Concluzii

CONCLUZII

Lucrarea prezintă o abordare modernă a problematicii proceselor ciclogenetice, cu scopul

recunoaşterii mecanismelor şi modelelor conceptuale de ciclogeneză din zona geografică a

României (prin studii de climatologie sinoptică şi regională) şi apoi aplicarea acestora

pentru explicarea unor cazuri de vreme severă, determinată de activitatea ciclonică.

Tema lucrării a fost aleasă pentru a contribui la îmbunătăţirea activităţii de prognoză operativă

a vremii, domeniu în care am o experienţă de peste douăzeci de ani. De aceea, cercetările au

fost efectuate utilizând, în principal, modelele numerice deterministe de prognoză folosite în

mod operativ în cadrul Administraţiei Naţionale de Meteorologie, respectiv modelul global

IFS/ECMWF, recunoscut ca fiind cel mai performant model european pentru prognozele de

scurtă şi medie durată şi modelul de arie limitată ALADIN, dezvoltat în cadrul unei colaborări

internaţionale la care participă şi România. În plus, au fost folosite produsele de imagerie

satelitară de ultimă generaţie provenind de la EUMETSAT, care, de asemenea, sunt

disponibile în timp real pentru activitatea de prognoză.

Lucrarea a fost concepută în două părţi, prima fiind în mod esenţial teoretică, iar cea de a

doua prezentând etapele activităţii de cercetare şi rezultatele originale obţinute.

În prima parte, a fost tratată problematica proceselor ciclogenetice, în maniera clasică,

utilizând aproximaţia cvasi-geostrofică, apoi în maniera modernă care utilizează vorticitatea

potenţială şi imaginile satelitare în banda spectrală de absorbţie a vaporilor de apă în

recunoaşterea şi explicarea ciclogenezei. Această ultimă metodă este prezentată pe larg şi apoi

folosită în partea a doua a lucrării, deoarece este mai uşor de utilizat în activitatea de prognoză

operativă a vremii.

Rezultatele activităţii de cercetare si contributiile originale prezentate in lucrare

1. A fost realizat un studiu al variabilităţii activităţii ciclonice în zona României, în

conexiune cu Indicele Oscilaţiei Nord-Atlantice (NAOI), ca indicator al circulaţiei la scară

mare (Capitolul 5). Elementele de originalitate ale acestui studiu sunt:

• alegerea unui domeniu reprezentativ pentru activitatea ciclonică din zona geografică

a României, pentru care

a) a fost efectuată analiza variabilităţii câmpurilor de presiune la nivelul mării (SLP) şi

a celui de geopotenţial la nivelul de 500 hPa (G500) , folosind deviaţia standard cu o filtrare

201

Concluzii

în banda 2,5-6 zile, pe intervale determinate de variaţia Indicelui Oscilatiei Nord Atlantice

(NAOI);

b) a fost calculată frecvenţa de apariţie a ciclonilor în domeniul ales, folosind o

metodă subiectivă de selectare a ciclonilor;

c) a fost stabilită corelaţia între faza NAOI şi frecvenţa de apariţie a ciclonilor, pentru

intervalul 1996-2005.

• analiza corelaţiei la scara Euro-Atlantică dintre componenta principală (PC1)

asociată primului EOF al deviaţiei standard a G500 şi deviaţia standard a SLP,

pentru perioada 1948-2005 şi interpretarea în funcţie de faza NAOI.

A fost astfel stabilită o corelaţie pozitivă între variabilitatea la G500 şi NAOI, exprimată

printr-o tendinţă pozitivă a variabilităţii de frecvenţă înaltă, începând cu anii 1970, ceea ce

înseamnă o creştere a numărului de talveguri de undă scurtă sau de nuclei mobili în troposfera

mijlocie.

Considerând şi calculul frecvenţei de apariţie a ciclonilor, au fost obţinute următoarele

rezultate originale:

a) În intervalele în care NAOI a fost pozitiv, a existat o frecvenţă crescută a

talvegurilor de undă scurtă în troposfera mijlocie, dar un număr redus de cicloni în domeniul

de studiu la nivelul solului (având însă aport energetic dinspre troposfera mijlocie şi deci

dezvoltare cel puţin până la nivelul de 500 hPa).

b) În intervalele în care NAOI a fost semnificativ negativ, a existat o frecvenţă scăzută

de talveguri în troposfera mijlocie, dar un număr relativ mare de cicloni în domeniu, la nivelul

solului. Deci, NAOI negativ favorizează ciclogeneza puţin adâncă.

Rezultatul cel mai important îl constituie corelaţia evidenţiată între perioada cu activitate

ciclonică maximă în ţara noastră (2001-2005) şi valori ale NAOI apropiate de zero, subliniind

legătura existentă între activitatea ciclonică regională şi procese la scară mare (adică, atunci

când Oscilaţia Nord- Atlantică are perioade de manifestare minimă, activitatea ciclonică se

manifestă îndeosebi în partea de est a Europei).

2. A fost analizată activitatea ciclonică din domeniul reprezentativ, în corelaţie cu

tipurile de circulaţie a aerului, pentru sezonul rece (noiembrie-martie), într-un studiu pe

care l-am realizat în cadrul Acţiunii europene COST 733, “Harmonisation and Applications of

Weather Types Classifications for European Regions” (Georgescu şi Ştefan, in print).

202

Concluzii

A fost evidenţiată corelaţia pozitivă între frecvenţa de apariţie a ciclonilor şi tipurile de

circulaţie cu componentă estică la sol. Acest important rezultat original poate fi corelat atât cu

influenţa Mării Negre prin forcingul indus în lunile reci ale anului, cât şi cu frecvenţa mare,

recunoscută, a tipurilor de circulaţii de blocaj deasupra Europei de Nord, în aceste luni.

3. A fost analizată activitatea ciclonică din anul 2005, un an de excepţie din punct de

vedere al precipitaţiilor, cu debite istorice ale râurilor şi inundaţii în mai mult de jumătate din

lunile anului (Popa et al., 2005a şi 2005b) , în corelaţie cu tipurile de circulaţie a aerului,

conform clasificării lui N. Topor şi C. Stoica.

A fost demonstrată corelaţia pozitivă între frecvenţa ridicată de apariţie a tipurilor polare de

circulaţie şi numărul mare de cicloni cu dezvoltare verticală, în perioade cu precipitaţii

abundente şi inundaţii în ţara noastră (Capitolul 5).

4. A fost realizată o climatologie a evenimentelor de vreme severă în România (în care

au fost precipitaţii abundente) determinate de activitatea ciclonică, pentru intervalul

1961-1990.

A fost utilizată o metodă originală de selecţie obiectivă a cazurilor, folosind baza de date

ERA40 şi impunând praguri pentru cantităţile de precipitaţii şi pentru valoarea presiunii la

nivelul solului (Capitolul 6).

5. Evenimentele selectate au fost analizate prin metode obiective si subiective, rezultatul

cel mai important find acela că, în toate situaţiile, a existat un talveg de altitudine,

sugerând importanţa dinamicii din troposfera mijlocie şi înaltă în producerea

precipitaţiilor importante cantitativ.

6. A fost obţinută o clasificare a ciclonilor (şi a episoadelor de vreme severă), în funcţie

de mecanismul şi modelul conceptual ciclogenetic, printr-o metodă originală, în

următorii paşi (Capitolul 6):

-a fost efectuată o diagnoză de altitudine (care a urmărit prezenţa anomaliilor pozitive

de vorticitate potenţială în straturile înalte şi joase şi poziţia lor relativă), printr-o metodă

obiectivă;

-a fost efectuată o diagnoză obiectivă a câmpurilor în planul latitudine-longitudine, cu

considerarea evoluţiei în timp a evenimentelor analizate. Astfel, la nivelele de 925 hPa şi

203

Concluzii

300 hPa a fost efectuată analiza câmpurilor de vorticitate potenţială pentru ziua de referinţă,

pentru cele două zile premergătoare şi pentru cele două zile următoare evenimentului.

-recunoaşterea mecanismului şi a modelului conceptual de ciclogeneză care

sintetizează cel mai bine procesele dinamice din troposfera joasă şi cea înaltă, precum şi

corelaţia dintre acestea, s-a realizat prin analiza combinată, obiectivă şi subiectivă a celor 49

de cazuri. Rezultate:

• Modelul conceptual de ciclogeneză cu precursor de altitudine (explicat în Capitolul 4)

a fost recunoscut în 27 de cazuri ( 53% din totalul cazurilor).

• Modelul conceptual de ciclogeneză în talveg de altitudine (de asemena explicat în

Capitolul 4) a fost recunoscut în 16 cazuri (35% din total).

• Modelul conceptual de ciclogeneză în straturile joase, deasupra unei suprafeţe

maritime (ulterior cu susţinere de altitudine) a fost găsit în trei situaţii (6% din total).

• Modelul conceptual al ciclonului retrograd, a fost recunoscut în două situaţii (4% din

total).

• Modelul conceptual al nucleului de altitudine (ciclogeneza în straturile înalte, fără

corespondent la sol), într-un caz (2% din total).

Studiul a demonstrat importanţa forcingului dinspre straturile înalte în apariţia ciclogenezei

generatoare de evenimente meteorologice extreme.

7. Au fost realizate trei studii de caz, pentru evenimente extreme, cu evidenţierea

modelului conceptual de ciclogeneză şi a particularităţilor impuse de poziţionarea

geografică a României. Astfel:

-a fost analizată o situaţie de ciclogeneză în straturile superioare, urmată de generarea

unui structuri de cut-off (episodul 26-30 iulie 2004, în care au fost inundaţii urmate de victime

şi pagube materiale). A fost aplicat modelul conceptual de ciclogeneză cu precursor de

altitudine, adaptat pentru un proces a cărui evoluţie a avut loc în troposfera mijlocie şi

superioară, lipsa baroclinicităţii în straturile joase împiedicând declanşarea ciclogenezei la sol

(Popa şi Dima, 2004a);

-a fost analizat un caz de viscol puternic (1-4 ianuarie 2008), cu evidenţierea

proceselor ciclogenetice care au fost explicate prin utilizarea modelului de ciclogeneză în

talveg de altitudine (Georgescu et al, 2009). Pentru acest caz, au fost efectuate experimente

pe modele numerice pentru a evidenţia importanţa rezoluţiei, a pachetului de parametrizări

fizice şi a intervalului de anticipaţie în prognoza precipitaţiilor. S-a demonstrat că:

204

Concluzii

• pentru modelarea fenomenelor mezoscalare de iarnă, un pachet adecvat de

parametrizări fizice este mai important decât creşterea rezoluţiei;

• ansamblul de prognoze reuşeşte, pentru acest caz, să aducă o îmbunătăţire în intervalul

de predictabilitate redusă, pentru anticipaţiile situate între 5 şi 8 zile.

-în final a fost analizată formarea şi evoluţia deasupra Mării Negre a unui ciclon

mezoscalar cu caracteristici tropicale (în cazul din intervalul 11-15 septembrie 2003). A fost

demonstrată importanţa proceselor umede în cazul reactivării ciclogenezei deasupra mării,

printr-un experiment original folosind modelul de arie limitată ALADIN, care a fost rulat pe

un domeniu cuprinzând intreaga suprafaţă a Mării Negre, cu eliminarea părţii umede a

parametrizărilor fizice (Popa şi Dima, 2004b, Popa et al., 2003, 2004).

Rezultatele obţinute în partea experimentală a lucrării demonstrează utilitatea tehnicilor de

analiză a proceselor ciclogenetice folosind vorticitatea potenţială.

Continuarea cercetărilor efectuate pentru realizarea acestei teze vor fi în direcţia

fundamentării unei proceduri operative de prognozare a proceselor ciclogenetice, prin

metode obiective şi subiective, care să implice utilizarea tuturor materialelor (date de

observaţie, modele numerice, imagini şi produse satelitare) disponibile în cadrul

Administraţiei Naţionale de Meteorologie, în scopul îmbunătăţirii prognozei, în special

în cazul evenimentelor meteorologice severe.

205