cauzele manifestarilor de vreme

7/21/2019 Cauzele Manifestarilor de Vreme

1/9

Introducere in Meteorologia Mezosinoptica

Dr. Elena Cordoneanu Pag. 1 / 9

Cuprins

Cuprins ................................................................................................................................................................. 1

2 Cauzele manifestarilor de vreme (abordare fizica) ........................................................................................... 2

2.1 Soarele sursa de energie a motorului atmosferic: incalzirea inegala intre poli si ecuator ......................... 2

2.2 Efectul rotatiei pamintului in jurul axei asupra circulatiei generale a atmosferei. Frontul polar ................. 4

2.3 Efectul neuniformitatii suprafetei terestre ................................................................................................... 6

2.4 Ascendenta aerului, norii si circuitul apei ................................................................................................... 7


2/9



2 Cauzele manifestarilor de vreme (abordare fizica)

2.1 Soarele sursa de energie a motorului atmosferic: incalzirea inegala intre poli si ecuator

La intrarea in atmosfera pamintului energia solara este aceeasi si la poli si la ecuator. Dar atmosfera nu se

incalzeste esential direct de la soare ci prin intermediul pamintului. Desi radiatia solara traverseaza atmosfera

inainte de a ajunge la suprafata pamintului, constituentii sai nu pot absorbi decit o mica parte din ea,

aproximativ 20 de procente. Din cantitatea totala de radiatie sosita de la soare la marginea superioara a

atmosferei, care este o constanta, constanta solara (342 w/m2, media pe 24 de ore), se mai pierd inapoi in

spatiu prin reflexie in atmosfera si la suprafata pamintului cam 30 de procente si restul de 50 %, ajusa la

suprafata Pamintului, determina cresterea temperaturii acestuia si evaporarea apei la suprafata.

Pamintul incalzit, radiaza si el, ca si soarele, numai ca avind o temperatura mult mai mica, radiaza in

alta fereastra spectrala: in zona infrarosu, cu lungimi de unda mult mai mari decit radiatia soalara. Acesta este

intr-un fel norocul nostru. Atmosfera nu mai este la fel de transparenta la aceasta radiate, cum a fost la cea

solara. Foarte putin din radiatia termica a pamintului, cam 10 % , iese in spatiu direct. Restul este absorbit de

atmosfera (si emis apoi si afara dar si spre suprafata pamintului). Este efectul natural de sera al atmosferei

care face posibila viata pe pamint.

Problema este ca pamintul nu este incalzit in mod egal peste tot. Exista o variatie latitudinala a

incalzirii, mai mult la ecuator si mai putin la poli. De ce? (suprafata pe care se distribuie si distanta parcursa

prin atmosfera!).


3/9



Pamintul primeste mult mai multa caldura decit zonele temperate si polii.

Presupunem: pamintul, cu forma lui aproximativ sferica si cu o suprafata uniforma neteda (uscat fara relief),

invelit de o atmosfera uscata, nu se roteste. Este insa incalzit de soare, jur imprejur (ca si cind soarele se

roteste in jurul lui).

Dezechilbrul termic genereaza un dezechilibru in cimpul densitatii si al presiunii. Aerul se pune in

miscare pentru cautarea echilibrului: aerul care se incinge la ecuator, se ridica si se raceste pina la un

moment dat cind diverge catre cei doi poli. Presiunea atmosferica scade fiindca masa de aer de pe coloana

se reduce. In jurul ecuatorului se va forma la sol o centura de presiune atmosferica joasa. Aici va veni aer

rece dinspre poli, unde presiunea atmosferica este mai mare, asa cum apa curge de la deal la vale. Se

formeaza celulele de circulatie Hadley (introduse pe la 1700). Caldura in exces la ecuator este astfel

transferata catre poli. Acelasi lucru se intimpla si in ocean. Caldura este redistribuita pe glob,in prportie de

aproximativ 60 de procente de catre atmosfera si 40 de de procente de catre curentii oceanici.


4/9



2.2 Efectul rotatiei pamintului in jurul axei asupra circulatiei generale a atmosferei. Frontul

polar

Presupunem: soarele e fix si pamintul, inca cu suprafata neteda si uniforma si atmosfera uscata, se roteste in

jurul unei axe perpendiculare pe planul orbital.

Efectul rotatiei pamintului inseamna deflexia miscarii aerului spre est atunci cind acesta se duce catre

polul nord (in altitudine) si spre vest atunci cind vine de la polul nord spre ecuator (la suprafata). Pentru a isi

pastra momentul unghiular, particula de aer venind de la ecuator spre pol (distanta fata de axa de rotatie

scade) trebuie sa se roteasca mai repede. Vezi patinatorul si surubul. Hadley nu a explicat corect acest

lucru, care aparea evident in circulatia alizeelor. Dinamica moderna a introdus forta Coriolis datorata rotatiei

pamintului (forta neinertiala), forta care explica corect fenomenul. In locul modelului de circulatie atmosferica

generala cu o singura celula de circulatie Hadley, un model cu 3 celule (Hadley, Ferrel, Hadley) pe emisfera

corespundea mai bine realitatii.

In jurul latitudinii de 30 de grade, navigatorii stiau ca exista o zona cu vint calm. latitudinile cailor se numeste,

zona in care nemai avind vint, corabiile stationau si caii aflati la bord erau aruncati in mare pentru a economisi

apa. Este zona in care se face prima descendenta a aerului ( a unei parti), inainte de a ajunge la poli. Asa ca

in jurul globului la aceste latitudini se formeaza o centura de presiune atmosferica ridicata. Centura

subtropicala de presiune ridicata, unde aerul este uscat si cald (descendenta adiabatica), zona cu desertele

mari ale lumii. Aerul care descende diverge atit spre ecuator (vinturile alizee) cit spre pol. In zona latitudinilor

temperate aerul cald intilneste aerul rece care vine de la pol din ultima celula de circulatie Hadley. Aici

lucrurile sunt mai complicate. Zona de intilnire se numeste zona frontala polara. Bineinteles ca aerul cald

va fi fortat sa escaladeze pe cel rece dar in realitate dinamica acestei intilniri nu este chiar asa simpla si va fi

descrisa mai tirziu. In orice caz, la aceste latitudini va exista din nou o centrura de presiune atmosferica joasa,

centura subpolara, zona cu manifestari bogate de vreme.


5/9



Vintul dominant la suprafata si in altitudine (datorat gradientului termic polecuator si rotatiei pamintului in jurul

axei sale)

Presupunem:ca mai sus dar axa de rotatie nu mai este verticala ci face cu planul orbital un unghi de 23,5

grade.

In timpul miscarii de revolutie a pamintului in jurul soarelui, faptul ca axa sa de rotatie este inclinata

face ca cele doua emisfere sa primeasca in mod inegal caldura in pe parcursul unui ciclu : vara se incalzeste

mai mult emisfera nordica (axa sa este inclinata catre soare) si iarna cea sudica. Ca urmare zonele

latitudinale despre care am vorbit mai sus (centuri de presiune atmosferica, vinturi dominante) se deplaseaza

spre poli in functie de sezon (cald, rece).


6/9



2.3 Efectul neuniformitatii suprafetei terestre

Este momentul sa adaugam Terrei, oceanele alaturi de uscat, marile si lacurile, muntii, vegetatia, ghetariitot

ce are ea pe suprafata, inclisiv oamenii cu activitatile lor poluante. Suprafata pamintului va primi energie

diferentiat nu numai dupa latitudine ci si dupa albedoul ei si se va incalzi in functie de caldura specifica.

Albedoul si caldura specifica au mari variatii pe glob. Pamintul se incalzeste mai tare decit apa, vegetatia mai

putin decit solul arid, ghiata reflecta mai mult decit uscatul s. a. Barierele muntoase perturba circulatia aerului.

Atmosfera nu mai este uscata. Evaporarea apei la suprafata solului, vegetatiei si apei si miscarile aerului duc

la un oarecare continut de vapori de apa in atmosfera.

Structura verticala a atmosferei poate ajunge astfel in situatii de instabilitate si genera turbioane (mari

si mici). Consecinte:

a.Centurile de presiune din jurul Terrei se divid. Vom gasi centri de presiune atmosferica ridicata,

semipermanenti in zonele subtropicale, depresiuni atmosferice in zonele subpolare.

Daca adugam si faptul ca axa de rotatie a pamintului este inclinata fata de planul sau orbital (in jurul soarelui)

avem si explicatia oscilatiei sezoniere:

iarna:anticilonul siberian si canadian, anticilonul Pacific si Azoric (parte a briului subtropical),depresiunea islandeza si cea a Aleutinelor.

vara:Azoricul se deplaseaza catre vest devenind anticiclonul Bermudelor, Anticilonul Pacific se duce

si el mai spre vest si se intensifica, anticilonul polar este inlocuit de depresiunea polara, depresiunea

termica se formeaza pe sudul Asiei.

b.Cimpul vintului se complica.

c.Norii si precipitatiile


7/9



2.4 Ascendenta aerului, norii si circuitul apei

Norii sunt cel mai interesant si frumos dintre toate fenomenele din atmosfera. Au o foarte mare varietate de

forme si dimesiuni dar toti sunt facuti din acelasi lucru: stropi fini de apa sau cristale de ghiata.

Norii se formeaza cind din diferite notive aerul incarcat cu vapori de apa urca, se raceste prin

destindere adiabatica si ajunge la saturatie, vaporii de apa se condenseaza sau sublimeaza pe nucleii de

condesare aflati din belsug in atmosfera (particule fine de praf si fum).

Motivele pentru care aerul incarcat cu umezeala de la suprafata solului urca sunt:

instabilitatile structurii termice verticale (convectia termica)

curgerea peste orografia inalta (convectia dinamica)

miscarile verticale din sistemele dinamice ale atmosferei (cicloni atmosferici in principal)


8/9



Apa din atmosfera ajunge in urma ploii pe sol, patrunde in pamint si se scurge catre riuri si mari. De

aici se avapora sau e folosita de plante si prin evapotranspiratie ajunge din nou in atmosfera. Atmosfera

transporta pe prizontala si verticala vaporii de apa si din nou, undeva apa cade sub forma de ploaie.


9/9



cauzele manifestarilor de vreme

Documents