curs meteo -clima arghius

8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius

1/107

UNIVERSITATEA BABES-BOLYAI,

FACULTATEA DE STIINTA MEDIULUI

METEOROLOGIE SI CLIMATORLOGIE

SUPORT DE CURS PENTRU UZ INTERN

(an III ISBE, an II GM, II IM, an II SM)

Titular de curs: lect. dr. Arghius Viorel

-2010-

1


2/107

Cuprins:

Partea I-a. Meteorologie

Cap.1. Introducere n Meteorologie

1.1. Definiia, obiectul i sarcinile meteorologiei1.2. Ramurile meteorologiei i legtura ei cu alte tiine

1.3. Relaiile meteorologiei cu diferite activiti umane

1.4. Scurt istoric al dezvoltrii meteorologiei

Cap.2. Atmosfera terestr

2.1. Atmosfera caracteristici generale

2.2. Compoziia aerului atmosferic

2.3. Stratificarea atmosfereiCap.3. Fluxuri radiative

3.1. Soarele i activitatea solar

3.2. Compoziia spectral a radiaiei solare

3.3. Constanta solar. Slbirea intensitii radiaiei solare la tercerea prin atmosfer

3.4. Fluxuri radiative

3.4.1. Radiaia solar direct (S)

3.4.2. Radiaia difuz (D)3.4.3. Radiaia total (Q)

3.4.4. Radiaia reflectat (R). Albedoul (A)

3.4.5. Radiaia terestr (T) i radiaia atmosferic (Ra). Radiaia efectiv (Re)

3.4.6. Bilanul radiativ-caloric

Cap.4. Temperatura aerului

4.1. Introducere

4.2. Transferul cldurii n atmosfer

4.3. Variaia n timp i spaiu a temperaturii aerului

4.3.1. Variaia diurn a temperaturii

4.3.2. Variaia anual a temperaturii

4.4. Procese adiabatice n atmosfer

4.4.1. Repartiia temperaturii pe vertical

4.4.2. Procese adiabatice n atmosfer

4.5. Inversiuni de temperatur

Cap. 5. Vaporii de ap din atmosfer

2


3/107

5.1. Sistemul de faze al apei

5.2. Originea i rspndirea vaporilor de ap n atmosfer

5.3. Mrimile care definesc umezeala atmosferic

Cap.6. Condensarea vaporilor de ap

6.1. Factori genetici ai condensrii

6.1.1. Rcirea aerului pn la punctul de rou

6.1.2. Prezena nucleelor de condensare

6.2. Forme de condensare a vaporilor de ap

6.2.1. Condensarea la nivelul substratului

6.2.2. Condensarea n stratul inferior al atmosferei ceaa

6.2.3. Condensarea n atmosfera liber norii

Cap.7. Precipitaiile atmosferice

7.1. Forme i tipuri de precipitaii

7.2. Geneza precipitaiilor

7.3. Variaia precipitaiilor la nivel global

7.4. Tipuri de regim pluviometric

7.4.1. Tipul ecuatorial:

7.4.2. Tipul subecuatorial

7.4.3. Tipul musonic

7.4.4. Tipul deertic-tropical

7.4.5. Tipul mediteranean

7.4.6. Tipul temperat

7.4.7. Tipul polar

Cap.8. Presiunea atmosferic

8.1. Generaliti

8.2. Variaia presiunii atmosferice cu nlimea8.3. Variaiile periodice i neperiodice ale presiunii

8.4. Cmpul baric, topografia baric, izobarele

8.5. Zonele de presiune ale Pmntului i principalele sisteme barice

Cap.9. Curenii atmosferici

9.1. Generaliti

9.2. Factorii care influeneaz viteza i direcia vntului la sol

9.2.1. Gradientul baric orizontal9.2.2. Fora de abatere a micrii de rotaie (fora Coriolis)

3


4/107

9.2.3. Fora de frecare

9.2.4. Fora centrifug

9.3. Factorii care influeneaz viteza i direcia vntului n altitudine

9.4. Clasificarea vnturilor

9.4.1. Circulaia general atmosferei. Vnturi permanente.

9.4.2. Vnturi locale

Cap.10. Mase de aeri fronturi atmosferice

10.1. Vremea

10.2. Masele de aer

10.3. Fronturile atmosferice

10.3.1. Frontul cald

10.3.2. Frontul rece

10.3.3. Frontul oclus

Cap. 11. Perturbaii atmosferice

11.1. Ciclonii extratropicali

11.1.1. Caracteristicile ciclonilor extratropicali

11.1.2. Geneza ciclonilor extratropicali

11.1.3. Structura ciclonului tnr

11.1.4. Repartiia ciclonilor extratropicali

11.2. Ciclonii tropicali

11.2.1. Trsturi generale

11.2.2. Condiii genetice

11.2.3. Rspndirea pe Glob

11.3. Tornadele

11.4. Fenomene de risc asociate norilor Cumulonimbus11.4.1. Ploile abundente11.4.2. Vijeliile

11.4.3. Descrcrile electrice

11.4.4. Grindina

11.5. Anticiclonii

4


5/107

Partea a II-a. Climatologia

Cap.1. Climatologia i ramurile acesteia

Cap.2. Factorii genetici ai climei

2.1. Factorii radiativi2.2. Factorii dinamici

2.2.1. Circulaia general a atmosferei

2.2.2. Rolul climatic al vnturilor permanente

2.2.3. Circulaia musonic

2.2.4. Rolul climatic al curenilor oceanici

2.3. Suprafaa activ ca factor climatic

2.3.1. Influena repartiiei uscat-ap asupra climei

2.3.2. Relieful i particularitile sale

2.3.3. Vegetaia

2.3.4. Stratul de zpadi ghea

2.4. Activitile i structurile antropice

Cap 3. Zonele i tipurile majore de clim ale globului

3.1. Climatele zonei calde

3.1.1. Climatul ecuatorial

3.1.2. Climatul subecuatorial

3.1.3. Climatul tropical-arid i subarid (,deertic i ,semideertic)

3.1.4. Climatul tropical-umed (,musonic)

3.2. Climatele zonei temperate

3.2.1. Climatul subtropical

3.2.2. Climatul temperat-oceanic

3.2.3. Climatul temperat-continental

3. 3. Climatele zonei reci

3.3.1. Clima subpolar

3.3.2. Clima polar

BIBLIOGRAFIE

5


6/107

Partea I-a. Meteorologie

Cap.1. Introducere n Meteorologie

1.1. Definiia, obiectul i sarcinile meteorologiei

Din punct de vedere etimologic, noiunea meteorologie provine din combinarea

cuvintelor greceti meteoron (fenomen produs n aer) i logos (tiin). Meteorologia este

tiina care se ocup cu studiul fenomenelor i a proceselor din atmosfera terestr. O altsarcin a meteorologiei este asociat previziunii principalelor fenomene i procese

meteorologice avnd la baz cunoaterea legitii fenomenelor i proceselor atmosferice.

Starea fizic a atmosferei la un moment dat i ntr-un anumit loc se numete vreme

caracterizat prin valori cantitative i calitative ale principalilor parametri : temperatura,

presiunea, umiditatea, direcia i viteza vntului, aspectul, tipul i nlimea norilor, cantitatea

i felul precipitaiilor, vizibilitatea, durata de strlucire a Soarelui etc. Observaii i msurtori

asupra elementelor meteorologice se efectueaz la posturi si staii meteorologice, observatoareaerologice, cu ajutorul sateliilori a radarului meteorologic etc.

1.2. Ramurile meteorologiei i legtura ei cu alte tiine

Principalele ramuri ale meteorologiei sunt:

- meteorologia general/fizica atmosferei cerceteaz, descrie i explic din punct de

vedere fizic fenomenele atmosferice;

- actinometria studiaz radiaia solar, terestr, atmosferic i bilanul radiativ

precum i fenomenele de absorbie, reflexie i difuzie a radiaiei ;

- meteorologia sinoptic analizeaz dinamica i termodinamica fenomenelor i a

proceselor atmosferice pe suprafee extinse n scopul previziunilor meteorologice;

- meteorologia dinamic ramura care se ocup cu studiul micrilor atmosferei i

transformrile energetice din atmosfer;

6


7/107

- aerologia/fizica atmosferei libere studiaz fenomenele i procesele din stratele mai

nalte ale atmosferei cu ajutorul sondajului aerian realizat prin intermediul radiosondelor,

rachetelori a sateliilor meteorologici;

- climatologia ramura care se ocup cu studierea principalelor tipuri i subtipuri de

clim. Clima se stabilete prin prelucrarea statistic a datelor de observaii i msurtori

reprezentnd regimul vremii stabilit pe o perioad mai ndelungat de timp i o suprafa mai

extins.

1.3. Relaiile meteorologiei cu diferite activiti umane

Condiiile de via i activitile economice sunt puternic influenate de fenomenele

atmosferice, cu att mai mult cu ct n ultima perioad de timp, Pmntul, este supus unui tot

mai accentuat stress demografic i se confrunt cu o cretere a intensitii i frecvenei

fenomenelor de risc.

n domeniul agricol, observaiile efectuate asupra principalilor parametri (temperatura

aerului, solului, precipitaiile, grosimea i rezerva de ap din stratul de zpad, durata i

intensitatea ngheului, secetei, etc), sunt deosebit de utile pentru activiti precum:

planificarea produciei, aclimatizarea de noi specii etc.

n sectorul transporturilor principalele elemente de interes sunt cele care pot induce o

stare de pericol, astfel:

- t. aeriene: nebulozitatea, vizibilitatea, ceaa, vntul, givrajul, fenomenele convective;

- t. maritime: cea, vnt, furtuni;

- t. feroviare: ploi care spal ecartamentul, vnturi puternice, furtuni, viscol,

temperaturi prea ridicate, depuneri solide;

- t. rutiere: cea, polei, strat de zpad, precipitaii abundente, temperaturi extreme.

Alte domenii/sectoare de activitate direct interesate de variabilitatea spaio-temporala elemetelor meteorologice sunt: medicina (unele fenomene pot duce la creterea incidenei

unor boli i chiar a mortalitii), industria, turismul (resurse bioclimatice, fenomenele

atmosferice de risc), activitile militare (anumite fenomene de risc ngreuneaz activitile

militare), construciile (durata i intensitatea ngheului, temperaturile extreme, furtunile etc).

7


8/107

1.4. Scurt istoric al dezvoltrii meteorologiei

La nivel mondial:

-observaii ocazionale, nesistematice asupra unor elemente meteorologice s-au efectuatnc din perioada antic (precipitaii n India i vnt n Grecia);

- n sec. IV .e.n. Hippocrat scrie prima climatologie concentrat n principal pe date deinteres medical; tot n perioada respectiv Aristotel scrie prima Meteorologie;

-perioad fr realizri importante pn n a doua parte a evului mediu;-meteorologia ncepe s se individualizeze ca ramur a fizicii n secolul al XVII-lea

odat cu inventarea instrumentelor meteorologice de baz : termometrul i barometrul; primul

termometru a fost realizat de Galileo Galilei n 1597 iar n anul 1643 Viviani construie te

primul barometru bazndu-se pe vestita experien a lui Toricelli;

-sec VIII-lea apar gradaiile termometrelor: Fahrenheit, Reaumuri Celsius; Saussureconstruiete higrometrul cu fir de pr iar Woltmann anemometrul;

- n sec. XIX apare scara Beufort, psihrometrul, pirheliometrul, anemometrul cu cupe,metoda sondajului aerian cu baloane iar meteorologia ncepe s se formeze ca tiin odat cu

organizarea observaiilor meteorologice regulate;

-dup primul rzboi mondial meteorologia se dezvolt ntr-un ritm accentuat contribuiieseniale la dezvoltarea acestei tiine avnd Bjerknes, Pogosian, Budko, Koppen, Berg,

Alisov.

n Romnia:

-primele observaii meteorologice se fac la Iai i Bucureti spre sfritul secolului alXVIII-lea;

- prima staie meteorologic a fost nfiinat n 1859 la Sulina dup terminarearzboiului Crimeei (1856) iar prima reea de staii meteorologice apare ntre anii 1880-1882;

- n 1984 ia natere Institutul Meteorologic Central iar n 1985 apare primul buletinmeteorologic.

8


9/107

Cap.2. Atmosfera terestr

2.1. Atmosfera caracteristici generale

Atmosfera nveliul de aer care nconjoar Pmntul, alctuit dintr-un amestec de

gaze, vapori de api substane solide fine.

Densitatea atmosferei scade accelerat odat cu creterea altitudinii, de la 1,250 kg/m

la suprafaa terestr la 0,41 kg/m la 10 km i 4 g/m la 40 km.

Masa total a atmosferei este egal cu 5,157 x 10 la 15 t, adic 1/1000000 din masa

Terrei. Din acesta, aproape 50 % este concentrat pn la 5 km i 99 % pn la 36 km.

Limita superioar a atmosferei (care stabilete grosimea acesteia) poate fi trasat cu

aproximaie acolo unde atomii gazelor mai uoare (H i He) au o densitate comparabil cu cea

din spaiul interplanetar (circa 10 000 km).

Forma atmosferei este asemntoare cu cea a Pmntului, adic elipsoidal, ca efect al

forei centrifuge, ns bombarea de la ecuator i turtirea de la poli sunt mai acentuate ca n

cazul Terrei. Forma pentru straturile superioare i mai ales pentru magnetosfera terestr se

aseamn cu cea de ,,par, ca efect al turtirii acesteia n partea expus ctre Soare, generat

de vntul solar. Forma sufer unele deformri periodice ca urmare a atraciei exercitate de

Soare i mai ales de Lun (maree atmosferic) i ca urmare a dilatrii produse sub aciunea

razelor solare n timpul zilei.

2.2. Compoziia aerului atmosferic

Atmosfera este un amestec mecanic de gaze, substane

solide i vapori de ap.

Pn la altitudini de circa 100 km ponderea diferitelor

gaze este foarte omogen (omosfera). Mai sus de aceast

altitudine compoziia chimic a atmosferei se schimb

(eterosfera), predominnd starea atomic a elementelor

chimice. Astfel, ntre 200-1000 km predomin oxigenul

atomic, iar mai sus de 500 km cea mai mare parte a azotului se

afl n stare atomic. ntre 1000 i 2000 km predomin heliul,iar la nimi mai mari hidrogenul.

9


10/107

Gazele care alctuiesc omosfera pot fi ncadrate n 2 mari grupe, dup ponderea

acestora n atmosfer:gaze principale, constante ca pondere, care dein un procent mai mare

n aerul atmosferic i gaze secundare.

Azotul i oxigenul sunt gazele predominante, care dein 99,03 % din volum. Urmeaz

ca pondere argonul cu un procent de 0,93 %.

Gazele secundare, dei stabile chimic, sunt prezente n aer n proporii mai reduse,

avnd, n plus, o variabilitate mai mare n timp. Acestea sunt: vaporii de ap, dioxidul de

carbon, neon, heliu, metan, cripton, hidrogen, oxid azotos, monoxid de carbon, xenon i ozon.

n plus se mai adaug o serie de alte gaze provenite n urma desfurrii activitilor

antropice: amoniac, NOx, hidrogen sulfurat, trioxid de sulf.

Vaporii de ap, rezultai n urma evaporrii apei i transpiraiei plantelori animalelor,

au o mare variabilitate spaio-temporal. Astfel, n regiunea intertropical ponderea lor poate

ajunge la 4 % din volum, scznd la mai puin de 1 % n regiunile tropicale i zonele

temperat-continentale n anotimpul de iarn. Coninutul de vapori scade rapid i pe vertical

de la 8-10 g/kg la nivelul mrii, pn la aproape 0,001 g/kg la 15 km. Msurtorile mai

recente au semnalat prezena vaporilori la nlimea de 100 km. Pe lng faptul c vaporii de

ap pot da natere, prin condensare, precipitaiilor atmosferice, acetia mai au i rolul de a

reine cldura provenit de la Soare i cea pierdut de Pmnt, favoriznd efectul de ser.

Dioxidul de carbon are o concentraie medie de 0,038 % din volum, acesta crescnd

mult n aerul de deasupra oraelor. n ultima perioad de timp se manifest o tendin de

cretere a concentraiei CO2 n atmosfer. Dioxidul de carbon provine att n urma

desfurrii unor procese naturale (respiraie, descompunerea materiilor organice, erupii

vulcanice), ct i pe cale antropic (arderea

combustibililor). Importana dioxidului de

carbon din punct de vedere meteorologic

este considerabil, acesta exercitndabsorbia selectiv asupra radiaiei solare i

terestre cu lungimi de und lung (radiaii

calorice), contribuind, n consecin, la

nclzirea aerului din atmosfera inferioar.

Ozonul. n atmosfera joas, ca

urmare a instabilitii accentuate a ozonului

molecular sub influen temperaturilorridicate, acesta este prezent doar sub form de urme n regiunile calde, avnd ponderi mai

10


11/107

ridicate nspre poli i n regiunile de munte. La nivelul atmosferei inferioare formarea acestui

gaz este favorizat de motoarele cu combustie intern, descrcri electrice etc. Ozonul poate fi

periculos cnd se afl concentrat n apropierea solului, fiind toxic pentru plante i iritant

pulmonar n cazul omului n cazul n care se depesc anumite concentraii. Concentraia

maxim n atmosfer se afl la nlimi de 20-25 km, strat care dac ar fi adus la presiunea de

la nivelul mrii ar avea grosimea de doar 3-4 mm. Importana acestui strat pentru viaa

Pmntului este deosebit prin faptul c oprete o parte din radiaiile ultraviolete provenite de

la Soare. n a doua jumtate a sec. al XX-lea, utilizarea excesiv a CFC-urilor

(clorofluorocarburi/freoni), n o serie de procese de fabricaie (frigidere, spray-uri, aparate de

aer condiionat), a dus la subierea stratului de ozon, culminnd cu apariia unei guri n

ptura de ozon deasupra Antarcticii (prima dat a fost descoperit n anul 1983). Acest

situaie a determinat luarea unor msuri pentru diminuarea i chiar stoparea utilizrii acestor

substane n producia industrial (Protocolul de la Montreal, 1897). De remarcat faptul c

aceti poluani sunt foarte stabili (durata medie de via variaz ntre 45 ani-CFC11 i 500 ani

CFC115), neputnd fi dizolvai de ploi, condiii n care cu toate msurile luate trebuie s

treac o bun perioad de timp pn ce stratul de ozon se va reface n totalitate.

Separat de gazele amintite, aerul mai conine diferite particule lichide i solide cu

proporii foarte variabile. Aerosolii, cum sunt denumite aceste particule, ating un numr

mediu de 8000-10000 particule / cm n apropierea solului (chiar cteva sute de mii /cm n

atmosfera oraelor), scznd la 100 particule/cm la 5 km nlime. Proveniena particulelor

este foarte divers (furtuni de praf, erupii vulcanice, incendii naturale etc.), fiind att de

origine natural (praf, cenu vulcanic, bacterii, polen, spori, sruri marine, praf cosmic), ct

i antropic (particule fine de crbune, cenu, ciment, praf, diveri oxizi etc.). Aerosolii au

un rol foarte important n cadrul procesului de condensare a vaporilor de ap, constituind

,,suportuln jurul crora se formeaz picturile de ap sau fulgii de zpad.

2.3. Stratificarea atmosferei

Avnd n vedere criteriul distribuiei temperaturii aerului n nlime se pot separa 5

strate principale ale atmosferei. Astfel, de la suprafaa terestr spre limita superioar a

atmosferei se succed: troposfera, stratosfera, mezosfera, termosfera (ionosfera) i exosfera,

separate de 4 zone de tranziie (tropopauza, stratopauza, mezopauza i termopauza).

11


12/107

Structura vertical a atmosferei

(http://burro.cwru.edu/Academics/Astr201/Atmosphere/structure.jpg)

a. Troposfera

- se extinde n parte inferioar a atmosferei pn la altitudini medii de 10-12 km (mai

sczute la poli - 8-10 km i mai ridicate la Ecuator 16-18 km);

- cuprinde 70-75 % din masa atmosferei i aproape ntreaga cantitate de vapori de ap;

- mediul celor mai importante fenomene meteorologice: precipitaii, depuneri de

ghea, cea, viscol, fulgere etc.

- caracter turbulent ca urmare a puternicei influene a suprafeei terestre, de unde i

denumirea (gr. tropos agitat) ;

- n condiii normale (fr izotermie sau inversiune de temperatur), temperatura scade

relativ constant, cu 5-6 C /km (gradient normal de temperatur), ajungnd la -35 - -65 C la

limita superioar a troposferei ; dup aceasta limit temperatura rmne relativ constant pn

la aproximativ 20 km;

- la limita superioar circul cureni de mare vitez (jet-streams), cu viteze medii de

100 km/h i viteze maxime estimate pn la 400-500 km/h; acetia bat de la vest la est, la

12


13/107

limita dintre tropopauza polari cea temperat pe de o parte (40-50 latitudine) i la limita

dintre tropopauza temperati cea tropical pe de alt parte (30 latitudine). n vara emisferei

nordice desupra paralelei de 20 lat. N acioneaz un curent de sens opus (est-vest) deasupra

sudului Asiei i nordului Africii.

b. Stratosfera

- extins deasupra troposferei, pn la nlimi de 48-50 km ;- include stratul de ozon, concentrat n principal ntre 20-25 km;- temperatura aerului nu se modific substanial pn la circa 20-25 km, crescnd

apoi cu 1-2 C/km pna la aproximativ -10 - 0 C la 50 km, ca efect al absorb iei radiaiilor

ultraviolete de ctre ozon ;

- sunt prezeni cureni orizontali de mare vitez care duc la amestecul turbulent alaerului;

- uneori pot fi observai nori sidefii, formai din cristale fine de ghea. Acetiadevin vizibili n momentul n care cristalele de ghea sublimate pe praful meteoric reflect

lumina solar.

c. Mezosfera

- se ntinde pn la altitudinea de 80-90 km;- temperatura scade cu 2-3 C /km, ajungnd n dreptul mezopauzei la -80 C;- apariia, dup apusul Soarelui, a norilor argintii formai din praf meteoric i

vulcanic.

d. Termosfera (Ionosfera)

- se extinde de la 80-90 km pn la 800-1000 km (ntre 60-700 km - ionosfera);- temperatura crete rapid ajungnd la circa 1000-2000 C la limita superioar, de

unde i denumirea de termosfer; temperaturile foarte ridicate se datoreaz absorbiei

radiaiilor solare UV, cu lungimi mici de und (0,2 ), de ctre oxigenul molecular (O2)

care se disociaz n doi atomi de oxigen;

- aer puternic ionizat (ionosfer), ca urmare a bombardrii atomilor gazelor rarefiatede ctre radiaiile UV, condiii n care atmosfera este plin de ioni liberi cu mare capacitate de

a reflecta undele radio de pe Terra. Ionizarea este mai puternic n unele strate notate cu litere,

mai importante pentru comunicaii fiind stratele E (100-120 km) i F2 (300-400 km);

13


14/107

- la nivelul acestui strat i fac apariia aurorele polare (boreale i australe), produsesub influena razelor catodice emise de ctre Soare, mai precis ca urmare a coliziunii dintre

protonii i electronii din fluxul radiativ solar cu atomii de oxigen i azot din atmosfer; aceste

fenomene optice au intensitate foarte pronunati sunt mai frecvente n perioadele cu erupii

solare puternice; nlimea medie a aurorelor polare este de circa 400-500 km, ns pot ajunge

i la altitudini de 1000 km.

Auror boreal

(http://www.pta.edu.pl/orion/

apodmain/apod/image/0603/aurora_andreassen_big.jpg)

!!!Deasupra altitudinii de 130 km aerul este att de rarefiat nct fiecare molecul

poate indica o alttemperatur.

e. Exosfera

- pn la nlimi de 10000 13000 km;

- temperaturi ridicate i aer foarte rarefiat;

- viteza particulelor atinge 12 km/s, multe dintre ele scpnd de atracia Pmntului

Un alt criteriu de difereniere a atmosferei pe vertical ia n considerare compoziia

chimic a atmosferei i ponderea gazelor. Din acest punct de vedere se pot separa:

14
http://www.pta.edu.pl/orion/http://www.pta.edu.pl/orion/


15/107

- homosfera extins pn la altitudini de cca. 100 km cu o compoziie chimic

omogeni predominarea oxigenului si azotului;

- heterosfera dincolo de 100 km, n care gazele sunt stratificate n ordinea masei lor

moleculare i atomice: stratul de oxigen atomic pn la cca. 1000 km, de heliu pn la 3500

km i cel de hidrogen atomic pn la 10000 km.

Deasupra exosferei se extinde magnetosferapn la distane de 64 000 km de Pmnt

n partea expus vntului solari 130 000 km n partea opus. Aceasta este generat cel mai

probabil de nucleul metalic al planetei.

Forma magnetosferei

(http://www.latrobe.edu.au/spacescience/swunit/images/sunearth.jpg)

15


16/107

Cap.3. Fluxuri radiative

3.1. Soarele i activitatea solar

Energia solar emis sub forma radiaiei electromagnetice i are originea n reaciile

nucleare din centrul Soarelui. n ciuda faptului c Pmntul primete doar a 2-a miliarda parte

din energia emis de Soare, aceasta reprezint sursa tuturor fenomenelor i proceselor

importante care iau natere la suprafa terestri n atmosfer.

Principalele caracteristici ale Soarelui sunt redate mai jos:

- raza este mai mare de 109 ori comparativ cu cea terestr;- distana medie Pmnt Soare este de 149,5 mil. km fiind mai mic al periheliu

(ianuarie, 147 mil. km) i mai mare la afeliu (iunie, 152 mil. Km);

- axa de rotaie a Pmntului este nclinat cu 6633 fa de planul elipticii (orbiteiterestre), situaie care, n condiiile micrii

de revoluie, conduce n majoritatea

locurilor de pe Terra la alternarea

anotimpurilor;

- este alctuit din gaze (98% H iHe);

- structura Soarelui: n interiornucleul cu temperaturi foarte ridicate 14

000 000C, urmat de zona radiativi zona

convectiv iar la exterior atmosfera solar

format din fotosfer, cromosfer i

coroan solar; temperatura medie la

suprafaa Soarelui este de 5800C;

- fenomene : pete solare (arealelecu temperaturile cele mai coborte 4230 C), protuberane solare, explozii solare.

Structura Soarelui(http://www.sflorg.com)

16
http://www.sflorg.com/http://www.sflorg.com/


17/107

3.2. Compoziia spectral a radiaiei solare

Soarele emite doucategorii de radiaie: radiaia termici radiaia corpuscular.

Radiaia termic (electromagnetic) este cea mai important prin prisma efectelor

asociate, fiindu-i specifice urmtoarele caracteristici:

- este asociat nu numai Soarelui, ci oricrui corp din natur cu o temperatur de peste

0K;

- nu necesit pentru trasmitere un mediu intermediar;

- viteza sa este de aproximativ 300000 km/s;

Radiaia corpuscular are o importan mai redus, transmitndu-se prin intermediul

particulelor elementare: protoni, electroni, neutroni.

Radiaia solar se transmite sub forma undelor, care au ca uniti de masur nm sau

ngstrom-ul (0,1 nm, adic a 10-a mil. parte dintr-un mm).

Totalitatea radiaiilor electromagnetice cu diferite

lungimi de und, emise de Soare i care ajung la suprafaa

terestr formeazspectrul radiativ solar.

Radiaiile se ncadreaz n diferite domenii, n

funcie de lungimea de und:

- radiaiile gama i X cu cele mai mici lungimi de

und (sub 2900 );

- domeniul radiaiilor ultraviolete (UV) radiaii

invizibile, cu lungimi de und scurte (2900-3600 ) i pronunat efect chimic;

Unde radiative(http://eosweb.larc.nasa.gov

)

- domeniul radiaiilor vizibile - lumina perceput de om, format prin combinarea

culorilor ROGVAIV; au lungimi de und cuprinse ntre 3600-7600 i efect caloric

pronunat;

- domeniul radiaiilorinfraroii (IR) radiaii cu

lungimi de und lungi, cuprinse

ntre 7600 i 3 000 000 i cu un

pronunat efect caloric;

Spectrul radiativ (www.shodor.org)

- microunde i unde radio

cu cele mai mari lungimi de und.

17
http://eosweb.larc.nasa.gov/EDDOCS/images/waves.gifhttp://eosweb.larc.nasa.gov/EDDOCS/images/waves.gif


18/107

3.3. Constanta solar. Slbirea intensitii radiaiei solare la tercerea prin

atmosfer

Constanta solarreprezint cantitatea de energie caloric primit de la Soare, la limita

superioar a atmosferei, ntr-un minut, pe o suprafa de 1 cm, perpendicular pe direcia de

propagare a radiaiilor solare, la distana medie dintre Pmnt i Soare. Denumirea acestui

parametru este destul de sugestiv, avnd n vedere faptul c valorile lui oscileaz ntr-un

ecart de 5 %, n funcie de ciclicitatea petelor solare i distana Pmnt- Soare. Valoarea

medie acceptat la nivel internaional este de 1,96 cal/cm/min.

Din cantitatea de energie primit de sistemul terestru la limita superioar a atmosferei

numai o parte ajunge la suprafaa terestr, fluxul raditiv fiind modificat ca urmare a

fenomenelor de absorbie, difuzie, reflexie i refracie. Astfel, 20 % din energia radiativ este

reflectat de nori, 4 % de suprafaa activ a Terrei, 19 % absorbit de nori, 6 % difuzat de

atmosfer n spaiul cosmic, 26 % emis de atmosfer ctre suprafaa terestr sub forma

radiaiei difuze i a contraradiaiei atmosferice, n timp ce doar 25 % ajunge la suprafaa

terestr sub forma radiaiei directe.

Absorbia radiaiei solare este

un fenomen specific mai ales

domeniului undelor scurte. Astfel,

ozonul (O3) este responsabil pentru

absorbia aproape n totalitate a undelor

scurte UV (2200-2900 ), iar oxigenul

(O) i azotul (N) asupra undelor cu

lungimi de und mai mici de 2200 .

Absorbia se manifest i n

domeni

mprtierea radiaiei solare de ctre moleculele gazelor i

particule

care ajunge la suprafaa terestr, n funcie de nlimea Soarelui deasupra orizontului (0-90)

ul unelor termice, infraroii, culungimi mari de und, responsabile

pentru acest lucru fiind ndeosebi CO2

(100000-200000 ) i H2O (40000-80000 ). Acest fenomen are importan deosebit n

ceea ce privete regimul termic al Pmntului, favoriznd efectul de ser.

Difuzia reprezint

Slbirea intensitii radiaiei solare la tercerea prinatmosfer (http://ocw.usu.edu)

le aflate n suspensie. Difuzia se manifest cu deosebire n domeniul undelor vizibile.

Aceste procese acioneaz simultan, determinnd slbirea intensitii radiaiei solare

18


19/107

i implic

irect (S)

l de radiaie care provine direct de la Soare i care

ajunge neperturbat (nedifuzat, nereflectat, nerefractat) la suprafaa terestr.

I - intensitatea insolaiei perpendicular pe direcia de propagare a razelor solare

(dependent de latitudine);

I = z de dou ori pe an la Ecuator (la

echinoc ii) i o dat pe an n regiunile intertropicale.

te

ariaia zilnicdepinde de nlimea Soarelui deasupra orizontului fiind influenat de

transpa iaiei solare, n condiii

de tran

lorile maxime s-ar atinge n perioada

solstiiu

it grosimea atmosferei strbtute. n consecin reducerea cantitii de energie

radiativ este mai mare la poli i mai redus la Ecuator.

3.4. Fluxuri radiative

3.4.1. Radiaia solar d

Radiaia solar direct este fluxu

Fluxul radiaiei solare directe (S) pe suprafa orizontal, se numete insolaie

(cal/cm/min), intensitatea acesteia fiind determinat cu formula:

sII sinh'

=

ssinh nlimea Soarelui deasupra orizontului

I numai la zenit, situaie care se realizea

Variaia diurni anuala intensitii radiaiei solare direc

V

rena aerului, altitudine i latitudine. Astfel mersul zilnic al rad

sparen constant, descrie o curb a crei apex se suprapune momentului n care

Soarele ajunge n punctul cel mai nalt (orele 12,00). Amplitudinea variaiei este mai

accentuat la Ecuatori tot mai redus spre poli.

Variaia anual indic o dependen de latitudine i anumite caracteristici

regionale/zonale. n condiii de transparen a aerului, va

lui de var (iunie-iulie n emisfera nordic, decembrie-ianuarie n cea sudic) iar cele

minime la solstiiul de iarn. n multe locuri de pe glob (ex. regiunile tropical umede), ns,

maximele poteniale se suprapun solstiiilor de var, atunci cnd nebulozitatea are valori

ridicate, astfel nct, valorile maxime reale se ating, de obicei, puin nainte de debutul

19


20/107

sezonului ploios. n zona ecuatorial, regimul anual indic dou maxime suprapuse

echinociilori dou minime asociate solstiiilor. Variaia anual este mai accentuat la poli i

mai redus la Ecuator.

3.4.2. Radiaia difuz (D)

radiaia mprtiat de moleculele gazelor i de particulele

solide osfer. Radiaia difuz slbete radiaia solar direct, ns o

parte

r difuzante, de natura gazelori de lungimea de und a radiaiei.

e transparen al

aerului

diaia total (Q)

eprezint fluxul de radiaie primit la suprafaa terestr sub

form de radiaie directi difuz.

Variaia zi a Q indic un maxim n jurul amiezii, atingnd cele mai ridicate valori

n cond ii de cer translucid iar cele mai reduse n condiii cu cer noros.

a radiaiei totale n atmosfer, de la o

suprafa care separ dou medii cu proprieti diferite. n alt ordine de idei, radiaia

reflectat poate fi privit ca diferena dintre radiaia totali radiaia absorbit.

Radiaia difuz reprezint

i lichide aflate n atm

nsemnat din aceasta se ndreapt spre suprafaa terestr (circa 2 treimi din radiaia

difuzat).

Intensitatea radiaiei difuze (cal/cm/min) depinde de densitatea i mrimea

particulelo

Valorile acestui parametru sunt direct proporionale cu densitatea particulelor

difuzante (valori ridicate n nori, cea) i invers proporional cu gradul d

, altitudinea i nlimea Soarelui deasupra orizontului.

!Atunci cnd diametrul particulelor depete 12000 difuzia nceteaz , radiaia

reflectndu-se.

3.4.3. Ra

Radiaia total (global), r

DSQ += ; II sQ += sinh' D

lnic

i

3.4.4. Radiaia reflectat (R). Albedoul (A)

Radiaia reflectat - rentoarecerea parial

20


21/107

!Reflexia nu ine cont de lungimea de unda radiaiilor.

Capacitatea de reflexie se exprim prin intermediul albedoului.

( )%100=Q

R

Albedoul depinde de natura, rugozitatea i culoarea diferitelor entiti fizice precum i

de unghiul de inciden al razelor solare. Valorile acestui parametru, sunt cu att mai mari cu

ct corpurile reflectante sunt mai netede, lucioase, uscate i deschise la culoare.

ele medii ale

sistemu

Suprafa activ Albedou (%)

A

n tabelul de mai jos sunt redate valorile medii ale albedoului, determinate pentru

majoritatea tipurilor de suprafee active ale substratului terestru.

Diferena dintre valorile medii ale albedoului la suprafaa terestr i c

lui terestru sunt date de procesele de reflexie care au loc la nivelul atmosferei (mai

ales la nivelul norilor).

Valorile medii ale albedoului n funcie de suprafaa activ

Zpad proaspt uscat 80-98Zpad curat umed 60-70

Zpad murdar 40-50Ghea maritim 30-40

Nori 50-80Areale nisipoase deertice 30-40

Step uscat 20-30Pajite verde 26Pajite uscat 19Art ateuri usc 8-12Arturi umede 5-15

Pduri 3-10M aedia la suprafa

terestr15

Media pentru Pmnt caplanet

30

3.4.5. Radiaia tere a). Radiaia efectiv (Re)

ub influena procesului de nclzire al scoarei terestre, produs ca urmare a convertirii

radiaie diaiei

terestre este dependent, n consecin, de temperatura de la suprafaa Pmntului, variind

str (T) i radiaia atmosferic (R

S

i solare n radiaie caloric, aceasta emite propria radiaie (T). Valoarea ra

21


22/107

ntre 1

e ser.

H2O,

CH4 e

en

pozitive o p a, iarna), i

energie.

alorile acestui parametru depind de o serie de factori, mai importani fiind :

- umiditatea aerului valori mai mici n deert (pierdere puternic de cldurnoaptea) i mai mari la Ecuator;

nul radiativ-caloric

ul radiativ-caloric - diferena dintre energia primit sub form de radiaii

(S+D+

,2 cal/cm/min la temperaturi maxime (circa 80 C) i 0,1 cal/cm/min la temperaturi

minime (-80-90 C). Avnd n vedere mersul zilnic al temperaturii substratului, valorile

maxime diurne ale radiaiei terestre se suprapun amiezii iar cele minime nopii.

Specifice radiaiei terestre sunt undele infraroii, cu lungimi mari (40000-800000 ) i

pronunat efect caloric, care, n condiiile atmosferei terestre, sunt n mare msur

responsabile pentru efectul d

Reprezentarea schematic a modului de

formare a efectului de ser(http://staffwww.fullcoll.edu)

Radiaia terestr se propag n

atmosfer, fiind n mare msur absorbit

de gazele cu efect de ser (CO2,

tc.), proces care duce la nclzirea

stratului inferior al atmosferei i n

consecin, la reemisia de radiaii dinspre

atmosfer spre suprafaa terestr

(contraradiaia atmosferic). Fr efectul

de ser temperatura medie pe Pmnt ar fi

mai redus cu circa 30-40 C.

dintre T i Ra, indicnd n cazul valorilor

ar n cazul celor negative acumulare de

Radiaia efectiv se evalueaz ca difer

ierdere de cldur (noapte

ae RTR =

V

- nebulozitate;- vnt ;- altitudine.-3.4.6. Bila

Bilan

Ra) i cea pierdut (R+T).

22


23/107

( ) ( )TRRDSB A +++=

Valoarea bilanului radiativ condiioneaz starea termic a suprafeei terestre,temperaturile fiind pozitive dac ul indic valori pozitive. n regiunile temperate,

inclusiv la nivelul Romniei, valorile acestui parametru sunt pozitive ziua i n sezonul cald i

negativ

bilan

e noaptea i iarna. n zonele intertropicale, valorile medii lunare ale acestui parametru

sunt pozitive de-a lungul ntregului an, surplusul transferndu-se sub form de cureni

atmosferici spre zonele mai reci.

23


24/107

Cap.4. Temperatura aerului

4.1. Introducere

rincipala surs de cldur pentru suprafaa terestri atmosfer.

ac radiaia solar direct este n mai mic msur absorbit de gazele cu efect de ser (14

, K, F i este definit cu ajutorul a o serie de

arame

Grafic de co rare adoptat

4.2. T

Terrei este transmis aerului atmosferic prin

intermediul urmtoarelor procese/fenomene:

t de ser (H2O,CO2 etc.), ducnd la nclzirea

aerului

Radiaia solar este p

D

%), nu acelai lucru se poate spune despre radiaia terestr, cu lungimi de und mari, care este

principala surs caloric pentru nveliul de aer.

Temperatura aerului este o nsuire fizic care definete gradul de nclzire sau rcire

al acestuia. Acest element se msoar n grade C

p tri : temeperatura medie multianual, anual, lunar, zilnic, maxim, minim, extreme

absolute, amplitudine, numr de zile caracteristice (zile de iarna, de nghe, de var, tropicale,

nopi geroase i tropicale) etc.

nversie a temperaturii n funcie de scara de msu(http://mynasadata.larc.nasa.gov)

ransferul cldurii n atmosfer

Energia caloric a suprafeei active a

- radiaie terestr, infraroie, cu lungime mare de und i cu efect caloric pronunat,

absorbit n mare msur de gazele cu efec

din apropierea substratului. Cldura se transmite de la un strat la altul spre altitudine,

iar n timpul rcirii fluxul se inverseaz. Acest fenomen are un rol minor n ceea ce privete

transmiterea cldurii pe vertical;

24


25/107

- conductivitate caloric molecular ca urmare a conductivitii calorice reduse, se

poate nclzi un strat de cel mult civa centimetri grosime.

rtant n faza iniial a transferului

de cld

en poate avea la origine

caracte

e ale suprafeei active, care astfel induce diferene de presiune.

n ara noastr

iverse neregulariti;

- conve

altitudini de civa km (limita superioar a

prafeei tereste

pentru densita

ascensiunea aerulu

gie care le permite s se mite mai repede, astfel nct ele se

Att radiaia terestr ct i conductivitatea caloric molecular au un rol redus n

transmiterea cldurii pe vertical, ns un rol desebit de impo

ur de la suprafaa activ n stratul de aer imediat nvecinat.

- turbulen este o micare haotic, sub form de turbioane i cureni a unor volume

reduse de aer, de ordinul cmc, mc, zecilor de mc. Acest fenom

r termic sau dinamic:

- turbulena termic este asociat neuniformitii termice a aerului, asociate

variatelor microcompartiment

acest fenomen este specific ndeosebi vara, fiind semnalat vizual prin

tremurarea obiectelor;

- turbulena mecanic este determinat de deplasarea aerului deasupra

suprafeelor active cu d

cie micarea vertical (ascendenti descendent) a volumelor de aer, care

determin amestecarea stratelor pn la

troposferei). i acest fenomen poate fi att de origine termic ct i dinamic:

- convecia termic este determinat de nclzirea inegal a unor

compartimente mari ale su

(cmpuri agricole, pduri, lacuri) care

conduc la apariia stratificrii instabile

(aer cald i uor jos i aer mai rece i mai

greu deasupra). Curenii ascendeni

mpreun cu cei descendeni asociai

alctuiesc celule convective avnd viteze

care pot depi 20 m/s. Dup apariia produselor de condensare convecia este

susinut de energia eliberat sub forma

cldurii latente de vaporizare. Convecia

nceteaz la limita superioar a troposferei

te sau chiar mai mare, condiii n care

!!!Aerul cald este mai uor n condiiile n care, n timpul nclzirii unui volum de aer,moleculele gazelor absorb ener

Geneza fenomenului de convecie termic

(http://www.uoguelph.ca)

c aerul de deasupra are aceeai

i nceteaz;

25


26/107

ndeprteaz unele de celelalte i n consecin respectivul volumul de aer se dilat. n aceste

condiii scade densitatea aerului, iar aerul devine mai uor.

- convecia dinamic apare atunci cnd aerul n micare orizontal (sub form de vnt)

ntlnete n calea sa obstacole de mari dimensiuni (muni c.d. orografic, un alt strat de aer

cele m

transm

ldur

rmin

rcirea iune.

important rol n transferul termic pe suprafee

aerului

ilnice de temperatur se ating n intervalul orar

14,00-15,00, adic mai trziu cu circa 1-2 ore comparativ cu suprafaa terestr, iar minimele

nainte

termic medie diurn are anumite caracteristici:

elui deasupra orizontului;

maximelori a minimelor de

c.d. frontal).

Convecia i turbulena sunt procesele

ai importante n ceea ce privete

i

iterea cldurii pe vertical n atmosfer.

- condensarea vaporilor de ap este

nsoit de degajare de cldur sub forma

c i latente de vaporizare (600 cal/gH2O).

Prin sublimare se mai degaj o cantitate

suplimentar de energie (+80 cal/gH2O).

- advecia - indic deplasarea maselor de

aer pe orizontal, fenomen care dete

Fenomene de convecie i turbulendinamic (http://www.fas.org)

sau nclzirea aerului dintr-o reg Alturi de convecie acest fenomen are cel mai

extinse.

4.3. Variaia n timp i spaiu a temperaturii

4.3.1. Variaia diurn a temperaturii

n condiii normale, valorile maxime z

de rsritul Soarelui.

Amplitudinea termic diurn indic diferena n grade dintre temperaturile extreme dintimpul unei zile. Amplitudinea

- scade odat cu creterea latitudinii, de la circa 12C la tropice (maximele pot ajunge

i la peste 20 C) la 1-2 C la poli ;

- este mai mare vara i mai redus iarna la latitudini mijlocii i mari n funcie de

amplitudinea diurn a nlimii Soar

- pe uscat, scade odat cu creterea nlimii, ca urmare a slbirii influenei suprafeei

active pe msura creterii altitudinii; de asemenea momentele

26


27/107

tempe

pe usc

ne acolo unde maximele i minimele ntrzie cu circa 1 lun.

ru tipuri

ra

ontinentelori atunci cnd cerul este senin.

iferena n grade dintre temperaturile medii

lunare extreme din timpul unui an. Amplitudinea termic medie anual:

ariaia este mai mare

a

tur sufer ntrzieri (ex. la nlimea de 2000 m maxima diurn apare spre sear, iar

amplitudinea nu depete, n mod normal, 1 C);

- amplitudinile sunt mai ridicate deasupra formelor negative/concave de relief datorit

suprafeei mai mari de contact cu aerul, deasupra c

4.3.2. Variaia anual a temperaturii

Amplitudinea termic anual indic d

- crete de la Ecuador (1-5 C) spre poli (35 C), odat cu creterea variaiilor nlimii

Soarelui deasupra orizontului i a variaiilor lungimii nopii i a zilelor. V

t i n emisfera nordic;

- scade odat cu cresterea altitudinii i n locaiile cu forme convexe de relief;

- este mai redus pe ocea

n urma analizei variaiilor anuale de temperatur, pe Glob, se pot distingepat

de variaii anuale a temperaturii:

27

Tipuri de regim termic anual(de la stnga la dreapta i de sus

n jos: ecuatorial, tropical,

temperat oceanic i continental,polar)


28/107

- ecuatorial cu dou maxime i dou minime slab schiate dup echinocii (max apr, oct.) i dup solstiii (min. Ian i iul.); amplitudini reduse (1C pe oceane i

litoral i pn la 5 C pe uscat);

- tropical cu un maxim dup solstiiul de vari un minim dup solstiiul de iarn;amplitudini de 5C pe oceane i litoral i pn la 15 C pe uscat;

- temperat - cu un maxim dup solstiiul de vari un minim dup solstiiul de iarn;amplitudinea crete odat cu creterea latitudinii i deprtarea de oceane (de la 10

C pe litoral pn la 50-60 C pe continente);

- polar - cu un maxim dup solstiiul de vari un minim dup solstiiul de iarniamplitudini ridicate 25-65C;

4.4. Procese adiabatice n atmosfer

4.4.1. Repartiia temperaturii pe vertical

Repartiia temperaturii pe vertical este caracterizat prin gradientul termic vertical :

=DT/100m;

Gradientul termic vertical poate fi negativ, pozitiv i neutru. Acest parametru prezint

o variaie ridicat, atingnd valori i ridicate pe primele sute de

metrii (1C/100 m).

imb caloric (schimb redus radiativ i prin

ridic

urm

de volumului, iar n condiiile n care nu

descenden petrec invers, aerul comprimndu-se, fenomen careonduce la mrirea rezervei de energie i la creterea temperaturii.

medii de 0,65 C/100 m, ma

4.4.2. Procese adiabatice n atmosfer

Deplasarea convectiv ,,fr schconductivitate) cu mediul atmosferic nconjurtor se numete proces adiabatic, aerul care se

suferind transformri de volum, densitate i presiune.

Ridicarea unui volum de aer determin apariia destinderii adiabatice a acestuia ca

are a presiunii mai reduse din stratele mai nalte ale atmosferei. Acest fenomen este nsoit

un lucru mecanic care consum cldura din interiorul

exist schimb de cldur cu exteriorul, scade temperatura acelui volum de aer. n cazul

ei volumului de aer lucrurile sec

28


29/107

Procesele pseudoadiabatice apar atunci cnd n micarea de ascensiune a aerului peste

anumite pante muntoase se produc fenomene de condensare cu degajare de cldur astfel nct

temperatura volumului de aer sufer o

scdere mai redus pe vertical (sub 1

s

temperatura crete constant cu 1 C /100

m astfel nct la aceleai altitudini va fi

mai cald pe versantul opus circulaiei

!Un volum de aer se rcete pe msur ce urc, pentru c ajunge n strate din ce n

ce ma ste maxim la baz ), aerul se dilat , iar

moleculele pierd energie n situaia n care parcurg distane mai mari i consumenergie.

icei sute de metri);

stratificaie stabil;- prezena anumitor fenomene - este vizib

joase.

Clasificarea invesiunilor:

- dup altitudinea la care se produc:- la sol (mai periculoase n cazul spaiilo- n atmosfera liber.

C/100 m). Pe versantul opu

maselor de aer ca urmare a aciunii

proceselor de foehnizare.Reprezentarea schematic a formrii foehnului

!!

i puin dense (densitatea atmosferei e

4.5. Inversiuni de temperatur

Inversiunile de temperatur indic creterea temperaturii pe vertical, adic invers

comparativ cu situaia normal.

Invesiunile de temperatur sunt caracterizateprin:

- durat redus, n cursul dimineilor, n zona cald i ridicat, iarna, n zoneletemperate i reci;

- grosime redus n raport cu grosimea troposferei (de ob- intensitate caraterizat prin gradientul termic pozitiv ;- favorizarea polurii fiind un strat de reinere, n condiiile n care dezvolt

il uneori prin apariia ceii n spaiile

r poluate);

- dup genez:

29


30/107

- i. de radiaie (termice): stratul de aer n contact cu uprafaa terestr se rcete

ce

(pn la 500 m);

iv, de durat, a suprafeei active, n condiii de

);

ent conduce la comprimarea i

perat-

ie;

de aer mai cald peste uscatul mai rece;

ini temperate);

ui cald deasupra aerului mai rece.

Situaie cu stratificare termic normal (sus) i inversiune de temperatur (jos)

mai intens comparativ cu stratele de deasupra, asfel c temperatura crete pe

vertical (inversiuni la sol);

-nocturne specifice regimului anticiclonic, cu grosimi mari n anotimpul re

-de iarn prin rcirea porgresregim anticicloni persistent (pn la 1500 m

opicali - micarea descend

deplasarea unei mase

dnci i spaiile depresionare la latitud

carea aerul

-de zpad prin rcirea radiativi consum de cldur rezultat n urma topiriizpezii;

- i. dinamice:-de comprimare/anticiclonice: apar n anticiclonii tropicali stabili i cei

perioadici extratr

nclzirea adiabatic a aerului la nlimi de 1-2 km; n zonele tem

continentale i. dinamice se unesc uneori cu cele de radia

-ale vntului de altitudine ;-de advecie prin-orografice aerul mai rece i mai dens de pe culmi se scurge n vi (frecvent n

vile a

-frontale prin alune

30


31/107

Cap. 5. Vaporii de ap din atmosfer

Vaporii de ap joac un rol esenial n favorizarea efectului de ser, iar prin

ndensare constituie factorul primar al formrii norilori a precipitaiilco or.

de agregare (lichid,

solid iplu) la o

temperatur de 0,0075C i o tensiune a vaporilor de 6,1 mbar. n anumite condiii de mediu

apa poate trece dintr-o faz n alta prin intermediul proceselor de evaporare(lichid gazoas), condensare (gazoaslichid), sublimare (gazoassolid), desublimare

(solid zoas), nghe (lichidsolid) i dezghe (solidlichid).

condiii de temperaturi presiune constante, transformrile de stare sunt nsoite de

un important schimb de energie caloric, numai pentru evaporare consumndu-se circa 22%

din energia primit de la Soare. De remarcat faptul c moleculele de ap absorb sau cedeaz

energie fr a modifica temperatura apei n stare lichid sau a gheii, vorbindu-se n acest caz

despre un fel de temperatur ,,ascuns, sau ntr-o formulare tiinific, despre cldura

latent chimbrile de faze sunt nsoite de:

consum de energie: 597 cal/gH2O la evaporare (cldur latent de vaporizare), 80

cal/gH2O la topirea gheii (cldur latent de topire) i 597 cal/gH2O+80 cal/gH2O la

desublimare; n aceste procese e nevoie de o anumit energie pentru a rupe catenele

oleculelor de ap;

- eliberare de energie: 597 cal/gH2O la condensare (c

cal/gH2O la ngheul cal/gH2O n cadrul

procesului de sublimare (cldur latent de sub are).

O.

vaporilor de ap n atmosfer

5.1. Sistemul de faze al apei

Apa este un compus chimic care se poate prezenta n trei stri

i gazoas). Cele trei faze ating starea de echilibru (aa-numitul punct tr

-ga

n

. S

-

m

ldur latent

apei (cldur latent de solidificare) i 677

de condensare), 80

lim

Creterea temperaturii influeneaz valorile cldurii latente de vaporizare astfel nct la

temperatura de fierbere a apei (100C) nu mai e nevoie dect de 539 cal/gH2

5.2. Originea i rspndirea

Vaporii de ap reprezint unul dintre componentele gazoase ale aerului a cror

proporie este foarte variabil oscilnd de la aproape 0% n regiunile tropical uscate i cele

31


32/107

temperat-continentale (iarna) pn la 4 % n regiunea ecuatoriali regiunile tropical umede

(0,4-1,3 % n regiunea temperat).

O pondere covritoare din volumul de vapori de ap existent la nivelul atmosferei

terestre provin de pe suprafaa Oceanului Planetar prin intermediul procesului de evaporare

(86 %

lichidului, cu viteze i direcii variabile,

vaporilor de ap n atmosfer se

mnd apoi a fi transportai pe

vertical

era liber prin

vorizarea fenomenelor convective n condiiile n care densitatea lor nu reprezint dect 5

optimi

iteza de evaporare, adic cantitatea de ap evaporat ntr-un anumit interval de timp

(g/m/s

olurile argiloase cu ascensiune capilar mai accentuat seevapor

rocesul de transpiraie al plantelor.

!Evapotranspiraia procesul de pierdere combinat de umiditate de pe o anumitsuprafaatt prin evaporare directde pe sol cti prin transpiraia plantelor.

din toat apa evaporat anual, respectiv din 525000 km). Restul de 14 % se evapor de

pe suprafeele continentale: lacuri, cursuri de ap, mlatini, soluri, zpad i ghea,

transpiraia plantelor, vulcanism etc.

n condiiile apei n stare lichid, n funcie de temperatur, moleculele de ap se

deplaseaz dezordonat n interiorul

o parte din molecule nvingnd fora de

coeziune a apei i trecnd n mediul

atmosferic. Astfel iniial rspndirea

efectueaz prin intermediul proceselor

de difuzie molecular (evaporare)

ur

Reprezentare schematic a procesului de

evaporare (http://www.tapintoquality.com)

i orizontal avnd la baz procesele de difuzie turbulent, convecie i advecie. De

menionat faptul c nsui vaporii de ap contribuie la rspndirea lor n atmosf

fa

din densitatea aerului uscat.

V

), este direct proporional cu temperatura aerului, deficitul de saturaie i viteza

vntului i invers proporional cu presiunea atmosferic i salinitatea apei. Intensitatea

evaporrii mai este influenat, de asemenea, de:

- textura solurilor - de pe s mai mult ap;

- formele de relief - deasupra formelor pozitive de relief valori mai ridicate ca urmare

a schimbului turbulent mai intens;

- gradul de acoperire cu vegetaie evaporarea este mai accentuat deasupra solurilor

mpdurite n acest caz intevenind i p

32


33/107

5.3. Mrimile care definesc umezeala atmos

Proprietatea fizic a atmosferei asociat preze

de umiditate atmosferic. Principalii parametri asocia

- tensiunea vaporilor (e, mbar) presiunea

atmosferic. Tensiunea maxim (E)=tensiunea de satur

- umezeala absolut (a, g/m) cantitatea de

volum. U itatea a u

- umiditatea specific (s, g/kg) cantitatea

feric

nei vaporilor de ap poart denumirea

i umezelii aerului sunt:

proprie a vaporilor de ap n aerul

aie;

vapori de ap coninut n unitatea de

bsol t de saturaie;

de vapori de ap /unitatea de mas;

invariabil n raport cu schimbrile de temperaturi presiune a aerului;

- umiditatea relativ (R, %) exprim gradul de saturare al atmosferei cu vapori de

ap

miditatea maxim absolut (A)=umid

( )%100=a

R ; cnd a=A, RA

Creterea de temperatur determin scderea umiditii relative n condiiile n care

scade umiditatea absolut (a) (Fig.2);

=100 %, adic aerul este saturat cu vapori de ap

de aer pentru a

Modul n care umiditatea relativ se modific odat cuschimbarea temperaturii (HUPhysical Geography.net

- deficitul de saturaie (D, %) diferena dintre A i a sau E i e la o anumittemperatur.

aAD =

- punctul de rou () temperatura la care trebuie s coboare un volum

deveni saturat, la presiune constant. Dac e=E i a=A atunci t= .

33UH)


34/107

Cap.6. Condensarea vaporilor de ap

La temperaturi mai mari dect cele ale punctului de rou, dou molecule de ap care se

ciocnesc se resping reciproc. Dac temperatura scade moleculele au mai puin energie i semic

neaz. Astfel se formeaz legturi ntre unul dintre atomii de hidrogen ai unei molecule

de api atomul de ox ensare

turi foarte fine de ap). n aceste condiii moleculele nu mai au nevoie de atta energie

pentru a se m

2003).

rii

6.1.1. Rcirea aerului pn la punctul de rou

umiditatea r

n unitatea de volum

care se condenseaz sau sublimeaz alctuind picturi fine de ap sau ace de ghea.

cirea aerului pn la punctul de rou se realizeaz prin intermediul unei game

variate de procese: rcire prin radiaie nocturn, advecia maselor de aer cald, amestec a dou

mase de aer, procese adiabatice etc.

a nucleelor de condensare

Nucleele de condensare sunt particule microscopice solide sau lichide cu proprieti

higroscopice care se afl n stare de suspensie n aer. Nucleele de condensare au n principal

origine maritim alc nite n urma pulverizrii

apei de pe crestele valurilor. Mrimea lor variaz de la 0,1-1 m (rareori 5-6 m) iar

densitatea de la cteva mii scznd odat cu

creterea altitudinii. Cele mai active au raza de aproximativ 1 m nucleele cu dimensiuni mai

reduse

mai lent. n momentul n care un volum de aer ajunge la punctul de rou moleculele

fuzio

igen al alteia formnd iruri scurte asociate produselor de cond

(pic

enine elibernd o surplusul sub forma cldurii latente de vaporizare (Terra,

6.1. Factori genetici ai condens

Procesul de condensare se produce atunci cnd eE i aA adic atunci cnd

elativ atinge sau depete 100 %. Dac temperatura scade sub punctul de rou

atunci aerul devine suprasaturat rezultnd un surplus de vapori de ap

R

6.1.2. Prezen

tuind cristale fine de sruri higroscopice prove

de particule ntr-un cm pn la sute de mii/ cm

nefiind de obicei active. n aceste condiii numrul picturilor de ap din cea i

34


35/107

nori/unitatea de volum este ntotdeauna mai redus comparativ cu numrul nucleelor de

consensare.

6.2. Forme de condensare a vaporilor de ap

n funcie de nivelul la care se produce condensarea/sublimarea n atmosfer se

disting

ratului;

forme de condensare n stratul inferior al atmosferei;

peratur

corespu

ii orizontale.

oua este o form

lichid

caloric i conductivitate termic reduse. Astfel de condiii sunt ntrunite mai

ales de ctre vegetaie care include mari cantiti de celuloz i n plus are i o suprafa

radiativ entar de ap (mai rar n

pdure, acolo unde coronamentul ecraneaz procesul de rcire).

:

- forme de condensare la nivelul subst

-

- forme de condensare n atmosfera liber.

6.2.1. Condensarea la nivelul substratului

Condensarea/sublimarea la suprafaa de contact dintre aer i substrat (pe sol, roci,

plante, difrite obiecte etc.) apare n urma scderii temperaturii sub valoarea de tem

nztoare punctului de rou. n urma acestor procese iau natere produse de condensare

lichide (roua, depuneri lichide) sau solide (bruma, chiciura, poleiul, depuneri solide), reunite

sub denumirea generic de ,,precipita

a. Roua

R de condensare

de forma unor picturi fine de ap

care prin unire dau picturi mai mari. De

obicei apare n condiii cu aer umed i

turbulen slab n nopile senine, spre

sfritul anotimpului cald la latitudinitemperate, la temperaturi pozitive, n urma

rcirii substratului cauzat de radiaia

nocturn intens. Se formeaz pe suprafee

cu capacitate

mare, iar n urma transpiraiei rezult o cantitate suplim

35


36/107

b. Bruma

Bruma este un produs de sublimare care se

prezint n

ristale foarte fine de ghea, dezvoltat la suprafaa

solului

sub 0C. La latitudini temperate acest fenomen este

specific

. Chiciura

prezint sub forma unei ma

casant eaz

uctori e

calm at

ri sub -

ic

ot sepa

suprar

are vremea a fost rece (la

temperaturi ale suprafeelor mai mari de 0C depuneri lichide iar la temperaturi negative

depunseri solide depuneri solide de ghea opac).

Poleiul, specific n regiunea rii noastre la nceputul i sfritul iernii, se prezint subforma unui strat compact de ghea, dens, transparent sau opac. Apare n condiiile n care

sub forma unui strat albicios, alctuit di

c

sau a obiectelor a cror temperatur scade

mai ales n jumtatea rece a anului, cnd

temperatura scade sub 0C (mai frecvent la -2...-3

C). Bruma reprezint un pericol pentru unele specii de plante cultivate atunci cnd se

produce primvara trziu sau toamna devreme.

c

Chiciura se se cristaline alb,

direct pe plante

tc.). Astfel de

mosferic sau

10 C) i n

turi suprarcite i

ra dou tipuri

cite n contact

, cu structur foarte fin care se form

sau diferite obiecte (pe ramuri, garduri, cond

fenomene apar mai ales iarna n condiii de

vnt foarte slab, temperaturi sczute (uneo

prezena unor mase ceoase n care plutesc p

cristale de ghea. Dup modul de formare, se p

de chiciur:

- c. tare prin nghearea picturilor

cu diferite obiecte;

- c. moale prin sublimarea vaporilor n jurul nucleelor de ghea.

d. Depunerile solide i lichide iau natere, pe obiectele/suprafeele expuse vntului, cu

ocazia invaziilor de aer cald, umed i ceos n regiuni n c

e. Poleiul

36


37/107

pictur mperaturi negative (de obicei 0...-1C).

transporturile rutiere.

sferei ceaa

talelor de ghea rezultate n urma

aer din imediata vecintate a suprafeei

Ceaa poate lua natere i n condiiile n care umiditatea relativ nu atinge sau

depe cazul n care temperaturile sunt foarte sczute.

temperaturi negative i

lasificarea ceurilor

t fi clasificate dup mai multe criterii mai importante fiind procesele fizice

i cond

ile suprarcite de ploaie cad pe suprafee cu te

Poleiul reprezint un fenomen de risc ndeosebi pentru

6.2.2. Condensarea n stratul inferior al atmo

Acumularea picturilor de ap i a cris

condensrii/sublimrii vaporilor de ap n stratul de

terestre slbete transparena aerului dnd natere fenomenului de cea atunci cnd

vizibilitatea scade sub 1 km.

te 100 % n

Picturile de ap care formeaz ceaa variaz ntre 2-5 m la

chiar 50-60 m la temperaturi pozitive.

Dimesiunea relativ a nucleelor de condensare, particulelor de condensare i a picturilor de ploaie(http://apollo.lsc.vsc.edu)

C

Ceurile po

iiile locale implicate n geneza lor. Avnd n vedere aceti factori se pot separa:

- c. de radiaie caracteristice spaiilor continetale, cu o frecven mai ridicat n

zonele depresionare care apar n urma rcirii radiative a suprafeei terestre i implicit a aerului

din imediata vecintate;

37


38/107

- c. de evaporare apar atunci cnd temperatura aerului este mai redus comparativ cu

a suprafeelor de evaporare; frecvente dimineaa, toamna deasupra suprafeelor acvatice;

urent oceanic cald i unul rece, iar iarna n regiunile temperate;

lui cald n

condii

c. de amestec prin amestecul a dou mase de aer cu temperaturi diferite, aproape

saturate cu vapori de ap;

- c. urbane caracteristice spaiilor urbane depresionare, cu o frecven ridicat a

inversiunilor de temperatur i o concentrare ridicat de fabrici care evacueaz importante

cantiti de nuclee de condensare (fabrici de ciment, termocentrale).

6.2.3. Condensarea n atmosfera liber norii

Norii sunt hidrometeori constituii ca i ceaa din particule foarte fine de api ghea

aflate n sus ensie, deosebirea fa de cea constnd n formele complexe pe care le mbrac

i nlimea la care apar (n atmosfera liber). Acetia delimiteaz poriuni din atmosfer n

are se ntrunesc condiii propice condensrii.

. Clasificarea norilornaional a norilor a fost realizat de Luke Howard, farmacist

englezolului

al XIX

ional care reunete o serie de criterii (altitudinea la care se

dezvolt

- c. de advecie apar n condiiile n care mase de aer mai cald invadeaz regiuni la

nivelul crora suprafea terestr sau acvatic are temperaturi mai coborte. Acest tip de cea

de obicei acoper suprafee foarte extinse, avnd o frecven mai ridicat n spaiile litorale, n

locurile de contact dintre un c

- c. frontale specifice liniei de separare a dou mase de aer, confundndu-se n

spaiile mai nalte cu sistemele noroase; uneori apar nainte de trecerea frontu

ile n care aerul mai rece de sub front este strbtut de precipitaii ,,mai calde (cea

de evaporare);

-

p

c

a

Prima clasificare inter

pasionat de meteorologie, fiind influenat de sistemul denumirilor din biologie(familie, gen, specie, varietate). Primul atlas internaional de nori a aprut la sfritul sec

-lea, ulterior suferind nbuntiri succesive astfel nct n anul 1958, sub patronajul

OMM, apare atlasul n formatul care se pstreazi la ora actual.

Clasificarea interna

, geneza, forma) ncadreaz norii n 4 familii mprite la rndul lor n genuri, specii

i varieti :

- familia norilor superiori include genurile Cirrus (bucl) - Ci spissatus, uncinus,intortus, fibratus etc., Cirrostratus - Cs fibratus, nebulosus, Cirrocumulus - Cc stratiformis,

38


39/107

nebulosus, lenticularis, floccus; sunt nori de forma unor filamente, bancuri, benzi, pnze sau

straturi, de culoare alb, cu baza cuprins ntre 6000-10000 m, care nu genereaz precipitaii;

prevest

. Precipitaiile atmosferice

ilia norilor inferiori: Stratocumulus Sc undulatus, translucidus, lenticularis,

ormis, perlucidus, Stratus (strat) St - nebulosus, fractus, pannus,

Nimbostratus (Ns; nim

esc uneori, cu cteva ore nainte, apariia fronturilor atmosferice;

Principalele tipuri si subtipuri de nori (Thompson, 2002)

- familia norilor mijlocii cuprinde dou genuri Altocumulus Ac lenticularis,

castellanus, stratiformis i Altostratus As translucidus, opacus. Norii din aceast grup au

culoare cenuie sau albicioas, cu baza situat ntre 3000-5000 m

asociate cad rareori i n cantiti reduse.

- fam

castellatus, stratif

bus-ploaie). Norii din acest categorie se prezint sub forma unui strat

continuu sau destrmat, de culoare cenuie, cu baza destul de cobort (pn la 100 m),

putnd intra uneori chiar n contact cu ceaa. Cu deosebire norilor Ns le sunt caracteristice

precipitaiile de durat, ns cu intensitate redus.

39


40/107


41/107

Cap.7. Precipitaiile atmosferice

7.1. Forme i tipuri de precipitaii

Precipitatiile atmosferice cuprind totalitatea produselor de condensare si cristalizare a

vaporilor de apa din atmosfera, denumite si hidrometeori, care cad din nori sau cea si ajung

la suprafata pamantului.

Precipitaiile atmosferice sunt clasificate dup mai multe criterii :

a. dup modul n care au luat natere (genez):- de convecie termic;

Tipuri de precipitatii dup genez

(http://www.grc.k12.nf.ca/climatecanada/images/front_rain.gif)

. dup modul de manifestare:- precipitaii continue de lung sau sc rt durat ;- averse precipitaii cu durat redus i intensitate mare;- burni.c. dup starea de agregare:- lichide: ploaie, burnita ;- solide: ninsoare, grindin, mazariche;- sub ambele forme in acelasi timp (mixte): lapovita.d. dup forma de pploaia cu picturi de ap care variaz de la 0,5 la 5 mm;

siuni mai mici de 0,5 mm care cad din cea saunori stratiformi;

- frontale;- orografice.

b

u

recipitare:

-

- burnia picturi de ap de dimen

41


42/107

- lapovia cdere concomitent att sub form de zpad ct i de ploaie;

ente de ghea cu

ri care nsoesc aversele de ploaie;

recipitaiilor

Formarea produselor de precipitare este legat de creterea picturilor de ap sau a

celor n stare solid pn la o greutate suficient de mare ca s poat nvinge rezistena indus

de frecarea cu aerul sau curenii ascendeni.

Viteza de cdere liber a picturilor de ap sau a fulgilor de zpad este dependent de

mrimea i greutatea acestora atingndu-se la un moment dat o vitez constant numit v.

terminal. Viteza terminal n condiiile lipsei curenilor atmosferici variaz ntre 0,3 i 1,5

/s n cazul burniei, 0,3-2,5 m/s n cazul ninsorilor, atingnd circa 9 m/s n situaia cderii

celor mai mari picturi de ploaie (6-7 m se dezintegreaz la

atingerea unor vitez

pitaiilor (transformarea apei din

r s realizeze creterea

i suficient de rapid a particulelor mici de ap i transformarea lor n

(mecanismul de distilare) se realizeaz prin

n norii alctuii att din picturi de apbus sau Nimbostratus), adic

ransferul de vapori de ap, de pe picturile de ap pe

particu care uneori se topesc i se

transfo

- ninsoarea precipitaie solid alctuit din cristale fine de ghea;

- mzrichea precipitaie solid sub form de mici granule sferice sau conice (poate

fi moale sau tare);

- grindina precipitaie alctuit din granule, sfere sau fragm

dimensiuni de pn la 5 cm i izolat chiar mai ma

7.2. Geneza p

m

mm). Picturile mai mari de 6-7 m

e terminale de peste 10 m/s.

Factori genetici:

a. Condensarea procesul de baz n geneza preci

stare de vapori n picturi fine de ap) care, ns nu poate singu

continu, progresiv

precipitaii;

b. Mecanismul Bergeron-Findeisen

creterea cristalelor de ghea prin sublimaresuprarcite ct i din ace de ghea (de obicei nori Cumulonim

sisteme coloidale instabile; const n t

lele de ghea care se transform treptat n cristale de zpad

rm n picturi de ploaie pn la contactul cu solul;

42


43/107

a mecanismului de distilare

617772920-Wegener-Bergeron-Findeisen_proces01.jpg)

ii coaguleaz. Captura

este un proces asociat cderii

ionale i const n fuzionarea

n spatele ei crend condiii

rile neutre;

micarea brownian ;

- micarea turbulent i descendente mresc probabilitatea

ciocnirii picturilor.

!!! Ploaia poate fi generat i n mod artificial prin nsmnarea

norilor cu iodur ii i mrimii produselor de

condensare.

Reprezentare schematic

(http://www.kennislink.nl/upload/147072_962_1140

c. Coagularea (coalescena) care const n fuzionarea picturilor de ap ca urmare aciocnirii acestora prin :

- cdere liber gravitaionali ciocnirea picturilor procesul cel mai important care

asigur creterea picturilor de ap dup condensare. n acest caz picturile mai mari cu vitez

proporional mai mare le ajung pe altele mai mici iar n anumite condi

de siaj

gravita

mic

unor picturi de greutatea asemantoare pictura aflat mai jos creaz un

spaiu aerodinamic cu densitate mai

prielnice de captare pentru o pictur

care o urmeaz n imediata vecintate;

- atracie electric n nori

Cumulonimbus acolo unde curenii puternici favorizeaz separarea picturilor cu sarcini electrice contrare crescnd astfel

probabilitatea de ciocnire i fuzionare comparativ cu pictu

Procesul de coliziune-coalescenta

( http://www.srh.noaa.gov/ohx/educate/collision_coales.gif)

-

micrile ascendente

i intensificat

terea densitde argint, fenomen urmat de cre

43


44/107

7.3. Variaia precipitaiilor la nivel global

Cantitatea precipitaiilor difer foarte mult n timp i spaiu la nivel global ca urmare a

urmare a combinaiei favorabile sau mai puin favorabile a factorilor pluviogenetici (factori

dinamici, altitudinea, orientarea culmilor montane, deprtarea de oceane etc.). Astfel exist

regiuni cu precipitaii bogate tot timpul anului (zona ecuatorial, vestul continentelor la

latitudini temperate), z (arealele musonice i

i areal

de la civa mm n Deertul Atacama (sub 3 mm n nucleul cel mai

arid), p

rec

a

ipitaii bogate de tip convectiv aproape zilnice;

i 2 minime dup solstiii.

one i regiuni cu un sezon secetos i unul umed

ona subecuatorial) i areale permanent aride (deerturile tropicale i cele temperate precumz

e din regiunile polare). La nivel global cantitatea medie anual de precipitaii variaz

ntr-un ecart foarte larg,

n la peste 10000 mm n regiunea Assam din nord-estul Indiei (Mawsynram, 11,871

mm).

Cantitatea medie anual a p(http://www.climate-charts.com/im

ipitaiilor la nivel globalges/world-rainfall-map.png)

7.4. Tipuri de regim pluviometric

7.4.1. Tipul ecuatorial

- localizare: ntre latitudinile de 10 N i S (cu deosebire n spaiul aferent bazinelor

hidrografice Amazon, Congo i Arhipelagul Indonezian);

- prec

- 2 maxime slab evideniate la/dup echinocii

44


45/107

Iquitos, Peru 4 lat. S , Elevation: 104 m

7.4.2. Tipul subecuatorial

- localizare: ntre 5-12 n ambele emisfere (mai ales n Africa);

- precipitaii bogate de tip convectiv n perioada de var (perioada maxim de insolaie

din preajma solstiiului de var a fiecrei emisfere);

- perioada secetoas corespunztoare alizeului corespunztoare sezonului de iarn este

cu att mai lung cu ct ne apropiem de tropice.

in, Australia 12.5 S , Elevation: 27 m

sonul de var

aduce m

presiune mai mare;

- iarn reciei de aciune a

musonului (dinspre continent spre ocean);

Darw

7.4.3. Tipul musonic

- localizare: cu deosebire n Pen. India i Indochina

- precipitaii foarte abundente n timpul sezonului de var atunci cnd mu

ase de aer ncrcate cu o mare cantitate de vapori dinspre spaiile oceanice cu

a apare o perioad secetoas ca urmare a inversrii di

45


46/107

- include regiunea cu precipitaii maxime absolute (NE Indiei circa 10000-12000

mm).

localizare: ntre 15-35 n ambele emisfere, uneori la latitudini mai reduse;

precipitaii sczute cantitativ i neregulate ca urmare a regimului predominant

anticiclonic i a inversiunilor termice din alizee (cvasilipsa curenilor ascendeni);

include regiunea cu precipitaii minime absolute (Deertul Atacama 3-20 mm).

e Mrii Mediterane, California, Chile etc);

Mangalore, India 13 N , Elevation: 22 m

7.4.4. Tipul deertic-tropical

-

-

-

Berbera, Somalia 10.5 N , Elevation: 8 m

7.4.5. Tipul mediteranean

- localizare: la nord de tropicul Racului i la sud de tropicul Capricornului (spaiile

riveran

46


47/107

- var secetoas sub influena anticiclonilor subtropicali crora le sunt specifice mase

de aer uscat;

iarna regiunile sunt afectate de ciclonii latitudinilor mijlocii determinnd cderea

unor cantiti destul de mari de precipitaii, mai rar sub form solid

oceanic:

i S;

precipita caracter permanent i aactivit

iarna prec tivitii ciclonice.

, Elevation: 5 m

are: n interiorul continentelor la latitudini temperate;

- precipitaii tot mai reduse odat cu ndeprtarea de spaiile litorale;

-

Los Angeles, USA 34 N , Elevation: 37 m

7.4.6. Tipul temperat

- localizare: pe oceane i n vestul continentelor ntre 40-60 lat. N

ii bogate mai ales sub influena vnturilor de vest cu

ipitaiile sunt uor mai bogate ca urmare a intensificrii ac

-ii ciclonice intense;

-

London, England 51.5 N

- continental:

- localiz

47


48/107

- un maxim al precipitaiilor n anotimpul estival ca urmare a intensificrii conveciei

termice deasupra uscatului.

W

ceanic i cel continental.

polar

ne Antarcticii;

innipeg, Canada 50 N , Elevation: 240 m

- de tranziie ntre c.t. o

7.4.7. Tipul

- oceanic:

- localizare: Arctica i mrile i oceanele rivera

continental:

sume

maxim de

aproape nu

- precipitaii maxime iarna cu activitate ciclonic mai intens.-

- localizare: Groenlanda, Antarctica etc.

anuale reduse;

var cauzat de creterea umiditii aerului;

mai sub form solid.

-

-

-

Isachsen, Canada 79 N , Elevation: 35 m

48


49/107

Cap.8. Presiunea atmosferic

.1. Generaliti

resiunea atmosferic fora cu care aerul atmosferic apas asupra Pmntului egal

cu greutatea coloanei de aer cuprins ntre limita superioar a atmosferei i un punct dat.

al presiunea

e mercur nalt de

760 mm ) cu

, lat=45

(detalii exp 1643). Dac condiiile

de m de cele standard la valoarea

citit surare a presiunii

atmo

terea altitudinii ca urmare a scderii grosimii

i greu asupra Pmntului, mai accentuat ns n stratele inferioare,

unde se ei de atracie gravitaional a

Pmn se mai nregistreaz la 5,5 km i doar o zecime la

18,4 km

radientul baric vertical (variaia presiunii pe unitatea de distan n direcie vertical)

are o valoare normal de 12,8 mb/100 m n timp ce treapta baric (distana pe vertical pentru

care se ealizeaz o cretere/descretere a presiunii cu 1 mb) este de 7,8 m/mb (modificat de

temperatur: la ridicarea cu 1 C a temperaturii t.b. crete cu 4 %). Acest din urm parametru

servete pentru reducerea presiunii la nivelul mrii dac altitudinea nu depete 500 m.

Pentru dini mai mari se folosete formula La Place.

8

P

Presiunea atmosferic norm

loane d

(1013,3 mb, 1013,3 hPa, 1033 gf/cm

1 cm la t=0C, H=0 m

eriena lui E. Toricelli,

surare a presiunii difer

la barometru (instrument de m

sferice) se aplic corecii.

echilibrat de greutatea unei co

suprafaa seciunii de

8.2. Variaia presiunii atmosferice cu nlimea

Presiunea atmosferic scade odat cu cre

tii coloanei care apas

concentreaz marea mas a atmosferei, ca urmare a fore

tului (jumtate din presiunea la sol

).

G

r

altitu

49


50/107

Variaia presiunii atmosferice cu altitudinea

8.3. Variaiile periodice i neperiodice ale presiunii

Presiunea sufer variaii continue ca urmare a nclzirii inegale a diferitelor

compartimente ale suprafeei terestre sau a deplasrii maselor de aer cu temperaturi i

densiti diferite, factori care determin comprimarea sau destinderea aerului. Prognoza

acestor variaii st la baza prognozei vremii.

Ecartul de variaie a presiunii la nivelul scoarei terestre se ncadreaz n ecartul1078,3 mb (Barnaul, Siberia, ianuarie 1900-anticiclonul termic siberian) i 884 mb (Murato,

Japonia, septembrie 1934-taifun), rezultnd o amplitudine baric de 194,3 mb.

Variaia zilnic a presiunii scoate n eviden 2 maxime (orele 10 mai puternici 22)

i 2 minime (orele 4 i 16 mai puternic) puternic perturbate de activitatea ciclonic i

anticiclonic la latitudini medii. Amplitudinile barice diurne sunt mai accentuate la Ecuator

(3-4 mb) comparativ cu regiunile polare (aproape de 0 mb).

Variaia anual este dependent de latitudine, altitudine i natura suprafeei active.Astfel, se evideniaz cteva mari tipuri:

50


51/107

- continental cu un maxim de iarn i un minim de var bine evideniate n zona

temperat din emisfera nordic ca urmare a nclzirii i rcirii puternice a marilor mase

continentale (amplitudini de pn la 37 mb n Cmpia Siberiei);

oceanic cu un mers invers celui continental (amplitudini 5-6 mb la poli i 2-3 mb n

regiunile tropicale);

polari subpolar maxim primvara (temperaturi minime la nivelul gheii) i minim

iarna (activitatea ciclonic intens);

montan cu o maxim de vari o minim de iarn.

.4. Cmpul baric, topografia baric, izobarele

u ajutorul valorilor de presiune se pot reprezenta prin interpolare suprafeele

izobarice (de egal presiune atmosferic). Repartiia spaial a presiunii atmosferice

caracterizat prin sisteme de suprafee izobarice poart denumirea de cmp baric.

Temperatura i presiunea nu sunt uniform distribuite n atmosferi n consecin suprafeele

barice sunt deformate fa de suprafaa orizontal.

iniile care unesc punctele cu aceeai presiune atmosferic se numesc izobare acestea

fiind utilizate n construire mb). Izobarele sunt linii

urbe, sinuoase care nu se intersecteazi contureaz suprafee nchise.

e nivele se folosete metoda

topografiei barice care const n redarea pe harta cu izohipse (linii care unesc punctele cu

aceeai

e presiune atmosferic i fac apariia siteme cu

presiun

sau eliptice n

mosferic ridicat (cu o presiune

t asociate strile cu vreme stabil fiind sursa unor

-

-

-

8

C

L

a hrilor sinoptice (trasate din 5 n 5

c

Pentru reprezentarea presiunii atmosferice la diferit

presiune atmosferic n atmosfera liber) a nivelelor la care se situeaz o suprafa

izobaric fa de nivelul mrii (topografie baric absolut 850, 700, 500, 300 mb) sau fa

de alt suprafa baric (topografie baric relativ).

Ca urmare a modificrilor regionale d

e ridicat sau cobort (sisteme barice):a. ciclonul (D, L) este un sistem de presiune atmosferic sczut (cu o presiune care

nu depete 1010 mb n partea central), cu izobare nchise ovale

care presiunea scade de la periferie spre centru; i sunt asociate strile cu vreme

instabil; micarea n ciclon se produce n sens invers acelor de ceasornic n

emisfera nordici invers n cea sudic;

b. anticiclonul (M, H) este un sistem de presiune atcare nu este mai redus de 1020 mb n partea central), n care presiunea crete dela periferie spre centru; i sun

51


52/107

mase importante de aer (tropical, polar, arctic) ; micarea n anticiclon are direcii

inversate comparativ cu cea din ciclon;

c. talveg - sistem de presiune atmosferic cobort, n form de ,,vale alungit,

prelungirea ciclonului; favorizeaz apariia fronturilor atmosferice;

elungirea anticiclonului;

i anticicloni dispui sub form

de cruce.

ic (Thompson, 2002)

i i principalele sisteme barice

in em i hawaii) la nord i sud de talvegul

n

ngust deseori, situat ntre 2 anticicloni; are izobare deschise sub form de ,,V

situate n

d. dorsal - sistem de presiune atmosferic cobort, n form de ,,culme alungit,situat ntre 2 cicloni, n pr

e. a baric formaiune baric situat ntre 2 ciconi

Principalele forme de relief bar

8.5. Zonele de presiune ale Pmntulu

La nivelul Globului se contureaz cteva mari zone de presiune:

- un bru de presiune uor sczut sub forma unui talveg la ecuator;

- brurile de nalt presiune subtropicale (in emisfera sudica trei celule de presiune;

isfera nordica doua celule oceanice :azore

ecuatorial la latitudinea de 30

- brurile de presiune joas, axate pe paralela de 60, in zona latitudinilor medii pn

zona subarctic;

52


53/107

- centre permanente de nalt presiune (anticicloni termici) n zonele polare.

Zonele de presiune ale Terrei

rurile de presiune se deplaseaz sezonier pe ntinderea ctorva grade de latitudine.

misfera nordic prezint trsturi specifice din cauza marilor ntinderi de uscat ale

Americii de Nord i Asiei, respectiv deasupra uscatului, se dezvolt iarna centre de presiune

nalt, n schimb vara se dezvolt centre de joas presiune; deasupra oceanelor iau natere

formaiuni barice contrare celor de pe uscat. Astfel, iarna deasupra continentelor Asia i

America de Nord se formeaz anticicloni termici (anticiclonul siberian, anticiclonul

canadian) iar deasupra o (depresiunea aleutina si

depresiunea islandeza).

i umede ;

cate ;

vara si toamna provoaca scaderi bruste de temepratura,

B

E

ceanelor Pacific si Atlantic zone depresionare

Sisteme barice cu aciune asupra Romniei sunt:

- anticiclonul azoric - propulseaza mase de aer cald, umed ;

- depresiunea islandeza - in special iarna, genereaza mase de aer reci s

- anticiclonul siberian - in special iarna, genereaza mase de aer reci si us

- ciclonii mediteraneeni - iarna, genereaza in sudul tarii mase de aer calde si umede,

care produc ploi, lapovita, ninsori ;

- anticiclonul scandinav - prim

urmate de ingheturi;

53


54/107

- anticiclonul nord-african - in sud-vestul tarii genereaza mase de aer calde si uscate ;

ticiclonul groenlandez - in vestul tarii genereaza mase de aer rece.- an

54


55/107

Cap.9. Curenii atmosferici

9.1. Generaliti

urenii atmosferici includ totalitatea micrilor efectuate de aerul atmosferic.

ea mai simpl form este reprezentat de vnt, adic micarea aerului n direcie

orizontal, indus n principal de diferen

temperatur i presiune. Vntul ac

dinspre regiunile cu presiune ridicat

cu presiune atmosferic mai redus

rincipalii parametri as

.2. Factorii care influeneaz viteza i direcia vntului la sol

.2.1. Gradientul baric orizontal

ariaia presiunii pe unitatea de distan n direcia n care presiunea scade mai

accentu t poart denumirea de gradient baric. Vectorul asociat acestei fore este orientat

perpendicular pe izobare. n acest context dac suprafeele izobarice sunt paralele cu suprafaa

substratului i orizontale presiunea nu prezint variaii pe orizontal i n consecin nu

acioneaz vntul.

C

C

ele de

ioneaz

nspre cele

.

ociai vntului

/s),

P

sunt: direcia (roza vnturilor cu cele 16 puncte

cardina i intercardinale), viteza (m

structura (laminar, turbulenta, n rafale), durata, intensitatea (scara Beaufort) etc.

icrile pe vertical aprute ca urmare a dezvoltrii proceselor de turbulen,

convec icri turbionare etc. pot atinge n anumite condiii viteze mai mari de 100 m/s

(ex. n tornade).

le

M

ie, m

9

9

V

a

55


56/107

Acesta este ns doar istnd

reparti inegale ale temperaturii i presiunii i nclinri diferite ale

suprafe de orizontal condiii care determin apariia

unui an orizontal i n consecini a vntului.

u ct distana dintre izobare este mai mic adic gradientul

mai ma

ontinentului nostru

g nui uragan n Marea Britanie (31,1 mb/111

efectul Coriolis)

de Cor

ceasornic, condiii n care

tunci cnd aerul se deplaseaz deasupra

suprafe

mic la rndul su, ns cu vitez diferit.

Astfel, er

pa, aerul etc.) sufer o abatere spre dreapta n emisfera no

curs meteo -clima arghius

Documents