis, în funcţie de altitudinea obstaculului montan. Condiţiile de formare a ascendenţelor Condiţiile de formare a ascendenţelor depind de starea de echilibru a atmoferei. După cum am văzut, ascendenţele se pot forma numai în situaţia unei atmosfere instabile, când un rezervor de aer cald (cu o diferenţă de 2-3oC faţă de mediul ambiant) primeşte un impuls şi începe să urce. Scăderea temperaturii se produce urmărind adiabata uscată, iar după condensare urmărind adiabata umedă şi ascensiunea va continua până când particula de aer întâlneşte un strat stabil (inversiune sau izotermie). În acest moment, se spune că s-a atins nivelul de echilibru. Dacă instabilitatea continuă şi în interiorul norului, dezvoltarea acestuia se va face până la înălţimi mari.

H

H

H

T

T

T

Formarea norilor convectivi în funcție de gradul de instabilitate al aerului

21

FORMAŢIUNI BARICE Distribuţia presiunii atmosferice pe suprafaţa globului este indicată pe hărţile meteorologice cu ajutorul izobarelor. Izobarele sunt liniile care unesc punctele cu aceeaşi presiune atmosferică. Hărţile izobarice pot fi anuale, lunare, zilnice, etc. Între o hartă barică şi o hartă topometrică există o mare analogie, întrucât pe ambele întâlnim curbe închise care delimitează fie înălţimi (la hărţile topo), fie diferite forme barice. Dacă izobarele formează o serie de cercuri concentrice în jurul unui punct, această zonă se numeşte centru de presiune.

Formaţiuni barice Principale forme de relief baric: - ciclonul ; - talvegul baric ; - anticiclonul ; - dorsala anticiclonică ; - şaua barometrică. Ciclonul, numit şi depresiune barică sau centru de minimă presiune, este o formă barică ce se caracterizează prin descreşterea presiunii către centrul sistemului. Izobara exterioară de referinţă este de obicei 1010 mb. Vântul are o mişcare de la exterior spre centru şi în sens invers acelor de ceasornic (pentru emisfera noastră). Într-un ciclon aerul este instabil şi are o mişcare ascensionară. Făcând o paralelă între izobare şi curbele de nivel putem asemăna ciclonul cu o depresiune orografică sau o căldare. Pe hărţile sinoptice se notează cu D (Depresiune) sau L (Low). Anticiclonul se mai numeşte centru de maximă presiune şi este o formă barică definită prin creşterea presiunii de la exterior spre centrul sistemului. Aerul este stabil şi se manifestă o mişcare descendentă. Izobara exterioară care delimitează sistemul este cea de 1020mb. În anticiclon vântul bate de la centru spre exterior în sensul acelor de ceasornic rotindu-se totodată în jurul său în sens orar. Comparându-l cu formele de relief, anticiclonul ar fi analog munţilor izolaţi sau mameloanelor. Acest lucru este posibil deoarece în reprezentarea topografică şi valoarea curbelor de nivel creşte spre centrul reprezentării. Pe hărţile sinoptice anticiclonul se notează cu M (Maxim) sau H (High). Talvegul baric (T) este analog unei văi topografice şi se caracterizează prin izobare în formă de "V". Este o continuare a unui ciclon, cotele izobarice descrescând din exterior spre valea talvegului. Dorsala anticiclonică este o prelungire a anticiclonului şi are izobarele în formă de "U", ale căror cote cresc de la margine spre axa mediană a dorsalei. 22

Şaua barică este analoagă şeii ce leagă două masive muntoase. În jurul unei şei barice sunt 2 cicloni şi 2 anticicloni dispuşi în formă de X. Există cicloni şi anticicloni cu caracter permanent sau temporar. Europa, implicit şi România, este influenţată de 2 formaţiuni barice permanente (ciclonul islandez şi anticiclonul azoric) şi de 2 formaţiuni sezoniere (ciclonul mediteraneean şi anticiclonul siberian, ambele manifestându-se iarna). MASE DE AER O porţiune din atmosferă în care principalii parametri meteorologici se păstrează aproximativ constanţi iar vremea prezintă acelaşi aspect, poartă denumirea de masă de aer. Troposfera cuprinde diferite mase de aer a căror mutare de la o regiune la alta va determina o schimbare semnificativă în aspectul vremii. Masele de aer au o mare extindere orizontală (sute de mii de km²), iar pe verticală ele pot ajunge pînă la limita superioară a troposferei. Masele de aer se clasifică după diferite criterii: - termic – în mase de aer calde sau reci; - termodinamic – mase de aer stabile sau instabile; - geografic – în mase de aer polar, arctic sau tropical. De asemenea, masele de aer mai pot fi de origine maritimă sau continentală. FRONTURILE ATMOSFERICE Între o masă de aer cald şi una rece există întotdeauna o zonă de separaţie. Dacă această zonă este destul de largă, trecerea de la o masă de aer la alta se poate face pe nesimţite. Însă, în situaţia în care, sub acţiunea curenţilor aerieni, masele de aer se apropie, zona de separaţie se îngustează, iar la trecerea de la o masă de aer la cealaltă apar variaţii însemnate ale parametrilor meteorologici. Suprafaţa care delimitează cele 2 mase de aer se numeşte suprafaţă frontală, iar intersecţia suprafeţei frontale cu solul poartă denumirea de front atmosferic. Suprafaţa frontală este înclinată, întotdeauna, înspre masa de aer mai rece, datorită densităţii mai mari a aerului rece. Clasificarea fronturilor atmosferice se face după mişcarea relativă a maselor de aer, şi se disting următoarele tipuri: - frontul cald; - frontul rece; - frontul cvasistaţionar; - frontul oclus. Frontul cald este frontul în lungul căruia aerul cald, în deplasare, înlocuieşte aerul rece. Pe harta sinoptică este reprezentat printr-o linie continuă cu semicercuri plasate în direcţia de înaintare a frontului. Norii specifici frontului cald sunt: Cirrus, Cirrostratus, Altostratus şi Nimbostratus. Dacă frontul cald are caracter instabil, atunci sunt şi nori Cumulonimbus încastraţi în masa de nori stratiformi. Precipitaţiile sunt continue şi cad înainte de trecerea frontului la sol. În spatele frontului temperatura este cu cel puţin 2ºC mai mare decât înaitea lui. Se dezvoltă mai bine în perioada rece a anului.

Frontul cald – secţiune şi trasare pe harta sinoptică 23

Frontul rece este frontul în lungul căruia aerul rece, în mişcare, înlocuieşte aerul cald. Pe harta sinoptică este reprezentat printr-o linie continuă cu triunghiuri plasate în direcţia de înaintare a frontului. Norii specifici frontului rece sunt de tip cumuliformi: Cumulus, Cumulonimbus, Altocumulus, uneori sunt prezenţi si nori stratiformi (Altostratus, Nimbostratus). Precipitaţiile sunt, în general, sub formă de averse, banda de precipitaţii putând ajunge la 70km. Temperatura scade brusc în spatele liniei frontului. Se dezvoltă cel mai frecvent în perioada caldă a anului.

Frontul rece de ordinul I – secţiune şi trasare pe harta sinoptică Frontul rece de ordinul II este un tip al frontului rece caracterizat de o pantă mai abruptă, aerul cald din faţă fiind antrenat într-o puternică mişcare ascendentă. În urma destinderii adiabatice se produce răcirea bruscă a aerului, care duce la un proces violent de condensare a vaporilor de apă. Se dezvoltă norii Cumulus congestus şi Cumulonimbus, din care cad precipitaţii abundente sub formă de averse. Ploile sunt însoţite frecvent de fenomene orajoase şi vijelii.

Frontul rece de ordinul II – secţiune şi trasare pe harta sinoptică Frontul cvasistaţionar este un front în lungul căruia nu se constată nici o mişcare relativă a aerului cald în raport cu aerul rece, sau a celui rece în raport cu cel cald. Pe harta sinoptică el se trasează cu o linie continuă prevăzută cu semicercuri în direcţia de deplasare a aerului rece şi cu triunghiuri în direcţia de deplasare a aerului cald. Norii specifici sunt Stratocumulus şi Stratus, fenomenele caracteristice fiind ploaie slabă, burniţă, ceaţă sau aer ceţos. Frontul oclus apare atunci când un front rece, datorită vitezei mai mari de deplasare, ajunge din urmă un front cald. Sistemele lor noroase se amestecă, cad precipitaţii continue şi chiar averse. Se trasează pe harta sinoptică printr-o linie continuă cu triunghiuri intercalate cu semicercuri în direcţia de 24

deplasare. În funcţie de frontul care menţine contactul cu solul după ocluziune, există trei tipuri de front oclus: cu caracter cald, cu caracter rece, şi cu caracter neutru.

Formarea unui front oclus cu caracter rece

Hartă sinoptică

25

NORII Norul este un hidrometeor constituit dintr-o suspensie de particule minusculede apă lichidă sau cristale de gheaţă în atmosferă, sau din ambele în acelaşi timp care, în general, nu ating solul. Norul mai poate să conţină particule de apă sau gheaţă de dimensiuni mari, precum şi particule solide sau lichide neapoase provenite, de exemplu, din vapori industriali, fum sau pulberi. Prin cantitatea, forma, înălţimea, sau evoluţia lor, norii pot fi un indicator al proceselor termodinamice din zona lor de existenţă. Procese de formare a norilor Principalul mod de formare al unui nor este răcirea adiabatică a aerului în cadrul unei mişcări ascendente, proces prin care conţinutul în vapori de apă al aerului ascendent ajunge la saturaţie şi se produce condensarea surplusului de apă. În atmosferă predomină două tipuri de mişcări ascendente care duc la formarea norilor: - mişcări ascendente la scară mare, în care întreaga masă de aer se ridică, de regulă de-a lungul unei suprafeţe frontale sau, în cazuri limitate, de-a lungul unei pante. Acest tip de ascensiune duce la formarea norilor stratiformi; - mişcări verticale convective care se realizează prin curenţi verticali (ascendenţi şi descenenţi) individualizaţi şi relativ mici faţă de dimensiunile masei de aer. Din aceste mişcări apar norii cumuliformi.

Clasificarea norilor Există mai multe criterii de clasificare a norilor. Clasificarea morfologică a norilor. OMM a adoptat o schemă unică de clasificare a norilor, care permite deosebirea lor după unul sau mai multe din următoarele criterii: aspect (formă), procese de formare, compoziţie, înălţime. Această schemă de împărţire grupează norii în trei unităţi sistematice fundamentale: gen, specie şi varietate. Ţinând cont că beneficiarii acestu curs sunt piloţi de parapantă, este suficientă clasificarea norilor după gen. Sunt 10 genuri de nori: 1. Cirrus (Ci); 2. Cirrocumulus (Cc); 3. Cirrostratus (Cs); 4. Altocumulus (Ac); 5. Altostratus (As); 6. Nimbostratus (Ns); 7. Stratocumulus (Sc); 8. Stratus (St); 9. Cumulus (Cu); 10. Cumulonimbus (Cb). După înălţimea bazei norilor, aceştia se împart în trei etaje: - norii etajului inferior (nori joşi), cu înălţimea bazei sub 2000m (St, Cu, Sc); - norii etajului mijlociu (nori medii), cu înălţimea bazei lor între 2000 şi 4000m (As, Ac); - norii etajului superior (nori înalţi), cu înălţimea bazei între 4000 şi 7000m (Ci, Cs, Cc); - norii cu mare dezvoltare vericală sunt nori cu înălţimea bazei într-unul din etaje şi cu vârful în altul. Aici se încadrează norii Nimbostratus (Ns), Cumulus congestus şi Cumulonimbus, ale căror baze sunt în etajul inferior, în timp ce vârfurile pot fi în etajul superior. După componenţa particulelor din care sunt constituiţi, se clasifică în: - nori din picături fine apă (St, Sc, Cu); - nori din cristale gheaţă (Ci, Cs, Cc); 26

- nori micşti (Ac, As, Ns, Cb). După procesele care stau la baza genezei norilor, se clasifică în: - nori stratiformi, formaţi în condiţii de atmosferă stabilă (cum sunt: Ci, Cs, As, Ns, St), în cazul frontului cald sau condiţii anticiclonice; - nori cumuliformi (convectivi), formaţi prin convecţie termică sau dinamică (Cu, Cb); - nori orografici, formaţi în condiţii de turbulenţă dinamică pe o anumită grosime (redusă) a atmosferei: sub formă de căciulă la vârful muntelui, nori lenticulari (Sc lenticularis, Ac lenticularis), nori rotori (rulouri). Mai există o serie de nori speciali, care nu sunt incluşi în nici una din clasificările de mai sus: - nori sidefii: asemănători cu Cirrus şi Altocumulus, se situează la altitudini de 20-30km; - nori noctilucenţi: asemănători cu Cirrus, au o tentă albăstruie sau argintie, se observă pe fondul întunecat al cerului nocturn; - trenele de condensare: se formează în urma trecerii avionului când atmosfera, la nivelul respectiv de zbor, este suficient de rece şi umedă; - norii de incendii (Pirocumulus): se formează datorită nucleilor de condensare oferiţi de fumul din incendii. Au un aspect mai cenuşiu faţă de norii Cumulus; - norii de cascadă: căderile mari de apă sunt generatoare de picături care saturează aerul din jur. Mişcarea descendentă a lor este compensată de curenţi ascendenţi care antrenează cu ei aerul saturat, dând naştere. Deasupra cascadei unui nor cu aspect de Cumulus; - norii industriali: apar în zonele puternic industrializate; norii de erupţie vulcanică: se aseamănă cu norii Cumulus. Pot da naştere unor manifestări electrice violente, fiind puternic încărcaţi cu sarcini electrice.

Nor căciulă

Nor industrial

27

Nor vulcanic

Descrierea genurilor de nori 1. Cirrus (Ci) sunt nori separaţi cu aspect de filamente, fibre albe şi subţiri, sau bancuri ori benzi înguste, albe. Au aspect fibros sau mătăsos şi nu au umbre proprii. Sunt formaţi din cristale de gheaţă. Nu produc precipitaţii care să ajungă la sol, ci doar virga.

2. Cirrocumulus (Cc) sunt nori albi sub formă de pături sau bancuri subţiri, fără umbre proprii, constituiţi din elemente foarte mici în formă de granule, riduri, blană de miel, unite sau nu între ele. Sunt formaţi din cristale mici de gheaţă. Sunt un gen de nori care se transformă rapid în Ci sau Ac. Nu dau precipitaţii.

28

3. Cirrostratus (Cs) au un aspect văluros, mult mai albicios şi pot ocupa parţial sau total bolta cerească. Sunt constituiţi din cristale fine de gheaţă. Uneori sunt atât de subţiri încât pe cer trec aproape neobservaţi, dând acestuia un aspect alb-laptos. Generează fenomenul de halo (un cerc sau un semicerc colorat în violet slab spre exterior şi roşu spre interior). Nu dau precipitaţii.

4. Altocumulus (Ac) sunt grupări de nori albi sau cenuşii cu aspect vălurit sau sub formă de rulouri, şiruri sau benzi de culoare albă până la cenuşiu deschis, care au umbre proprii. Sunt constituiţi din picături de apă sau picături şi cristale fine de gheaţă. La răsăritul şi apusul soarelui se colorează în roşu aprins. Nu produc precipitaţii care să ajungă la sol, ci doar virga.

29

Altocumulus lenticularis sunt o specie de nori Ac care arată prezenţa undelor de munte. Se formează în partea de sub undă. Indică o viteză mare a vântului la nivelul crestei montane.

Ac lenticularis văzuţi de la sol şi din avion Altocumulus castelanus sunt o specie de Ac foarte asemănătoare cu norii Cumulus congestus. Au formă de turnuri; indică instabilitate mare în troposfera mijlocie şi preced dezvoltarea şi manifestarea norilor Cumulonimbus.

Ac castelanus văzuţi de la sol şi din avion 5. Altostratus (As) formează pânze albăstrii sau cenuşii cu aspect valurit, striat, fibros sau uniform, acoperind parţial sau total cerul. Prin ei soarele se poate vedea vag, ca printr-o sticlă mată. Sunt constituiţi din picături sau picături şi cristale fine de gheaţă. Produc precipitaţii continue slabe.

30

6. Nimbostratus (Ns) apar sub formă de pătură noroasă cenuşie, adesea întunecată, al cărei aspect devine difuz datorită căderilor continue de ploaie sau ninsoare. Sunt suficient de groşi pentru a masca complet soarele sau luna. Au baza la nivelul inferior iar partea superioară poate ajunge la 5-7 km. Datorită acestei grosimi, apa se găseşte aici în toate stările ei. Sunt specifici perioadei toamnă – iarnă, cînd sunt zile mohorâte cu ploaie / nonsoare continuă.

7. Stratocumulus (Sc) sunt nori sub formă de pături sau bancuri (benzi) cenuşii sau albicioase cu aspect ondulat. Ei apar dimineaţa şi seara. Din aceşti nori pot să cadă precipitaţii slabe sub formă de ploaie sau ninsori cu fulgi mici şi rari.

Stratocumulus lenticularis

8. Stratus (St) formează un strat noros, în general cenuşiu, cu baza destul de uniformă şi la o înălţime mică. Sunt constituiţi din picături fine de apă, iar iarna pot fi formaţi din cristale fine de gheaţă. Dau precipitaţii sub formă de burniţă sau zăpadă grăunţoasă (iarna). Când soarele este vizibil prin norii Stratus, se vede ca un disc, conturul lui fiind bine definit.

Nori Stratus văzuţi de la sol şi de deasupra lor.

31

9. Cumulus (Cu) sunt nori separaţi, în general denşi, cu contururi bine delimitate, care se dezvoltă vertical, sub formă de mameloane, domuri sau turnuri. Prin înmugurire în partea superioară capătă adesea aspect de conopidă. Părţile luminate de soare sunt de un alb strălucitor, iar baza lor, relativ întunecată, este aproape orizontală. Norii Cu se dezvoltă în cursul zilei sub acţiunea curenţilor termici convectivi. De aceea, ei au o variaţie diurnă, apar dimineaţa, se dezvoltă în cursul zilei şi se destramă seara. Există trei stadii de dezvoltare a norilor Cumulus: - Cumulus humilis (Cu hum) sunt nori de timp frumos, întotdeauna albi şi subţiri, dispuşi în petece cu spaţii largi între ei. Înălţimea norului este mai mică decât lăţimea bazei;

Cumulus humilis

-

Cumulus mediocris (Cu med) cu o dezvoltare mai mare pe verticală decât Cu humilis, albi strălucitori. Înălţimea norului este eproximativ egală cu lăţimea bazei. Nu dau precipitaţii;

Cu mediocris văzuţi de la sol şi din avion.

32

-

Cumulus congestus (Cu con) au o dezvoltare apreciabilă pe verticală, cu părţi albe şi cenuşii. Înălţimea norului este mult mai mare decât lăţimea bazei. Pot da precipitaţii sub formă de averse slabe;

Cumulus congestus 10. Cumulonimbus (Cb) un ansamblu de celule convective cu extindere mare pe verticală, sub formă de munte sau turnuri enorme. Baza şi mijlocul norului sunt întunecoase şi sumbre, vârful vizibil, fibros, sub formă de creneluri sau nicovală. La latitudini medii vârful poate depăşi nivelul tropopauzei (12-15 km). Norii Cb dau averse puternice de ploaie, lapoviţă, ninsoare, măzăriche sau grindină. În aceşti nori, apa se găseşte sub formă lichidă (picături de apă) şi cristale (sau chiar granule) de gheaţă. Aversele care cad din aceşti nori sunt însoţite de fenomene orajoase (descărcări electrice). Sunt trei stadii de dezvoltare ale norului Cumulonimbus: - Cb calvus – nor Cb în care cel puţin câteva protuberanţe din parte a superioară încep să-şi piardă contururile cumuliforme, însă nu se poate distinge nici o parte cirriformă. Protuberanţele şi înmuguririle au tendinţa să formeze o masă albicioasă cu striaţii, ami mult sau mai puţin verticale;

Cb calvus -

Cb capilatus

Cb capillatus – nor Cb caracterizat prin prezenţa, îndeosebi în partea superioară, a unor zone cirriforme, cu structură fibroasă sau striată, care au forma unor plete, mai mult sau mai puţin ordonate;

33

-

Cb capillatus incus – nor Cb a cărui parte superioară fibroasă se lăţeşte, luând forma unei nicovale. Această lăţire se datorează atingerii unui strat stabil (inversiune) pe care norul nu o mai poate străpunge. Norul se deplasează în direcţia în care se întinde nicovala.

Cb capillatus incus

Cb arcus

Structura norului Cumulonimbus. În partea anterioară (frontală) a norului se produce o ascensiune puternică de aer cald (cu până la 25-30m/s), urmată de o descendenţă a aerului rece care coboară odată cu precipitaţiile care cad din nor, şi se împrăşie sub el ca un evantai. În această zonă există o forfecare foarte puternică a vântului. La sol, la limita dintre curenţii ascendenţi şi descendenţi pot apărea rafale puternice şi nori de praf. În partea anterioară sub baza norului Cb şi la limita acestor curenţi verticali apar vârtejuri cu axa orizontală, care formează nori rotori în formă de rulouri, şi astfel baza norului se arcuieşte (Cb arcus). Uneori, aceştia coboară foarte aproape de sol şi sunt însoţiţi de vijelii.

Structura norului Cumulonimbus 34

În interiorul norului orajos şi în norii din faţa celulei principale, între aerul ascendent şi cel descendent se produce o turbulenţă puternică, care determină creşterea generală a norilor în partea anterioară. Aceste mişcări turbulente sunt vizibile observatorului de la sol datorită fragmentelor de nori sfâşiaţi ce se mişcă asemenea unor vârtejuri sub masa noroasă. Dacă mişcările turbulente sunt puternice, atunci se pot rupe porţiuni din părţile inferioare alenorului, care atârnă de baza acestuia sub forma unor mameloane sau pungi (Cb mamma).

Cb mamma

Cb capillatus incus

În partea posterioară a norului predomină curenţii descendenţi. Amestecul acestora cu aerul nesaturat are ca urmare ridicarea bazei norului şi, apoi, disiparea lui. În partea superioară predomină mişcările ascendente. Formarea nicovalei la vârful Cumulonimbusului arată că acesta a ajuns la o dezvoltare maximă. De aici începe destrămarea treptată a norului. După ce începe ploaia curenţii descendenţi se dezvoltă, până în momentul în care devin mai puternici decât cei ascendenţi. Curenţii ascendenţi de la vârful norului slăbesc şi ei, treptat, iar norul se fragmentează, formând alţi nori, pe fiecare etaj: Cirrus, Altocumulus, Stratocumulus. Variaţia elementelor meteorologice la trecerea unui Cumulonimbus: - presiunea atmosferică: scade înaintea norului, creşte rapid la trecerea acestuia, apoi scade din nou după ce norul a trecut. Presiunea de după trecerea unui Cb este mai mai mare decât cea de dinaintea ajungerii acestuia; - temperatura aerului: scade odată cu ajungerea norului orajos; - umezeala relativă: este scăzută înaintea apariţiei norului, creşte odată cu căderea precipitaţiilor şi a evaporării ploii, apoi scade din nou după trecerea norului; - vântul: slăbeşte treptat înainte de apariţia norului, până la calm, apoi îşi schimbă direcţia şi suflă către nor mărindu-şi intensitatea. Dup trecerea Cb-ului revine la direcţia iniţială. Norii Cb sunt foarte periculoşi zborului datorită tubulenţei şi a forfecării (curenţi ascendenţi / descendenţi foarte puternici, de până la 35 m/s).

35

Nebulozitatea şi plafonul Nebulozitatea este fracţiunea de cer acoperită de nori, măsurată dintr-un anumit punct de la sol. Aceasta se determinată de către un observator. Nebulozitatea se măsoară în optimi din suprafaţa cerului (de exemplu: cer acoperit complet 8/8, cer partial acoperit 3/8, cer senin 0/8). Nebulozitatea totală reprezintă fracţiunea de cer ocupată de toţi norii vizibili dintr-un anumit punct de la sol. Nebulozitatea parţială reprezintă fracţiunea ocupată de un anumit gen de nori (de exemplu: 3/8St 2/8Cu 5/8Ci). Plafonul reprezintă înălţimea bazei celui mai de jos strat de nori care acoperă mai mult de jumătate din bolta cerească la verticala locului (cel puţin 5/8). De exemplu, dacă sunt 1/8 St la 200m, 5/8 Cu la 800m şi 7/8 Ac la 3300m, plafonul este la 800m, iar dacă sunt 5/8 St la 350m şi 8/8 Sc la 1200m, atunci plafonul este la 350m. Metode de măsurare a înălţimii bazei norilor De-a lungul timpului s-au folosit diferite procedee pentru a determina înălţimea la care se află norii. Cel mai vechi presupunea utilizarea unui balon de culoare roşie care se umplea cu o anumită cantitate de gaz mai uşor decât aerul (de obicei hidrogen) care să-i imprime o viteză ascensională fixă (de 100m/min sau de 200m/min). În momentul lansării se pornea cronometrul, iar cu ajutorul unui binoclu sau teodolit se urmărea balonul până la intrarea lui în nori. Cunoscând viteza şi timpul se poate afla uşor şi înălţimea bazei norilor: H = v * t. Proiectorul de nori a fost unul dintre primele instrumente utilizate; era format dintr-un proiector vertical şi un teodolit aflat la o anumită distanţă de fascicolul luminos, cu ajutorul căruia se măsura unghiul sub care se vedea urma proiectorului pe nor. Cunoscând distanţa dintre proiector şi teodolit şi acest unghi, se putea calcula înălţimea bazei norilor. Au existat diverse modele ce ceilometre care măsurau distanţa până la baza norilor. Astăzi se folosesc ceilometre laser care măsoară foarte precis înălţimea la care se află norii.

Ceilometru laser 36

FENOMENELE METEOROLOGICE (METEORII) Meteorul este un fenomen meteorologic observat în atmosferă sau la suprafaţa terestră. Un asemenea fenomen poate fi constituit dintr-o suspensie, o precipitaţie sau un depozit de particule lichide sau solide, apoase sau neapoase. De asemenea, el poate consta şi dintr-o manifestare optică sau acustică. Deşi au caracteristici foarte diferite, fenomenele meteorologice pot fi clasificate după natura particulelor constituenta sau după procesele fizice care duc la formarea lor, în patru grupe: hidrometeori, litometeori, fotometeori şi electrometeori. Hidrometeorii sunt fenomene meteorologice constituite dintr-un ansamblu de particule de apă, lichide sau solide, în suspensie sau în cădere în atmosferă, sau depuse pe sol. Hidrometeorii care sunt în suspensie în atmosferă sunt: norii, ceaţa şi aerul ceţos. Ceaţa este o suspensie de picături de apă foarte mici, în general de dimensiuni microscopice, care reduc vizibilitatea la nivelul solului la valori sub 1000m. Aerul ceţos este o suspensie de picături de apă foarte mici, în general de dimensiuni microscopice, care reduc vizibilitatea la nivelul solului, dar nu sub 1000m. Atât ceaţa cât şi aerul ceţos indică existenţa unei inversiuni de temperatură în apropierea solului.

Inversiuni de temperatură Hidrometeorii sub forma unor căderi de particule în atmosferă sunt: ploaia, ninsoarea, burniţa, ninsoarea grăunţoasă, măzărichea, grindina, granulele de gheaţă şi acele de gheaţă. Precipitaţiile atmosferice pot fi intermitente, continue, sau pot avea caracter de aversă. Aversele sunt caracterizate de un început şi un sfârşit brusc şi de variaţii rapide ale intensităţii precipitaţiilor. Ele sunt caracteristice norilor convectivi. Cele care ca din norii Cumulus congestus sunt slabe şi intermitente, iar cele care provin din Cumulonimbus au un caracter violent şi pot fi însoţite de manifestări orajoase, vijelie, turbulenţă şi forfecarea vântului. Ploaia este o precipitaţie de picături de apă, cu dimensiuni mai mari de 0,5mm, care cade dintrun nor. Diametrul şi concentraţia picăturilor de ploaie variază considerabil, în funcţie de intensitatea precipitaţiei (slabă, moderată, puternică) şi de caracterul ei (ploaie intermitentă, continuă, aversă). Ploaia poate să cadă din norii: Sc, As, Ns, Cu congestus, Cb. Ninsoarea este o precipitaţie sub formă de cristale de gheaţă izolate sau unite între ele care cade dintr-un nor. Forma, dimensiunile şi concentraţia fulgilor de zăpadă variază în funcţie de 37

temperatura la care s-au format şi de condiţiile în care s-a produs creşterea lor. Ninsoarea cade din aceiaşi nori din care cade şi ploaia: Sc, As, Ns, Cu congestus, Cb. Burniţa este o precipitaţie de picături foarte fine de apă (sub 0,5mm) şi foarte apropiate între ele, care cade dintr-un nor. Singurii nori din care poate sa cadă burniţa sunt St. Ninsoarea grăunţoasă este o precipitaţie sub formă de particule de gheaţă de dimensiuni mici (sub 1mm), albe şi opace, care cade dintr-un nor. La fel ca şi burniţa, cade doar din norii St. Măzărichea este o precipitaţie sub formă de particule de gheaţă al căror diametru poate ajunge până la 5mm, care cade dintr-un nor. Se formează doar în norii Cb. Poate fi de două tipuri, în funcţie de condiţiile de formare: - măzăriche moale – se formează iarna, se sparge la contactul cu solul; - măzăriche tare – se formează vara, este similară grindinei, doar are dimensiuni mai mici. Grindina este o precipitaţie sub formă de particule de gheaţă (greloane), care depăşesc 5mm în diametru, care cade dintr-un nor. Căderile de grindină au întotdeauna carácter de aversă şi sunt specifice norilor Cb. Granulele de gheaţă formează o precipitaţie constituită din particule de gheaţă transparentă care au în mijloc un nucleu lichid. Se formează prin îngheţarea la exterior a picăturilor de ploaie într-un strat foarte rece din apropierea solului. Cad din norii As şi Ns. Hidrometeorii constituiţi din depuneri pe sol sau obiecte aflate la nivelul solului sunt: - roua – depunere de picături de apă, formată prin condensarea vaporilor de apă din aer; - bruma – depunere de gheaţă, formată prin desublimarea vaporilor de apă din aer; - chiciura – depunere de gheaţă, formată prin îngheţarea picăturilor care formează ceaţa pe obiectele din apropierea solului; - poleiul – depunere de gheaţă pe suprafaţa solului şi pe obiectele de la sol, formată prin îngheţarea rapidă a picăturilor de ploaie.

Litometeorii reprezintă ansambluri de particule de origine terestră, în majoritate solide şi uscate (praf, nisip, fum, pulberi industriale). După modul în care aceste particule sunt antrenate în aer şi transportate, litometeorii se împart în: suspensii şi particule transportate. Litometeorii sub formă de suspensii în aer sunt: pâcla uscată şi fumul. Pâcla uscată este o suspensie în atmosferă de particule uscate, de dimensiuni foarte mici, invizibile cu ochiul liber dar suficient de numeroase pentru a scădea vizibilitatea şi a da aerului un aspect opalescent. Fumul este o suspensie în atmosferă de particule uscate de dimensiuni mici, provenite din arderi. Litometeorii constituiţi din ansambluri de particule uscate ridicate de vânt sunt: transportul de praf, transportul de nisip, furtuna de praf, furtuna de nisip şi turbioanele (vârtejurile de praf). Dintre aceste fenomene, o importanţă mai mare pentru zborul cu parapanta o au turbioanele de praf. Acestea sunt niște ansambluri de particule de praf sau nisip, uneori înso ţite de mici resturi, ridicate de pe sol sub forma unor coloane turbionare de înălţimi variabile, cu axul aproximativ vertical şi diametru mic. Rar depăşesc 100m înălţime, dar pot provoca incidente majore zburătorilor care le traversează sau chiar celor aflaţi la locul de decolare.

38

Turbioane de praf (dust devils) Fotometeorii sunt fenomene optice generate de reflexia, refracţia, difuzia sau difracţia luminii. Haloul este un fenomen optic sub forma unui inel sau arc, generat de refracţia sau reflexia luminii pe cristalele de gheaţă. Este un indicator al norilor Cirrostratus.

Halo solar

Coroană lunară

Coroana este formată din una sau două serii de inele concentrice colorate, cu raza mică, în jurul soarelui sau a lunii. Culorile sunt aceleaşi ca la curcubeu, însă în aşezate ordine inversă, cu violet la interior şi roşu la exterior. Coroana se formează prin refracţia luminii în picăturile de apă şi cristalele de gheaţă din norii pe care-i traversează: Altostratus, Stratus. Gloria este formată din una sau mai multe serii de inele colorate, văzute de un observator în jurul umbrei sale, proiectată pe un nor constituit din numeroase picături fine de apă, sau pe un banc de ceaţă. 39

Gloria Curcubeul este cel mai cunoscut fenomen optic, format dintr-un grup de arcuri concentrice ale căror culor merg de la violet (la exterior) până la roşu (la interior), determinat de difracţia luminii solare pe o perdea de picături de apă. Este un indicator al unei averse în vecinătatea observatorului.

Electrometeorii sunt fenomene atmosferice datorate electricităţii prezente în atmosferă. Orajul este fenomenul constituit din una sau mai multe descărcări bruşte de electricitate atmosferică, care se manifestă printr-o lumină scurtă şi intensă (fulger) şi printr-un zgomot puternic (tunet). Există trei tipuri principale de fulgere: - descărcările la sol (trăznete) – se formează între baza norului şi suprafaţa terestră; - descărcările interne – se produce în interiorul aceluiaşi nor sau între nori diferiţi, între sarcinile care se acumulează la baza şi la vârfurile norului; - descărcări atmosferice – se observă sub forma unor descărcări sinuoase, orizontale, care pornesc dintr-un nor orajos şi nu ating solul. Aurorele polare sunt fenomene luminoase în atmosfera înaltă, care apar sub formă de arcuri, perdele, draperii, benzi colorate, formate prin bombardarea gazelor rarefiate de către cu particule încărcate electric provenite de la soare. 40

SEMNELE NATURII Cu mult înainte ca meteorologia să stabilească modul în care funcţionează vremea, oamenii au studiat natura, observând diverse tipare şi au făcut analogii cu fenomenele meteorologice care au urmat, reuşind să poată prezice vremea.         

Semne care prevestesc instabilitate şi ploi: presiunea atmosferică scade; temperatura este neobişnuit de mare pe timpul nopţii; se vede un halou în jurul soarelui sau a lunii; apare un strat de nori Cirrus care se tot îngroaşă; norii aflaţi la înălţimi diferite se mişcă în direcţii diferite; norii Cumulus se dezvoltă foarte rapid; baza norilor Cumulus devine din ce în ce mai închisă la culoare; înălţimea bazei norilor Stratus sau Cumulus scade tot mai mult; cerul este roşiatic la răsăritul soarelui.

    

Semne care prevestesc o vreme frumoasă: presiunea atmosferică este în creştere; norii Cumulus se dezvoltă până la un anumit nivel după care nu se mai dezvoltă; norii încep să se disipe după amiază; ceaţa de inversiune se disipă în primele ore ale dimineţii; cerul are o culoare roşie la apus.

Dacă urmărim norii putem afla o mulţime de informaţii folositoare zborului. Ne putem face o idee despre direcţia şi viteza vântului în altidudine doar urmărind mişcarea norilor. Dacă este dificil să urmărim norii pe cer, atunci le putem studia mişcarea umbrelor lor pe pământ. Norii Cumulus cu o mai mare dezvoltare verticală ne pot da indicii despre cât de puternic suflă vântul doar privind forma lor: dacă sunt drepţi, atunci văntul este liniştit, iar dacă sunt înclinaţi este un semn clar că viteza vântului creşte puternic odată cu înălţimea.

Nori Cumulus în vânt puternic. 41

Dacă direcţia în care se mişcă norii înalţi diferă semnificativ de direcţia vântului de la sol, atunci ne putem aştepta ca şi vântul de la sol să se întoarcă, treptat, spre acea direcţie. Norii Cumulus indică prezenţa unei turbulenţe termice, însă putem afla şi mai mult studiind norii. Dacă marginile norului sunt rotunjite, atunci turbulenţa este slabă dar, cu cât marginile acestuia sunt mai zdrenţuite, cu atât şi turbulenţa prezentă acolo este mai puternică. Norii rotori, lenticulari şi norii Cumulonimbus semnalează prezenţa unei turbulenţe severe, precum şi o forfecare puternică a vântului. Norii Stratus indică forfecarea vântului şi o turbulenţă uşoară la limita lor superioară, ei fiind formaţi sub nivelul unei inversiuni de temperatură.

42

Glosar de termeni meteorologici A Advecţie – 1.Deplasarea aerului in sens orizontal; 2.Transportul, o dată cu masa de aer, a diferitelor sale proprietăţi, de ex.: advecţia căldurii, a vaporilor de apă, a densităţii etc. Aer – amestec fizic de gaze care formează atmosferă Pămîntului. Agravarea timpului – schimbarea mai mult sau mai puţin bruscă a timpului caracterizată prin faptul că elementele meteorologice ating anumite valori limită sau că se produc fenomene periculoase pentru diferitele ramuri de activitate. Altitudine – distanţă verticală între un nivel sau un punct de pe suprafaţa uscatului şi nivelul mijlociu al mării, exprimată în unităţi liniare. Anticiclon – cîmp de înaltă presiune limitat de izobare închise de formă aproape eliptică sau circulară, unde presiunea creşte de la periferie spre centru. Acest cîmp este caracterizat prin vînturi ce se rotesc în jurul unui centru de înaltă presiune, de la care aerul diverge orizontal şi în care predomină mişcările descendente. Aceste vînturi bat în sensul acelor unui ceasornic în emisferă nordică şi în sens contrar în emisferă sudică. În general, A. determină un timp cu nebulozitate redusă, călduros vara şi rece iarna. Atmosfera – Învelişul de aer al Pămîntului, obiectul de studii al meteorologiei. A. nu are o limită superioară precis delimitată, prezenţa gazelor atmosferice constatîndu-se la înalţimi de cîteva mii de kilometri. Pe verticală, se deosebesc următoarele straturi principale ale atmosferei: troposfera - 817 km, stratosfera – de la 8-17 km pînă la 40 km, mezosfera –de la 40 pînă la 80 km, termosfera (ionosfera) – de la 80 km pînă la 800-1000 km şi exosfera - > 1000 km. Trecerea de la un strat la altul al atmosferei se face prin intermediul unor straturi de tranziţie numite tropopauză, stratopauză şi mezopauză. Aversa de ploaie – precipitaţii de scurtă durată şi adesea puternice, care cad mai ales din nori convectivi; picăturile care le compun sînt în general mari. Aversele sînt caracterizate prin începutul şi sfîrşitul lor brusc, prin variaţiile lor de intensitate în general mari şi rapide şi cel mai des, prin aspectul cerului; alternanţă rapidă de nori întunecaţi şi ameninţători (Cumulonimbus) şi înseninări de scurtă durată. B Bar - unitate absolută de măsură a presiunii: 1 bar = 10 6 dyne/ cm2 = 106 barii. Barometru – instrument destinat măsurării presiunii atmosferice. În general barometrele sînt construite după două principii: principiul variaţiei înălţimii unei coloane de mercur şi principiul deformării unei capsule aneroide.

43

Brumă – depunere de gheaţă cu aspect cristalin, care ia în cele mai multe cazuri forma de coajă, de ace, de pene sau de avantai. Acest hidrometeor ce formează într-un mod analog cu roua, dar la temperaturi mai coborîte de 00C. Briză – circulaţie locală a aerului cu perioadă diurnă, cauzată de neomogenităţile suprafeţei subiacente, care determină o încalzire diferenţiată a straturilor inferioare ale troposferei. Datorită gradientului baric care ia naştere, se stabileşte mişcarea aerului în apropierea solului de la zona rece spre cea caldă, iar la înalţime în sens contrar. Brizele sînt evidente mai ales în zona de litoral, a lacurilor şi a marilor fluvii. Burniţă – precipitaţii atmosferice sub formă de picături foarte mici de apă (cu diametrul mai mic de 0.5 mm) care cad din norii formaţi în interiorul maselor de aer, de obicei nori Stratus, mai rar Stratocumulus şi chiar din ceaţă. Picaturile de burniţă sînt foarte dese şi foarte lent, încît par a fi suspendate în aer. Ele se formează direct prin unirea picăturilor de apă din nori, fără o trece prin faza solidă. C Cantitate de precipitaţii – grosimea stratului de apă provenit din precipitaţiile solide sau lichide căzute într-un interval de timp oare-care. Cantitatea de precipitaţii se măsoară cu pluviometrul şi se exprimă în milimetri strat de apă. Ceaţă – picături foarte mici de apă suspendate în atmosferă, care reduc în general vizibilitatea orizontală, la suprafaţa Pamîntului, la mai puţin de 1 km. Centru de prevedere (de prognoze) – unităţi teritoriale unde se colectează datele meteorologice, se întocmesc hărţi sinoptice şi se elaborează prevederi de timp. Cer – în meteorologie termen de uz curent pentru a indica gradul de acoperire şi felul norilor. De exemplu: cer senin, cer acoperit, cer noros etc. Chiciură – cristale de gheată, albe, fărîmicioase, asemănătoare cu zăpada, care se formează cu precădere de ramuri, pe conductori, pe colţurile şi muchiile obiectelor, de obicei pe timp geros, în prezenţa ceţii şi a vîntului slab. Ciclon, depresiune – perturbaţie atmosferică cu presiune scăzută şi cu o circulaţie a aerului în jurul centrului în sensul invers acelor de ceasornic în emisfera nordică şi în sensul acelor de ceasornic în emisfera sudică. În stratul de frecare vîntul are componenta orientată către centru conform gradientului baric. Datorită orientării vîntului către centrul ciclonului, în partea sa centrală domină mişcările ascendente. Faţă de anticicloni, ciclonii determină un timp în general închis, cu precipitaţii şi vînturi intense. Circulaţia generală a atmosferei – ansamblu de mişcări la scară mare a atmosferei. În sens larg, circulaţia atmosferică principală sau primară. Circulaţia generală a atmosferei este în linii mari, legată de apariţia şi de deplasarea ciclonilor şi anticiclonilor, din care cauză ea are un caracter complex şi schimbător. Circulaţia generală ia naştere sub influenţa bilanţului radiativ neomogen de la diferitele latitudini pe uscat şi pe oceane; mecanizmul ei se complică datorită influenţei frecării şi a rotaţiei Pămîntului asupra curenţilor de aer şi ca urmare a formării de unde şi turbionare. 44

Cîmp baric – distribuţie spaţială a presiunii atmosferice. Cîmpul baric este un cîmp scalar care se caracterizează printr-un sistem de suprafeţe de egală presiune (izobarice). Cîmpul baric se reprezintă la sol prin izobare, iar la înălţimi prin izohipse. Convecţie (termică) – mişcări verticale lente ale aerului, provocate de încălzirea neomogenă a acestuia în straturile inferioare. Datorită diferenţelor de temperatură, aerul cald se ridică iar cel rece coboară luîndu-i locul. Mişcările convective ascendente şi descendente formează aşa numitele celule de convecţie. Curcubeu – grupuri de arcuri concentrice, colorate în gama de la violet spre roşu, produse de lumina solară sau lunară pe un ecran de picături de apă în atmosferă (picături de ploaie, burniţă sau ceaţă). Curent ascendent – curenţi de aer care se deplasează din straturile inferioare spre cele superioare ale atmosferei, avînd în general o viteză redusă. Se întîlnesc mai ales în partea centrală a ciclonilor şi talvegurilor, iar în cazul convecţiei mai rar şi cu o intensitate sporită în norii orajoşi. Curent descendent – curenţi de aer care se deplasează din straturile superioare spre cele inferioare ale atmosferei. Ei au o deplasare în general lentă şi se produc mai ales în partea centrală a anticilonilor, dorsalelor şi cu intensitate mai mare în norii orajosi. Curenţi de aer – sisteme de vînturi deasupra unei porţiuni mai mari sau mai mici a suprafeţei terestre, într-un strat mai gros sau mai subţire al atmosferei, care reprezintă un tot unitar avînd o oarecare stabilitate in timp. D Descărcare electrică (oraje) – tip de fulger care se prezintă sub formă de linii sinuoase adesea ramificate, plecînd de la un canal principal, bine marcat, care rezultă dintr-un nor orajos. Direcţia vîntului – direcţia de unde bate vîntul, care se exprimă fie în puncte cardinale, fie în grade (de la 00 la 3600). Dorsală (de mare presiune) – formaţiune alungită de mare presiune, cu izobare (în formă de U) legată de un anticiclon. Presiunea creşte dinspre periferie către o axă (axă dorsalei) de la care vînturile diverg. O caracteristică a dorsalei de mare presiune este existenţa curenţilor descendenţi, care determină un cer senin. E Echilibrul atmosferei ( pe verticală) – Stare a atmosferei caracterizată de distribuţia temperaturii pe verticală. Echilibrul atmosferei poate fi: stabil, înstabil, indiferent, adiabatic, convectiv etc. Element meteorologic – termen meteorologic care defineşte parametrii ce în ansamblul lor caracterizează starea vremii într-un interval de timp (presiunea, temperatura şi umezeala aerului, vîntul, nebulozitatea, precipitaţiile etc.). Evaporaţie – în meteorologie procesul de trecere a vaporilor de apă în atmosferă, ca urmare a desprinderii celor mai mobile molecule de pe suprafeţele de apă, zăpadă, gheaţă, sol 45

umed, picături şi cristale de gheaţă. Intensitatea evaporării depinde în primul rînd de temperatură. Deoarece o parte din vaporii de apă revin în faza lichidă sau solidă, evaporarea este de fapt diferenţa a două fluxuri de molecule: a celor care se desprind şi a celor care revin. F Forţa Coriolis – în ecuaţiile dinamicii pentru mişcarea relativă într-un sistem rotitor de coordonate, forţă efectivă de inerţie. Un caz particular al forţei Coriolis este forţa de abatere datorită rotaţiei Pămîntului, care joacă un rol foarte important în caracterul mişcărilor din atmosferă, în raport cu suprafaţa Pămîntului în rotaţie. Datorită ei, mişcarea fluidului se abate spre dreaptă în emisfera nordică şi spre stîngă în emisfera sudică. Front –

- zonă de tranziţie sau în mod convenţional, suprafaţă de discontinuitate dintre două mase de aer în atmosferă. Fronturile apar practic numai în troposferă, fapt pentru care se mai numesc fronturi troposferice. Se mai numeşte front şi linia de intersecţie a suprafeţei frontale cu suprafaţa terestră sau orice altă suprafaţă de referinţă. - partea anterioară, linie avansată pe direcţia de mişcare, de exemplu frontul sistemului noros.

Front cald – suprafaţa de discontinuitate ce separă o masă de aer cald de una rece, masa caldă alunecînd deasupra penei de aer rece. Front oclus – front complex rezultat din contopirea fronturilor rece şi cald într-un proces de ocluziune a unei depresiuni. Se deosebesc fronturi ocluse cu caracter cald, cînd aerul in spatele frontului rece este mai cald decît cel din faţa frontului cald şi fronturi ocluse cu caracter rece, cînd aerul din spatele frontului rece este mai rece decît cel din faţa frontului cald. Front rece – suprafaţa de discontinuitate care separă două mase de aer, rece şi cald, masa de aer rece substituind mai mult sau mai puţin brusc pe cea caldă. Frontul rece poate fi de ordinul I (anafront) sau de ordinul II (catafront). Fulger - manifestare luminoasă care însoţeşte o descărcare electrică bruscă, ce se poate produce: - între doi nori, - în masa unui nor, - între nori şi suprafaţa terestră. Furtună – Vînt foarte puternic, de durată relativ lungă, ce se produce de obicei la trecerea ciclonilor adînci şi care este însoţit de efecte distructive pe uscat şi de o agitaţie puternică a suprafeţelor de apă.

Furtună de praf - ansamblu de particule de praf sau nisip ridicate violent de pe sol de către un vînt tare şi transportate la înălţimi şi distanţe foarte mari.

46

G Genuri de nori – forme caracteristice principale ale norilor, care se exclud reciproc. Genurile constitue baza clasificaţiei norilor, inclusă în Atlasul de nori. Genurile de nori sînt în număr de 10: Prescurtare

prescurtare

- Cirrus

Ci

- Nimbostratus

Ns

- Cirrocumulus

Cc

- Stratocumulus

Sc

- Cirrostratus

Cs

- Stratus

St

- Altocumulus

Ac

- Cumulus

Cu

- Altostratus

As

- Cumulonimbus

Cb

Gradient – vector, orientat pe normala la suprafaţa de egale valori în cîmpul unei mărimi scalare a, în sensul descreşterii mărimii date. Valoarea numerică a gradientului este egală cu descreşterea acestei mărimi pe unitatea de distanţă. Grindină - precipitaţie formată din boabe de gheaţă densă, care cad în perioada caldă a anului din norii Cumulonimbus.

H Halo – grup de fenomene optice în formă de inele, de arcuri, de coloane sau de puncte luminoase, produse prin refracţia sau prin reflecţia luminii de către cristalele de gheaţă aflate în suspensie în atmosferă (nori ciriformi, ceaţă de gheaţă etc). Harta sinoptică – hartă care indică prin cifre şi simboluri, pentru fiecare staţie meteorologică, un complex de elemente meteorologice de la o anumită oră de observaţie (presiunea, temperatura şi umezeală a aerului, nebulozitatea, tendinţa barică, direcţia şi viteza vîntului, fenomenele ce se produc în momentul observaţiei şi în ora precedentă etc.). Harta sinoptică are un rol principal în elaborarea prevederii timpului. Higrometru – instrument destinat măsurării umidităţii relative a aerului. Cele mai utilizate sînt cele cu fir de păr. I Invazie de aer – deplasarea rapidă a unei mase de aer într-o regiune îndepărtată de focarul ei de formare. Termen utilizat cu precădere în cazul maselor de aer rece. Inversiune (de temperatură) – creşterea temperaturii cu înălţimea, spre deosebire de condiţiile obişnuite, cînd temperatura scade cu înălţimea. Inversiunile se pot produce la sol şi în atmosferă liberă. Înversiunile de la sol pot fi: de radiaţie, de zăpadă (de primăvară), iar cele din atmosfera liberă, de sedimentare (comprimare) legate de curenţii descendenţi din atmosferă. Datorită stratificării stabile din stratul de inversiune, nu este posibilă 47

convecţia şi formarea nebulozităţii decît la limita superioară a inversiunii, care poartă denumirea de „strat de reţinere”. Izobară – linie care uneşte punctele de egală presiune. Izotermă – linie care uneşte punctele cu aceeaşi valoare a temperaturii. Î Înălţime – 1. Distanţă verticală dintre suprafaţa Pămîntului, nivelul mării sau alt nivel şi un punct oarecare situat deasupra acestora, exprimată în unităţi liniare (m,km etc.). 2. Diferite mărimi care pot indică distanţa verticală, de exemplu înălţimea dinamică sau geopotenţialul, presiunea atmosferică într-un punct oarecare deasupra suprafeţei terestre. Înălţimea norilor - termen folosit pentru a defeni înălţimea (nivelul) unde se află limita inferioară (baza) norilor. Îngheţ - Scădere a temperaturii aerului sub 0ºC , seara şi noaptea, în cazul unor temperaturi pozitive în timpul zilei. Îngheţ advectiv – îngheţ provocat de advecţia aerului rece. Îngheţ de radiaţie – îngheţ provocat de răcirea aerului în cursul nopţii, ca urmare a radiaţiei efective intense. L Lapoviţă - ninsoare la temperaturi pozitive, cînd fulgii de zăpadă se topesc sau cînd împreună cu ei cade şi ploaia. Lumină – 1. Sinonim cu „radiaţie” 2. În sens restrîns: radiaţia percepută cu ochiul liber, cu lungimi de undă între 0,76 şi 0,40µ. M Măzăriche moale – precipitaţii solide sub forma unor granule de gheaţă, albe-mate. Aceste granule sînt sferice sau uneori conice: diametrul lor este cuprins între 2 şi 5 mm. Mesaj meteorologic – telegramă cifrată, conţinînd grupe de cifre distincte, ce reprezintă valori ale unor elemente meteorologice. Descifrarea unui astfel de mesaj permite cunoaşterea timpului în punctul unde elementele au fost măsurate. Meteorologie – Ştiinţă despre atmosferă care studiază legile după care se desfăşoară procesele şi fenomenele din atmosferă. Se mai numeşte „fizica atmosferei”. Principalele discipline ale meteorologiei sînt meteorologia sinoptică, meteorologia dinamică, climatologia, aerologia, agrometeorologia, actinometria şi electricitatea atmosferei, etc. Meteorologie aplicată – aplicarea cunoştinţelor meteorologice în diferite activităţi omeneşti, ca exemplu în aviatie, agricultură, silvicultură, transporturi, medicină, construcţii etc. 48

Meteorologie sinoptică – disciplină a meteorologiei care se ocupă cu studiul proceselor atmosferice de mare amploare şi cu prevederea timpului pe baza cercetării lor. Studiul macroproceselor – curculaţiei generale a atmosferei – se face cu ajutorul analizei sistematice a hărţilor sinoptice, aerologice, diagramelor aerologice etc. N Nebulozitate – 1. Totalitatea norilor observaţi pe bolta cerească. 2. În sens mai restrîns, cantitatea norilor de pe bolta cerească exprimată în zecimi de cer acoperit sau în alte unităţi. În această accepţiune, termenul se foloseşte curent în practica observaţiilor meteorologice şi în climatilogie, purtînd denumirea de „nebulozitate totală”. În cazul aprecierii cantitative a norilor dintr-un anumit etaj, de un anumit gen, specie sau varietate, se determină „nebulozitatea parţială”. Nivel de condensare – nivel de la care vaporii de apă din aerul în urcare încep să se condenseze ca urmare a răcirii dinamice; nivelul bazei norilor. Se deosebesc: nivelul de condensare prin ascendenţă, caracteristic ascendenţei întregului strat de aer (pe suprafaţa frontală sau pe versanţii munţilor) şi nivelul de condensare convectiv, în cazul ascendenţei aerului mai cald decît cel înconjurător. Nivel de convecţie – nivelul la care curenţii ascendenţi slăbesc mult, intrînd într-un strat cu o stratificare stabilă (cu inversiune de temperatură). Nor – sistem coloidal de produse de condensare în stare lichidă, solidă sau mixtă aflate în suspenzie în atmosferă. Cînd, din diferite cauze, elementele noroase cresc şi devin mai grele, ele cad din nori sub formă de precipitaţii. Marea majoritate a norilor se formează în troposferă, la diferite etaje şi sînt de diferite genuri, specii, varietăţi etc. Uneori se formează nori şi în stratosferă, la înălţimi de ordinul 20-25 km şi 70-90 km (nori sidefii şi arginţii). Nucleu de condensare – particule lichide sau solide pe care se produce în atmosferă condensarea vaporilor de apă. Prezenţa lor este indispensabilă în procesele de formare a norilor ş ceţurilor. O Observaţie meteorologică – măsurarea valorilor numerice ale elementelor meteorologice a variaţiei lor precum şi aprecierea caracteristicilor calitative ale fenomenelor la staţiile meteorologice. Observaţiile meteorologice se efectuează simultan la orele standard sinoptice şi după timpul local la principalele ore standard climatologice. Condiţia esenţială a observaţiilor meteorologice este comparabilitatea valorilor obţinute la diferite staţii ca şi a celor obţinute la un singur punct, într-o perioadă mai îndelungată. În acest scop observaţiile efectuate după norme internaţionale şi instrucţiuni unice elaborate de serviciile meteorologice naţionale. Oraj – fenomen atmosferic complex, care constă din descărcări electrice repetate între nori sau între nori şi pămînt (fulger), însoţit de tunete. Orajul este caracteristic norilor Cumulonimbuşi şi deci unei stratificări instabile a aerului cu un conţinut bogat de vapori de apă. Orajele pot fi sau nu însoţite de precipitaţii. 49

Oră (termen) de observaţie – ore la care se efectuează observaţiile meteorologice. Organizaţia Meteorologică Mondială (OMM) – Instituţie specializată a Organizaţiei Naţiunilor Unite pentru coordonarea, uniformizarea şi îmbunătăţirea activităţii meteorologice pe plan mondial şi pentru încurajarea schimbului eficient de informaţii între ţări, în cadrul diferitelor activităţi. omeneşti. Orografie – totalitatea formelor suprafeţei terestre într-un loc dat. Ozon (O3) – Stare alotropică a oxigenului. El se formează în atmosferă prin descompunerea moleculei de oxigen în atomi. În atmosferă, ozonul are rolul de regulator al insolaţiei suprafeţei terestre, absorbind radiaţiile ultraviolete cu lungimea de undă mai mică decît 3000 Å. P Particulă de aer – cantitate de aer, atît de redusă ca masă şi volum, încît un parametru fizic oarecare (t, p, ρ etc.) poate fi caracterizat cu destulă precizie, printr-o singură valoare. Pîclă – suspensie în atmosferă a particulelor solide extrem de mici, invizibile pentru ochiul liber şi suficient de numeroase pentru a da aerului un aspect opalescent. Ploaie – precipitaţii lichide care cad din nori sub formă de picături cu diametrul de 0.5-6,0 mm. Deosebim ploaie continuă, sau sub forma de aversă. Ploaie (ninsoare) continuă – precipitaţii de lungă durată, de intensitate destul de uniformă, care cad în acelaşi timp pe o suprafaţă apreciabilă. Ele sînt mai ales de origine frontală şi cad din norii Nimbostratus şi mai rar din Altostratus. Ploaie torenţială – ploaie frontală, intensă şi de lungă durată. Pluviograf – aparat care înregistrează grafic cantităţile de precipitaţii lichide, intensitatea şi durata lor. Pluviometru – instrument utilizat pentru măsurarea precipitaţiilor, compus dintr-un recipient expus astfel încît colectarea să nu fie afectată de obstacole. Se folosesc pluviometre simple şi cu ecran, ecranul împiedicînd spulberarea de către vînt mai ales a precipitaţiilor solide. Fiecare pluviometru este prevăzut cu două recipiente care se schimbă după colectarea precipitaţiilor, precum şi cu o eprubetă gradată. Polei – strat de gheaţă densă, mată sau transparentă, care se depune pe sol şi pe obiecte mai ales pe partea expusă vîntului, ca urmare a îngheţării picăturilor de ploaie (burniţă) suprarăcite sau a îngheţării picăturilor de apă ce cad pe o suprafaţă puternic răcită. Fenomenul se produce cel mai frecvent la temperaturi între 0 şi -3°C. 50

Praf – aerosol atmosferic tipic, ridicat de pe pămînt de către vînt. El provoacă opacizarea aerului şi constituie o sursă de nuclee de condensare. Precipitaţii – 1. Hidrometeor alcătuit din particule de apă lichidă sau solidă, cristalizată sau amorfă, care cad dintr-un nor, dintr-un sistem noros, mai rar din ceaţă şi care ating solul. 2. Cantitatea de apă rezultată din precipitaţiile căzute într-un loc dat şi într-un anumit interval de timp, exprimată prin înălţimea stratului de apă căzută, în milimetri. Precipitaţiile convective – precipitaţii care cad din norii convectivi. Ele au, în majoritatea cazurilor, caracter de aversă. Precipitaţii lichide – apă în stare lichidă care cade din nori sau ceaţă. Precipitaţii lichide sînt: ploaia şi burniţa. Precipitaţii solide – apă în stare solidă care cade din nori. Precipitaţiile solide sînt: zăpadă, măzărichea, grăunţele de zăpadă, ploaie de gheaţă şi grindină.

Presiune – forţa care apasă asupra unei unităţi de suprafaţă perpendiculară pe aceasta: p  Dimensiunile presiunii în sistemul CGS sînt g/cm·s2 .

Fn . s

Presiune la staţie – citire barometrică făcută la staţie, la care s-au aplicat corecţii de temperatură şi de gravitaţie. Presiunea atmosferică – forţa cu care aerul atmosferic apasă pe unitatea de suprafaţa. În orice punct de pe suprafaţa terestră sau din atmosferă ea este egală cu greutatea coloanei de aer ce se întinde de la acest punct pînă la limita superioară a atmosferei. Presiunea se măsoară cu barometrul şi se exprimă fie în mm Hg, fie în mb. Valoarea presiunii exercitate de o coloană de mercur de 760 mm la 0°C la latitudinea de 45° şi la nivelul mării se numeşte presiune atmosferică normală. Ea este egală cu 1,013250 dyne/cm2 = 1013,25 mb. Prevederea timpului – 1.Determinarea caracterului şi mersului condiţiilor atmosferice viitoare pe un interval de timp, cu ajutorul unor metode ştiinţifice. 2. Rezultatul concret al activităţii de elaborare a prevederii timpului; textul prin care se expune timpul probabil. 3. Parte a meteorologiei sinoptice. Punct de rouă – temperatură la care aerul umed trebuie să se răcească ca să devină saturat în prezenţa apei pure, fără schimbarea presiunii şi a raportului de amestec. R

51

Radar (radiolocator) – aparat radioelectric care permite determinarea poziţiei şi direcţiei de deplasare a unui obiect îndepărtat. Funcţionarea acestui aparat se bazează pe principiul emiterii unor impulsuri electromagnetice şi recepţionării lor după ce au fost reflectate de obiectivul vizat. Termenul derivă din limba engleză (radio direction and range). Radiaţie – una din cele două forme principale ale materiei denumită „lumină” în sensul larg al cuvîntului. Radiaţia posedă simultan şi proprietăţile undelor electromagnetice şi pe cele ale particulelor dar luată ca un tot nu este nici undă şi nici particulă şi nici un amestec al acestora. În meteorologie termenul „radiaţie” este folosit pentru definirea radiaţiilor de orice lungime de undă ( radiaţie solară, directă şi difuză, radiaţie terestră, radiaţia atmosferei etc.) Radiaţie (solară) directă – Parte a radiaţiei solare care ajunge la suprafaţa Pămîntului sub forma de fascicule de raze paralele provenite direct de la discul solar. Radiosondă – instrument ridicat în atmosferă, înzestrat cu dispozitive care permit determinarea unuia sau multor elemente meteorologice (presiune, temperatură, umezeală etc.) şi prevăzut cu un sistem de radio emisie pentru transmiterea datelor către sol. Rafală (de vînt) – creştere bruscă de durată relativ scurtă a vitezei vîntului. Rouă – depunere, pe obiectele de la sol sau din apropierea solului, de picături de apă rezultînd din condensarea vaporilor de apă conţinuţi în aerul din apropierea solului ce se răceşte prin radiaţie. Condiţiile care favorizează formarea de rouă sînt: cerul senin şi vîntul slab. Roza vînturilor – reprezentarea grafică a frecvenţei vînturilor pe diferite direcţii. S Scară absolută de temperatură – scară de temperatură la care punctul de topire al gheţii este notat cu 273,2°. Punctul 0° al scării absolute este ”zero absolut” (-273,2°C). Această scară se mai numeşte scară Kelvin (°K). Formula de transformare în grade Celsius este: °K=(t +273)°C. Scară Beaufort – scară a tăriei vîntului care exprimă forţa vîntului printr-un număr cuprins între 0 şi 12, fiecare număr reprezentînd un grad Beaufort. Din 1954, O.M.M. a lărgit această scară şi a înlocuit numărul 12 prin numere de la 12 la 17, care permit clasificarea diverselor tipuri de uragane.

52

Scară Celsius – scară a temperaturii în care punctul 0, ales arbitrar, este punctul de topire al gheţii la presiunea normală, iar punctul 100, temperatura vaporilor de apă distilată care fierbe la presiunea normală. O diviziune a scării Celsius se numeşte grad-centigrad. Sinonim cu „SCARA CENTIGRADĂ”. Formula de transformare în grade Fahrenheit este: t C 

5 (t  F  32). 9

Scară Fahrenheit – scară de temperatură la care punctul de topire al gheţii este notat cu 32°, iar punctul de fierbere al apei cu 212°. Distanţa între cele două puncte caracteristice este deci de 180°F. Formula de transformare în grade Celsius este: tF 

9 (t C  32). 5

Schimb (turbulent) – transport de substanţe pe verticală şi de particule de aer cu proprietăţi diferite provocate de mişcările turbulente din atmosferă. Ca urmare a schimbului se produce un amestec în care distribuţia parametrilor masei de aer tinde să se omogenizeze. Sector cald – regiunea unui ciclon care conţine o masă de aer cald cuprinsă între frontul cald anterior şi frontul rece posterior. Sistem baric – formă a cîmpului baric. Sistemele barice se împart în general în regiuni de presiune ridicată şi regiuni de presiune joasă. Se deosebesc sisteme barice cu izobare închise (ciclon şi anticiclon) şi deschise (dorsale şi talveguri). Sistem noros – grupare de nori migratori, persistentă şi de mare întindere, avînd mai multe zone diferenţiate, care se succed într-o anumită ordine. Cel mai tipic sistem noros este cel al frontului cald. Situaţie sinoptică – totalitatea maselor de aer, fronturilor barice indisolubil legate între ele, existente la un moment dat care determină starea timpului deasupra unei regiuni geografice.

53

Sondaj aerologic – determinarea unuia sau mai multor elemente meteorologice în altitudine cu ajutorul aparatelor transportate de zmeie, baloane, avioane, rachete, sateliţi etc. Specii de nori – subdiviziuni ale genurilor de nori, determinaţi prin luarea în considerare a unuia sau mai multor din caracteristicile de mai jos: a) forma (nori în bancuri, în văluri, în pînze, în straturi etc); b) dimensiunea (suprafaţa elementelor constitutive, extinse pe verticală etc.); c) structura internă (nori constituiţi din cristale de gheaţă, picături mici de apă); d) procese fizice cunoscute sau presupuse care determină formarea lor (nori datoraţi orografiei etc.). Speciile din acelaşi gen se exclud una pe alta. Exemple de specii de nori sunt: - fibratus (fib) – lenticularis (len), - uncinus (unc) – fractus (fra), - spissatus (cas) – humilis (hum), - castellanus (cas) – mediocris (med), - floccus (flo) – congestus (con), - stratiformis (str) – calvus (cal), - nebulosus (neb) – capillatus (cap). Stabilitate – stadiu de echilibru hidrostatic al atmosferei în care o particulă de aer, abătută uşor de la poziţia ei iniţială, tinde să revină la aceasta. Stabilitatea este nulă în condiţiile echilibrului indiferent (γ = γ)poziţia în condiţiile echilibrului stabilit (γ  γa), negativă în condiţiile echivalentului instabil (γ  γa). Starea timpului – totalitatea elementelor şi fenomenelor meteorologice deasupra unei regiuni la un moment dat sau într-un interval de timp. Staţie meteorologică – staţie unde se execută observaţii meteorologice, aleasă după anumite criterii care să asigure reprezentativitatea elementelor măsurate pentru regiunea înconjurătoare. Staţia meteorologică, dispune de o platformă meteorologică pe care sînt instalate cea mai mare parte a instrumentelor şi de un local, în care se află barometrul şi barograful şi unde se execută prelucrările primare ale datelor din observaţii. După volumul şi felul observaţiilor, staţiile meteorologice se împart în diferite categorii şi tipuri. Cele mai numeroase staţii sînt cele climatologice şi sinoptice. Staţie meteorologică automată – aparat complex care măsoară şi transmite automat valoarea unor elemente meteorologice. Asemenea staţii se instalează de obicei în locuri greu accesibile. Strat de ozon – strat atmosferic în care conţinutul în ozon este foarte mare, maximul de concentraţie fiind situat între 20 şi 30 km altitudine. El are proprietatea de a absorbi o mare parte din radiaţiile ultraviolete emise de Soare. Stratificarea (aerului) – distribuţia pe verticală a temperaturii în atmosferă de care depinde dezvoltarea şi intensitatea proceselor de convecţie. Stratificarea poate fi stabilă, instabilă sau indiferentă, atît pentru aerul uscat sau umed cît şi pentru cel umed saturat.

54

Stratificarea instabilă – în cazul aerului uscat sau umed nesaturat stratificarea în care gradienţii verticali de temperatură sînt mai mari decît cei adiabatici uscaţi (γ>γa). În cazul aerului umed saturat, stratificarea în care gradienţii de temperatură sînt mai mici decît ce adiabatici uscaţi şi mai mari decît cei adiabatici umezi γa> γ