lab 24 nov

191
1 Universitatea ,,Ştefan cel Mare” Suceava Facultatea de Istorie şi Geografie Catedra de Geografie Dumitru Mihailă Lucrări practice de Meteorologie şi Climatologie -în lucru- Suceava Ianuarie 2007

Upload: qwertyxx67

Post on 26-Oct-2015

183 views

Category:

Documents


19 download

TRANSCRIPT

Page 1: Lab 24 nov

1

Universitatea ,,Ştefan cel Mare” Suceava Facultatea de Istorie şi Geografie

Catedra de Geografie

Dumitru Mihailă Lucrări practice de Meteorologie şi Climatologie

-în lucru-

Suceava Ianuarie 2007

Page 2: Lab 24 nov

2

Dumitru Mihăilă

Lucrări practice de Meteorologie şi Climatologie -variantă în lucru-

Page 3: Lab 24 nov

3

Organizaţia Meteorologică Mondială şi rolul ei în dezvoltarea meteorologiei

Vremea şi clima a interesat din totdeauna populaţia globului şi de aceea meteorologia s-a

numărat printre primele domenii în care s-a instaurat o cooperare internaţională intensă(N. Topor, 1986). În acest sens s-a simţit nevoia de a se constitui o organizaţie mondială de cooperare în do-meniul meteorologiei care să contribuie eficient şi rapid la dezvoltarea acesteia.

La primul Congres Meteorologic Mondial din 1873 care s-a desfăşurat la Viena, a luat fi-inţă Organizaţia Meteorologică Internaţională (O.M.I.), care s-a definit ca o organizaţie non-guvernamentală cu caracter ştiinţific şi practic pusă în slujba bunăstării populaţiei. Ulterior, a cres-cut interesul lumii pentru evoluţia climei. O.M.I. a facilitat dezvoltarea meteorologiei mondiale care a progresat concomitent cu progresul tehnic şi progresul realizat în ştiinţele conexe (fizica, chimia, geografia, matematica, biologia etc.).

Astfel, în primii 40 de ani (1873 - 1914), O.M.I. a obţinut primele rezultate pe tărâm ştiinţi-fic şi practic prin realizarea unor studii de meteorologie dinamică, colectarea datelor . asupra atmos-ferei prin intermediul baloanelor-pilot etc.

În perioada interbelică, două descoperiri tehnice majore ( radioul şi aviaţia) au revoluţionat meteorologia. Prin înfiinţarea unor comisii tehnice, s-au obţinut rezultate importante în domenii ca: magnetismul terestru, electricitatea atmosferei, radiaţia solară, explorarea atmosferei înalte, in-formaţii sinoptice asupra timpului, meteorologia maritimă, agricolă, polară, folosirea meteorologi-ei în navigaţia aeriană, studiul norilor, ca şi în cadrul anului polar 1932 - 1933, în climatologie şi cooperarea internaţională între instituţiile meteorologice din lume.

La Conferinţa din 1946 de la Londra, după perioada de dificultăţi impusă de cel de-al II-lea Război Mondial, s-a propus să se reactiveze Organizaţia Meteorologică Internaţională, să se defini-tiveze statutul acesteia, a cărei reglementare a fost întreruptă de război. Totodată, s-a propus lărgirea cooperării internaţionale şi stabilirea unor relaţii cu Organizaţia Naţiunilor Unite (O.N.U.). Au ur-mat apoi alte reuniuni, ca cea de la Paris (1946) şi Toronto (1947), la care s-au făcut noi propuneri de îmbunătăţire a activităţii meteorologice ca: introducerea unor simboluri internaţionale din 5 ci-fre care să îndepărteze dificultăţile lingvistice în cooperare, revizuirea atlasului norilor, detectarea precipitaţiilor cu ajutorul radarului, utilizarea zboruri lor pentru studiul unor fenomene, cu deose-bire a fronturilor tropicale etc.

Toate acestea au pregătit pasul următor de creare a unei noi organizaţii, Organizaţia Meteo-rologică Mondială, care a fost acceptată prin Conferinţa directorilor institutelor meteorologice de la Washington din 22.IX.1947 la care au participat 45 de state, inclusiv România, care au devenit membrii fondatori. Convenţia de constituire a noii organizaţii a intrat în vigoare în ziua de 23.III.1950, care a fost declarată Ziua Meteorologică Mondială şi sărbătorită cu această semnifica-ţie din anul 1961.

Începând cu această dată, O.M.M. a devenit organizaţie interguvernamentală recunoscută de O.N.U. ca fiind o agenţie specializată a sa, cu vocaţie universală, care şi-a propus următoarele sco-puri în domeniul meteorologiei (Doina Topor, 1986): - de a facilita cooperarea mondială în ceea ce priveşte stabilirea reţelei de staţii pentru ob-servaţii meteorologice şi alte observaţii geofizice referitoare la meteorologie; - de a încuraja stabilirea şi menţinerea centrelor meteorologice însărcinate să susţină servici-ile meteorologice; - de a încuraja stabilirea şi menţinerea sistemelor pentru schimbul rapid al semnelor meteo-rologice; - de a încuraja normalizarea observaţiilor meteorologice şi de a asigura publicarea unitară a observaţiilor şi statisticilor; - de a încuraja aplicarea meteorologiei în aviaţie, navigaţie marină, agricultură şi alte activi-tăţi practice; - de a încuraja învăţământul şi cercetarea meteorologică şi de a concura la coordonarea as-pectelor internaţionale în _acest domeniu.

Sediul O.M.M. este la Geneva. În această organizaţie sunt incluse 185 de state de pe toate

Page 4: Lab 24 nov

4

continentele, inclusiv România care este membru fondator. Încă de la înfiinţarea sa O.M.M. cooperează cu diferite organisme guvernamentale şi negu-

vernamentale în vederea realizării programelor sale fundamentale ca: Veghea Meteorologică Mon-dială, Programul de cercetare a Atmosferei Globale (GARP), Programul de Cercetare a climei, Sistemul global de cercetare a climei, Programul privind interacţiunea omului cu mediul încon-jurător, care pe parcurs s-au diversificat foarte mult.

Printre organismele internaţionale cu care O.M.M. colaborează se numără: Organizaţia Naţiunilor Unite pentru Alimentaţie şi Agricultură (F AO), Organizaţia Internaţională Consultativă pentru Navigaţia Maritimă (OMCI), Agenţia Internaţională pentru Energia Atomică (AIEA), Orga-nizaţia Aviaţiei Civile Internaţionale (OACI), Organizaţia Naţiunilor Unite pentru Educaţie, Ştiinţă şi Cultură (UNESCO), Organizaţia Mondială a Sănătăţii (OMS) etc.

Prin aceste colaborări, O.M.M. a furnizat date pentru dezvoltare, în general: pentru creşte-rea producţiei alimentare mondiale, îmbunătăţirea navigaţiei maritime şi a securităţii pe mare, asis-tenţă pentru aviaţie şi mărirea securităţii zboruri lor, ameliorarea reţelelor de telecomunicaţii utiliza-te pentru difuzarea prognozelor meteorologice, aprofundarea cunoştinţelor În hidrologie, oceano-grafie şi studierea poluării mediului înconjurător.

O.M.M. are un preşedinte şi trei vicepreşedinţi. Structura organizatorică a O.M.M. se compune din: Congresul Meteorologic Mondial care

constituie organismul suprem, la care participă toţi directorii instituţiilor de profil, Comitetul execu-tiv alcătuit din 29 membri, 6 asociaţii meteorologice regionale (Africa, Asia, America de Nord, Sud-Estul Oceanului Pacific, Europa - inclusiv Groenlanda), 8 Comisii tehnice precum: Comisia Sistemelor de bază, Comisia pentru instrumente şi metode de observaţii, Comisia pentru ştiinţele atmosferei, pentru meteorologie aeronautică, meteorologie agricolă, meteorologie umană, de hidro-logie etc.; secretariatul permanent compus dintr-un secretar general şi un personal tehnico-administrativ.

Cu ocazia împlinirii a 50 de ani de existenţă (23.III.2000), Secretarul general al O.M.M., prof Godwin O.P.Obasi arăta O.M.M. ,,va aplica in continuare meteorologia spre binele omenirii”, deziderat exprimat încă de la începuturile organizării ei şi dovedit cu prisosinţă pe tot parcursul timpului.

În ultimele decenii şi mai accentuat în ultimii ani, O.M.M. s-a impus tot mai mult în viaţa economico-socială a tuturor ţărilor lumii, militând nu numai pentru ,,binele omenirii” ci şi pentru o dezvoltare durabilă în ansamblu. Astfel, dezvoltând o cooperare multistatală şi interstatală, O.M.M. a obţinut rezultate importante în concordanţă cu progresele tehnice.

S-a îmbunătăţit mult dezvoltarea reţelei de observaţii prin apariţia noilor tehnologii satelitare (1961) care au permis lansarea Programului Veghea Meteorologică Mondială.

Astăzi, Programul World Weather Watch (supraveghere mondială a apei) coordonează co-lectarea, procesarea şi diseminarea datelor meteorologice şi oceanografice standardizate, a informa-ţiilor de la sateliţii meteorologici geostaţionari, de la 10 000 de staţii terestre, 1 000 de staţii aerolo-gice, 7 300 vapoare, 300 de balize fixe, 600 balize mobile, 3 000 de avioane, care totalizează peste 70 000 de observaţii zilnice.

Reţeaua meteorologică mondială compusă din 3 Centre Meteorologice Mondiale, 34 de centre meteorologice specializate, 185 de centre meteorologice naţionale, lucrează împreună pentru colectarea, procesarea şi transmiterea zilnică în timp real, a peste 15 milioane de caractere şi 2 000 de hărţi meteorologice globale care răspund la Programul Veghea Meteorologică Mondială.

Prin intermediul acesteia sunt sprijinite alte programe internaţionale geofizice şi de mediu cum sunt: activitatea seismică şi tsunami, mişcarea cenuşii vulcanice şi a substanţelor radioactive rezultate din accidentele nucleare etc.

Multe aplicaţii ale Programului Veghea Meteorologică Mondială se regăsesc în Programul Global de Cercetare a Atmosferei (GARP ÷ din 1967), în Experimentul Atlantei (1974), Experimen-tul Vremii Globale (1970/1979) etc. care au contribuit la îmbunătăţirea prognozelor, în special ale celor de vreme periculoasă

Se apreciază, astfel, că raportul beneficiu-cost a informaţiilor despre vreme şi climă, în multe ţări este de 10la 1. Aceste prognoze au servit totodată la avertizările în timp a dezastrelor na-turale cauzate de vreme de pe urma cărora cad pradă anual, circa 250 000 victime umane.

Page 5: Lab 24 nov

5

Statisticile arată că în ultimul secol, aproape 70% dintre dezastrele naturale au avut cauze meteorologice şi hidrologice (secete, inundaţii, cicloni tropicali, alunecări de teren, incendii şi inva-zii de insecte).

S-a ajuns, astfel ca, datorită prognozelor îmbunătăţite şi difuzate la timp, să se reducă sim-ţitor numărul de victime. De exemplu, în Bangladesh ciclonii tropicali au făcut 300 000 de victime în 1971, dar numai 138 000 în 1991 şi abia 200 în 1994, ca urmare a aplicării programului IDNDR care a urmărit diminuarea numărului de victime şi al pagubelor provocate de asemenea calamităţi naturale1.

De asemenea, progrese evidente s-au obţinut şi în alte programe diverse din domenii ale me-teorologiei cum sunt: studiul ozonului atmosferic, studiul poluării aerului, studiul atmosferei globa-le, studiul modificărilor de mediu, contribuind la punerea în aplicare a Convenţiei - Cadru a O.N. U. pentru schimbări climatice.

Acest ultim fenomen sesizat în ultimii 25 de ani a condus O.M.M. la lansarea campaniei de alertare a comunităţii mondiale asupra cauzelor şi efectelor potenţiale ale schimbării şi variabilităţii climei, încă din 1976 când a pus în discuţie Declaraţia asupra ameninţării climatului global, apoi, în baza Programului Mondial asupra Climei (PCM), O.M.M. a acţionat pentru ca membrii ei să monitorizeze clima, să detecteze eventualele schimbări climatice, să păstreze datele cu şiruri lungi de observaţii şi să efectueze aplicaţii la domeniile economico-sociale.

Sarcinile O.M.M. s-au diversificat tot mai mult de la o etapă la alta în raport cu evoluţia cli-mei şi necesitatea asigurării securităţii bunurilor materiale şi umane.

În ultimul deceniu, un accent deosebit s-a pus pe predicţia sezonieră şi climatică a anomali-ilor de temperatură de la suprafaţa Oceanului Pacific de Sud în episoadele El Nino şi schimbările circulaţiei atmosferice induse de acesta care pot fi folosite În prevederea dezastrelor naturale.

Obiectivele actuale ale OMM, discutate la Conferinţa de la Rio pentru mediu şi dezvoltare, înscrise în Agenda 21 şi reluate în Programul ISDR sunt: controlul deşertificării, a poluării atmos-ferei şi a ploilor acide al căror impact potenţial asupra schimbării climei este deosebit de mare; asigurarea resurselor de apă, a alimentaţiei populaţiei şi a securităţii habitatului, studierea stratu-lui de ozon care prin subţiere slăbeşte planeta de protecţia sa faţă de razele solare ultraviolete cancerigene, asigurarea dezvoltării ţărilor mici, insulare pentru securitate alimentară, producţia şi consumul energetic, habitatul cu mediul urban, sănătatea şi protecţia atmosferei; în formarea pro-fesională şi dezvoltarea resurselor umane, în educaţie şi relaţiile cu mass-media etc.

Pentru depăşirea decalajului dintre serviciile meteorologice din ţările dezvoltate şi cele ale ţărilor în curs de dezvoltare, OMM va promova îmbunătăţirea cadrului legislativ care să promoveze buna funcţionare a Sistemului meteorologic Naţional (SMN) şi să încurajeze pregătirea În noi do-menii pentru a promova principiul schimbului internaţional liber.

De la înfiinţarea sa ca Organizaţie Meterologică Mondială, Institutul Meteorologic din Ro-mânia a beneficiat de toate recomandările făcute de aceasta, de care a ţinut seama în buna organiza-re şi funcţionare a sa şi a unităţilor teritoriale din subordine; iar strânsă legătură cu OMM şi întreaga cooperare internaţională i-au permis să obţină rezultate ştiinţifice şi practice comparabile cu cele de pe plan mondial, înscriindu-se în toate programele mondiale de cercetare a climei şi a mediului în-conjurător.

În prezent, problema cea mai acută este cea a schimbării climei, în care ANM a făcut pro-grese însemnate. Alte direcţii de acţiune s-au centrat pe avertizarea populaţiei şi asigurarea securită-ţii ei, pe aplicarea unor modele de prognoză şi climatice de cercetare, a valorificării caracteristicilor tehnicii noi de monitorizare a vremii şi climei din spaţiul geografic românesc.

1 Ultimul uragan ce a afectat (16.XI.2007), ciclonul Sidr, a lovit joi coastele Bangladeshului cu o viteza de 240 de km/h. Acesta a ucis cel

puţin 242 de persoane şi a distrus mii de case. 650.000 de localnici din zonele de coasta au fost evacuaţi de către autorităţile locale (cf. Associated Press). Sidr a afectat în special coastele de sud-vest ale Bangladeshului, iar valurile uriaşe provocate de uragan au inundat ţărmurile joase ale coastei şi câteva insule din larg. Liniile de comunicaţii cu restul ţării au fost distruse. A fost confirmată până la data menţionată, moartea a 242 de persoane, prinse sub dărâmăturile caselor în care locuiau. Pe data de 17. XI. 2007 numărul victimelor a depăşit 1000. Cu mare probabilitate numărul final al acestora va fi mai mare.

Page 6: Lab 24 nov

6

2. ORGANIZAREA ACTIVITĂTII METEOROLOGICE ÎN ROMÂNIA

În România, preocupări legate de starea vremii au existat încă din cele mai vechi timpuri. Primele însemnări le

găsim la călătorii străini în trecere prin România, ca şi la unii cronicari care au consemnat în scrierile lor, în special, fenomenele meteorologice ieşite din comun, care au pricinuit mari pagube materiale. Cele mai multe însemnări se referă la secetele severe şi precipitaţiile bogate care au generat exces de umiditate şi mari inundaţii. Asemenea însemnări gă-sim în Cronicile Braşovului (1420), ca şi în Descriptio Moldaviae a lui Dimitrie Cantemir (1716), autor care poate fi considerat printre primii climatologi, el însuşi făcând observaţii asupra vremii şi fiind preocupat de tot ce au lăsat înain-taşii săi.

Primele observaţii instrumentale încep în estul ţării la Iaşi (1770), efectuate de medicul militar Lerch. În sudul ţării, la Bucureşti, asemenea observaţii au început În 1773, de către medicul Caracaş, apoi în centrul ţării, la Sibiu (1789), efectuate de farmacistul Sigerius, care sunt în acelaşi timp şi primele observaţii din Transilvania. Staţia meteo-rologică de la Sibiu s-a înfiinţat, însă, în 1850 sub directa preocupare a prof. Ludwig Reissenberger. La această staţie s-au făcut observaţii continuu până în prezent. În vestul ţării, la Timişoara, primele observaţii meteorologice sunt efectua-te de Klipa. După înfiinţarea Comisiei Dunărene (1859) ia fiinţă staţia Sulina pentru navigaţie.

În 1884 ia fiinţă Serviciul Meteorologic al României sub directa organizare a lui Ştefan C. Hepites, savant de reputaţie mondială, primul director al acestuia, membru şi vicepreşedinte al Societăţii Române Regale de Geografie şi al Academiei Române, care a început organizarea activităţii meteorologice naţionale lucrând cu multă dăruire până la l.IV.1907 când a demisionat forţat.

De la înfiinţarea sa până în prezent, institutul de specialitate a avut diferite denumiri şi s-a aflat în subordo-narea diverselor instituţii:

- Serviciul Meteorologic al României (1884 - 1907), fiind subordonat Ministerului Agriculturii şi Domeniilor; - Observatorul Astronomic şi Meteorologic din România (1908 - 1920), fiind subordonat Ministerului Instruc-

ţiei Publice; - Institutul Meteorologic Central (IMC ÷ 1920 - 1960), sub vechiul patronaj; - Institutul Meteorologic (IM ÷ 1960 - 1970) în subordonarea Comitetului de Stat al Apelor; - Institutul de Meteorologie şi Hidrologie (IMH ÷ 1970 - 1990) sub acelaşi conducere; - Institutul Naţional de Meteorologie şi Hidrologie (INMH ÷ 1990 - !998) subordonat Ministerului Mediului,

Pădurilor şi al Apelor; - Compania Naţională, Institutul Naţional de Meteorologie, Hidrologie şi Gospodărirea Apelor, Societate pe

acţiuni (CN INMHGA SA÷1998 - 2004); - Administraţia Naţională de Meteorologie (ANM) începând din 2004, acesta din urmă fiind, de asemenea, în

subordonarea aceluiaşi minister. Dintre personalităţile de seamă care s-au succedat la conducerea Institutului Meteorologic, după Ştefan C.

Hepites, în calitate de directori, amintim pe Nicolae Coculescu (1908 - 1920), Enric Otetelişanu (1920 - 1944), Nicolae Ciovică (1964 - 1983), Marinel Ioana (1992 - 1997 şi 2001 - 2003), Ion Sandu (1997 - 2001 şi din 2005 până în pre-zent).

În 1951, IMC participă la primul Congres al Organizaţiei Meteorologice Mondiale în calitate de membru fondator ( OMM a luat fiinţă la 23.III.1950, prin transformarea Organizaţiei Meteorologice Internaţionale ÷OMI, înfiin-ţată în 1873 şi care era o organizaţie non-guvernamentală; ea devine astfel o organizaţie interguvernamentală şi o agen-ţie specializată a ONU.

Ca membru fondator al OMM, institutul de specialitate are drepturi depline de a participa la toate congresele

acestei organizaţii şi la activităţile comisiilor tehnice, ca şi de a adera la toate programele internaţionale de lucru şi de

cooperare internaţională.

În prezent, întreaga activitate din domeniul meteorologiei din ţară se desfăşoară conform Legii privind acti-vitatea meteorologică din România (2000)2.

Administraţia Naţională de Meteorologie reprezintă serviciul meteorologic din România care, conform Con-venţiei de la Washington, este organismul naţional sau regional tehnic, ştiinţific şi administrativ ale cărui activităţi se

referă la diferite domenii teoretice şi practice ale meteorologiei. Atribuţiile Serviciului Meteorologic din România (SMR) recunoscute prin Legea Meteorologiei sunt: - supravegherea permanentă a mediului aerian prin observaţii şi măsurători meteorologice, asupra stării şi evo-

luţiei vremii; - organizarea şi coordonarea tehnico-administrativă a reţelei naţionale de supraveghere meteorologică, în con-

2 Primul articol din lege precizează că: pe teritoriul României, activitatea meteorologică este de interes public şi se desfăşoară pe baza

prevederilor din legea respectivă, în concordanţă cu recomandările şi rezoluţiile Organizaţiei Meteorologice Mondiale, precum şi cu convenţiile internaţionale la care România este parte.

De asemenea, în articolul 2 din această lege se mai precizează: activitatea meteorologică reprezintă ansamblul tuturor acţiunilor destinate cunoaşterii stării şi evoluţiei mediului aerian şi care servesc desfăşurării activităţilor economice şi sociale, precum şi dezvoltării durabile a acestora. Se precizează astfel, caracterul practic al meteorologiei.

Page 7: Lab 24 nov

7

formitate cu reglementările proprii şi cu recomandările OMM; - elaborarea de metodologii specializate pentru servicii de supraveghere a mediului aerian; - întocmirea de sinteze, cadastre şi anuare meteorologice; - realizarea fondului naţional de date meteorologice şi date specializate şi gestionarea lor; - elaborarea de prognoze meteorologice de interes public general şi specializate (agrometeorologice, aeronauti-

ce, climatice, de dispersie şi transport a poluanţilor chimici şi radioactivi); - realizarea de studii de fundamentare climatologică şi avertizare meteorologică a amplasamentelor obiective-

lor sociale şi industriale; - realizarea de studii şi cercetări specifice, inclusiv pentru dezvoltarea propriului domeniu, în concordanţă cu

evoluţia acestuia pe plan mondial; - elaborarea de studii şi cercetări privind procesele de transport şi dispersie a poluanţilor şi radionuclizilor în

atmosferă; - elaborarea şi difuzarea de avertizări în situaţia producerii de fenomene meteorologice şi hidrologice pericu-

loase, potenţial provocatoare de pagube; - asistenţă şi servicii meteorologice pentru protecţia navigaţiei aeriene, fluviale şi maritime; - participarea la Programul Veghea Meteorologică Mondială; - transferul intern şi schimbul internaţional de date meteorologice; - participarea la activităţile internaţionale ştiinţifice şi cu caracter organizatoric, stipulate prin convenţii guver-

namentale şi prin acorduri directe încheiate cu instituţii similare din străinătate; - aplicarea strategiei de dezvoltare ştiinţifică şi tehnologică a activităţii meteorologice la nivel naţional, în ra-

port cu necesităţile interne şi în concordanţă cu progresele înregistrate pe plan mondial; - realizarea de servicii şi prestaţii la cerere; - atestarea la cerere a persoanelor fizice şi juridice pentru desfăşurarea de activităţi meteorologice. Reiese deci că Serviciul Meteorologic Român desfăşoară activităţi în interes public naţional. Serviciul Meteorologic Român (SMR) are în subordinea sa Reţeaua Meteorologică Naţională. Prin

monitorizarea tuturor aspectelor de vreme, acesta urmăreşte: - dezvoltarea durabilă a economiei şi societăţii; - protecţia vieţii şi a bunurilor personale; - integrarea lor în sistemul de veghe meteorologică etc. Asigurând reprezentativitatea staţiilor meteorologice se asigură capacitatea acestora de a furniza date

comparabile la distanţă (I. Raliţă, Ancuţa Manea, 2004). Reţeaua Naţională de Staţii Meteorologice are următoarele funcţiuni: - efectuarea de măsurători şi observaţii; - crearea şi transmiterea de mesaje meteorologice; - crearea şi trasmiterea de mesaje de avertizare; -alimentarea bazelor de date; Structura organizatorică a acesteia reflectă activitatea de bază a SMR.

Reţeaua Meteorologică Naţională se compune din: staţii meteorologice, posturi pluviometrice, radare meteorologice, observat oare aerologice, staţii de detectare a fulgerelor şi alte unităţi specializate.

Fiecare tip de staţie sau observator meteorologic constituie celule funcţionale de bază ale sistemului meteorologic naţional, direcţionate către un tip de observaţii cu scopul de a completa complexul de determinări cantitative asupra tuturor elementelor, fenomenelor şi proceselor climatice specifice României. Ca trăsătură comună a tuturor acestor unităţi de supraveghere a vremii o constituie repezentativitatea lor pentru scopul pentru care au fost organizate3.

Structura actuală a reţelei meteorologice naţionale s-a conturat în timp, adaptându-se mereu la necesităţile prezentului. Astfel, apariţia primelor staţii meteorologice în lungul Dunării au fost organizate pentru scopuri de navigaţie. Apariţia primului nucleu de staţii în Bărăgan a avut drept scop controlul secetei, iar în timpul celor două războaie mondiale, a servit aviaţiei. După 1950 a slujit intereselor de reconstrucţie şi dezvoltare economică a ţării, pentru agricultură, navigaţie fluvială şi aeriană, urbanism, lucrărilor de amenajare teritorială, de îmbunătăţiri funciare, pentru sănătate publică etc., în general pentru o mai bună organizare a spaţiului geografic şi pentru creşterea calităţii vieţii.

Reţeaua Meteorologică Naţională are un deci un caracter dinamic şi istoric. Astfel, aceasta a evoluat de la simplele observaţii din secolele XVIII - XIX pe care le efectuau diverse personalităti ale timpului şi care au constituit embrionul staţiilor meteorologice de mai târziu, cu cel mai lung şir de observaţii, până în zilele noastre. În prezent, interesul practic major a crescut nespus de mult, iar performanţele tehnice şi specializarea a pus stăpânire pe toată gama de observaţii, urmărindu-se creşterea continuă a eficienţei acestora pentru activitatea cotidiană a membrilor societăţii, pentru prognoză şi pentru protecţia civilă.

Performanţele tehnice ale staţiilor meteorologice au crescut concomitent cu progresul tehnic, mai ales din fi-zică, automatică, energetică, matematică etc. Adaptarea lor la cerinţele momentului a fost un deziderat permanent al Serviciului Meteorologic cu scopul de a răspunde tuturor solicitărilor practice impuse de dezvoltarea economico-socială a timpului şi, mai ales, în etapa contemporană, când reorganizarea tuturor activităţilor practice în regim privat impune şi

3 Conform Legii Meteorologiei, staţia meteorologică este unitatea de bază în activitatea meteorologică şi reprezintă locul şi amenajările

necesare unde se execută observaţii şi măsurători meteorologice după avizul autorităţii naţionale de profil.

Page 8: Lab 24 nov

8

mai mult asigurarea securităţii membrilor societăţii faţă de calamităţile naturale şi de fenomenele meteorologice extre-me.

Imaginea evoluţiei în timp a Reţelei Meteorologice Naţionale ne-o oferă o scurtă retrospectivă. Astfel, la înfiin-ţarea Serviciului Meteorologic din România în 1884, când s-au pus bazele ştiinţifice ale organizării Reţelei Naţionale, aceasta număra doar 17 staţii; în 1887, 30 de staţii; în 1906, circa 60 de staţii, în 1907, 418 staţii, din care 61 erau de ordinul I (Bogdan, 1984, Raliţă, 2003). În timpul celui de-al doilea Război Mondial, multe dintre acestea şi-au între-rupt activitatea, din cauza bombardamentului sau a concentrării observatorilor, astfel că, a scăzut la jumătate.

În 1961 a avut loc reorganizarea Reţelei Meteorologice Naţionale şi alinierea ei la sistemul meteorologic interna-ţional de observaţii cu patru termene (100, 700, 1300 şi 1900), astfel încât, la aniversarea centenaru-lui meteorologiei româ-neşti (1984), reţeaua me-teorologică naţională avea în dotare: 172 de staţii

meteorologice (din care 100 efectuau observaţii agrometeorologice şi fenologice), 3 observatoare aerologice, 6 centre RADAR, 10 staţii pentru controlul poluării atmosferice şi 1128 de posturi pluviometrice (Octavia Bogdan, 1984, Geo-grafia României, I, Geografia fizică, 1983, I. Raliţă, Ancuţa Manea, 2004). Numărul staţiilor meteorologice a atins apo-geul mai târziu, în 1989, când acestea totalizau 213 staţii. În anul 2000, când a avut loc a doua mare reformă în meteo-rologia românească prin trecerea la staţiile automate şi Sistemul Meteorologic Integrat (SIMIN), numărul staţiilor mete-orologice s-a redus la 160 de staţii (fig. x), fiind repartizate echilibrat pe teritoriul ţării.

Fig. x Reţeaua de staţii meteorologice a României

În raport cu treptele de relief şi funcţiile economico-sociale ale acestora: 115 staţii (71% din total) sunt locali-zate în regiunile de câmpie; 19 staţii (12%) în cele de deal-podiş; 21 staţii (13%) în regiunile de munte; 4 staţii (3%) pe litoral şi 1 staţie (1%) pe mare (fig. x – I. Raliţă, Ancuţa Manea, 2004).

Fig. x Evoluţia în timp a numărului de staţii meteorologice pe teritoriul României

Page 9: Lab 24 nov

9

Aplicarea acestui program a reprezentat treapta cea mai înaltă în moderniza-rea Reţelei Meteorologice Naţionale prin trecerea de la sistemul clasic (manual sau convenţional) de observaţii la cel automat de tip MAWS produse de firma finlandeză Vaisala.

Automatizarea aces-tei reţele de observaţii a în-semnat revizuirea tuturor condiţiilor de amplasament,

reducerea staţiilor considerate nereprezentative (prin extinderea construcţiilor şi schimbarea modului de utilizare a tere-nurilor), dar cu grijă ca cele rămase în funcţiune să acopere uniform toate treptele de relief şi să răspundă la toate nece-sităţile meteorologice contemporane interne şi internaţionale de cooperare şi supraveghere a atmosferei terestre.

În anul 2004, când ANM împlinea 120 de ani de la înfiinţarea sa, acesta avea în dotare 71 de staţii automate din care 3 pentru radiaţia solară, 7 pentru grosimea stratului de zăpadă, 44 pentru temperatura solului şi, de asemenea, aparatură clasică la toate cele 160 de staţii la care se efectuează observaţii manuale. La acestea se mai adaugă şi alte unităţi specializate (I. Raliţă, Ancuţa Manea, 2004).

Din numărul total de staţii meteorologice, o parte oferă date sinoptice şi de climat în flux internaţional. Astfel, Reţeaua RBSN (care oferă date sinoptice) este alcătuită din 12 staţii meteorologice care fac observaţii la orele 18, 00, 06 şi 12 ( ziua climatologică este de la orele 18 până în ziua următoare la orele 18 UTC).

În anul 2005, pe teritoriul României funcţionau 160 de staţii meteorologice, din care 75 automate, iar 60 cu program agrometeorologic; de asemenea, 11 staţii formează reţeaua climatologică de bază (RBCN) care participă la fluxul internaţional de date.

Activitatea de organizare şi buna funcţionare a acestora este dirijată de Laboratorul de Metodică şi Coordona-

re a Reţelei Meteorologice din ANM al cărui şef de laborator este dr. I. Raliţă*. .

Pentru verificarea şi omologarea observaţiilor obţinute, ca şi pentru asigurarea continuităţii şirurilor de date pe

perioade cât mai îndelungate, se fac observaţii în paralel, în sistem clasic şi modern (automat) care să permită stabilirea

unor corecţii ce vor trebui aplicate şirurilor vechi de date ca să fie aduse la un numitor comun ca cele noi, automate. Staţiile MAWS sunt echipate cu module de ieşire în sisteme de telefonie mobilă (SMS), telefonie fixă, internet,

radiofonie. În prezent, se utilizează logistica oferită de telefonia mobilă, datele fiind transmise la modulul superior prin SMS (Raliţă, 2005).

Sunt prevăzute, de asemenea, realizarea unor softuri de integrare a tuturor datelor, atât de la staţiile automate,

cât şi de la cele clasice care vor efectua operaţii de colectare, validare şi prelucrare primară a datelor. Aceasta este cu atât mai necesar, cu cât în prezent se efectuează observaţii în paralel, în sistem clasic şi modern.

Reţeaua pluviometrică are rolul de a completa datele meteorologice cu măsurători în diferite condiţii geografi ce.

Conform legii meteorologiei, postul meteorologic (sau pluviometric) este o unitate meteorologică specială ca-re reprezintă locul şi amenajările destinate, în principal, măsurătorii precipitaţiilor atmosferice.

Şi posturile pluviometrice au suferit în timp o dinamică accentuată. De la 442 posturi câte erau în 1884, s-a ajuns la 1128 în 1907, la 1665 în 1957, iar la un secol de la înfiinţarea Serviciului Meteorologic al României (1984) la circa 300. La aceste posturi se fac observaţii asupra precipitaţiilor lichide şi solide, ca şi asupra stratului de zăpadă.

Reţeaua radiometrică (sau actinometrică), în cadrul căreia se fac măsurători asupra radiaţiei solare, a cunoscut şi ea

o evoluţie în timp. Primele observaţii au fost tăcute de Hepites la locuinţa sa din Brăila unde organizase o staţie meteo-rologică în 1879, după toate cerinţele Congresului Meteorologic de la Viena din 1873, cu ajutorul unui actinometru Arago. Aceste observaţii s-au derulat până în anul 1881.

După înfiinţarea Institutului Meteorologic (1884) se organizează măsurători radiometrice: - în 1891 la Observatorul de la Bucureşti - Filaret, care se efectuează până în 1908;

câmpie

71%

deal şi

podiş

12%

pe mare

1%

litoral

3%munte

13%

Fig. x Repartiţia staţiilor meteorologice româneşti pe trepte de relief

nr. posturi

0

500

1000

1500

2000

1884 1907 1957 1984

Page 10: Lab 24 nov

10

- apoi, din 1934 până în 1938 la Observatorul Bucureşti-Băneasa, - iar în intervalul 1938 - 1939, la Mangalia, în cadrul Observatorului de Bioclimatologie. În 1949 ia fiinţă Observatorul de Fizica Atmosferei de la Afumaţi, unitate specializată a IMC, sub coordonarea

lui Mircea Heroveanu şi odată cu acesta încep măsurătorile radiometrice sistematice. În 1950 se organizează Reţeaua naţională de staţii radiometrice din România în 9 centre şi anume: Iaşi, Cluj-

Napoca, Deva, Timişoara, Poiana Braşov, Galaţi, Bucureşti - Afumaţi, Constanţa şi Craiova (C. Oprea, 2000). Din 1961, după revizuirea gradului de reprezentativitate, s-a adoptat un program internaţional de lucru pentru

toate tipurile de radiaţie solară. Cele 9 staţii radiometrice efectuează observaţii orare, de la 4 dimineaţa până la 20 seara (din oră în oră).

Reţeaua naţională de radare

meteorologice (Rradio detection and ranging) s-a format în timp înce-pând din 1970. În 1998, pe teritoriul ţării existau 7 radare meteorologice4.

Până în anul 2000 reţeaua naţională de radare meteorologice era alcătuită din echi-

pamente radar con-venţionale, analoa-ge, care erau exploa-tate manual (echi-pamente ruseşti de

tipul MRL-2 şi MRL-5; acestea

aveau un randament scăzut; se realiza o hartă pe oră, iar la trei ore o hartă radar integrată pentru întreaga ţară (A. Apostu, Mariana Bogdan, 2004).

Din toamna anului 2000 s-a trecut şi la modernizarea reţelei naţionale de radare, performante cu 2 radare de tip Doppler DWRS 2500C (Doppler Weather Surveilance Radar), la Bucureşti şi Craiova, iar în perioada 2002 - 2003

cu încă 5 radare în banda S în Oradea, Bârnova - Iaşi, Bobohalma, Medgidia şi Timişoara. În cursul anului 2004, a intrarat in regim operational ultimul echipament Doppler, instalat lânga Baia Mare, pe vârful Igniş în Munţii Gutâi. Radarele au o rază de acţiune de circa 300km, încât acoperă întreaga ţară. În prezent, Reţeaua Naţională de Radar este alcătuită din 8 radare tip Doppler. Pe lângă acestea, din 2001, la Oradea a fost instalat un echipament similar (Gematronik Meteoro 500C)

Sistemul radar foloseşte microundele şi undele radio (radiaţii electromagnetice de undă lungă) datorită faptului

că acestea vor fi reflectate mult mai bine decât radiaţiile de undă scurtă care tind să fie împrăştiate în toate părţile şi/sau absorbite înainte de a ajunge la ţintă. Radiaţia electromagnetică, care este emisă sub forma unui semnal (de impuls elec-tromagnetic cu durata de o microsecundă), se va lovi de obiectul ţintă. Din acest semnal, o parte foarte mică (10 - 9) se va întoarce către radar, constituind răspunsul sau ecoul. Sistemul radar trebuie să fie capabil să transmită o mare cantita-te de energie prin semnal şi să detecteze cel mai slab ecou posibil.

Deşi supraveghează regiunea înconjurătoare pe o rază de 300km, determinările nu sunt sigure decât până la o distanţă de 100 - 150km. Datele obţinute se transmit sub formă de hărţi, mesaje în clar şi mesaje codificate. Hărţile se diferenţiază în funcţie de conţinut, destinaţie (hărţi generale şi hărţi hidrologice) şi scară (hărţi locale şi hărţi naţionale ÷ Instrucţiuni pentru staţiile meteorologice, 1995).

Radarul meteorologic are următoarele părţi componente: emiţătorul, receptorul, antena radar, aparatul indica-

4 Radarul este un sistem electronic folosit pentru localizarea în spaţiu şi detecţia, determinarea formei şi dimensiunilor, a vitezei şi direcţiei de deplasare a unor obiecte ţintă, situate la mari distanţe de observator, turbulenţa atmosferică şi intensitatea precipitaţiilor, cu ajutorul undelor radio.

Fig. x Reţeaua de radare a României în anul 2007

Page 11: Lab 24 nov

11

tor şi masa de comandă şi control. Antena radar are formă parabolică, cu o deschidere de 4,25m şi este conectată cu emiţătorul şi receptorul. Aparatul indicator afişează. imaginea ecoului - constituită din imagini întunecate şi luminoase –

fig. x ale obstacolului care a determinat reflexia undelor şi distanţa la care s-a produs ecoul.

Fig. x Imagini radar mosaic, în data de 30 iunie 2006, ora 18:38 UTC

Radarul Doppler poate determina viteza vântului - fig. x măsurând viteza cu care precipitaţii-

ile 1sunt deplasate pe orizontală mai aproape sau mai departe de antena radar. Acest lucru este posibil măsu-rând variaţia frec-venţei undelor - ecou: aceasta scade odată cu îndepărta-rea ploii faţă de ra-dar şi creşte cu mic-şorarea distanţei, proces numit efect Doppler (Instrucţi-uni pentru staţiile

meteorologice, 1995).

De exem-plu, analiza câmpu-lui de viteză a oferit, în cazul studierii precipitaţiilor din seara de 30 iunie 2006 de la Arbore, o informaţie supli-

Fig. x Imagine radar Bârnova WSR-98D în câmpul de viteză

Page 12: Lab 24 nov

12

mentară, aceea că: din întregul sistem multicelular, a fost identificată o formaţiune supercelulară -U7- responsabilă de fenomene severe de vreme (ploi torenţiale, vijelii, căderi de grindină de mari dimensiuni – fig. x).

În

cazul Arbore, tot din date radar – fig. x au rezultat informaţii că cea mai mare parte a furtu-nilor au gene-rat grindină (cu diametrul de până la 2cm) în pro-cente cuprin-se între 50 % - 100 %.

Prin aceste radare performante

s-a îmbunătă-ţit simţitor prognoza de scurtă durată, care poate fi difuzată cu 30 de minute până la 3 ore înainte de avea loc un fenomen me-

teorologic extrem. Radarele Doppler funcţionează automat. Ele oferă hărţi la intervale scurte de timp care redau tipul de nori şi înălţimea norilor, mai ales a celor convectivi a căror dezvoltare verticală se extinde între 6 000 şi excepţional până la 14000m altitudine, ajungând astfel cu vârfurile în stratosferă. Pe lângă înălţimea norilor, cu ajutorul radarului se mai pot observa structurile noroase frontale sau orografice şi evoluţia acestora, gradul de reflectivitate şi, de asemenea, se poate evalua cantitatea de apă pe care o conţine norul, dacă ploaia va fi însoţită de grindină şi, bineînţeles, regiunea care va fi afectată; în felul acesta există posibilitatea difuzării la timp a prognozei meteorologice de avertizare şi luării unor măsuri de apărare contra dezastrelor.

Reţeaua de detectare a orajelor este de vârstă mai recentă. Electricitatea atmosferei reprezintă un alt obiectiv important al activităţii meteorologice. Încărcătura electrică a sistemelor noroase cu sarcini electrice pozitive şi negative

este deosebit de periculoasă.

Monitorizarea acesteia se face cu ajutorul reţelei de staţii pentru detectarea orajelor pe baza sistemului SAFIR. Amplasarea staţiilor respective se face în puncte neinfluenţate de un potenţial electromagnetic artificial (reţele electrice, unde radiofonice etc.), pentru a putea fi concretizat doar potenţialul natural de electricitate.

Observatoarele aerologice urmăresc fenomenele meteorologice din atmosfera înaltă. În ţară funcţionează trei observatoare aerologice (Bucureşti, Cluj-Napoca şi Constanţa) în cadrul cărora se efectuează diverse determinări fizice din atmosfera înaltă folosind radiosonda, balonul pilot, racheta meteorologică şi laserul. Cu ajutorul acestor aparate se fac determinări asupra temperaturii şi umezelii aerului, presiunii atmosferice şi vântului la patru termene de observaţii: 08, 14, 20 şi 02h.

Pe lângă aceste unităţi care monitorizează starea vremii din diferite puncte de vedere, ANM mai are în subor-dine şi alte unităţi specializate pentru concentraţiile de ozon, radioactivitatea terestră şi atmosferică, poluarea aerului, staţii de recepţie a imaginilor satelitare (din 1970) etc., cu program de observaţii adaptat serviciului urmărit.

Întregul flux informaţional de date meteorologice se realizează la trei nivele: local (la nivelul staţiei sau postu-lui care face determinările), la nivel regional, prin intermediul Centrelor Meteorologice Regionale şi la nivel central, al Centrului Naţional de Colectare a Datelor (fig. x).

Fig. x. Imagine radar în care se văd intensificările de vânt din zona Solca – Arbore - Câmpulung Moldovenesc (roşu, galben), arealele

de grindină (lila) şi precipitaţiile (verde)

Page 13: Lab 24 nov

13

Fig. x Fluxul informaţional în cadrul reţelei meteorologice româneşti

Procedura de procesare a datelor de observaţii la suprafaţa solului, la nivel local – al staţiei meteorologice automate (sop-local) este următoarea:

- extragerea datelor măsurate de la staţiile automate; - calcularea parametrilor derivaţi; - arhivarea datelor; - generarea mesajelor meteorologice din parametri măsuraţi, derivaţi şi observaţiile umane; - transmiterea automată a mesajelor la Centrul Regional; - vizualizarea tuturor informaţiilor. La staţiile manuale (clasice), mesajele se transmit prin telefonul mobil la Centrul Regional, ca un mesaj SMS. Treapta a doua o reprezintă Centrele Meteorologice Regionale. În România astfel de centre s-au înfiinţat încă

din 1936 la Constanţa, în 1938 la Bucureşti Băneasa şi Cluj şi în 1941 la Iaşi. În prezent în ţară sunt 6 Centre Meteorologice Regionale care acoperă întreaga ţară şi anume: CMR Banat-

Crişana cu sediul la Timişoara, CMR Dobrogea, cu sediul la Constanţa, CMR Moldova cu centrul la Iaşi şi cu SRPV (Serviciul Regional de Prevedere a Vremii) la Bacău, CMR Oltenia cu sediul la Craiova, CMR Transilvania Sud cu sediul la Sibiu şi CMR Transilvania Nord cu sediul la Cluj-Napoca (fig. x

Procedura de procesare a datelor de observaţii la suprafaţa solului, la nivelul Centrului regional (SOP regio-nal) constă în:

- colectarea mesajelor meteorologice transmise de staţiile automate şi clasice din regiunea subordonată; - editarea şi validarea datelor recepţionate; - generarea de mesaje colective de la mai multe staţii; - stocarea datelor în baza de date regională; - afişarea datelor în format alfa-numeric şi grafic; De la Centrele Meteorologice Regionale, datele se transmit la Centrul Naţional de Colectare de la Bucureşti,

care reprezintă cel de-al treilea nivel, cel superior de centralizare, stocare, informatizare şi cercetare a fenomenelor produse în ţară.

Procedura de procesare a datelor de observaţii de la suprafaţă la nivel central (SOP central) are în vedere ace-leaşi funcţii ca şi SOP-regional, la care se mai adaugă şi altele suplimentare pentru a satisface responsabilităţile la nivel naţional, ca:

- interogarea unei staţii lipsă; - activarea unei secvenţe crescute de colectare şi transmisie a datelor; - preluarea funcţiilor aplicaţiilor SOP la nivel regional;

Page 14: Lab 24 nov

14

- compararea datelor măsurate cu cele rezultate din modelele numerice de prevedere a vremii; - elaborarea şi difuzarea prognozelor de avertizare la nivel de ţară (I. Raliţă, Ancuţa Manea, 2004).

Rezultă deci că întreaga activitate meteorologică din ţară se desfăşoară sub coordonarea ştiinţifică, tehnică şi

organizatorică a Administraţiei Naţionale de Meteorologie, la trei nivele de validare a datelor meteorologice: - sop - local la nivelul staţiei meteorologice automate şi clasice;

- SOP - regional, la nivelul Centrelor Meteorologice Regionale; - SOP - central la nivelul Centrului Naţional (Central) de colectare, prelucrare şi stocare a datelor, de elaborare

şi difuzare a prognozelor în ţară, de asigurare a fluxului internaţional de date meteorologice în cadrul programelor de

cooperare internaţionale (Veghea Meteorologică Mondială) şi a schimbului de informaţii. Pentru îndeplinirea tuturor acestor sarcini, ANM are în structura sa, pe lângă Reţeaua Meteo-

rologică naţională organizată pe cele 6 Centre Meteorologice Regionale, şi alte compartimente şi anume:

a) Compartimentul de meteorologie în care se includ: - Centrul Naţional de Prognoză Meteorologică; - Centrul Naţional de Radar şi now - casting; - Laboratorul de prelucrare a datelor şi difuzarea produselor şi informaţiilor meteorologice; - Secţia de meteorologie dinamică, climatologie şi agrometeorologie; - Observatorul de Fizica Atmosferei şi Poluarea Aerului de la Afumaţi; - Laboratorul de Metodică şi Coordonare a reţelei meteorologice; - Grupul de cercetări şi prognoză pe lungă durată. b) Compartimentul de tehnologie şi informaţii care include: - Centrul Naţional de telecomunicaţii meteorologice şi suport tehnic; - Atelierul de multiplicare şi legătorie; - Compartimentul auto; - Laboratorul de proiectare şi administrare a bazei de date; - Serviciul tehnic de dezvoltare; - Laboratorul de aparatură meteo şi metrologie. c) Compartimentul de gestiune economică care include: - Biroul financiar; - Serviciul Contabilitate; - Biroul comercial; - Biroul de achiziţii. Prin această structură se asigură întreaga infrastructură şi logistică a meteorologiei româneşti. Este de menţionat faptul că, în prezent, la fundamentarea, ştiinţifică a prognozelor meteo-

rologice pe termen mediu şi lung, ANM ia în considerare toate procesele atmosferice care se pro-duc, cu deosebire în regiunea Atlantico-Europeană, în conformitate cu toate componentele de mediu care caracterizează hidrosfera, criosfera, biosfera, dar şi geomorfosfera care induc transformări ma-jore ale maselor de aer în advecţie.

Se are în vedere, de asemenea, şi influenţa pe care o exercită fenomenele de tip El Nino şi La Nina (Enso-Oscilaţia Sudică) şi Oscilaţia Nord-Atlantică sau Pacifică, ca şi activitatea musonilor ecuatoriali şi extratropicali.

De asemenea, ANM, prin laboratoarele sale specializate, ,desfăşoară şi o activitate de cerce-tare ştiinţifică care vizează, atât problemele prioritare ale c1imatologiei contemporane (poluarea atmosferei, gazele cu efect de seră, ploile acide, variabilitatea sistemului c1imatic şi încălzirea glo-bală a climei etc., cât şi probleme practice de meteorologie şi climatologie la solicitarea diverşilor beneficiari.

Ca un element de noutate pentru structura organizatorică a ANM este Şcoala Naţională de Meteorologie care a luat fiinţă din anul 2004 pentru pregătirea cadrelor din domeniul meteorologiei, din ţară şi ţările limitrofe, la nivel superior şi în limbi străine. Aceasta este o reuşită a ANM care se impune atât pe plan local, naţional, cât şi internaţional, ca o performanţă în domeniul meteorologiei.

Page 15: Lab 24 nov

15

Repere ale dezvoltării meteorologiei româneşti:

Material realizat după Raportul anual al A.N.M. în 2004 la 120 de ani de activitate meteorologică in-stituţională în România

- La 30 iulie 1884 ia fiinţă Serviciul Meteorologic al României sub conducerea lui Ştefan Hepites, devenind

una din cele mai vechi instituţii ştiinţifice din România. La iniţiativa lui Ştefan Hepites, România se înscrie printre ţările fondatoare ale Organizaţiei Meteorologice Internaţionale.

- În 1891 Ştefan Hepites este ales membru în Comitetul Internaţional de Meteorologie, la Conferinţa de la München.

- În anul 1900 la Expoziţia internaţională de la Paris, Serviciul Meteorologic al României primeşte medalia de argint şi ,,Diploma de Onoare” pentru exponatele prezentate.

- În 1903 cu prilejul Expoziţiei Societăţii pentru răspândirea cunoştinţelor ştiinţifice, organizată la Bucu-reşti, Serviciului Meteorologic al României i se decernează medalia de aur.

- În 1908 Serviciul Meteorologic al României este integrat în Observatorul Astronomic şi Meteorologic, sub autoritatea Ministerului Instrucţiunilor Publice.

- În 1915 începe efectuarea sistematică a sondării atmosferei cu balonul pilot de către staţiile meteorologice militare.

- În 1920 se constituie Institutul Meteorologic Central în cadrul Ministerului Agriculturii şi Domeniilor, prin despărţirea de Observatorul Astronomic.

- În 1924 activităţile de seismologie şi magnetism terestru se separă de Institutul Meteorologic Central. In-stitutul trece la Ministerul de Război pe lângă Direcţia Superioară a Aeronauticii.

- În 1925 se organizează Serviciul sinoptic de prevedere a timpului. - În 1930 se construieşte la aeroportul Băneasa primul Observator Meteorologic, care, între altele devine şi

centru de formare profesională. Institutul Meteorologic revine în cadrul Ministerului Agriculturii şi Domeniilor. - În 1936 se organizează reţeaua de observaţii sinoptice de stat cu personal bugetar şi, prin aceasta, începe

sistematizarea serviciului meteorologic naţional. Institutul meteorologic este preluat în noul Minister al Aerului şi Mari-nei. Se înfiinţează la Constanţa primul centru regional de prognoză, iar în anii următori sunt date în funcţiune centre regionale la Bucureşti Băneasa, Cluj şi Iaşi.

- În 1938 Mircea Herovanu iniţiază primul program complex de fizica atmosferei şi balneo-climatologie din Balcani.

- În 1941 începe activitatea de sondaj cu avionul la Bucureşti. Institutul Meteorologic Central primeşte un sediu propriu(actualmente sediul CICLOP), care s-a dovedit a fi stabil pe o perioadă mai lungă, în B-dul Magheru.

- În 1946 Nicolae Topor elaborează primele prognoze pe lungă şi foarte lungă durată. - În 1948 România ratifică Convenţia de la Washington din 1947 şi din membru fondator devine membru cu

drepturi depline al Organizaţiei Meteorologice Mondiale. Se înfiinţează la Bucureşti prima Şcoală medie tehnică de meteorologie.

- În 1949 se înfiinţează la Afumaţi Observatorul de Fizica Atmosferei, sub conducerea prof. Mircea Herovanu.

- În 1950 începe modernizarea sistemului de telecomunicaţii interne prin instalarea primelor radiotelefoane la staţiile de munte.

- În 1951 se înfiinţează Direcţia Generală Hidrometeorologică ce includea Institutul Meteorologic Central şi Sectorul Hidrologic. România participă la primul Congres al Organizaţiei Meteorologice Mondiale.

- În 1952 este adoptat actul legislativ prin care se asigură reprezentativitatea staţiilor meteorologice şi devi-ne posibilă reamplasarea multora dintre ele, dar şi înfiinţarea altora noi. Se ajunge astfel ca în 1952 reţeaua meteorolo-gică naţională să cuprindă 102 staţii sinoptice, 230 de staţii climatologice, 1665 de posturi pluviometrice şi 250 de pos-turi fenologice.

- În 1954 se trece de la comunicaţiile meteorologice prin telegraf , în cod Morse, la soluţii mai moderne prin teleimprimatoare.

- În 1957 se înfiinţează Observatorul Aerologic Constanţa. - În 1959 încep să se efectueze în mod sistematic , patru măsurători aerologice conform reglementărilor

O.M.M., la patru termene de observaţii standard, la cele trei staţii existente. Cluj, Constanţa şi Bucureşti. - În 1960 se implementează o metodă grafo-analitică de calcul numeric al hărţii probabile pe 24h pentru ni-

velul de 500hPa. Se dă în folosinţă prima staţie meteorologică automată concepută şi realizată în cadrul Institutului Me-teorologic al României. Aceasta a fost instalată la Observatorul de Fizica Atmosferei de la Afumaţi, iar din 1961 este mutată pe vârful muntos Cozia la 1677m.

- În 1961 Institutul Meteorologic se mută în actualul sediu din Şos. Bucureşti-Ploieşti nr. 97. - În 1962 se introduc măsurătorile specializate şi începe organizarea reţelelor de radioactivitate şi chimie ale

aerului. Se înfiinţează la Arad Şcoala postliceală de meteorologie, cu durata de 2 ani. - În 1965 se înfiinţează Laboratorul de meteorologie dinamică, sub conducerea lui Nicolae Beşleagă. Se rea-

lizează primele integrări numerice ale modelelor de prognoză numerică folosind calculatorul. - În 1966 staţia meteorologică automată de concepţie românească este prezentată în stare de funcţiune la

prima Expoziţie Mondială de staţii meteorologice automate de la Geneva.

Page 16: Lab 24 nov

16

- În 1967 se instalează la Bucureşti primul radar meteorologic. Sunt date în funcţiune 3 staţii meteorologice automate construite în Institutul Meteorologic, amplasate pe vârfurile muntoase Cozia (1677m), Parângul Mic (2075m) şi Pietrosul Rodnei (2305m).

- În 1970 ia fiinţă Institutul de Meteorologie şi Hidrologie, prin alipirea activităţilor de hidrologie celor de meteorologie. D.A. Davis, secretarul General al O.M.M. vizitează Institutul, ocazie cu care inaugurează prima staţie de recepţie a datelor furnizate de sateliţii meteorologici la Bucureşti.

- În 1973 începe constituirea reţelei de radare meteorologice. - În 1974 Observatorul de Fizica Atmosferei îşi creează două laboratoare: cel de chimie şi poluare a aerului

şi cel de radioactivitate. - În 1982 se dă în funcţiune Centrul de Calcul Electronic cu primul calculator electronic dedicat meteorolo-

giei, fabricat în România, FELIX – C. - În 1984 se pun bazele Colectivului de Cercetare pentru Meteorologie la Mezoscara, nucleul grupului de

cercetări pentru modelarea numerică a atmosferei din următorii ani, sub conducerea lui Ion Drăghici. - În 1985 se reorganizează activitatea de prognoză pe lungă durată. Apare laboratorul de prognoze sezonie-

re. Se constituie Colectivul de Climatologie Dinamică, care va prelua ulterior şi problema schimbărilor climatice. - În 1986 se constituie ca parte a Laboratorului de Metodica Meteo, două sub-reţele de staţii meteorologice

speciale: una, formată din şapte staţii în zona munţilor Bucegi, pentru studii de meteorologie montană şi alta, de 4 staţii, pentru meteorologie marină.

- În 1990 Meteo France propune o colaborare cu ţările din Europa Centrală şi de Est ( proiectul ALADIN – Aire Limitée Adaptation Dynamique Développement Internaţional) în domeniul prevederii numerice a vremii, cu sco-pul de a dezvolta un model numeric de prevedere a vremii, care să fie integrat pe domenii mici, la rezoluţii înalte.

- În 1991 secretarul General al O.M.M. G.O.P. Obasi vizitează România. - În 1992 se instalează sistemul de stocare/prelucrare a datelor climatice(CLICOM). Se modernizează tehno-

logia de radiosondaj prin instalarea de echipamente Vaisala (DIGICORA) la Bucureşti şi la Cluj. - În 1997 modelul ALADIN devine operaţional la Bucureşti, însemnând o schimbare semnificativă a siste-

mului de prevedere numerică în I.N.M.H. - În 1998 se începe automatizarea Sistemului Naţional de Comunicaţii Meteorologice, prin instalarea primu-

lui sistem de comutare de mesaje MESSIR-COM. Se instalează primul sistem automat de vizualizare a datelor meteoro-logice ÷ MESSIR-VISION. Prin H.G. 980/1998 se înfiinţează Compania Naţională ,,Institutul Naţional de Meteorolo-gie, Hidrologie şi Gospodărire a Apelor” (I.N.M.H.) S.A., Companie independentă de Compania Naţională ,,Apele Ro-mâne”. Se iniţializează proiectul numit Sistemul Meteorologic Naţional Integrat ( SIMIN).

- În 2000 Parlamentul României aprobă legea privind activitatea de meteorologie, care este promulgată de Preşedintele României. Se pun în funcţiune ( la Bucureşti şi Craiova ) primele două radare meteorologice Doppler (în banda C) ÷ ultimul, al optulea va intra în funcţiune în 2004 pe vf. Igniş lângă Baia Mare şi se instalează 12 staţii meteo-rologice automate. Se implementează şi se dă în exploatare Sistemul de Gestiune a Bazelor de Date Relaţionale ORACLE.

- În 2002 intră în funcţiune noul Centru Naţional de Prognoză de la Bucureşti, precum şi Centrele Regionale de Prognoză.

- România devine membru cooperant al EUMETSAT şi membru asociat al ECMWF. Este găzduită la Sedi-ul Societăţii Meteorologice Române din cadrul I.N.M.H. a X-a Sesiune a Comitetului Societăţii Meteorologice Europe-ne (EMS).

- La 1 ianuarie 2004 România adera la OPERA care este un proiect pentru utilizarea operaţională a radarelor meteorologice în Europa. A.N.M. găzduieşte a patra Sesiune a Conferinţei Informale a Directorilor de servicii meteoro-logice şi hidrologice din ţările din sud-estul Europei. Secretarul General al O.M.M., Michel Jarraud, vizitează A.N.M. Se promulgă legea 216/2004 privind înfiinţarea Administraţiei Naţionale de Meteorologie, prin reorganizarea C.N. ,,Institutul Naţional de Meteorologie, Hidrologie şi Gospodărire a Apelor”. Se înfiinţează Şcoala Naţională de Meteoro-logie, ca Sucursală a Administraţiei Naţionale de Meteorologie. Se sărbătoresc 120 de ani de activitate meteorologici instituţionalizată.

Page 17: Lab 24 nov

17

1. Organizarea şi efectuarea observaţiilor meteorologice

Observaţiile meteorologice se efectuează în locuri special amenajate cunoscute sub denumi-rea de staţii meteorologice. O staţie meteorologică se compune de regulă din trei elemente.

1. Platforma meteorologică ce reprezintă suprafaţa pe care sunt instalate majoritatea in-strumentelor şi aparatelor meteorologice destinate efectuării observaţiilor.

2. Biroul staţiei în care se efectuează o serie de operaţii cum ar fi de exemplu: - transcrierea datelor de observaţie mai întâi în registrul de staţie RM - 1M şi apoi în

tabelele meteorologice, - prelucrarea primară a datelor provenite din observaţii( calcularea de sume, medii,

frecvenţe, extragerea extremelor etc. ). - măsurarea presiunii atmosferice la barometrul cu mercur şi barograf, - descifrarea diagramelor de la înregistratoare şi aplicarea, după caz, a corecţiilor la valorile citite,

- verificarea de către şeful staţiei meteorologice a exactităţii datelor înregistrate şi pre-lucrate, - transmiterea codificată a datelor de observaţie (în cazul staţiilor sinoptice) Serviciului de prognoză meteorologică la care este arondată staţia.

3. Platforma nivometrică alăturată platformei meteorologice pe care se fac determinări asupra grosimii, densităţii şi structurii stratului de zăpadă.

I.1. Platforma meteorologică

Amplasarea platformei meteorologice se face în condiţii reprezentative cât mai deschise, expuse din plin circulaţiei maselor de aer.

Platforma meteorologică trebuie să fie cât mai degajată, situată departe de influenţa oricăror obstacole. Când se stabileşte locul de amplasare al platformei se ia în calcul şi dinamica evoluţiei în timp şi spaţiu al construcţiilor din aria respectivă.

Dacă totuşi în preajma staţiei există obstacole, locul platformei trebuie stabilit în cazul ob-stacolelor mici şi izolate la distanţa de cel puţin 10 ori înălţimea lor, iar în cazul obstacolelor mai însemnate şi compacte (masive păduroase, grupuri de clădiri înalte etc.), distanţa trebuie să fie egală cu de cel puţin 20 de ori înălţimea acestora.

De asemenea platformele meteorologice trebuie să fie amplasate la distanţe mari faţă de şo-sele, căi ferate, fabrici, cursuri de apă etc.

Platforma meteorologică este împrejmuită cu un gard din plasă de sârmă cu ochiuri mari de 10/10cm şi înălţime de 2m, deci care să permită pătrundera razelor Soarelui şi circulaţia cât mai li-beră a aerului.

Suprafaţa platformei trebuie să fie perfect orizontală pentru a asigura o distribuţie uniformă în sol a umidităţii şi a nu influenţa procesele radiative, care depind atât de gradul de înclinare, cât şi de cel de umiditate al suprafeţei active. Suprafaţa activă la rândul ei influenţează regimul elemente-lor meteorologice din pătura de aer de deasupra. Suprafaţa platformei este înierbată, datele rezultate din măsurători la diferite staţii provenind astfel din condiţii omogene sub aspectul însuşirilor fizice ale suprafeţei active. În sezonul cald înălţimea covorului ierbaceu trebuie menţinută sub 20cm prin cosire, iar iarna se evită modificarea stării naturale a stratului de zăpadă, cu excepţia formării unor troiene, care se impun a fi curăţate până când se ajunge la nivelul general al stratului de zăpadă din împrejurimile platformei.

Dimensiunile platformei meteorologice standard, cu program normal de observaţii sunt de 26 x 26m, deci un pătrat orientat pe direcţiile nord-sud şi est-vest. În cazul în care în perimetrul său este inclus şi complexul de instrumente actinometrice platforma meteorologică are forma dreptun-ghiulară cu dimensiunile 36 x 26m, cu latura de 36m orientată nord-sud şi cu cea de 26m orientată est-vest. La staţiile meteorologice care au un program de observaţii redus, sau la staţiile şcolare, platforma poate fi de forma unui dreptunghi cu diametrul de 20 x 16m.

Page 18: Lab 24 nov

18

Dispunerea instrumentelor şi aparatelor meteorologice pe platformă este bine precizată, în-cât să se evite umbrirea unora de către altele şi să nu influenţeze unul indicaţiile celuilalt.

În primul plan, începând dinspre nord spre sud, pe platformă sunt situate mai întâi giruetele (cu placă grea şi cu placă uşoară) utilizate pentru determinările asupra caracteristicilor principale ale vântului şi chiciurometrul, folosit la determinările asupra depunerilor solide (chiciură, polei).

În planul al doilea se află adăposturile meteorologice care conţin instrumente cu citire di-rectă pentru măsurat temperatura şi umiditatea aerului (termometrele de maximă, de minimă, psi-hrometrul de staţie şi higrometrul) şi adăpostul pentru înregistratoare de temperatură şi umiditate a aerului ( termograful şi higrograful).

În planul al treilea sunt aşezate instrumentele şi aparatele pluviometrice (pluviometrele şi pluviograful). Spre sud, în penultimul plan, se instalează heliograful şi după caz, complexul actino-metric. În ultimul plan se află aşezate termometrele de sol – de suprafaţă, de mică şi de mare adân-cime.

Accesul observatorilor pe platformă se face pe o portiţă, decupată pe latura de nord, iar de-plasarea acestora pentru efectuarea observaţiilor are loc pe poteci dinainte trasate, puţin bombate, a căror lăţime este de cca. 40 – 50cm şi care nu sunt betonate sau pietruite decât în situaţii de excep-ţie. Accesul observatorilor se face dinspre nord la pluviograf, adăposturi şi platforma termometrelor de sol şi pe cel mai scurt drum la celelalte instrumente şi aparate.

Noaptea platforma este iluminată electric. Când aceasta nu este posibil se va face uz de o lanternă foarte puternică.

I.2. Modul şi timpul de efectuare al observaţiilor la staţii

Observaţiile meteorologice sunt necesare pentru caracterizarea vremii şi a climei. Ele pot fi vizuale şi instrumentale.

Pentru efectuarea înregistrărilor meteorologice, este necesar ca acestea să fie sistematice, adică să se realizeze de mai multe ori pe zi (la aceeaşi oră, la toate staţiile), să se folosească ace-leaşi tipuri de aparate şi instrumente (etalonate) şi să se stabilească o metodă unică de înregistrare meteorologică.

Datele meteorologice trebuie să fie reprezentative, permanente, autentice şi omogene (adică să fie obţinute prin efectuarea observaţiilor în condiţii uniforme).

Observaţiile meteorologice se efectuează de patru ori pe zi la orele 100, 700, 1300, 1900, (timp solar mediu local, sau timp local, sau oră locală), iar cele sinoptice sunt orare şi sunt efectuate după ora oficială a Bucureştiului adică aceea a meridianului de 300long. E.

În ţara noastră ora oficială este ora meridianului de 300 longitudine estică. Pentru calcularea orei locale se mai adaugă câte 4 minute pentru fiecare grad de longitudine, depărtare spre vest de meridianul de 300 long. E, deoarece ţara noastră se află la V de meridianul amintit. Pentru fiecare minut de longitudine se adaugă 4 secunde de timp.

De exemplu oraşul Iaşi este situat la 27036 ' longitudine estică, ora 1300 locală va fi la 13009'şi 36'' ora oficială (rotunjit 1300şi 10'). Aşadar observaţiile de climat se vor efectua la 110, 710, 1310şi 1910.

Pentru oraşul Cluj, situat la 23026' longitudine estică, ora 1300 locală va fi la 130026' oră ofi-cială. Observaţiile climatice se vor efectua la 126, 726, 1326 şi 1926.

În perioada de vară, când se trece la ora oficială de vară a României observaţiile climatolo-gice se vor efectua la Iaşi la orele 210, 810, 1410, 2010, iar la Cluj la 226, 826, 1426, 2026 ştiind că ora oficială de vară este în avans cu o oră faţă de cea de iarnă.

Până în 1961 orele de observaţii erau 800, 1400, 2000. Înregistrările şi observaţiile meteorologice se fac într-o ordine stabilită pentru toate staţiile. Datorită volumului mare al observaţiilor meteorologice acestea se derulează începând cu

15-20' înainte de orele menţionate, continuând încă 15-20' după acestea. Înainte de orele de observaţie, observatorul de serviciu verifică funcţionalitatea instrumente-

lor şi aparatelor, remediind eventualele nereguli. Înainte cu cca. 15' de ora locală se înregistrează starea suprafeţei solului, temperatura solu-

lui, direcţia şi viteza vântului, nebulozitatea, vizibilitatea şi fenomenele meteorologice.

Page 19: Lab 24 nov

19

Fig. 1A Platforma meteorologică; 1 – girueta cu placă uşoară, 2 – girueta cu placă grea, 3 – chiciurometrul, 4, 5 - adăposturile pentru instrumentele cu citire directă şi aparatele înregistratoare, 6 – pluviograful, 7 – pluviometrul I.M., 8 – pluviometrul Tretiakov, 9 – heliograful, 10 – complexul actinometric, 11 – termometrele de sol, 12 – termometrele de sol cu tragere verticală;

Fig. 1Ba – adăpostul de instrumente ; Fig. 1B b şi c – poziţia suportului pe beton

La ora locală se fac observaţii asupra temperaturii aerului şi umidităţii. La ora 1300 sunt schimbate diagramele la termograf şi higrograf.

După revenirea observatorului din platformă se efectuează observaţiile legate de evoluţia presiunii atmosferice la barometrul cu mercur, iar mai apoi este schimbată diagrama la barograf.

La ora 1900 se schimbă diagrama la pluviograf, iar la orele 700 şi 1900 se înlocuiesc colectoa-rele pluviometrelor.

După apusul Soarelui se schimbă heliogramele. La ora 700 se fac observaţii privind stratul de zăpadă şi depunerile solide sub formă de chici-

ură sau polei. Fenomenele meteorologice (optice, electrice, acustice) sunt observate vizual şi neântrerupt

ziua şi noaptea. Datele meteorologice înregistrate, se înscriu în tabele şi registre lizibil, fără ştersături şi

imediat după observaţii, însoţite de semnătura observatorului. Tabelele meteorologice tip elaborate de I.N.M.H. - în prezent A.N.M., conţin următoarele

menţiuni: denumirea staţiei, judeţul, latitudinea, longitudinea, altitudinea, anul şi luna, tipul şi seria instrumentelor şi aparatelor, rubricaţiile privitoare la elementele şi fenomenele meteorologice şi în final numele şi funcţia observatorului şi a meteorologului sau tehnicianului care a a controlat şi ana-lizat critic observaţiile şi însemnările.

II. Măsurarea duratei de strălucire a Soarelui II.A. Aspecte generale

Durata de strălucire a Soarelui pe cer reprezintă intervalul de timp (exprimat în ore şi zecimi de oră), din cursul unei zile, în care razele solare vin în contact direct cu suprafaţa terestră într-un anume punct. Durata de strălucire a Soarelui pe cer, este elementul meteorologic a cărui variaţie este in-versă nebulozităţii. Heliograful este aparatul cu ajutorul căruia se determină durata efectivă de stră-lucire a Soarelui.

Page 20: Lab 24 nov

20

Teoretic, durata de strălucire, ar trebui să fie egală cu timpul scurs de la răsăritul şi până la apusul Soarelui. În realitate acest lucru nu se realizează decât arareori, deoarece în atmosferă au loc complexe procese fizice care generează apariţia ceţii cu cer invizibil şi a norilor, care împiedică ra-zele Soarelui să ajungă în contact direct cu suprafaţa terestră. În acest sens în meteorologie, vom utiliza frecvent două noţiuni şi anume: durata astrono-mică sau posibilă zilnică de strălucire a Soarelui şi durata efectivă sau reală zilnică de strălucire a Soarelui. Durata astronomică sau posibilă zilnică de strălucire a astrului solar, reprezintă intervalul cuprins între răsăritul şi apusul Soarelui, în care razele ar putea ajunge în contact cu suprafaţa teres-tră, dacă nu ar întâlni în calea lor nici un obstacol aerian sau terestru. Durata posibilă se calculează astronomic pentru orice punct de pe glob, fiind dependentă de poziţia punctului considerat. Durata efectivă sau reală zilnică de strălucire, desemnează intervalul încadrat între răsăritul şi apusul Soarelui, în care razele ajung în contact direct cu suprafaţa terestră într-un anumit punct, în condiţiile în care discul solar nu este acoperit de ceaţă sau nori. Observăm că durata efectivă de strălucire a Soarelui este în majoritatea situaţiilor mai mică, cel mult (dar foarte rar), egală cu durata astronomică. Durata efectivă şi cea astronomică prezintă importanţă teoretică şi practică în meteorologie, climatologie şi în diferitele sectoare economico-sociale. Cunoscând durata efectivă de strălucire a Soarelui în decursul unor intervale de timp diferi-te (o zi, o lună, un anotimp, un an, mai mulţi ani etc.) pentru o localitate, o unitate sau regiune geo-grafică, o zonă agricolă şi durata astronomică a acestui element, prin raportarea primeia la cea de-a doua, vom obţine o mărime numită fracţia de insolaţie (F). Fracţia de insolaţie ne arată cât la % din durata posibilă pentru fiecare interval de timp con-siderat (valoare dată de aşezarea latitudinală a unui areal), Soarele luminează respectivul spaţiu (sub influenţa în primul rând a nebulozităţii), fiind un parametru meteorologic de mare utilitate practică în agricultură, construcţii, urbanistică, balneologie, amenajarea teritoriului etc. Se calculează ca ra-port procentual dintre durata efectivă de strălucire a Soarelui (d) şi durata posibilă astronomică (D), valoarea sa reieşind din relaţia:

F = d×100/D În zilele în care sistemele noroase sunt total absente de pe bolta d = D, fracţia de insolaţie având valoarea de 100%, iar în zilele în care norii acoperă în totalitate bolta cerească şi Soarele nu străluceşte deloc, fracţia de insolaţie v-a fi egală cu 0 pentru că şi d = o. Fiind un element de o im-portanţă deosebită din punct de vedere meteorologic, climatologic şi economic, durata de strălucire a Soarelui este înregistrată permanent la staţiile meteorologice cu ajutorul heliografelor.

II. B. Aparate pentru măsurarea şi înregistrarea duratei de strălucire a Soarelui

Durata efectivă de strălucire a Soarelui se măsoară la staţiile meteorologice cu heliograful model Champbel-Stockes reprezentat prin trei tipuri: Fuess, Metra-Praha şi Universal ce diferă în-tre ele prin detalii de construcţie, prin felul heliogramelor folosite, a datelor calendaristice sau a ore-lor la care se schimbă. Principiul de funcţionare al heliografului se bazează pe proprietatea unei sfere masive (D = 10cm) din sticlă (cristal) de a concentra razele solare directe care cad pe suprafaţa sa. Focarul pro-duce o pată focală, iar aceasta arderea unei benzi din carton, numită heliogramă, care are rol de di-agramă. Odată cu mersul aparent al Soarelui de la est către vest, pata focală îşi schimbă poziţia în sens invers şi lasă pe heliograma fixată într-o montură metalică concentrică cu sfera, o dungă de arsură, a cărei lungime corespunde timpului în care a strălucit Soarele. Pe heliograme intervalele orare sunt marcate cu linii lungi, iar intervalele de o jumătate de oră cu linii mai scurte, toate per-pendiculare pe linia mediană a diagramei, marcajele de timp indicate folosind la stabilirea duratei de strălucire în ore şi zecimi a Soarelui pe bolta cerească.

II. B1. Heliograful de tip Fuess

Acest aparat (fig.2a) are ca piesă receptoare o sferă de sticlă masivă (1) cu diametrul de 10 cm, aşezată pe un suport metalic( 2) sudat de o placă de bază metalică( 8). Sfera de sticlă este aşezată concentric pe o montură metalică( 3) care reprezintă o parte dintr-o sferă metalică.

Page 21: Lab 24 nov

21

Fig.2a Heliograful de Fuess şi păr-ţile lui componente

Fig.2b Tipuri de heliograme utilizate pentru măsu-rarea duratei efective de strălucire a Soarelui

Pe partea concavă această montură are inserate trei rânduri de şanţuri duble (superior, mijlociu, inferior), în care în funcţie de anotimp şi de schimbarea aparentă a poziţiei Soarelui pe bolta cerească (în funcţie de înălţimea Soarelui deasupra orizontului în timpul amiezii) se introduc trei rânduri de heliograme(fig.2b):

a) scurte(fig.2ba), pentru intervalul 20 X – 10 III, (heliograme de iarnă), în perechea superioa-ră de şanţuri;

b) drepte(fig.2bb), pentru intervalele de tranziţie 10 III – 20 IV; 11 IX – 20 X (de primăvara, respectiv toamna) în perechea mijlocie de şanţuri;

c) lungi(fig.2bc), pentru intervalul 21 IV – 10 IX ( de vară) în perechea inferioară de şanţuri ale monturii.

Heliogramele sunt confecţionate dintr-un carton special (care arde şi după ce a fost udat de ploaie) şi sunt vopsite în culoarea neagră. Pe heliograme orele sunt scrise cu cifre romane, din 3 în 3, în intervalul cuprins între orele 600 şi 1800. Pentru fixarea lor în poziţia corectă heliogramele sunt străpunse cu un cui special legat de corpul aparatului prin intermediul unui lănţişor. Cuiul respec-tiv ajunge la diagramă trecând printr-unul din cele trei orificii special săpate în montura metalică (în dreptul fiecărei perechi de şanţuri), având rolul de a fixa cât mai bine diagramele în şanţurile monturii. De placa de bază (8) se află sudat un suport metalic (5), cu o scală gradată în grade de latitudine (4), (de la 40 la 65o lat.), servind la fixarea indicelui gravat pe montura purtătoare de diagrame în dreptul gradaţiei corespunzătoare latitudinii la care este instalat aparatul. De partea superioară a suportului metalic şi a scării gradate, este prins braţul curbat (6) ce serveşte la orien-tarea heliografului pe direcţia nord-sud (partea liberă a sferei aflându-se pe direcţia sud). La capătul vergelei( 6) se găseşte un şurub (7) ce foloseşte la fixarea concentrică a sferei de sticlă în raport de montură. Placa de bază a aparatului poate fi din metal, din calcar recristalizat sau marmură în aceas-ta fiind practicate 3 orificii pentru fixarea aparatului cu şuruburi care servesc şi la orizontalizarea acestuia.

II.C. Condiţiile de instalare a heliografului Pentru ca datele din observaţii referitoare la durata de strălucire a Soarelui indicate de helio-graf să fie în conformitate cu realitatea, se impune ca instalarea aparatului să respecte o serie de condiţii şi norme, mai importante fiind următoarele:

• Heliograful se instalează într-un loc deschis, pentru ca razele solare directe să ajungă la aparat în orice anotimp şi în tot cursul zilei, de la răsăritul până la apusul Soarelui. Da-că în jurul platformei au apărut obstacole care împiedică razele cu unghi mic de incidenţă sa ajungă

Page 22: Lab 24 nov

22

la sfera heliografului, acesta se poate monta pe un stâlp mai înalt, sau chiar pe clădirea staţiei, pe o suparafaţă special amenajată.

• Heliograful se instalează în parte sudică a platformei meteorologice perfect orizontal, pe o placă metalică sau dintr-o rocă dură, fixată de un stâlp din fier sau beton la o înălţi-me de 1,50 m deasupra solului. Se controlează cel puţin decadic la staţia meteorologică, dacă helio-graful nu şi-a pierdut orizontalitatea, urmărindu-se ca dunga de arsură de pe heliogramă, să fie pa-ralelă cu linia albă, orizontală de pe mijlocul heliogramei. Dacă paralelismul nu se păstrează, heli-ograful se orizontalizează prin intermediul unei nivele cu bulă de aer şi a şuruburilor de calare ce fixează heliograful de suport.

• Stâlpul pe care se fixează heliograful trebuie să fie bine fixat în pământ, perfect vertical, aspect care se verifică prin intermediul firului cu plumb.

• Tot de către personalul staţiilor se controlează dacă heliograful este fixat la latitudinea respectivă a staţiei meteorologice. În cazul unei instalări corecte indicele din spatele monturii metalice, trebuie să coincidă cu gradaţia ce reprezintă latitudinea locului de pe scara grada-tă. În cazul în care heliograful nu a fost instalat corect, vom constata că extremităţile arsurii pentru perioada de dimineaţă şi seară se îndepărtează de axul median al heliogramei.

• Se contolează exactitatea instalării heliografului pe direcţia nord-sud, co-rect fiind atunci când vergeaua metalică curbată 6 coincide cu direcţia nord. Verificarea se face cu ajutorul busolei. În cazul unei bune orientări a aparatului, direcţia vergelei curbate 6 trebuie şă coin-cidă cu direcţia nord indicată de acul busolei.

• Se controlează şi orientarea heliografului faţă de meridianul locului, în momentul când Soarele coincide cu acesta. Pentru aceasta, într-o zi senină, se va observa dacă la ora 1200 (timp solar adevărat) pata focală coincide cu linia care marchează ora XII pe heliogramă şi cu linia marcată (cu roşu sau alb) în interiorul monturii metalice.

• Pentru aflarea orei 1200 - ” amiaza adevărată” – adică a momentului când Soarele se află exact in planul meridianului locului se procedează după următorul algoritm , luat ca exemplu pentru staţia meteorologică Suceava (situată la 47o 39’ lat . N, 26o16’ long. E şi 325m altitudine) ziua de 7. IX:

o mai întâi se calculează diferenţa în grade şi minute de longitudine dintre timpul oficial (cel al meridianului de 30o long. E) şi timpul local mijlociu, adică: 30o – 26o16’ = 3o44’

o transformând rezultatul de 3o44’ în minute şi secunde de timp (1o long. = 4’; 1’long. = 4”) se obţine timpul de 14’ şi 56”, care adăugat orei oficiale 1200 (pentru că întreg teritoriul ţării noastre se situează la vest de meridianul de 30olong. E, momentele răsăritului, amie-zii, asfinţitului etc. se produc cu o întârziere din ce în ce mai mare pe măsură ce înaintăm dinspre estul spre vestul ţării), dau ora locală mijlocie 12 14’56”.

o acesteia i se adaugă algebric diferenţa de -2’ (care reprezintă corecţia de timp) extrasă din tabelul 1 (al „Ecuaţiei timpului”), obţinându-se pentru ziua de 7 IX ora amiezii adevărate : 12 14’56”- 2’ = 12 12’56”. Acesta este momentul când are loc amiaza adevărată la Suceava în ziua de 7.IX, când pata focală a sferei de sticlă se materializează printr-o arsură produsă pe heliogramă exact pe diviziunea orei XII.

Tab.1. Ecuaţia timpului (minute şi zecimi de minute) Luna

Ziua I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

1 +3,0 +13,5 +12,5 +4,0 -3,0 -2,5 +3,5 +6,0 0,0 -10,0 -16,5 -10,0 4 +4,5 +14,0 +12,0 +3,0 -3,0 -2,0 +4,0 +6,0 -1,0 -11,0 -16,6 -10,0 7 +6,0 +14,0 +11,0 +2,5 -3,5 -1,5 +4,5 +5,5 -2,0 -12,0 -16,5 -8,5 10 +7,0 +14,5 +10,5 +1,5 -3,5 -1,0 +5,0 +5,5 -3,0 -13,0 -16,0 -7,5 13 +8,5 +14,5 +9,5 +0,5 -3,5 0,0 +5,5 +5,0 -5,0 -13,5 -15,5 -6,0 16 +9,5 +14,5 +9,0 0,0 -3,5 +0,5 +6,0 +4,5 -5,0 -14,5 -15,5 -4,5 19 +10,5 +14,0 +8,0 -1,0 -3,5 +1,0 +6,0 +3,5 -6,0 -15,0 -14,5 -3,0 22 +11,5 +14,0 +7,0 -1,5 -3,5 +1,5 +6,5 +3,0 -7,0 -15,5 -14,0 -1,5 25 +12,5 +13,5 +6,0 -2,0 -3,0 +2,5 +6,5 +2,0 -8,0 -16,0 -13,0 0,0 28 +13,0 +13,0 +5,5 -2,5 -3,0 +3,0 +6,5 +1,5 -9,0 -16,0 -12,0 +1,5 31 +13,5 +4,5 -2,5 +6,5 +1,5 -16,5 +3,0

Page 23: Lab 24 nov

23

• Se controlează dacă sfera heliografului este concentrică cu montura metali-că în care se introduc heliogramele. Când sfera nu îndeplineşte această condiţie, dunga de arsură de pe heliogramă nu este uniformă, având diferite grosimi. Utilizând şurubul 7, aducem sfera în poziţia corectă.

• Se verifică dacă heliogramele sunt aşezate corect la distanţa focală a lenti-lei convergente reprezentată de sfera de sticlă (nu în faţa sau în spatele punctului de concentrare a fascicolului de raze), instalarea necorespunzătoare diminuând puterea de ardere a fascicolului. Dun-ga de arsură în acest caz, apare numai atunci când razele Soarelui au o capacitate calorică mare. Chiar şi în cazul instalării corecte a heliogramei se scurtează în mod artificial durata de strălucire a Soarelui pentru că în zilele senine carbonizarea heliogramei începe la un anumit interval după răsăritul Soarelui şi, se termină cu un timp oarecare inaintea apunerii lui. Aceasta se explică prin faptul că pragul de sensibilitate al aparatului (de 0,25-0,4 cal/cm2/min) mai depinde de culoa-rea şi puritatea sticlei, de materialul din care este făcută heliograma şi de umiditatea aerului. Deci datorită pragului de sensibilitate durata de strălucire efectivă reală nu este egală cu durata efectivă înregistrată, aceasta din urmă fiind întotdeauna mai scurtă .

II.D. Întreţinerea heliografelor

Funcţionarea în bune condiţii a heliografelor, necesită o serie de acţiuni menite să le asigure o întreţinere corespunzătoare din care amintim cateva.

1. Transportul aparatului se face cu grijă numai după ambalarea separată a sferei, care trebuie învelită în foiţă sau vată şi apoi în hârtie, pentru a nu se zgâria sau sparge. Dacă totuşi pe sferă apar din anumite cauze zgârieturi, ea se va instala în aşa fel încât acestea să fie aşe-zate în partea de jos.

2. Cu o cârpă moale sau o bucată de piele de căprioară, ori de câte ori s-a de-pus praful sunt şterse sfera din sticlă, montura metalică şi celelalte piese.

3. Iarna când cad precipitaţii solide sub formă de zăpadă, sau se manifestă depuneri de chiciura, polei sau brumă, înainte de răsăritul Soarelui sfera şi montura metalică sunt şterse cu o cârpă îmbibată în alcool sau benzină curată, apoi cu o cârpă moale uscată.

4. Părţile metalice ale aparatului trebuie protejate de ruginire prin vopsire sau ştergere cu o cârpă înmuiată în ulei mineral, după ce în prealabil aceasta a fost stoarsă. Acestor acţiuni ce au ca scop o întreţinere corespunzătoare a heliografelor li se adaugă cele deja amintite cum ar fi orientarea, orizontalitatea etc.

II. E. Efectuarea înregistrărilor şi descifrarea heliogramelor Corectitudinea desfăşurării înregistrărilor legate de durata de strălucire a Soarelui la staţiile meteorologice depinde de respectarea câtorva condiţii:

1. Schimbarea heliogramelor se efectuează zilnic după apusul Soarelui, indi-ferent dacă heliograma prezintă sau nu înregistrări. Pe partea posterioară a heliogramei se va nota obligatoriu denumirea staţiei, anul, ziua, ora şi minutele instalării şi scoaterii ei.

2. Pe heliogramă orele de dimineaţă sunt marcate spre apus, iar cele de după masă spre răsărit, în aşa fel încât, aceasta să recepţioneze la momentul sau pe intervalele diurne specifice razele solare venite de la Soare. Cu ajutorul heliogramei se calculează durata efectivă de strălucire a Soarelui (pe intervale orare şi pe zile), exprimată în ore şi zecimi.

3. În perioada de iarnă când se constată că apa îngheaţă pe aparat şi împie-dică scoaterea diagramelor, se recomandă ca pe jgheabul de fixare să se toarne câteva picături de alcool, iar gheaţa să fie curăţată cu un băţ de lemn bine ascuţit.

4. Pentru o înregistrare corectă pe heliograme, trebuiesc îndeplinite câteva condiţii:

o să se utilizeze tipul de heliograme adaptat sezonului; o heliograma să fie instalată în jgheabul corespunzător tipului respectiv de

heliogramă;

Page 24: Lab 24 nov

24

o heliograma să se fixeze cu acul de fixare pe marcajul vertical al suportului în dreptul orei 12oo, atât pentru a nu fi luată de vânt, cât şi pentru a permite să se contoleze in-stalarea şi a-i aplica dacă este cazul corecţii la controlul tehnic;

o să fie verificată lunar orientarea heliografului faţă de meridianul locului, poziţia în raport cu latitudinea locului, orizontalitatea bazei iar sfera heliografului să fie între-ţinută în perfectă stare de curăţenie.

Pentru o descifrare precisă şi uşor de efectuat heliograma este divizată în ore şi jumătăţi de oră prin linii lungi şi transversale, respectiv linii scurte. Pentru fiecare interval de oră se apreciază lungimea arsurii (în zecimi de oră), avându-se în vedere intervalul dintre două linii scurte consecutive care reprezintă o oră. Se iau ca repere ale in-tervalelor orare liniile scurte ce reprezintă jumătăţi de oră (Ex. 830, 930, 1030), pentru că şi tabele în care se trec datele de pe heliograme sunt concepute în acest mod, mod care răspunde mai bine reali-tăţii temporale în care se manifestă momentele răsăritului şi asfinţitului Soarelui (Ex. tab.TM-6). Lungimile arsurii apreciate în zecimi de oră se notează în partea inferioară a diagramei, în dreptul orelor în cauză. Dacă întreg intervalul de o oră prezintă o arsură continuă atunci durata de strălucire a Soarelui se va aprecia cu 1,0. Dacă arsura s-a produs numai pe o porţiune a intervalului orar se va nota valoarea respectivă în zecimi de oră (0,5;0,3;0,2). Dacă arsura se prezintă ca fiind formată din mai multe urme izolate unele de altele, se va determina durata pentru fiecare în parte, iar pe diagramă în intervalul orar respectiv se va scrie suma duratelor.

Fig. 2c Exemplu de descifrare a unei heliograme

Se iau în considerare chiar şi cele mai slabe urme de arsură. Urmele rotunde, în formă de punct se apreciază la durata unei zecimi de oră. Dar arsurile instantanee (de durată foarte scurtă) au totuşi un diametru mare motiv pentru care la descifrare se exagerează durata efectivă. Urmele foarte slabe care au o dimensiune mai mică decât cea menţionată, se iau în considerare şi se apreci-ază cu o zecime ( 0,1 ), numai în cazul în care, o asemenea arsură reprezintă singura urmă ce a ma-terializat pe diagramă durata de strălucire a Soarelui din acea zi. În final prin însumarea duratei de strălucire a Soarelui pe intervale orare, se obţine durata efectivă de strălucire a Soarelui pentru ziua respectivă. Aceste date orare şi zilnice sunt transpuse în tabela meteorologică TM-6, tabelă ce include şi sumele decadale şi lunare pe intervale orare ale duratei de strălucire a Soarelui. Sumele zilnice ale duratei de strălucire a Soarelui, suma lunară, nu-mărul de zile cu soare sau fără soare, durata maximă diurnă de strălucire a Soarelui/ziua şi valoa-rea medie lunară a fracţiei de insolaţie sunt înscrise şi în tabela TM-1 . Sumele lunare pe intervale orare, dar şi cele anuale sunt înscrise în tabela TM-16. Pe baza acestora se pot calcula sumele medii multianuale (pe ore sau cumulat) ale duratei efective de strălucire a Soarelui, iar prin raportarea acestora la durata astronomică se obţine valoa-rea medie multianuală a fracţiei de insolaţie, parametru climatic de mare importanţă practică. De asemenea pot fi calculaţi sau extraşi şi ceilalţi parametri climatici legaţi de durata de strălucire a Soarelui ce servesc la conturarea valenţelor climatice ale unui areal sau punct geografic.

Page 25: Lab 24 nov

25

Tab.2 Durata de strălucire a Soarelui la Suceava. Medii lunare şi anuale(1961-2002) LUNA I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII AN

Media 85,6 98,5 123,9 158,4 226,2 227,7 247,6 237,2 182,5 142,4 83,0 74,6 1887,6

Tab.3 Numărul de zile cu soare la Suceava. Medii lunare şi anuale (1984-2000) LUNA I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII AN

Media 19,6 19,0 23,0 24,6 28,2 27,8 29,9 29,4 25,9 25,6 18,9 18,1 290,1

1827,7

1919,9

1919,7

1955,8

1877,7

1859,4

2262,2

2022,2

1912,4

1948,3

1635,1

2007,4

1970,1

1901,5

1872,1

1574,5

2046,4

1975,7

1670,4

1700,9

1994,2

1894,8

1684,5

2052,4

1762,4

1618,71797,8

1842,7

1883,8

1970,2

2019,6

Tendinţa evoluţiei duratei de strălucire a Soarelui:

y = 4,2286x + 1815,6 / R2 = 0,0658

0

500

1000

1500

2000

2500

1975

1976

1977

1978

1979

1980

1981

1982

1983

1984

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

ore

Fig. 2d Evoluţia dela un an la altul a duratei de strălucire a Soarelui la Suceava

82,793,4

123,7

154,3

222,4216,4

235,8 232,6

173,9

141,2

81,768,8

0

50

100

150

200

250

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

ore

Fig. 2e Regimul anual al duratei de strălucire a Soarelui la Suceava (1975-2005)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101

111

121

131

141

151

161

171

181

191

201

211

221

231

241

251

261

271

281

291

301

311

321

331

341

351

361

ore

Fig. 2f Regimul anual al duratei de strălucire a Soarelui la Suceava (1975-2005)

Page 26: Lab 24 nov

26

Fig. 2g Heliograful la staţia meteorologică Suceava

III. Măsurarea temperaturii aerului, a suprafeţei solului şi a solului în adâncime

III.1. Generalităţi. Principiul de funcţionare al termometrelor. Scările termometrice Temperatura ca mărime fizică pune în evidenţă starea de încălzire sau de răcire a unui

corp, fiind determinată de proprietatea corpului de a emite sau recepta energie calorică spre, sau dinspre mediul, sau corpul, cu care vine în contact.

Modificările induse stării de încălzire, conduc la schimbări mai mult sau mai puţin semnifi-cative ale proprietăţilor fizice şi geometrice ale unui corp, care se concretizează printr-o deformare (dilatare sau contractare), în funcţie de temperatura mai ridicată sau mai coborâtă, a mediului sau a altui corp care îl influenţează prin venirea cu el în contact. Observaţiile efectuate cu privire la rela-ţia existentă între temperatură şi volumul diferitelor corpuri (gazoase, lichide sau solide), stau la baza construcţiei instrumentelor şi aparatelor de măsurat temperatura, adică a termometrelor şi ter-mografelor.

Principiul de funcţionare al acestora se bazează pe proprietatea unor substanţe lichide (mer-cur, alcool, toluen) sau solide (diferite metale), de a se dilata (a-şi mări volumul) sau a se contracta (a-şi micşora volumul), la creşterea, respectiv scăderea temperaturii mediului cercetat (aer, apă, sol etc.).

Rolul de receptor al instrumentelor şi aparatelor termometrice este luat de acele substanţe care prezintă coeficienţi de dilatare foarte mari şi constanţi, pe toată scara variaţiilor termice întâl-nite frecvent în natură. Mercurul, alcoolul, toluenul, invarul au fost alese ca receptori ai aparatelor şi instrumentelor termometrice pentru că se dilată şi se contractă constant la cele mai mici/mari creşteri sau scăderi ale temperaturii.

Odată stabilit principiul care stă la baza determinării temperaturii diferitelor corpuri (relaţia dintre temperatură şi volumul acestora), s-a trecut la construirea instrumentelor şi apoi aparatelor care să poată măsura modificările de volum ale lichidelor şi aliajelor termometrice menţionate şi, să le transpună într-o unitate de măsură adecvată.

Pentru aceasta la un rezervor de sticlă sferic sau cilindric, plin cu lichid termometric, s-a ataşat prin sudare un tub foarte îngust (capilar) din acelaşi material. În interiorul acestui tub închis, lichidul termometric îşi măreşte sau micşorează volumul, coloana de lichid alungindu-se sau scurtându-se după cum temperatura creşte sau scade.

Luând ca exemplu un rezervor plin cu mercur, de care este sudat un tub capilar, care se in-troduce în interiorul gheţii aflată în curs de topire, vom constata o micşorare treptată a coloanei de mercur până la un moment dat când ea se stabilizează. Nivelul la care coloana de mercur a devenit

Page 27: Lab 24 nov

27

staţionară este considerat primul punct fix al termometrului, fiind numit temperatura de topire a gheţii şi se notează cu zero.

Întroducând rezervorul aceluiaşi termometru în vaporii apei aflate în curs de fierbere, la presiunea de 760mm col. Hg, se observă o creştere treptată a coloanei de mercur, până când, la un anumit moment aceasta se stabilizează. Noul nivel de staţionare al capătului superior al coloanei de mercur, constituie un al doilea punct fix al termometrului, fiind numit temperatura de fierbere a apei distilate şi se notează cu 100.

Intervalul dintre cele două puncte fixe ale termometrului (cel de topire al gheţii şi cel de fierbere al apei distilate), în dreptul cărora coloana de mercur devine staţionară, reprezintă scara termometrică.

Scara termometrică a fost împărţită într-un număr variabil de părţi egale, fiecare dintre aces-te părţi reprezentând un grad de temperatură. De la un autor la altul scara termometrică a fost divi-zată diferit, de unde şi mărimea gradelor de temperatură este şi ea diferită. Se cunosc mai multe scări termometrice: Celsius, Reaumur, Fahrenheit, Kelvin.

Scara termometrică centi-gradă introdusă în anul 1786 de către savantul Anders Celsius este divizată în 100 părţi egale de la 0o la 100oC. Scara folosită de fizicia-nul francez R.A.F. de Reaumur (împarte intervalul dintre punctele de topire al gheţii şi cel de fierbere al apei în 80o părţi egale de la 0o la 80oR. Scara folosită de fizicianul german G.D. Fahrenheit a fost îm-părţită în 180 părţi egale la 32o situându-se punctul de topire al gheţii, iar la 212o F punctul de fier-bere al apei(fig.3a).

Din cele de mai sus rezultă că, gradul de temperatură din scara Reaumur (0o – 80o) este mai mare decât cel din scara Celsius (0o – 100o) şi cu mult mai mare decât cel din scara Fahrenheit (32o – 212o) . Aşadar gradul de temperatură nu

este o unitate absolută, valoarea acestuia depinzând de modul cum se împarte prin construcţie scara termometrică a termometrelor folosite.

Pentru a nu se crea confuzii sau pentru a nu da curs unor rezultate eronate din observaţii, se impune ca la valoarea temperaturii să se menţioneze şi iniţiala scării folosite: C, F, R, K. Cele mai utilizate scări termometrice în prezent sunt scara Celsius(numită şi scară internaţională) şi scara Fahrenheit.

Utilizarea termometrelor gradate în diferite scări nu constituie un impediment pe planul co-laborării şi a schimbului de informaţii ştiinţifice pe plan internaţional deoarece cu ajutorul unor ra-poarte foarte simple se pot stabili legăturile care există între aceste scări şi care sunt redate de urmă-toarele proporţii:

C/100 = R/80 = (F – 32)/180 Prin simplificarea proporţiilor de mai sus vom avea stabilite aceleaşi raporturi de echivalenţă

între scări: C/5 = R/4 = (F - 32)/9

Prin intermediul acestor proporţii, cu ajutorul unor formule relativ simple se poate face tre-cerea de la o scară termometrică la alta astfel:

tc = 5tR/4 = 5(tF - 32)/9; tR = 4tC/5 = 4(tF - 32)/9;

Fig.3a Scările termometrice Celsius, Reaumur, Fahrenheit

Fig.3b Scările termometrice Celsius şi Kelvin

Page 28: Lab 24 nov

28

tF = 9(tC + 32)/5 = 9(tR + 32)/4. Pe lângă cele trei scări folosite se mai utilizează uneori şi scara fizicianului englez W.T. Kel-

vin(fig. 3b). Pe această scară cea mai coborâtă temperatură posibilă (-273,15oC) este notată cu 0oK, datorită acestui fapt scara fiind denumită: „scara termometrică absolută a lui Kelvin”. Mărimea gradelor de temperatură în scara Kelvin este egală cu acea a gradelor din scara Celsius, 1oK fiind egal cu 1oC. Scara Kelvin se deosebeşte de scara Celsius prin locul de marcare a valorii zero. Astfel, 0oK reprezintă –273,15oC, 273,15oK, (punctul fix inferior) este echivalentul lui 0oC, iar 373,15oK (punctul fix superior) este echivalentul lui 100oC.

La staţiile meteorologice de la noi din ţară se efectuează cu precădere măsurători asupra temperaturii aerului, a suprafeţei solului şi mai rar (din lipsa instrumentarului) a temperaturii în adâncime pe verticala profilului de sol.

III.2. Corecţii aduse determinărilor termometrice

Pentru ca determinările valorilor termice ale diferitelor medii să fie corecte trebuie să se aibă în vedere următoarele:

♦ Datorită faptului că secţiunile tuburilor capilare ale termometrelor prezintă cel mai adesea valori diferite, acestea neavând un diametru interior perfect, în anumite porţiuni din tuburile capilare nivelul lichidului termometric poate indica valori greşite. Pentru evitarea acestor erori fie-care termometru se etalonează prin comparare cu un etalon bine verificat. În urma verificării se în-tocmeşte un buletin de etalonare în care sunt cuprinse corecţiile ce trebuiesc aplicate valorilor citite pe diferite intervale de temperatură. Pentru fiecare termometru, se întocmeşte un buletin de etalona-re, iar în registrele de înscriere a datelor sunt prezente trei rubrici distincte şi anume: citirea – corec-ţia –valoarea corectă.

♦ La termometrele care funcţionează cu rezervorul în medii diferite faţă de temperatura mediului în care se află tubul capilar (termometrele de sol) se aplică corecţia pentru coloana emer-gentă.

♦ Tot la aceleaşi termometre se aplică şi corecţia pentru presiune exterioară şi presiu-ne interioară în capilar. Corecţia pentru coloana emergentă şi corecţia pentru presiune exterioară şi presiune interioară în capilar nu se aplică direct termometrelor meteorologice obişnuite, ci se aplică mai întâi termometrelor – normal etalon, prin intermediul cărora se face apoi etalonarea termome-trelor meteorologice.

O problemă importantă de care trebuie să se ţină seama în construcţia termometrelor, dar şi în cadrul observaţiilor meteorologice, este cea a inerţiei lor, adică a vitezei cu care termometrele capătă temperatura mediului căruia i se măsoară această însuşire fizică. Introdus într-un mediu oa-recare, termometrul nu capătă instantaneu temperatura lui, ci ajunge la temperatura mediului respec-tiv după un interval mai lung sau mai scurt de timp, în care, între termometru şi mediu, are loc un schimb de căldură.

În intervalul cât durează schimbul caloric, temperatura indicată de termometru se modifică, în sens pozitiv sau negativ, în funcţie de cantitatea de căldură pe care corpul termometric o primeşte sau o cedează mediului în care este introdus. Schimbul caloric dintre termometre şi mediu încetează numai în momentul stabilirii echilibrului termic. Viteza cu care termometrul capătă temperatura mediului căruia i se măsoară această însuşire fizică, este direct proporţională cu: suprafaţa rezervo-rului termometrului (a corpului termometric), cu diferenţa de temperatură dintre corpul termometric şi mediul cu care vine în contact, cu coeficientul schimbului caloric cu mediul şi invers proporţio-nală cu capacitatea calorică a lichidului din rezervor (sau a corpului termometric).

III.3 Măsurarea temperaturii aerului

Temperatura reprezintă principala caracteristică a vremii şi climei de ea depinzând într-o

mare măsură valorile şi regimul tuturor celorlalte elemente şi fenomene meteorologice. Temperatu-ra aerului este determinată prin măsurători complexe după un program care diferă în funcţie de specificul staţiei, de instrumentarul din dotare şi de parametrii termici urmăriţi.

Page 29: Lab 24 nov

29

La staţiile cu program climatologic, temperatura aerului se determină în decurs de 24 ore, la orele climatologice de bază 100, 700, 1300, 1900 timp solar mediu local, iar la cele cu program sinop-tic din oră în oră.

De asemenea sunt determinate valorile maxime şi minime de temperatură din intervalul ce-lor 24 ore cât reprezintă o zi.

Pentru aceste observaţii şi determinări se folosesc instrumentele cu citire directă, respectiv termometrele meteorologice ordinare (psihrometrice) şi termometrele de extreme (de maximă şi de minimă). Pentru înregistrarea variaţiilor continue ale temperaturii aerului într-o perioadă de 24 ore sau o săptămână la staţii se utilizează termometrele înregistratoare sau termografele.

În funcţie de partea receptoare, sensibilă a instrumentului sau aparatului distingem mai multe tipuri de termometre după cum urmează:

o termometre cu lichid (mercur, alcool, toluen); o termometre electrice (cu rezistenţă electrică, termistori, cu cupluri termoelectrice); o termometre cu deformare (lame şi tuburi metalice care se deformează sub influenţa variaţii-

lor de temperatură). În practica meteorologică cele mai întâlnite termometre sunt termometrele cu lichid, având o

construcţie simplă rezumată în esenţă la un rezervor în care se află lichidul termometric, un tub ca-pilar sudat de rezervor, o scală gradată şi un tub protector de sticlă specială (ce nu suferă decât foar-te puţine modificări de volum la variaţiile de temperatură) prevăzut la capătul opus rezervorului cu o garnitură metalică.

După modul de funcţionare instrumentele şi aparatele ce măsoară temperatura şi variaţiile acesteia pot fi clasificate în:

o termometre ordinare (normale), care indică temperatura mediului în momentul citirii; o termometre speciale (pentru măsurarea temperaturilor extreme), o aparate pentru înregistrarea variaţiilor temperaturii (termografele).

După modul cum obţinem rezultatul observaţiilor distingem: o termometre cu citire directă, la care pentru a avea valori este necesară prezenţa observatoru-

lui, o termometre înregistratoare, care marchează pe o bandă de hârtie (termogramă), variaţiile

termice (în absenţa observatorului), iar acestea pot fi apoi cunoscute prin descifrare.

III.3.1. Termometre cu citire directă

Aceste termometre sunt lipsite de mecanism înregistrator automat, valorile temperaturii citindu-se şi înscriindu-se în registru de către observator şi fiind valabile numai pentru momentul în care au fost efectuate determinările. În categoria termometrelor cu citire directă intră:

o termometrele meteorologice ordinare (psihrometrice), o termometrele de maximă, o termometrele de minimă, o termometrele de minimă şi de maximă (six-Bellani).

III.3.1.1. Termometrul ordinar (psihrometric) III.3.1.1.1. Părţi componente

Acest termometru ne indică temperatura aerului în momentul observaţiei. De obicei acest termometru face parte dintr-un ansamblu instrumentar numit psihrometrul de staţie – ansamblu in-stalat pe un stativ special în adăpostul meteorologic numit şi psihrometric.

Psihrometrul se foloseşte la determinarea temperaturii şi umidităţii aerului şi se compune din două termometre ordinare identice, deosebirea dintre ele constând în faptul că unul are rezervo-rul umezit fiind numit „termometru umed”, celălalt neumezit purtând denumirea de „uscat” sau „psihrometric”. Asupra psihrometrului vom reveni cu informaţii detaliate.

Termometrul psihrometric are o construcţie simplă fiind alcătuit din câteva părţi (fig. 4). Un rezervor (R), cu mercur, ce constituie terminaţia inferioară a termometrului şi care are

de regulă o formă sferică, cilindrică sau tronconică. Mercurul (Hg) are punctul de îngheţ la –38,87oC şi punctul de fierbere la 356,9oC. El prezintă o conductibilitate termică ridicată şi un coefi-

Page 30: Lab 24 nov

30

cient de dilatare foarte mare. Pentru a i se coborî punctul de îngheţ, mercurul folosit în unele ter-mometre este amestecat cu taliu (4%), asigurându-se astfel posibilitatea măsurării temperaturilor până la –62oC. Cel mai frecvent însă, mercurul este utilizat în termometrele cu care se măsoară temperaturile ridicate (de maximă), iar în amestec cu taliul şi în termometrele ordinare, amalgamul de mercur şi taliu asigurând posibilitatea măsurării temperaturilor pe scara –62oC – +40oC.

Un tub capilar (t), din sticlă sudat de rezervor cu care formează un corp comun. Are un di-ametru de 0,2 – 0,3mm în secţiune circulară, dar aceasta din urmă poate fi şi eliptică sau prismatică. La capătul superior tubul capilar se termină cu o cavitate nefuncţională (CV) ce are diametrul mai mare decât restul tubului. Cavitatea este închisă la partea superioară, comunicând cu rezervorul la partea inferioară. Interiorul tubului este vidat.

O scară (SC) începând de la –

35 oC;-40oC până la +55 oC; +60 oC, divizată în grade şi zecimi de grad (din 0,2oC în 0,2oC) sub forma unei plăcuţe alungite confecţionate din porţelan alb (opal). Limitele scalei sunt determinate prin construcţie şi se aleg în funcţie de scopul pentru care a fost confecţionat termometrul sau zona geografică în care va funcţiona. Pentru zonele cu tempera-turi ridicate scara va fi extinsă în gama valorilor pozitive, iar pentru zonele cu climă rece scara va fi extinsă în gama valorilor negative până la limita în care se pot face observaţiile. Tubul capilar se fixează de scară cu ajutorul a două bu-căţi de sârmă fină. La termometrele ordinare cu scara gradată din 0,2oC în 0,2oC (cel mai frecvent utilizate-fig.4) intervalul de un grad este divizat în 5 părţi egale iar zecimea de grad se apre-ciază din ochi cu multă uşurinţă. Există şi termometre ordinare la care precizia măsurării este de 0,5oC (fiecare interval de un grad fiind împărţit în două părţi egale), după cum există şi termometre la care precizia de măsurare este de 0,1oC (fiecare interval de un grad fiind împăr-ţit în 10 părţi egale). Normal pe scara termometrului ordinar diviziunile sunt

marcate cu cifre din 10 oC în 10 oC (cifra zecilor este scrisă în partea stângă a scării, iar zero pe par-tea dreaptă) şi cu săgeţi din 5 oC în 5 oC- fig.4. Uneori, pentru ultimul caz, se înscrie cifra 5 pe parte dreaptă a scării, în dreptul diviziunilor cu terminaţia în cauză.

Tubul protector (T) este construit asemeni rezervorului şi tubului capilar dintr-o sticlă spe-cială în compoziţia căreia intră substanţe precum: oxizi de siliciu, aluminiu, calciu, zinc şi sodiu, în anumite proporţii, care reduc la maximum coeficienţii de dilataţie şi contracţie şi deci deformările induse sub influenţa variaţiilor de temperatură. În interiorul tubului, spre rezervor se găseşte o garnitură din sticlă (S) pe care se sprijină capătul inferior al scării gradate. Capătul superior al scării termometrului este fixat într-o garnitură de ebonită (E), prevăzută în mijloc cu un orificiu în care se află un mic arc metalic (a) care are rolul de a menţine scara în aproximativ aceeaşi poziţie, permiţându-i să se alungească atunci când temperatura creşte. Deasupra garniturii de ebonită se află o rondelă de lemn sau de carton (C) li-pită etanş cu şerlac atât de garnitura de material plastic, cât şi de pereţii interiori ai tubului protector.

Fig. 4 Exemple de determinare a temperaturii la ter-mometrele ordinare ce au scările gradate din 0,5 în 0,50C, din 0,2 în 0,20C; vedere laterală, din faţă şi părţile componente ale termometrelor ordinare

Page 31: Lab 24 nov

31

La capătul superior, tubul protector este la rândul lui protejat de o garnitură metalică (m) care ser-veşte la fixarea termometrului în stativ.

III.3.1.1.2.Instalarea şi întreţinerea termometrului psihrometric

Termometrul ordinar este instalat pe un stativ psihrometric în adăpostul meteorologic pentru a fi protejat de radiaţia solară directă, terestră şi de vânt. Pe acelaşi stativ se mai montează un ter-mometru ordinar identic, aceste două termometre formând un ansamblu numit psihrometru. Din cele două termometre, cel „uscat” serveşte la măsurarea temperaturii aerului în momen-tul observaţiei, termometrul „uscat” împreună cu cel „umezit” (denumit astfel pentru că are rezer-vorul înfăşurat într-un tifon umezit), permiţând determinarea umidităţii relative a aerului şi a celor-lalte mărimi ce caracterizează umiditatea atmosferei (tensiunea vaporilor, deficitul da saturaţie etc.).

Instalarea termometrului în suport şi a acestuia din urmă în adăpostul meteorologic presu-pune respectarea unor anumite condiţii printre care amintim:

♦ termometrul se instalează într-o poziţie perfect verticală cu rezervorul la înălţimea de 2m deasupra solului;

♦ termometrul trebuie să fie foarte bine fixat în clema superioară a stativului, fixare care să-i confere un grad mare de rigiditate în raport cu eventualele trepidaţii;

♦ clemele de prindere ale termometrului trebuie să fie îmbrăcate în cauciuc pentru a proteja termometrul de o eventuală spargere prin vibraţie şi pentru a permite circulaţia normală a aerului în zona dozei psihrometrice.

Pentru a obţine date corecte din observaţii termometrul trebuie verificat în permanenţă pe următoarele componente:

♦ Urmărirea în permanenţă a faptului dacă în tubul capilar au apărut întreruperi ale coloanei de mercur, sau picături izolate de mercur în cavitatea superioară a tubului capilar. Dacă se constată astfel de neajunsuri, care nu pot fi înlăturate prin scuturarea termometrului, acesta se înlocuieşte cu unul din termometrele de rezervă.

♦ Etalonarea şi verificarea periodică a termometrului se face la un interval de 3 ani, întocmindu-se un buletin de verificare. Atunci se verifică dacă corecţiile stabilite la precedenta veri-ficare au rămas aceleaşi sau este cazul să fie înlocuite cu alte corecţii.

♦ Dacă prin oxidare, pe interiorul tubului capilar se depune o peliculă de mercur care formează o oglindă ce nu mai permite efectuarea citirilor, termometrul trebuie înlocuit.

III.3.1.1.3. Efectuarea observaţiilor cu termometrul psihrometric

Observaţiile la termometrele psihrometrice se efectuează la orele climatologice 100, 700

,1300, 1900 (după timpul solar mediu local), sau din oră în oră (după ora oficială) la staţiile cu pro-gram sinoptic.

Pe timpul observaţiilor, pentru corectitudinea acestora, observatorul trebuie să respecte câ-teva norme elementare, dintre care vom aminti câteva.

• Să nu atingă rezervorul termometrului cu mâna. • Pe timpul citirii corpul observatorului trebuie să fie cât mai departe de rezervor, iar

acesta nu va expira în direcţia rezervorului, pentru a nu influenţa valoarea temperaturii. • Noaptea nu se vor folosi surse de lumină mai puternice de 25 W pentru că acestea

pot constitui surse artificiale de căldură. Becul adăpostului va fi fixat deasupra uşii adăpostului, iar dacă este defect, sursele auxiliare de lumină vor fi ţinute departe de rezervorul termometrului şi vor fi utilizate doar pe timpul efectuării observaţiilor.

• Citirea termometrelor se va face în grade şi zecimi de grade, zecimile apreciindu-se vizual, precizia determinărilor fiind de 0,1oC. Având în vedere sensibilitatea mare a termometrelor, se vor citi mai întâi zecimile de grad şi apoi gradele întregi, pentru ca în intervalul în care se face citirea să nu apară creşteri nejustificate ale temperaturii aerului.

• Pentru a aprecia temperatura cu mare precizie (până la 0,1oC), este necesar ca raza vizuală a observatorului să cadă perpendicular, mai precis tangent la meniscul coloanei de Hg din

Page 32: Lab 24 nov

32

tubul capilar. Poziţia oblică a razei vizuale conduce la erori de citire. Pentru eliminarea acestui neajuns observatorul trebuie să se poziţioneze corespunzător pe scăriţa din faţa adăpostului, încât să nu privească meniscul coloanei de mercur din capilar nici de sus în jos, nici de jos în sus. (Ex. de citire fig. 4).

Iarna când temperatura aerului scade sub pragul de -25oC, citirea temperaturii se va face concomitent atât la termometrul psihrometric, cât şi la capătul coloanei de alcool, a termometrului de minimă (sau la un termometru ordinar cu alcool), aceste duble citiri reprezentând măsurători comparative de control.

Dacă temperatura aerului scade sub -35oC, observaţiile se fac numai la termometrul de mi-nimă sau la termometrele speciale cu alcool, ce se montează în adăpostul meteorologic pe stativul psihrometric.

După citire, valorile termice obţinute, sunt notate în registrul de staţie RM-1M. Termometrul psihrometric este folosit în afara staţiilor, în condiţii expediţionare în ridicările

topoclimatice şi microclimatice sau în studiile ecologice. În acest scop se utilizează serii de mai multe termometre ordinare identice instalate pe suporturi speciale la aceleaşi înălţimi în diferite puncte (în cazul observaţiilor topoclimatice) şi la diferite înălţimi, în aceleaşi puncte (în cazul ob-servaţiilor microclimatice). Aceste termometre pentru a fi protejate de radiaţia directă au partea receptoare (rezervoarele) ecranată, umbrită, prin intermediul unor pâlnii metalice duble (pentru a cuprinde un strat izolator de aer), confecţionate din tablă zincată, nichelată sau vopsite în alb.

III.3.1.2.Termometrul de maximă

Este un instrument folosit pentru determinarea temperaturii celei mai ridicate ce se produce între termenele (orele) de observaţie climatologice sau sinoptice. Termometrul de maximă prezintă o mare asemănare cu termometrul ordinar, deosebindu-se de acesta printr-un amănunt de construc-ţie care constă dintr-o îngustare a tubului capilar la partea superioară a rezervorului.

Îngustarea se realizează prin suda-rea unui stift sau dinte de sticlă (d) ce tre-ce prin mijlocul rezervorului şi care pă-trunde în partea inferioară a tubului capi-lar (t)-fig.5. Acest dinte formează împreu-nă cu tubul capilar, un orificiu inelar, prin care mercurul din rezervor dilatat odată cu creşterea temperaturii poate trece sub for-mă de picături foarte fine în tubul capilar.

Când temperatura scade mercurul din tubul capilar nu mai poate reveni în re-zervor, deoarece întâmpină în dreptul orifi-ciului inelar o forţă de frecare mai mare decât forţa sa de coeziune, deoarece în tu-bul capilar există o cantitate de mercur mai mică decât în rezervor. Prin urmare coloa-na de mercur se rupe în dreptul capătului dintelui, continuând să indice la partea

opusă, temperatura cea mai ridicată la care s-a produs, chiar dacă din acel moment, până la mo-mentul efectuării măsurătorilor temperatura a scăzut.

După efectuarea observaţiilor la orele climatologice de bază, aplicarea corecţiei instrumen-tale menţionată în fişa termometrului şi notarea valorilor de temperatură în grade şi zecimi în re-gistrul de staţie RM-1M, termometrul de maximă se pregăteşte pentru următoarea observaţie „ope-rând” instrumentul prin scuturare.

Operarea constă în scoaterea termometrului de pe stativul în care este fixat şi scuturarea acestuia (operaţie asemănătoare cu cea din cazul termometrelor medicale). O operare corectă se va materializa prin aducerea capătului coloanei de mercur la o temperatură cât mai apropiată de cea a termometrului ordinar. În cazul în care în urma operării diferenţa de temperatură dintre cele două instrumente este de mai mare de 0,3oC rezultă că procedura trebuie repetată.

Fig.5 Conformaţia rezervorului termometrului de maximă

Page 33: Lab 24 nov

33

La scuturarea termometrului, operatorul trebuie să fie atent, să nu lovească instrumentul de eventualele obstacole, ţinându-l departe de corp, ferit de razele Soarelui, muchia scării fiind orienta-tă paralel cu direcţia de mişcare, evitându-se spargerea plăcuţei de porţelan şi a tubului capilar.

Apoi termometrul se aşează din nou în stativ, ţinându-l cu rezervorul în jos, pentru ca mer-curul din tubul capilar să nu alunece spre capătul opus rezervorului. În adăpostul meteorologic se instalează în poziţie aproape orizontală, uşor înclinat (cu 3-5o) spre rezervor, cu rezervorul în stân-ga observatorului (spre est), iar manşonul metalic spre dreapta (vest).

Termometrele de maximă, spre deosebire de cele ordinare au dimensiunea mai redusă, au scala divizată din 0,5 în 0,5oC (având o precizie mai mică decât termometrele ordinare), aceasta fi-ind inscripţionată din 10 în 10oC şi cuprinsă de obicei între -30oC şi +50oC sau +60oC.

III.3.1.2.1. Defecţiuni ale termometrelor de maximă După o anumită perioadă de functionare pot apărea anumite defecţiuni ale termometrelor de

maximă. • Una din aceste defectiuni este pierderea maximalităţii acestora, datorită reducerii

sau anulării capacităţii dintelui de a reţine coloana de mercur în tubul capilar prin uzarea sau rupe-rea propriu-zisă a lui. Pentru a verifica acestă capacitate a dintelui, vom încălzi termometrul de maximă cu mâna, termometrul fiind menţinut la o înclinare de 45o cu rezervorul în partea de jos. Dacă după ridicarea mâinii, mercurul din tubul capilar nu rămâne la poziţia până la care a urcat, ci coboară la un nivel inferior, înseamnă că termometrul şi-a pierdut maximalitatea, trebuind înlocuit.

• Apariţia bulelor de aer care întrerup coloana de mercur din tubul capilar este o alta defectiune. Pentru depistarea acestei defecţiuni, este necesar ca termometrul să fie ridicat cu rezer-vorul în sus. În poziţia menţionată, la un termometru bun, coloana de mercur se va întrerupe numai în dreptul dintelui de sticlă şi se va scurge către cavitatea de la partea terminală a tubului capilar. Tot în aceeaşi poziţie la un termometru dereglat coloana se va întrerupe într-unul sau mai multe puncte situate între dinte şi cavitatea amintită. Apariţia bulelor de aer se explică prin faptul că aerul înglobat în şi pe pereţii rezervorului şi ai tubului capilar în timpul fabricaţiei, poate trece după un timp de funcţionare, în coloana de mercur sub forma unor bule mici care o fragmentează. Îndepăr-tarea acestor bule se face fie prin scuturarea energică a termometrului (care în acest timp se va afla cu rezervorul în jos), fie prin introducerea rezervorului în apă caldă aşa încât mercurul să urce în coloană până ajunge să ocupe o treime din cavitatea terminală a tubului capilar. Dacă nici după această operaţie bulele de aer nu se elimină, rezultă că tubul capilar este fisurat, termometrul în ca-uză trebuind înlocuit.

• O altă defecţiune este reprezentată de oxidarea tubului capilar prin depunerea unui strat negru de oxid de mercur pe pereţii acestuia, citirea temperaturii fiind astfel îngreunată sau de-venind imposibilă. Şi în acest caz, termometrul trebuie să fie scos din uz şi înlocuit cu altul. Termenul de valabilitate al verificării termometrului de maximă este de 2 ani.

III.3.1.2.2 Instalarea şi efectuarea observaţiilor cu termometrele de maximă

Referiri la instalarea termometrului de maximă au mai fost făcute anterior.

În adăpostul instrumentelor cu citire directă, pe stativul psihrometric, acesta se in-stalează în partea de sus a termometrelor de extreme, uşor înclinat spre rezervor, totdeauna cu acesta spre est. După fiecare operare şi după ce a fost ţinut aplecat cu rezervorul în jos se instalează din nou în suportul său, în poziţie înclinată.

Observaţiile efectuate la termenele climatologice se bazează pe respectarea unui set de reguli.

Fig.6a şi b Exemple de citire la termometrul de maxi-

Page 34: Lab 24 nov

34

• În timpul citirii, raza vizuală a ochiului observatorului trebuie să fie tangentă la ca-pătul meniscului coloanei de mercur.

• Pentru că scara termometrelor este divizată din 0,5 în 0,5o iar precizia citirii este de 0,1oC, aprecierea zecimilor trebuie să se facă cu mare atenţie vizual: exemplu - fig.6a- 9,40 C şi b- 2,90 C)

• Sub efectul trepidaţiilor capătul coloanei de mercur se poate deplasa spre dreapta. Când valorile citite la acest termometru ni se par anormale, verticalizăm încet termometrul, iar da-că poziţia coloanei de mercur nu se modifică, se face citirea. Dacă coloana coboară, citirea la ter-mometru se va face după stabilizarea acestuia. Citirea este urmată obligatoriu de operare şi instala-re în stativ.

III.3.1.3. Termometrul de minimă

Acest tip de termometru este destinat măsurării temperaturii celei mai scăzute dintr-un anumit interval de timp (o zi, o lună, un an, un şir de ani etc.), asemeni termometrului de maximă cu ajutorul căruia se determină temperaturile maxime absolute pentru aceleaşi entităţi temporale.

Termometrul de minimă foloseşte ca lichid termometric alcoolul amilic sau etilic, care având punctul de îngheţ la -117,3oC şi punctul de fierbere la +78,5oC asigură condiţii de funcţionare la temperaturi foarte scăzute. În schimb, termometrele de acest tip, nu sunt folosite la determinarea temperaturilor ridicate deoarece alcoolul are temperatura de fierbere relativ scăzută, iar la tempera-turi mari umezeşte sticla şi influenţează negativ precizia măsurătorilor. Printre particularităţile de construcţie ale termometrului de minimă(fig. 7) amintim:

• dimensiunea mai mare a rezervorului, lichidul termometric din acesta prezentând o inerţie termică mai accentuată, anihilând sau atenuând microvariaţiile momentane, accidentale ale temperaturii mediului,

Fig.7 Termometrul de minimă

• rezervorul termometrului de minimă are în cazurile cele mai frecvente o formă de

furcă sau de „U” (mai rar prezintă formă cilindrică sau tronconică) pentru a fi mărită suprafaţa de contact cu aerul,

• în interiorul tubului capilar se găseşte un indice din porţelan sau din sticlă(I), de cu-loare albastră sau neagră, cu o lungime de 12-14mm, îngroşat la capete ca o gămălie de ac( indicele se poate deplasa liber în interiorul coloanei de alcool la înclinarea termometrului),

• scara termometrului de minimă se încadrează de obicei între -45 şi +45oC, fiind gra-dată din 0,5 în 0,5oC.

Termometrul de minimă se instalează pe suportul psihrometric, sub termometrul de maximă, în poziţie perfect orizontală pentru ca indicele să nu fie antrenat de forţa de gravitaţie spre rezervor sau spre capătul opus al coloanei de alcool, cu rezervorul îndreptat spre est, rezervoarele termometrelor de minimă şi maximă aflându-se foarte apropiate unele de altele şi pe aceeaşi linie. Pentru determinarea temperaturii minime, termometrul de minimă se pregăteşte pentru observaţie prin operare . El se întoarce cu rezervorul în sus, până când indicele ce se deplasează în tubul capilar atinge meniscul coloanei cu alcool din acesta. După ce acest lucru se produce termo-metrul se instalează pe suportul psihrometric în poziţie perfect orizontală.

La scăderea temperaturii aerului, alcoolul din termometru se contractă, coloana de al-cool din tub se scurtează, pelicula superficială a meniscului de alcool se va deplasa spre rezervor, antrenând şi indicele în deplasarea sa. Deplasarea indicelui spre rezervor este posibilă deoarece for-ţa de frecare a capetelor lui de pereţii tubului capilar este mai mică decât tensiunea superficială a meniscului coloanei de alcool, astfel că indicele nu poate străpunge pelicula, fiind antrenat în mişca-

Page 35: Lab 24 nov

35

rea de retragere a alcoolului către rezervor. Aceasta reprezintă proprietatea de minimalitate a ter-mometrului.

Dacă temperatura aerului începe să crească alcoolul din termometru se dilată şi se pre-linge printre indice şi pereţii tubului capilar, fără a se deplasa indicele, care, rămânând pe loc, va indica temperatura minimă, în timp ce coloana de alcool va indica temperatura de moment. Tempe-ratura minimă se citeşte la capătul indicelui opus rezervorului.

III.3.1.3.1 Defecţiuni apărute în funcţionarea termometrelor de minimă După o perioadă lungă de funcţionare, în urma unor condiţii necorespunzătoare de trans-port sau a păstrării în condiţii nepotrivite, termometrele de minimă pot să prezinte o serie de dere-glări. Cea mai frecventă defecţiune a termometrului de minimă este întreruperea coloanei de alcool prin bule de gaz. Aceasta este cauzată de evaporarea alcoolului şi condensarea lui sub formă de picături foarte fine în cavitatea superioară a tubului capilar, fie din cauza şocurilor produse în timpul transportului, a poziţiei reversibile a termometrului sau mai ales din cauza depozitării negli-jente (păstrarea termometrului în altă poziţie decât cea verticală). Evaporarea alcoolului poate fi evi-tată prin introducerea în procesul de fabricaţie în tubul capilar a unui gaz (heliu sau azot) care apasă asupra coloanei de alcool. Introducerea gazului în cantitatea corespunzătoare este înlesnită de faptul că tubul capilar prezintă în partea superioară o cavitate identică cu cea de la termometrul ordinar. Dacă totuşi apar bulele de gaz, acestea se îndepărtează prin scuturarea repetată a termometrului ţinându-l în mână şi lăsându-l să cadă aproximativ de la 10cm, cu rezervorul în jos, pe o carte des-chisă sau pe o bucată de cauciuc. Dacă prin scuturare bulele nu dispar, rezervorul termometrului se va introduce în apă călduţă. Prin dilatare alcoolul se ridică în tub şi ajungând în cavitatea de la ca-pătul superior al tubului capilar, bulele dispar. Introducerea rezervorului în apă caldă, se face cu multă atenţie, deoarece prin încălzirea bruscă a acestuia în apă prea caldă, se poate sparge. O altă defecţiune apărută în urma unei îndelungate funcţionări, dar mai frecvent din cau-ze mecanice se manifestă atunci când, indicele de porţelan străpunge pelicula superficială şi pă-trunde în spaţiul liber din afara coloanei de alcool. Indicele poate fi readus în interiorul coloanei de alcool, prin scuturarea energică a termometrului, ca în cazul termometrului de maximă.

III.3.1.3.2 Măsurarea temperaturii minime cu ajutorul termometrelor de minimă

Determinarea acestui parametru al temperaturii se face prin respectarea următoarelor reguli :

• citirile se efectuează la orele climatologice de bază : 100, 700,1300, 1900,

• în timpul derulării acestora, termometrul de minimă va rămâne în suport în poziţie orizonta-lă,

• mai întâi se va citi va-loarea indicată de capătul coloanei de alcool (de meniscul acesteia- exemplu fig. 8a ÷ 14,20C ; fig. 8b ÷ 4,20C) şi apoi, cea indicată de capătul indicelui opus rezervorului(exemplu: fig. 8a ÷ 12,70C ; fig. 8b ÷ - 0,60C ), evitându-se astfel, orice modificare a tempera-turii dată de prezenţa observatorului

în apropierea rezervorului termometrului, • raza vizuală a ochiului observatorului în timpul citirii trebuie să fie tangentă la me-

niscul din capătul coloanei de alcool şi la capătul opus rezervorului indicelui din porţelan, • precizia citirilor este de 0,1oC şi datorită faptului că scala este gradată din 0,5 în

0,5oC, aprecierea zecimilor se va face vizual şi cu mare atenţie ,

Fig.8a şi b Exemple de citire la termometrul de minimă

Page 36: Lab 24 nov

36

• după fiecare citire termometrul se operează, făcând posibilă funcţionarea lui în in-tervalul dintre două observaţii.

Pentru aceasta el este scos din suportul său şi ţinut cu rezervorul în sus, până când indi-cele de porţelan vine în capătul opus rezervorului în contact cu meniscul concav al coloanei de al-cool. După aceea termometrul se reinstalează în suportul său orizontal avându-se grijă ca pe parcur-sul acestor operaţii să nu fie întors cu rezervorul în jos.

La termometrul de minimă se fac citiri concomitente la capătul indicelui şi al coloanei de alcool. A doua citire se face din următoarele necesităţi :

• pentru compararea valorii citite la termometrul de minimă cu cea indicată de termo-metrul ordinar,

• pentru calculul corecţiei suplimentare a termometrului de minimă, • pentru că în cazul în care temperatura aerului scade sub –35oC, valorile de tempera-

tură citite la termometrul ordinar devin incerte, de bază luându-se cele citite la capătul coloanei de alcool a termometrului de minimă.

III.3.1.3.3 Calculul corecţiei suplimentare

Atât valoarea citită la capătul coloanei de alcool, cât şi cea de la capătul indicelui opus rezervorului, se înscriu în registrul RM-1M. Pentru obţinerea temperaturii minime reale, valorii citite la capătul din dreapta al indicelui de porţelan i se aplică două corecţii, corecţia instrumentală, trecută în buletinul de verificare al instrumentului si corecţia suplimentară care se calculează con-form unui algoritm strict. În două coloane se înscriu în fiecare zi, cu semnul lor, diferenţele de la orele 7oo şi 19oo între citirile de la termometrul psihrometric uscat şi de la capătul coloanei de alcool de la termo-metrul de minimă corectate cu corecţia instrumentală. La sfârşitul lunii se analizează fiecare sir şi se stabileşte valoarea cea mai frecventă atât pentru şirul de diferenţe de la ora 7oo cât şi pentru cel de la ora 19oo. Se elimină apoi toate valorile din cele două şiruri care au abateri mai mari de ± 0,4oC faţă de valoarea cu frecvenţă maximă. Se mediază aritmetic diferenţele rămase din ambele siruri, obţinându-se astfel „corecţia

suplimentară” a termometrului de minimă. Calculul se face pentru un număr minim de valori la cele două ore. În cazul în care acest număr nu se întruneşte, se iau în considerare şi celelalte termene de observaţii (mai întâi ora 1oo, iar dacă este cazul şi ora 13oo). În cazul în care, nici cu aceasta nu se totalizează 30 de valori, „corecţia suplimentară” pe luna respectivă nu se mai calculează, luându-se ca valabilă „ corecţia suplimentară” din luna pre-cedentă. Dacă în cursul lunii s-a schimbat termometrul de minimă, corecţia suplimentară se va calcula separat pentru fiecare termometru.

II.3.2. Termometre înregistratoare (termografe)

Pentru cunoaşterea evoluţiei temperaturii şi în afara orelor de observaţii climatologice sau sinoptice, în meteorologie se utilizează aparate care înregistrează permanent temperatura ae-rului, cunoscute sub numele de termografe. Aceste aparate spre deosebire de termometrele cu citire directă, au un mod de alcătuire mult mai complicat, fiind formate în general din trei părţi. Partea receptoare (sensibilă la variaţiile de temperatură), care stă la baza funcţionării termografului, este fie o lamă bimetalică, fie un tub manometric de tip Bourdon. După piesele re-ceptoare termografele se împart în două mari categorii: cu lamă bimetalică şi cu tub Bourdon, în cadrul acestor categorii deosebindu-se diverse tipuri de aparate. Însă, la toate tipurile de termogra-fe, principiul funcţionării constă în deformările pe care piesa sensibilă le suferă sub influenţa varia-ţiilor de temperatură. La majoritatea termografelor piesa receptoare se află în afara carcasei acesto-ra, pentru a avea contact direct cu aerul înconjurător.

Page 37: Lab 24 nov

37

Partea transmiţătoare (reprezentată printr-un sistem de pârghii) care transmite şi am-plifică deformarea piesei receptoare sub impulsul variaţiilor de temperatură. Mecanismul de trans-misie şi amplificare al deformărilor piesei receptoare a termografelor este alcătuit în general din do-uă sisteme de pârghii (fig.9). Primul sistem MNP este format din piesa receptoare MN şi braţul de legătură NP. Al doilea sistem este alcătuit din pârghia peniţei înregistratoare ST şi din braţul de reglare a amplificării RO. În general, pentru orice tip de termograf mărimea transmite-rii deformărilor (D) suferite de piesa receptoare sub influenţa variaţiilor de temperatură este dată de următoarea relaţie:

D = MP x ST/(NP x RO) Pentru că braţele pârghiilor sunt fixe, reglarea sensibilităţii termografelor se efectuează prin lungirea sau scurtarea pârghiei de reglare a

amplificării RO.

Partea înregistratoare este reprezentată printr-un tambur cilindric cu mecanism de ceasornic (fig 10a şi b). În general mecanismele de orologerie ale tuturor aparatelor înregistratoare (termograf, barograf, higrograf etc.) este asemănător, fiind alcătuit dintr-un tambur cilin-dric ce se roteşte uniform în jurul unui ax fix. Tamburul este pus în mişcare prin intermediul unui mecanism de ceas al cărui capăt cu pinion se angrenează în dinţii pinionului fix montat pe axul din mijlocul tamburului. Pe capătul superior al cilindrului se gă-sesc orificiile pentru cheile de armare a mecanismului de

ceas şi accesul la dispozitivul de reglare al mecanismului (avans-retard). Mecanismul se armează o singură dată pe săptămână (în aceeaşă zi şi la aceeaşi oră), reglarea lui făcându-se numai la avans/decalaj de ± 10 min/zi( fig. 10a şi b) .

Cilindrul de ceas cu mecanism de ceasornic: a) 1) tambur cilindric,

2) lama de fixare a diagramei, b) 1) tamburul cilindric,

7) ax vertical fix în jurul căruia se roteşte tamburul cilindric, 3) cutie în interiorul cărei se gă-seşte arcul care pune în mişcare mecanismul de ceasornic, 10) ax vertical în legătură cu me-canismul de cesornic terminat la capătul inferior, 9) cu un pinion ai cărui dinţi se angrenează, 11) cu dinţii pinionului fix montat la partea inferioară a axului central al tambu-rului 1,

Precizări: Rotirea axului 10, pi-nionului 9, atrage după sine rotirea axului 7 şi deci şi a tamburului 1. Pentru că pinionul 9 care transmite mişcarea axului 7 nu este rigid pe axul 10, tamburul 1 poate fi rotit cu mâna în ambele sensuri fără ca mecanismul de ceas să se deregleze.

5) cheiţă cu ajutorul cărei prin răsu-cire (de 10-15 ori) arcul meca-

nismului de ceas se remontează, 8) regulator de viteză, ce mijloceşte rotirea cu viteză constantă în jurul axei sale a tamburului cilindric. 4) capacul inferior ce închide tamburul la partea inferioară 12) capacul superior ce închide tamburul la partea superioară în care sunt aplicate 3 orificii :

o unul prin care iese capătul filetat al axului principal 7, al tamburului (1), o altul (excentric) prin care se introduce cheia de remontare (5), o un al treilea (de asemenea excentric) care permite accesul la dispozitivul de reglare al mecanismului de ceas.

Remontat tamburul cilindric efectuează o rotaţie completă în 24 de ore sau în 7 zile.

Mecanismul de ceas prin întoarcere cu o cheiţă, pune în mişcare un tambur cilindric ce încadrează mecanismul la exterior. Pe tambur se înfăşoară o diagramă (termogramă). Tamburul efectuează o rotaţie completă în jurul propriului ax de 24 ore sau 7 zile. După durata de efectuare a unei rotaţii complete a tamburului cilindric şi al termogramei, termografele sunt clasificate în zilnice şi săptămânale. Acestea din urmă sunt pe cale de a fi complet înlocuite (rămânând a fi folosite în locuri mai greu accesibile) cu cele zilnice (care au un grad mai mare de precizie). Tot de partea în-registratoare a aparatului aparţine şi peniţa care înscrie curba variaţiilor de temperatură pe termo-gramă. Peniţa este confecţionată din metal sau sticlă şi are un rezervor în care se pune cerneală. Aceasta conţine glicerină pentru a nu se usca prea repede şi a nu îngheţa.

Tot ansamblul de părţi componente descrise este aşezat pe un suport şi este protejat la ex-terior de carcasa termografului.

Fig. 9 Mecanismul de transmitere al

termografului

Fig.10a şi b Cilindrul cu mecanism de ceasornic

Page 38: Lab 24 nov

38

II.3.2.1 Termografele cu lamă bimetalică

Termografele cu lamă bimetalică sunt cele mai răspândite înregistratoare de temperatură. Piesa lor receptoare este formată dintr-o lamă bimetalică curbată alcătuită de obicei dintr-un cuplu de două lame, cu coeficienţi de dilatare diferiţi (oţel şi invar) sudate între ele. Invarul este un aliaj de oţel cu un conţinut de 35% Ni, 0,5% C şi 0,5% Mn şi are un coeficient de dilatare foarte mic (neglijabil) în comparaţie cu al oţelului obişnuit care are un coeficient de dilatare mare. Cu scopul de a-i mări sensibilitatea, un capăt al cuplului bimetalic se fixează solid de carcasa termografului, astfel încât deformarea sub influenţa variaţiilor de temperatură se face la capătul liber, capăt care se leagă de sistemul de pârghii al mecanismului de amplificare şi transmisie.

Deformarea lamelei bimetalice notată cu D se face după relaţia : D = L2(C1-C2)x∆t/2g, în care

- L reprezintă lungimea cuplului bimetalic, - C1 şi C2 reprezintă coeficienţii de dilatare ai celor două lamele ce alcătuiesc cuplul bimetalic, - ∆t variaţia de temperatură ce acţionează asupra cuplului, - g reprezintă grosimea lamelei bimetalice.

Cunoscându-se faptul că lungimea lamelei (L), coeficienţii de dilatare (C1 şi C2) şi grosimea cuplului (g) rămân neschimbate (L2(C1-C2)/2g= k), adică sunt echivalenţi constantei k, se poate deduce că deformarea capătului liber al cuplului bimetalic este proporţională cu temperatu-

ra şi se poate exprima prin relaţia D = k x ∆t . Deformarea fiind proporţională cu temperatura se poate face gradarea diagramei în mod uniform. Dintre termografele care au ca piesă receptoare o lamă bimetalică curbată exemplificăm : termo-grafele de construcţie rusească, termografele Junkalor, Rössel, Fischer, Richard-tip nou. În dotarea staţiilor meteorologice din ţara noastră se găsesc mai multe tipuri de termografe cu lamă bimetalică. Două dintre aceste tipuri de termografe (cel de fabricaţie rusească – model nou şi termograful Junkalor) vor fi prezentate mai detaliat în cele ce urmează, iar pentru celelalte tipuri de termografe ( rusesc de tip vechi, Rössel, Fischer şi Richard de tip nou) vom prezenta numai schema de construc-ţie , principalele piese din care sunt alcătuite, principiile şi modul de funcţionare al fiecărui tip de aparat în parte, fiind foarte asemănătoare cu a celor două tipuri mai detaliat prezentate.

II.3.2.1.1 Termograful rusesc (model nou) Acest tip de termograf este format dintr-o carcasă de material plastic prevăzută cu un capac cu geamuri pe trei părţi laterale. În peretele din spate, fără geam al carcasei este prevăzut un spaţiu ce asigură legătura între peretele metalic (4) şi o garnitură metalică de construcţie specială (N) fi-xată rigid de peretele metalic(fig. 11).

Fig. 11 Termograful rusesc model nou

Garnitura metalică de construcţie specială (N) poate fi fixată şi de peretele posterior al car-casei. De garnitura metalică (N) se prinde capătul fix al lamelei bimetalice(L). De capătul liber al lamelei se leagă sistemul pârghiilor de transmisie format din vergeaua metalică (T), ce este îndoită de trei ori în unghi de 900.

Vergeaua (T) este unită cu o lamă verticală (H) prin intermediul unui ştift. Capătul super-ior al lamei verticale (H), se leagă la rândul său tot printr-un ştift cu dispozitivul de amplificare (A) fixat pe axul de suspensie (S). Axul S se roteşte uşor în jurul propriei axe, rotaţia fiind mijlocită de

Page 39: Lab 24 nov

39

două şuruburi ( 1 ) ce pătrund în lagărele de la capătul axului. Tot de axul S este angrenată şi pâr-ghia peniţei (P) care poate fi depărtată sau apropiată de tamburul cilindric al mecanismului de cesornic, prin rotirea în sensul dorit al mânerului (3), aflat în legătură cu lama (2) şi vergeaua verti-cală (5). Dispozitivul de transmisie este fixat şi susţinut de peretele metalic 4 care la rândul său este prins şi rigidizat de partea inferioară, de suportul ce susţine tot mecanismul termografului. Punerea la valoare a peniţei termografului se face cu ajutorul şurubului D. Tamburul cu mecanism de ceas este cel descris anterior (fig. 10) iar diagrama (termograma) folosită permite înregistrarea valorilor termice între –35oC şi +45oC.

II.3.2.1.2. Termograful Junkalor

Este format dintr-o carcasă metalică, având în faţă şi parţial lateral un geam curbat de ple-xiglas. De peretele posterior al carcasei, se află fixată la unul din capete o garnitură metalică arcui-tă (2-fig. 12) de care este prins bine unul din capetele lamelei bimetalice (1). Celălalt capăt al lamei bimetalice (cel mobil) se leagă prin garnitura metalică (3) de sistemul de pârghii cu rol de amplifi-care al deformărilor lamelei şi de transmisie al acestora părţii înregistratoare. Acest sistem este for-mat dintr-o pârghie de transmisie (4), care la capătul din partea dreaptă este tubulară iar celălalt ca-păt, ce pătrunde în aparat prin orificiul (5) este plată (sub forma unei lame metalice), formă ce-i permite să fie uşor prinsă de mecanismul de amplificare (8).

Fig. 12 Termograful Junkalor

Acest mecanism are formă paralelipipedică, pârghia de transmisie (4) fiind prinsă de dispo-zitiv prin intermediul unei piuliţe rotunde de fixare (9). Piuliţa permite reglarea amplificării pe tim-pul etalonării. Prin deşurubare (2-3 rotaţii), înlesneşte manevrarea şurubului (10) care reglează am-plificarea. Şurubul (11) fixează dispozitivul de amplificare, de axul de suspensie (12) care se spriji-nă mobil pe două trunchiuri de con metalice numite montanţi (14). De axul de supensie (12) se lea-gă şi pârghia peniţei (13) care marchează pe termograma fixată pe mecanismul de cesornic, variaţi-ile diurne de temperatură. Punerea la valoare a peniţei pe termogramă se face prin slăbirea piuliţei (7), slăbire care permite rotirea în sensul dorit a dispozitivului de pus la valoare (6). Rotirea dispozi-tivului (6) imprimă aceeaşi mişcare, dar de altă amploare (cu un alt unghi), axului de suspensie, permiţând deplasarea pârghiei peniţei înspre sau dinspre diagramă. Efectuarea semnelor orare cli-matologice pe diagramă se face folosind butonul (15) care prin lama (16), deplasează prin interme-

Page 40: Lab 24 nov

40

diul garniturii cilindrice din cauciuc (17), axul de suspensie (12) cu un unghi mic. Pârghia peniţei se va deplasa vertical şi va înscrie prin mijlocirea peniţei pe termogramă, o linie scurtă verticală.

II.3.2.2 Termografe cu tub Bourdon

Aceste termografe sunt mai puţin răspândite şi au drept parte receptoare un tub manometric tip Bourdon, plat, arcuit, cu pereţii foarte subţiri cu secţiune eliptică, al cărui interior este complet umplut cu lichid termometric (alcool amilic sau etilic, toluen, petrol lampant). Deplasarea capătului liber al tubului sub impulsul modificărilor de temperatură este dată de relaţia :

D = l(γl – γm)∆t , în care : • l reprezintă lungimea tubului manometric, • γl – γm reprezintă diferenţa dintre coeficientul de dilatare al lichidului din tub şi al metalului din care sunt

confecţionaţi pereţii lui ,

• ∆t reprezintă variaţia temperaturii. Şi în acest caz lungimea tubului şi coeficienţii de dilatare pentru acelaşi aparat rămân con-

stanţi. De aici rezultă că, deformarea tubului este direct proporţională cu variaţia de temperatură, fapt care face posibilă gradarea uniformă a termogramei. Dintre tipurile de termografe, întâlnite (dar mai rar) la staţiile meteorologice şi care au ca piesă receptoare tuburile manometrice Bourdon amin-tim termografele Fuess şi Richard care au un mod de construcţie asemănător cu al termografelor cu lamă bimetalică, deosebindu-se între ele în principal prin piesa receptoare.

Pentru o exemplificare mai detaliată vom lua termograful de tip J. Richard.

Fig.13 Termograful de tip J. Richard

Termograful de tip J. Richard (fig. 13) are ca piesă sensibilă pentru temperatură un tub Bourdon (B) fixat bine la unul din capete printr-o garnitură metalică (M), ce la rândul ei este prinsă de peretele posterior al cutiei aparatului. Pe aceeaşi garnitură se găseşte şi dispozitivul de punere la valoare (V) format dintr-un şurub cu arc, legat de capătul rigidizat al tubului prin vergeaua curbată (C). Sistemul de amplificare şi transmisie legat de capătul liber al tubului manometric este format din vergeaua metalică (L) care pătrunde în interiorul aparatului printr-un orificiu, după care prin intermediul unui ştift se angrenează cu pârghia metalică K ce asigură legătura cu dispozitivul de reglare a amplificării.

Dispozitivul este alcătuit dintr-o garnitură paralelipipedică (P) şi bara metalică (O) ce poa-te fi alungită sau scurtată cu ajutorul şurubului (V1). Bara (O) este fixată de axul orizontal de sus-pensie (X). De acelaşi ax se leagă şi pârghia peniţei înregistratoare (G). Apropierea şi apăsarea pe-

Page 41: Lab 24 nov

41

niţei pe termogramă se reglează cu şurubul (N), iar îndepărtarea ei de termogramă cu dispozitivul (O) ce acţionează dinspre tambur spre observator vergeaua (Vv).

Tubul Bourdon, împreună cu garniturile metalice care îl susţin, sunt protejate de un înveliş de protecţie cilindric confecţionat din plasă de sârmă şi fixat de peretele cutiei prin 4 şuruburi. În-velişul poate fi detaşat prin deşurubarea şuruburilor, permiţând curăţarea tubului Bourdon şi a celor-lalte piese metalice.

La tipul recent de termograf J. Richard piesa receptoare este o lamă bimetalică.

II.3.2.3. Condiţii de instalare şi întreţinere a termografelor

Termograful, împreună cu higrograful, se instalează în adăpostul destinat aparatelor înre-gistratoare, în poziţie orizontală, astfel încât partea lui receptoare să se găsească la înălţimea de doi metri desupra solului (la aceeaşi înălţime cu rezervorul termometrului ordinar, pentru ca datele înregistrate, respectiv citite, să fie comparabile între ele). Buna funcţionare a termografului şi corec-titudinea înregistrărilor presupune câteva aspecte. o Întoarcerea (armarea) mecanismului de ceasornic trebuie să se facă săptămânal, în aceeaşi zi a săptămânii şi la aceeaşi oră, prin rotirea cheii sau a butonului de întoarcere de 10-11 ori în cazul în care arcul mecanismului nu a suferit reparaţii. o Menţinerea în perfectă stare de curăţenie mai ales a piesei receptoare pe care se poate depu-ne zăpadă, apă, praf dar şi a mecanismelor de amplificare, transmisie şi înregistrare. La curăţarea acestora, se va avea în vedere să nu fie dereglat mecanismul de amplificare al aparatului. o Axul de suspensie al aparatului trebuie să fie foarte mobil. În caz contrar înregistrarea tem-peraturii pe termogramă se va face în trepte. În această ultimă situaţie înseamnă că există frecări, din cauză că lagărele de la capetele axului nu permit mişcarea uşoară a acestui ax la cea mai mică variaţie a temperaturii. Această defecţiune se remediază prin slăbirea şuruburilor laterale ce susţin pe montanţi axul de suspensie. Termograful va înregistra corect numai dacă acest ax prezintă un joc liber de 0,2 – 0,3mm, atunci când este mişcat de la dreapta spre stânga sau invers. o Pârghia cu peniţa înregistratoare trebuie să se afle la o distanţă corespunzătoare de termo-grama înfăşurată pe tamburul cilindric al mecanismului de înregistrare, în aşa fel încât vârful peni-ţei să nu preseze diagrama, fapt ce ar împiedica mişcarea liberă a pârghiei purtătore. Frecarea dintre vârful peniţei şi diagramă trebuie să fie menţinută la cote normale, acest aspect controlându-se foar-te uşor prin deschiderea cutiei aparatului şi înclinarea acestuia cu partea în care se află pârghia peni-ţei cu 30-40o. În acest caz, peniţa prin cădere liberă trebuie să se depărteze de termogramă. In caz că acest lucru nu se întâmplă, rezultă că peniţa apasă pe diagramă şi trebuie acţionat prin manevrarea şurubului care stabileşte depărtarea pârghiei peniţei de diagramă. La termografele de tip mai recent (Junkalor, Fischer) şurubul de reglare este înlocuit prin suspensia liberă a peniţei între două lamele metalice a căror orificii pătrund în kernerele unei mici vergele verticale. Se controlează dacă lamele nu presează kernerele respective, deoarece aceasta împiedică mişcarea liberă a pârghiei peniţei. La orice tip de termograf este interzisă reglarea distanţei dintre pârghia peniţei şi diagramă prin îndo-irea pârghiei. o Când peniţa trasează pe diagramă o linie groasă sau când nu lasă nici un fel de urmă, ea trebuie scoasă de la capătul pârghiei şi curăţată prin spălarea cu alcool (sau chiar apă) până când cerneala uscată este înlăturată. După aceasta, i se curăţă despicătura cu ajutorul unei bucăţi de hâr-tie cretată sau al unei lame de ras, peniţa fiind montată şi fixată exact în locul de unde a fost demon-tată. La montarea corectă a peniţei, vârful acesteia, prin deplasarea pârghiei în sus şi în jos, de-a lungul unei linii curbe verticale (ce pe diagramă marchează timpul) trebuie să coincidă exact cu aceeaşi linie. În caz contrar, peniţa nu este montată corect şi induce erori în înregistrarea temperatu-rii. Curăţarea peniţei trebuie făcută periodic şi ori de câte ori înregistrarea nu se desfăşoară în condi-ţii optime. In unele cazuri linia groasă trasată pe termogramă se datorează proastei calităţi sau ume-zirii termogramei. Acest neajuns poate fi remediat prin înlocuirea termogramei, însă după termina-rea înregistrării. o Verificarea în permanenţă a stării de curăţenie a mecanismului de cesornic, ale cărui roţi dinţate se pot umple cu praf, nemaiangrenându-se corect, deteriorând normalitatea funcţionării apa-ratului. Eliminarea acestei dereglări se face cu ajutorul vârfului ascuţit al unei scobitori muiate, în neofalină, ce este trecut printre dinţii fiecărei rotiţe. Suprafaţa rotiţelor se şterge cu o pensulă umec-

Page 42: Lab 24 nov

42

tată în neofalină sau benzină. Pentru o bună funcţionare a mecanismului de ceasornic trebuie să se aibă în vedere ca orificiul din dreptul dispozitivului de reglare să fie în permanenţă cu dopul sau căpăcelul original (sau cu un dop de plută), în absenţa acestuia praful sau chiar insectele putând pă-trunde în interior şi defecta acest mecanism. o Când axul central al tamburului cilindric îşi pierde verticalitatea (în urma transportului apa-ratului în condiţii necorespunzătoare) înregistrările prezintă erori. Îndreptarea axului se efectuează cu ajutorul unui cleşte, fără a-l forţa într-o parte sau alta, deoarece se poate rupe. o Uneori mecanismul de cesornic se opreşte din mers. Una din cauze poate fi aceea că piuliţa care fixează capătul axului mecanismului de ceasornic de fundul carcasei se slăbeşte cu 1-2 fileturi, axul principal nu mai este fix şi rotiţa mare nu se mişcă, nefiind angrenată de rotiţa dinţată mică a mecanismului de ceas. Defecţiunea se poate remedia prin strângerea la refuz a piuliţei de fixare a axului. o In alte cazuri mecanismul de ceasornic nu mai funcţionează din cauză că rotiţa mică dinţată nu este bine fixată de ştiftul orizontal aflat sub ea. Cu o pensetă, capetele ştiftului se apasă pe supra-faţa rotiţei în aşa fel încât aceasta să nu se mai rotească pe axul de fixare. o La termografele Richard, Fuess, Junkalor, uneori ceasornicul se poate opri din mers, pentru că, piuliţa de deasupra mecanismului, este înşurubată până la refuz, fixând mecanismul de ceasor-nic. Prin slăbirea acestei piuliţe defecţiunea poate fi înlăturată. o In zilele sau nopţile geroase de iarnă, mecanismul de cesornic se poate opri din cauză că uleiul de ungere a diferitelor componente nu este de cea mai bună calitate. Mecanismul de ceasornic se scoate de pe axul său, se duce în biroul staţiei (la cald), după care în mod normal ar trebui să în-ceapă să funcţioneze singur. Dacă acest lucru nu se întâmplă, el se apucă în mâini şi i se imprimă mişcări de rotaţie spre stânga şi spre dreapta până începe să funcţioneze. In platformă cel puţin din două în două ore observatorul de serviciu (tehnicianul sau meteorologul care controlează staţia) va verifica mersul mecanismului de cesornic făcând câte un semn cu creionul pe termogramă, (abate-rea acestuia în decurs de 24 ore netrebuind să fie mai mare de ± 8-10 minute), dacă peniţa are cer-neală sau dacă înregistrarea este corectă. Când abaterile sunt mai mari se reglează mersul ceasorni-cului reglând câte puţin (în funcţie de valoarea abaterii) spre dreapta sau spre stânga, dispozitivul respectiv, funcţie şi de tipul de fabricaţie al aparatului de care dispunem. o La majoritatea aparatelor (din cauza inerţiei termice a lamei bimetalice sau a tubului Bourdon şi a forţei de frecare ce se naşte, pe de o parte între braţele sistemului de amplificare şi transmisie şi, între peniţă şi diagramă pe de altă parte), valorile termice înregistrate se află într-un decalaj faţă de cele citite la termometrul ordinar uscat, decalaj care nu trebuie să depăşească valori-le de 0,5-0,7oC. Dacă decalajul se menţine în permanenţă acelaşi, termograful trebuie reglat prin manevrarea dispozitivului de pus la valoare, neumblându-se la dispozitivul de amplificare pentru a nu deregla sensibilitatea stabilită cu ocazia verificării aparatului. In timp sensibilitatea aparatului se schimbă datorită „îmbătrânirii” piesei receptoare (schimbarea structurii moleculare a lamelei bime-talice sau a tubului Bourdon). o Dacă termograful nu se mai poate regla trebuie înlocuit, verificarea periodică a unui termo-graf bine întreţinut făcându-se o dată la trei ani.

Termografele de rezervă se păstrează într-o cameră a staţiei meteorologice unde temperatura nu înregistrează variaţii mari, iar umiditatea este redusă. Termografele sunt însoţite de buletinul de verificare, mecanismele de ceasornic fiind oprite, iar pârghiile peniţelor depărtate de diagramă.

În timpul transportului termografele (ca dealtfel orice aparat înregistrator) sunt aşezate în cutii de material plastic ce le protejează la exterior, iar în interiorul acestora sunt bine învelite în hârtie, în aşa fel încât piesele componente să nu aibă nici un fel de joc.

II.3.2.4. Efectuarea observaţiilor

Variaţiile de temperatură de la un moment la altul din cursul unei zile (la termografele zilnice) sau al

unei săptămâni (la termografele săptămânale), sunt înregistrate pentru toate tipurile de termografe pe dia-grame cunoscute sub denumirea de termograme.

Fiecare termogramă se fixează pe tamburul cilindric al mecanismului de cesornic cu ajutorul unei lame de fixare. Termograma reprezintă o bucată de hârtie dreptunghiulară pe care este trasată o reţea din 75-

Page 43: Lab 24 nov

43

80 de linii orizontale corespunzătoare câte unui grad de temperatură între limitele de –35 şi +45oC. Pentru uşurarea şi corectitudinea citirii termogramei, liniile care marchează zecile de grade sunt îngroşate. Pe verti-cală sunt trasate linii curbe (arce de cerc) care reprezintă în cazul termogramelor zilnice orele întregi, jumătă-ţile de oră, iar în cazul celor săptămânale zilele săptămână şi diviziuni ale acestora în intervale de câte două ore, drumul parcurs de peniţa înregistratoare între cele două limite verticale ale termogramei, deoarece pâr-ghia peniţei are mobilitate doar la unul din capete, celălalt fiind fixat, ca de un ax central de axul de suspen-sie. La termogramele zilnice citirea rapidă şi corectă este înlesnită de îngroşarea marcajului orelor întregi, iar la cele săptămânale prin îngroşarea liniilor curbe verticale ce separă zilele săptămânii.

Termogramele sunt schimbate zilnic sau săptămânal după observaţia climatologică de la ora 13oo. Înainte de a fi schimbată, pe termogramă se face marcajul de timp (la fel ca la toate celelalte ore de observa-ţii climatologice) printr-o uşoară mişcare (în sus şi în jos) a peniţei, redată printr-o linie scurtă verticală. În colţul din dreapta sus al termogramei se înscriu ora şi minutul ultimului marcaj de timp, apoi pe tamburul cilindric se înfăşoară bine întinsă termograma zilei următoare avându-se grijă ca marginea unde începe înre-gistrarea să se suprapună peste cea finală exact sub lama de fixare, iar liniile orizontale de la ambele capete ale termogramei să fie în continuitate. În colţul din stânga sus al termogramei instalate se notează ora şi mi-nutul începerii înregistrării. Prin rotirea cu puţin a tamburului cilindric în sens contrar acelor de ceasornic se aduce termograma cu diviziunea corespunzătoare orei de începere a înregistrării în dreptul peniţei. După ce s-a verificat dacă în peniţă este suficientă cerneală, aceasta este adusă în contact cu termograma controlându-se ca frecarea dintre acestea să fie normală. Pe spatele termogramei se înscrie numele staţiei, a aparatului, seria acestuia, ziua, luna şi anul punerii/scoaterii termogramei şi numele observatorului care a instalat-o, care a schimbat-o şi care a descifrat-o.

II.3.2.5.Prelucrarea termogramelor

Menţionăm faptul că, între prelucrarea termogramelor, heliogramelor şi barogramelor există foarte

mici diferenţe de procedură şi din considerente de economie a spaţiului, algoritmul prelucrării acestora va fi analizat în bloc cu exemple concrete pentru fiecare caz particular atunci când necesitatea o va impune.

Datele obţinute de la termograf (higrograf, barograf) pot fi luate în analiza meteorologică şi climato-logică numai după ce termogramele (higrogramele, barogramele) sunt supuse unei proceduri laborioase ce ţine cont de următoarele aspecte: a. Mecanismele de ceasornic ale înregistratoarelor pot prezenta dereglări, funcţionând în întârziere

sau în avans faţă de un ceasornic obişnuit, cu o funcţionalitate corectă, normală. Marcând diagramele la orele de observaţii climatologice vom putea aplica pe ele corecţiile de timp ce se impun.

b. Precizia de măsurare a înregistratoarelor este mai mică decât a instrumentelor cu citire directă (termometrul uscat, higrometru, barometrul cu mercur) şi de aceea valorilor citite pe diagramă li se aduc o serie de corecţii valorice bazate pe determinările instrumentale.

În consecinţă prelucrarea termogramelor(fig. 14) presupune: o stabilirea corecţiei de timp, o citirea termogramei la toate orele întregi, o stabilirea corecţiilor la citirile efectuate pe curba termogramei, o calcularea valorilor orare ale temperaturii şi stabilirea extremelor termice diurne.

II.3.2.5.1. Stabilirea corecţiei de timp

Pentru determinarea corecţiei de timp se impune ca la fiecare oră de observaţie climatologică 1oo ,

7oo , 13oo , 19oo şi la punerea şi scoaterea termogramei, să se facă câte un marcaj de timp. În directă legătură cu aceste marcaje se determină poziţia peniţei înregistratoare pentru fiecare din

cele 24 de ore întregi. Dacă mecanismul de ceasornic pe care este fixată termograma (sau alt tip de diagramă) funcţionează

corect, atunci marcajele de timp se vor suprapune peste liniile (arcele de cerc) verticale, ce indică orele cli-matologice de observaţie 1oo, 7oo, 13oo, 19oo .

Dacă marcajele de timp de la orele de observaţii climatologice nu se mai suprapun cu liniile (arcele) ce le identifică pe termogramă (diagramă), mecanismul de cesornic are în mersul său un avans sau o întârziere.

Page 44: Lab 24 nov

44

În situaţia în care are un avans (ceasul mer-ge înainte), marcajele de timp se vor afla la dreapta faţă de liniile verticale corespunzătoare orelor 1oo, 7oo, 13oo, 19oo, iar cînd se află în întârziere marcaje-le de timp vor fi găsite la stânga liniilor verticale ce reprezintă orele climatologice.

În ambele cazuri este necesară aplicarea corecţiei de timp.

Pentru stabilirea acesteia se va citi pe ter-mogramă (diagramă) avansul sau întârzierea meca-nismului de ceasornic în intervalul dintre două ob-servaţii climatologice (ex. 13oo - 19oo ). Abaterea (pozitivă sau negativă) se va citi şi determina în minute pe baza caroiajului termogramei (diagra-mei).

Numărul de minute determinat se va împărţi la 6 ore, respectiv la numărul orelor dintre cele do-uă observaţii climatologice. Rezultatul obţinut re-prezintă corecţia de timp pentru o oră.

Aplicarea corecţiei presupune marcarea pe diagramă a orelor întregi.

Plecând de la ora climatologică la care dia-grama a fost schimbată (13oo ), vom marca cu un creion ascuţit semnul de timp corespunzător primei ore întregi de după termenul menţionat, semn care se va afla în dreapta sau în stânga liniei (curbei) verticale, care reprezintă ora respectivă, la o distan-ţă echivalentă cu valoarea corecţiei orare stabilite.

Semnul de timp corespunzător celei de-a doua ore întregi de după termenul iniţial de obser-vaţie climatologică va fi marcat în dreapta sau în stânga liniei (curbei) verticale în cauză, la o distanţă egală cu dublul corecţiei orare calculate.

Pentru orele următoare, distanţele la care se trasează semnele de timp spre dreapta sau spre stânga în raport de liniile (curbele) orare corespun-zătoare, se va obţine prin înmulţirea cu 3, 4, 5, 6 a corecţiei orare cunoscute. În felul acesta obţinem marcajele de timp pentru orele întregi din intervalul 13oo - 19oo.

Marcarea orelor întregi dintre celelalte termene de observaţii climatologice se va face în acelaşi mod. Dacă la una din orele de observaţie climatologică ( ex. ora 19oo ) marcajul lipseşte, co-recţia de timp se va stabili cu ajutorul celorlalte do-uă ore de observaţii, de dinainte (ora 13oo) şi de du-pă (ora 1oo) orei la care marcajul lipseşte.

După aplicarea corecţiilor şi trasarea semne-lor orare, se va trece la citirea şi descifrarea termo-gramei, a higrogramei sau barogramei la toate orele întregi.

II.3.2.5.2.Citirea şi descifrarea termo-gramelor la toate orele întregi

Fig. 14 Exemplu de descifrare a unei termograme

Page 45: Lab 24 nov

45

În partea inferioară a diagramei, pe rândul de sus, în dreptul fiecărei ore întregi se vor în-scrie valorile înregistrate de curbă, precizia citirii find de 0,1oC (pentru higrograme va fi de 1%, iar pentru barograme de 0,1mb).

Fig. 15 Exemplu de descifrare a unei termograme la staţia meteorologică Suceava

Când linia curbei este prea groasă (din cauză că peniţa lasă prea multă cerneală, diagrama este umezită etc.) pentru citirea valorilor se va lua în considerare mijlocul ei.

Dacă peniţa a marcat un salt în înregistrare exact pe una din orele de observaţie climatolo-gică (sau pe celelalte ore), se va citi valoarea din poziţia medie. Dacă saltul depăşeşte 0,3oC (1 mbar pe barogramă, respectiv 2% pe higrogramă), se vor citi ambele poziţii ale peniţei şi se vor scrie sub formă de fracţie (ex. 15,4/14,9).

După ce valorile orare ale curbei de înregistrare au fost înscrise pe diagramă şi rândul de sus (notat cu a) a fost completat, pe rândul de jos (notat cu c) sub valorile de la orele de observaţie climatologică 1oo , 7oo , 13oo , 19oo se vor trece valorile citite la instrumentele cu citire directă ( ter-mometrul uscat pentru termogramă, barometrul cu mercur – presiunea redusă la 0oC – pentru baro-gramă şi valoarea umidităţii relative calculată cu psihrometrul pentru higrogramă).

Apoi pentru cele patru ore de observaţii climatologice, se calculează diferenţele dintre valo-rile citite la instrumente şi cele înregistrate pe diagrame şi care se trec în dreptul orelor respective pe rândul din mijloc (notat cu b – fig. 15). Diferenţele reprezintă corecţiile ce trebuiesc aplicate pe di-agramă între cele patru perechi consecutive de ore de observaţie climatologică ( 13oo - 19oo, 19oo - 1oo, 1oo - 7oo, 7oo - 13oo).

Când valoarea înregistrată pe diagramă, este mai mare decât valoarea indicată de instrumen-tul cu citire directă, corecţia va avea semnul minus (-), iar când este mai mică decât valoarea înre-gistrată de instrumentul cu citire directă, corecţia va avea semnul plus.

Page 46: Lab 24 nov

46

După ce au fost calculate diferenţele pentru orele climatologice (care reprezintă tocmai co-recţiile pentru orele respective) şi semnele corespunzătoare acestora, se calculează corecţiile pentru celelalte ore pe intervalele dintre două ore climatologice consecutive ( 13oo - 19oo , 19oo - 1oo, 1oo - 7oo , 7oo - 13oo).

Se procedează astfel: corecţiile obţinute la două ore climatologice consecutive se scad alge-bric (corecţia orei din stânga se scade din cea din dreapta), valoarea rezultată fiind împărţită la 6 (numărul de ore dintr-un interval cuprins între orele climatologice). Plecând de la ipoteza variaţiei uniforme a diferenţelor, fiecărei ore din cele 6 îi va reveni o corecţie egală şi cu un anumit semn.

Spre exemplu, la ora climatologică 7oo citirea efectuată pe termogramă ne indică o tempera-tură de 11,0oC, iar cea efectuată la termometrul uscat de 11,9oC. Diferenţa pozitivă de 0,9oC între cele două determinări reprezintă corecţia ce trebuie aplicată valorii de temperatură citite pe termo-gramă pentru ora 7oo. La ora 13oo valoarea citită pe termogramă este de 31,1oC, iar la termometrul uscat de 30,8oC. Diferenţa între cele două determinări este de 0,3oC dar de semn negativ (-0,3oC).

Deci între corecţiile orei 7oo (+0,9oC) şi ale orei 13oo (-0,3oC) există o diferenţă de 1,2oC care se repartizează uniform celorlalte ore din intervalul 7-13 (orelor 8oo, 9oo, 10oo, 11oo, 12oo) prin împărţire la 6, fiecărei ore revenindu-i o corecţie egală cu 0,2oC în scădere valorică de la oră la oră. Astfel corecţia orei 7 va fi de +0,9oC, a orei 8 de +0,7o C, a orei 9 de +0,5oC, a orei 10 de +0,3oC, a orei 11 de +0,1oC, a orei 12 de –0,1oC iar a orei 13 de –0,3oC.

În acest mod se procedează pentru calculul corecţiilor şi pentru celelalte intervale climato-logice.

II.3.2.5.3.Calcularea valorilor orare ale temperaturii După ce corecţiile au fost calculate cu semnul corespunzător şi trecute pe rândul din mijloc

(al corecţiilor), pentru fiecare oră, prin calcul, având valorile de temperatură citite pe diagramă (rândul a) şi corecţiile aduse acestora (rândul b), vom trece pe rândul de jos (rândul c), al valorilor de temperatură reale (corectate) temperaturile orare dintr-un interval anume de 24 ore, cuprins între orele 13oo a două zile consecutive.

II.3.2.5.4. Extragerea valorilor extreme

Ultima operaţiune în descifrarea unei diagrame, constă în extragerea valorilor extreme din intervalul 0-24, adică de la ora 24oo din diagrama zilei precedente la ora 24 a diagramei în lucru. Valorile extreme reprezintă pe înregistrare punctul (mai rar punctele) cu poziţia cea mai ridicată (valoarea maximă) şi mai coborâtă (valoarea minimă) la care a ajuns peniţa înregistratoare pe dia-gramă.

Corecţiile pentru aceste valori se iau de la ora întreagă cea mai apropiată. Când poziţia punctului de maximă sau de minimă se găseşte exact la mijlocul intervalului dintre două ore în-tregi, se ia în considerare valoarea medie a corecţiilor celor două ore. Dacă valoarea punctului ce reprezintă maxima este mai mică (sau a punctului ce reprezintă minima este mai mare) decât una din valorile orare corectate, atunci extremele se vor selecţiona dintre aceste valori orare.

III. Măsurarea temperaturii solului

Cunoaşterea valorilor termice de la suprafaţa solului şi din interiorul lui, a variaţiilor tempo-rale şi spaţiale ale acestora, prezintă o deosebită importanţă teoretică şi practică deoarece, suprafaţa solului joacă rolul de suprafaţă activă facilitând schimburi intense de energie şi materie, atât din-spre atmosferă spre orizonturile cele mai profunde, cât şi invers. De aceste schimburi, depind în ma-re măsură valorile şi regimul principalelor elemente şi fenomene meteorologice.

Variaţiile în timp ale temperaturii solului depind de doi factori foarte importanţi şi anume: - însuşirile fizice proprii (structura solului, căldura specifică, conductibilitatea termică,

culoarea solului, gradul de umectare etc.), care determină, în condiţiile aceleiaşi absorbţii sau emisii de căldură, pentru două tipuri de soluri diferite, o încălzire diferenţiată a acestora, deci un regim termic diferit;

- caracterul acoperirii sale (cu vegetaţie, zăpadă etc. fiecare cu proprietăţile termocalorice specifice, diferite de ale solului descoperit). Astfel, suprafaţa şi interiorul unui sol acoperit cu vegetaţie forestieră sau cu un strat gros de zăpadă, va avea un regim termic complet di-

Page 47: Lab 24 nov

47

ferit decât acela a unui tip de sol din preajmă neacoperit cu vegetaţie sau de pe care stratul de zăpa-dă a fost spulberat sau topit.

Pe lângă aceşti doi factori ce influenţează regimul termic la suprafaţa şi pe profilul solului, variaţii spaţio-temporale importante ale temperaturii învelişului pedogenetic sunt induse şi de aşe-zarea matematică şi geografică a tipului de sol considerat (analizat).

Pentru cunoaşterea legilor de propagare a căldurii de la suprafaţa solului atât spre atmosfera inferioară, cât şi spre adâncime, dar şi pentru satisfacerea necesităţilor unor importante sectoare ale economiei, la staţiile meteorologice şi, mai cu seamă la cele agrometeorologice, se efectuează urmă-toarele observaţii asupra temperaturii solului:

1. la suprafaţa solului descoperit, lipsit de vegetaţie, 2. la suprafaţa stratului de zăpadă (când platforma termometrelor de sol este

acoperită cu zăpadă), 3. în interiorul solului la diferite adâncimi.

III.1 Măsurarea temperaturii suprafeţei solului descoperit şi a suprafeţei stratului de zăpadă

Temperatura suprafeţei solului descoperit şi a suprafeţei stratului de zăpadă este măsurată în permanenţă la staţiile meteorologice folosindu-se termometrele meteorologice (aerologice) cu mer-cur (termometrul ordinar şi de maximă) sau alcool (termometrul de minimă).

Aceste termometre se aşează pe o parcelă special amenajată şi situată în partea de sud a platformei meteorologice(fig. 16) sau pe suprafaţa stratului de zăpadă, când acesta ocupă o suprafa-ţă importantă în interiorul platformei. Platforma destinată măsurătorilor de temperatură are dimen-siunile de 3x 4m şi trebuie în sezonul cald degajată de vegetaţie, săpată, afânată, nivelată şi greablată, cu suprafaţa la nivelul platformei meteorologice, iar iarna şi în perioada când plantele nu vegetează trebuie să fie menţinută în condiţii naturale (stratul de zăpadă depus pe suprafaţa sa nu se va înlătura). Întreţinerea platformei se face periodic sau de câte ori este nevoie (în urma producerii unor fenomene care au condus la deteriorarea suprafeţei ei). Pentru a se evita bătătorirea solului, accesul pe această platformă este facilitat de un podeţ de scândură(recomandabil în forma literei „T”), care permite apropierea de termometre şi citirea corectă în ordinea în care sunt dispuse. După efectuarea citirilor acest podeţ se înlătură de pe platforma termometrelor de sol.

Termometrele de sol au aceeaşi construcţie ca şi cele care sunt folosite pentru măsurarea temperaturii ae-rului. Sunt însă şi termome-tre ordinare, de maximă şi de minimă construite speci-al pentru măsurarea tempe-raturii solului, acestea având rezervorul de dimensiuni mai mari în scopul măririi suprafeţei de contact cu so-lul. Din cauză că la nivelul suprafeţei solului temperatu-ra evoluează în limite mai largi, scalele termometrelor sunt limitate în general între

următoarele valori: o pentru termometrul ordinar de la – 40 la +70oC, o pentru termometrul de maximă de la –30 la +70oC (sau chiar la 80oC), o pentru termometrul de minimă de la –50 la +50oC.

Pentru observaţiile zilnice de la suprafaţa solului în cursul unui an deosebim două perioade distincte (fără strat de zăpadă şi cu strat de zăpadă), fiecare dintre aceste perioade deosebindu-se prin anumite particularităţi induse determinărilor.

Fig. 16 Platforma termometrelor de sol (1-termometrele de sol ; 2-suprafaţa săpată; 3-suprafaţa înierbată; 4-podeţul de acces la termometre)

Page 48: Lab 24 nov

48

*În perioada fără strat de zăpadă cele trei termometre (ordinar, de maximă şi de minimă) vor fi aşezate în estul platformei termometrelor de sol, la est faţă de cele de adâncime, cu rezervoa-rele orientate spre aceeaşi direcţie (est) şi dispuse pe aceeaşi linie. Termometrele vor fi dispuse pa-ralel, la o distanţă de 10 cm unul de altul în următoarea ordine: spre nord termometrul ordinar, la mijloc termometrul de minimă, iar spre sud cel de maximă. Rezervoarele termometrelor trebuie să fie pe jumătate îngropate în sol astfel încât să fie în contact direct cu solul a cărui temperatură se determină.

Termometrele trebuiesc menţinute, într-o permanentă stare de curăţenie(fig. 17), pentru a se putea face citirile), partea liberă a acestora ştergându-se cu o cârpă uscată de depunerile de brumă, rouă sau de particulele de sol ajunse pe suprafaţa lor în urma derulării unor procese pluviodenudaţionale de diferite intensităţi.

Termometrele ordi-nar şi de minimă sunt aşezate în poziţie perfect orizontală, iar cel de maximă este uşor înclinat (cu 5o faţă de orizon-tală) spre rezervor.

Termometrul de mi-nimă trebuie ridicat de pe sol în timpul zilei după observa-ţia de la ora 7oo, pentru a fi ferit de defecţiuni, prin vapo-rizarea alcoolului sub influ-enţa căldurii din timpul zilei. Termometrul de minimă se readuce din nou în platformă, cu o oră înainte de observaţia de seară (19oo).

La temperaturi ale suprafeţei solului mai mici de

–36oC, termometrul de maximă şi cel ordinar se ridică de pe platformă pentru că funcţionarea lor nu mai poate fi menţinută.

După ploi puternice, când apa poate bălti pe platformă, termometrele se aşează pe o suprafaşă ceva mai uscată.

Observaţiile cu aceste termometre se efectuează zilnic, atât în perioada fără strat de zăpadă cât şi în perioada cu strat de zăpadă, la orele climatologice de bază, cu precizia de 0,1oC, citirile derulâdu-se în următoarea ordine: termometrul ordinar, termometrul de minimă (capătul coloanei de alcool şi indicele) şi termometrul de maximă. Între aceste ore nu se va atinge cu mâna rezervorul termometrului de maximă, pentru a nu produce o maximă termică diurnă neconformă realităţii ob-servate (atunci când temperatura solului este mai redusă decât a corpului omenesc).

*Când pe platformă se depune stratul de zăpadă termometrele se aşează pe suprafaţa aces-tuia în acelaşi mod ca pe stratul de sol (cu aceeaşi orientare, în aceeaşi ordine, la aceleaşi distanţe între ele şi cu rezervoarele îngropate pe jumătate în zăpadă).

Pentru că între două observaţii este posibil să ningă şi termometrele să fie îngropate în zăpa-dă, locul termometrelor se marchează cu beţişoare. După ninsorile abundente, termometrele vor fi scoase de sub zăpadă şi instalate pe supafaţa intactă a acesteia. În timpul cât durează viscolul, ter-mometrele sunt scoase din parcelă, fiind reinstalate în timpul rondului preliminar sau înainte de ob-servaţie.

Când temperatura suprafeţei stratului de zăpadă este foarte redusă şi se apropie de –36oC, termometrul ordinar şi cel de maximă sunt scoase de pe parcelă, observaţiile efectuându-se numai la termometrul de minimă (la capătul coloanei de alcool şi la capătul din dreapta a indicelui).

Când zăpada începe să se topească şi temperatura aerului se menţine cel puţin trei zile pes-te –3oC, termometrele se reinstalează pe o porţiune neatinsă din suparafaţa acesteia, cel mai târziu cu 10 minute înainte de ora de observaţie.

Fig. 17 Termometre de sol la staţia meteorologică Suceava

(foto D. Mihăilă şi M. Mîndrescu – 28.VII.2004 )

Page 49: Lab 24 nov

49

Când zăpada s-a topit pe cea mai mare parte din platformă, termometrele se instalează pe solul dezgolit.

În perioada rece a anului termometrele sunt protejate împotriva îngheţului prin ungerea re-zervoarelor şi a părţilor care vin în contact cu solul sau zăpada cu un amestec de vaselină şi ulei tehnic pentru ca gheaţa să nu se prindă de ele. În caz că totuşi se produce îngheţul înainte de unge-rea termometrelor, pelicula de gheaţă de la suprafaţa lor se va înlătura turnând de-a lungul termo-metrelor puţin alcool.

În timpul efectuării observaţiilor la termometrele de sol trebuiesc respectate câteva reguli. Observatorul pentru a citi termometrele de pe suprafaţa solului (a zăpezii), se va apropia de acestea dinspre nord, folosind podeţul de scândură în forma literei „T”, citind mai întâi termometrul ordi-nar, apoi capătul coloanei de alcool la termometrul de minimă, indicele termometrului de minimă, iar în cele din urmă termometrul de maximă. După citire se va face operarea termometrelor de ex-tremă, operaţiunile amintite efectuându-se la cele patru ore de observaţii climatologice.

În timpul verii când termometrul de minimă se ridică de pe parcelă după observaţia de dimi-neaţă, la ora 13oo citirile se vor face doar la termometrul ordinar şi de maximă.

Iarna când temperatura suprafeţei solului sau a stratului de zăpadă se apropie de –36oC şi termometrul ordinar şi cel de maximă se ridică de pe platformă, citirile la orele climatologice se fac la termometrul de minimă (la indice şi la capătul coloanei de alcool). Pe lângă măsurătorile termice de la suprafaţa solului în permanenţă la staţiile meteorologice se fac observaţii cu privire la starea suprafeţei solului, aspect ce va fi detaliat ulterior.

III. 2. Măsurarea temperaturii solului în adâncime

La multe staţii meteorologice, datorită problemelor financiare, instrumentarul termic cu aju-torul căruia se determină temperatura în sol la diferite adâncimi s-a deteriorat şi nu a mai fost înlo-cuit.

Totuşi la o parte din staţiile meteorologice (la cele care au şi program agrometeorologic) sau la o serie de staţiuni de cercetare agricolă şi silvică observaţiile cu privire la regimul şi distribuţia temperaturii pe verticala profilului de sol se efectuează şi în prezent cu ajutorul unor termometre speciale, numite termometre de sol sau geotermometre.

Observaţiile cu ajutorul acestora vizează în special stratul arabil (până la 20-30cm), dar sunt posibile şi până la adâncimi de 100 sau chiar 320cm.

Geotermometrele sunt clasificate în patru mari categorii (cu cot, drepte Junkalor, cu tragere verticală şi de tip sondă) fiecare categorie servind unui anumit scop. In categoria termometrelor cu cot intră termometrele de sol tip Savinov şi termometrele co-tite tip Junkalor.

III .2.1. Termometrele de sol de tip Savinov

Aceste termometre sunt cel mai frecvent utilizate formând serii de câte patru bucăţi, destina-te măsurării temperaturii solului la adâncimile de 5, 10, 15 şi 20cm. Termometrele Savinov se insta-lează în sol primăvara şi se scot toamna, după şi înainte de a se produce îngheţul, din cauză că în perioada de îngheţ se deteriorează uşor.

Părţile componente ce intră în alcătuirea unui termometru Savinov .

Page 50: Lab 24 nov

50

o O primă parte a unui astfel de termometru o constituie un rezervor cilindric (1 sau R – fig. 18 a şi 18 b ) um-plut cu mercur, având un diametru de 6-8 mm, de care este sudat un tub capilar. Re-zervorul termometrului se află în poziţie orizontală, orientat tangent la stratul de sol. Specific acestor termometre este faptul că între rezervor şi restul termometrului (tubul capilar, tubul de sticlă protector etc.) se află un cot sub un unghi de 135o, unghi care face posibilă orientarea orizon-tală a rezervorului şi aşezarea acestuia în sol cu mare precizie la adâncimea dorită.

o Tubul capilar (2) sudat de rezervor prin care se ridică sau coboa-ră mercurul la creşterea sau scăderea temperaturii solului şi care are lungimi diferite în un funcţie de adâncimea pentru care este construit fiecare termometru în parte. Termometrele Savinov au lungimi din ce în ce mai mari ale tubului capilar (şi al lor în ansamblu) pe măsură ce creş-te adâncimea la care coboară rezervorul acestora, mai scurte fiind cele ce măsoa-ră temperatura la 5 cm adâncime, iar mai lungi cele ce determină mersul tempera-turii la 20 cm adâncime în sol.

o Tubul capilar pe porţiunea care este introdusă în sol (notată cu 5)

este înfăţurat într-un manşon de vată compactă(v) sau în cenuşă fină ce umple etanş spaţiul dintre tubul capilar şi tubul protector pe această porţiune. Vata sau cenuşa sunt întrerupte din loc în loc de inele de pâslă sau dopuri de ceară ce compartimentează spaţiul dintre tubul capilar şi tubul protec-tor al termometrului. Vata, cenuşa, inele de pâslă sau dopurile de ceară înlătură posibilitatea formă-rii eventualilor curenţi de aer în jurul tubului capilar pe seama condiţiilor diferite de temperatură existente în interiorul solului şi exteriorul său care ar denatura valorile de temperatură citite. De asemenea vata, cenuşa etc. asigură o izolare termică corespunzătoare a tubului capilar. În caz că nu ar fi folosite mercurul din tub ar resimţi pe distanţa rezervor-suprafaţa solului influenţe termice şi de la alte adâncimi, superioare celei de la care facem determinarea.

o Scala termometrică (3-Sc) este divizată din 0,5 în 0,5o între limitele de –15oC şi

+40oC. Scările termometrelor Savinov au lungimi egale pe porţiunea de desupra solului (de la semnul 4 în sus), termometrele prezentând însă lungimi diferite în sol în funcţie de adâncimea de determinare a temperaturii pentru fiecare termometru (de la semnul 4 în jos).

o Tubul protector din sticlă(6) care protejează la exterior toate celelalte părţi compo-nente ale termometrelor (rezervor, tub capilar, scală etc), este o altă parte componentă. Deci, cu toate că în sol rezervoarele şi celelalte componente (tuburi capilare, tuburi protec-toare etc.) au lungimi diferite, funcţie de adâncime pentru care au fost destinate termometrele, părţi-le rămase deasupra nivelului solului au lungimi egale.

Pentru că rezervorul termometrului face în sol cu restul tubului un unghi de 135o (unghi ce îi conferă poziţie orizontală la adâncimea prevăzută), tubul protector şi celelalte componente ter-mometrice fac cu suprafaţa solului un unghi de 45o (unghi a cărui valoare trebuie verificată perma-nent).

Fig. 18a Termometrul de sol tip Savinov

Fig.18b Instalarea termometrului de sol tip Savinov

Page 51: Lab 24 nov

51

Scala termometrului fiind situată pe partea exterioară a unghiului dintre tubul termometrului şi suprafaţa solului, face ca citirea la termometre să se realizeze foarte uşor, raza vizuală căzând perpendicular pe capătul coloanei de mercur.

Părţile termometrelor rămase în afara solului sunt sprijinite pentru mai multă stabilitate pe furci de lemn -f, tubul protector fiind legat laolaltă cu furca cu ajutorul unei sfori.

Pentru ca datele de temperatură obţinute în urma determinărilor cu ajutorul termometrelor Savinov la diferite staţii meteorologice şi agrometeorologice să fie omogene şi comparabile între ele metodologia efectuării observaţiilor trebuie să respecte anumite reguli.

Termometrele de tip Savinov se introduc în sol pe platforma termometrelor de sol lipsită de vegetaţie, la distanţă de 20cm de termometrele ordinare de minimă şi de maximă de pe suprafaţa solului. Rezervoarele acestora vor fi orientate către nord, iar termometrele vor fi dispuse pe un ali-niament de la est către vest la distanţe de 10cm unul de altul, începând cu termometrul care va mă-sura temperatura la adâncimea de 5cm şi terminând cu cel care va măsura temperatura la adâncimea de 20cm.

Date fiind cele menţionate, furcile pe care se sprijină părţile aeriene ale termometrelor sunt orientate către nord, sub un unghi de 45ocu suprafaţa solului, din această direcţie şi poziţie putând fi lesne citite valorile termice până în dreptul cărora urcă coloanele de mercur, deoarece raza vizuală din ochii observatorului este perpendiculară pe tuburile capilare şi implicit pe coloanele de mercur ce urcă sau coboară în interiorul acestora.

Determinarea temperaturii solului se efectuează la toate cele patru ore de observaţii climato-logice 1oo, 7oo, 13oo, 19oo, cu precizia de 0,1oC, zecimile de grad apreciindu-se vizual.

Termometrele de sol Savinov se verifică odată la doi ani. Transportul lor se face numai în trusele termometrice din lemn, termometrele fiind fixate în locaşurile lor. Depozitarea lor se face numai în trusele respective.

III. 2.2.Termometrele de sol tip Junkalor

O parte din termometrele acestui tip aparţin categoriei termometrelor cotite(fig 19a şi b), o altă parte termometrelor drepte.

Fig. 19a Termometrul de sol cotit tip

Junkalor Fig.19b Poziţia pe suport în platformă a seriei de 6

termometre cotite tip Junkalor Termometrele de sol cu tuburi cotite (în unghi de 135o) sunt folosite pentru măsurarea

temperaturii solului la adâncimi cuprinse între 2 şi 30cm. De regulă se instalează pe parcela dezgoli-tă de vegetaţie în serii de câte 6 termometre la adâncimile de 2, 5, 10, 15, 20 şi 30cm. Aceste ter-mometre, neavând tuburi protectoare, se instalează pe un suport simplu din lemn orientat est– vest confecţionat conform modelului din fig.19b. Fiecare termometru are tija fixată lejer de suport, atât la partea superioară, cât şi la partea inferioară, cu ajutorul unor cleme de prindere din tablă. Tubul fiecărui termometru este cotit în unghi de 135o, o parte a acestuia (cea cotită, inferioară)

Page 52: Lab 24 nov

52

introducându-se în sol, în poziţie verticală, rezervorul ajungând la adâncimea pentru care a fost con-struit termometrul.

Tija rămasă afară formează cu suprafaţa orizontală a solului un unghi de 45o. Pentru că scara gradată a termometrului se află pe partea exterioară a unghiului de 45o pe care îl face tija cu solul, se creează posibilitatea citirii uşoare a indicatorilor de pe scară (a temperaturilor la care au urcat sau au coborât capetele coloanelor de mercur din tuburile capilare), raza vizuală a ochilor ob-servatorului căzând perpendicular pe capătul coloanei de mercur.

Şi scările gradate ale acestor termometre (ca şi în cazul termometrelor Savinov) sunt orien-tate spre nord (accesul la termometre se face şi în acest caz tot dinspre nord), distanţa dintre ter-mometre fiind de 10cm, cu ordonarea acestora dinspre est (termometrul de 2cm ) spre vest (termo-metrul de 30cm), pe măsura creşterii adâncimii la care se face determinarea temperaturii.

Scalele termometrelor analizate se desfăşoară între –30 şi +40oC, divizare care le conferă un grad mare de precizie. Pentru ca gradul de precizie al determinărilor să crească şi mai mult, acestora li se aplică corecţii, după fişele tehnice ce însoţesc fiecare instrument în parte.

Există şi termometre Junkalor protejate de tuburi metalice cotite, la nivelul pătrunderii în sol (fig. 20). Acestea sunt prevăzute cu o sferă metalică în care se înşurubează părţile de protecţie ale tijei termometrului ce rămân în afara solului, dar şi tubul care protejează partea termometrului ce pătrunde în sol.

Aceste termometre se instalează pe acelaşi tip de suport (fig. 19b), alături de termometrele drepte de tip Junkalor. De această dată suportul este extins pentru 10 termometre, nu pentru şase.

Termometrele drepte tip Junkalor . La seria ter-mometrelor Junkalor cu tubul cotit amintite anterior, în continuarea acestora, se adaugă pe aceeaşi direcţie patru termometre drepte, în tuburi metalice protectoare pentru adâncimile de 40, 60, 80 şi 100cm. Termometrele vor fi dispuse în poziţie verticală, în linie, dinspre est spre vest, la distanţa de 20cm unul de altul, în partea de est fiind ampla-sat termometrul ce va determina temperatura la adâncimea de 40cm, iar în încheierea seriei, în partea de vest, termo-metrul ce va măsura temperatura solului la 100cm adânci-me.

Parcela termometrelor trebuie săpată, greblată, iar găurile în care se vor instala termometrele se vor face cu ajutorul unui burghiu, acelaşi cu care s-au săpat şi găurile în care au fost instalate termometrele Junkalor cotite. Aces-te termometre având tubul de pretecţie metalic pot rămâne în sol şi în sezonul rece al anului, fără a fi deteriorate de

producerea fenomenului de îngheţ, asigurând continuitate şirului de observaţii făcând astfel posibilă conturarea şi caracterizarea cu realism şi rigoare a regimului anual şi multianual al temperaturii so-lului pentru diferite adâncimi.

Termometrele Junkalor drepte sunt termometre cu mercur, partea lor de la suprafaţa solu-lui având aceeaşi lungime, însă partea din interiorul solului (în care se află rezervorul) are lungimi variabile.

Pentru precizia instalării la adâncimea respectivă, se măsoară cu metrul de la vârful tubului (dinspre rezervorul termometrului) adâncimea respectivă, se aplică pe tub un semn cu vopsea, semn ce va indica adâncimea până la care se îngroapă tubul cu termometrul. În pereţii tuburilor metalice sunt aplicate deschideri longitudinale pentru a facilita accesul la scările termometrelor, orientate ca şi în cazul termometrelor cotite spre nord şi având o gradaţie similară (din 0,2 în 0,2oC între limitele de –30 şi +40oC). In timpul determinărilor zecimile de grad vor fi apreciate vizual ca şi în cazul ce-lorlalte termometre.

Fig. 20 Termometru de tip Junkalor, cu tubul cotit, în carcasă metalică

Page 53: Lab 24 nov

53

Pornindu-se de la considerentul continuităţii observaţiilor pe tot parcursul anului, la toate adâncimile (2, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 60, 80 şi 100cm), observaţii care pot să conducă la o analiză pertinentă şi realistă a regimului termic în sol până la adâncimile menţionate, în ultima vreme există tendinţa de a se folosi întreaga serie de 10 termometre cotite şi drepte protejate în tuburi metalice, prevăzute cu orificii în dreptul rezervoarelor care să faciliteze în condiţii bune schimbul caloric între sol şi rezervorul termometrului.

Defecţiuni frecvente ce pot apărea la termometrele de sol (în afara întreruperii continuităţii coloanei de mercur) constau în depunerea de oxid negru de mercur în interiorul tubului capilar (sub formă de oglindă) care îngreunează citirea temperaturilor. Când determinările se efectuează cu greutate, sau nu se mai pot efectua pentru că meniscul mercurului se confundă cu depunerea de oxid, se impune înlocuirea termometrului. Pe timpul sezonului rece pământul de pe parcelă din jurul termometrelor trebuie nivelat pentru a nu permite strângerea şi îngheţarea apei şi în consecinţă spargerea tubului protector de sticlă al termometrelor la nivelul de pătrundere în sol. În timpul sezo-nului cald, când adeseori precipitaţiile au un caracter torenţial, impactul violent dintre picăturile de ploaie şi suprafaţa solului se soldează cu dizlocarea şi împrăştierea acestora în spaţiul din jur, inclu-siv pe termometre, se recomandă ca tijele termometrelor să fie acoperite cu o pânză sau cu o folie acoperită de plastic.

III.2.3.Termometrele de sol cu tragere verticală (extractive) Termometrele extractive poartă această denumire deoarece sunt instalate în permenenţă în

sol, la anumite adâncimi (între 20 şi 320cm) de unde se extrag numai în momentul citirii temperatu-rii.

Înstalarea acestor termometre se face pe parcela înierbată alăturată platformei termometre-lor de sol, localizată în estul acesteia din urmă. Termometrele de sol extractive formează serii de câte cinci, instalate la adâncimi de 20, 40, 80, 160 şi 320cm, sau de câte opt înstalate la adâncimile de 20, 40, 60, 80, 120, 160, 240 şi 320cm.

Termometrele de sol extractive se instalează pe parcela înierbată urmând o linie orientată pe direcţia est-vest. Primul se instalează termometrul care ajunge cu rezervorul la adâncimea de 20cm, urmând la distanţe egale a câte 50cm celelalte termometre din serie, ultimul în partea de vest fiind instalat termometrul cu ajutorul căruia se determină temperatura la adâncimea de 320cm.

Pentru instalarea tuburilor protectoare în sol se procedează la efectuarea la adâncimile co-respunzătoare a celor 5 sau 8 găuri necesare cu ajutorul unui burghiu. Când nu dispunem de burghiu se sapă un şanţ cu trepte corespunzătoare adâncimilor la care se vor instala termometrele.

Tuburile termometrelor se fixează perfect vertical, după care pământul se tasează în jurul lor păstrându-se ordinea orizonturilor de sol. Instalarea tuburilor de protecţie în sol trebuie să fie etanşă pentru ca să nu permită intrarea apei la rezervoarele termometrelor.

Porţiunile instalate în sol ale tuburilor de protecţie, confecţionate din material plastic, me-tal, ebonită sau aglomerat sunt vopsite într-o culoare închisă şi au lungimi diferite în funcţie de adâncimea la care trebuie măsurată temperatura.

Porţiunile rămase deasupra suprafeţei solului sunt vopsite în alb şi au la toate termometrele de serie lungimea de 1m. Pentru o mai mare stabilitate părţile exterioare ale tuburilor se ancorează din trei părţi cu sârme fixate de ţăruşi înfipţi în pământ.

Pentru a evita bătătorirea solului, ierbii, zăpezii şi pentru a putea manipula mai uşor termo-metrele în timpul extragerii lor din sol pentru măsurarea temperaturii de la diferite adâncimi se folo-seşte un podeţ de acces la termometre confecţionat din lemn, demontabil sau fix aşezat în partea nordică a şirului de termometre extractive(fig.21).

Odată stabilit amplasamentul parcelei termometrelor extractive, după aplicarea găurilor şi fixarea corespunzătoare a tuburilor exterioare de protecţie în poziţie corespunzătoare, în interiorul acestora vin introduse termometrele în cauză, iar apoi în nordul şirului de termometre vine instalat podeţul de acces.

Termometrele de sol cu tragere verticală sunt termometre ordinare cu mercur, dar au rezer-vorul mai mare pentru a nu putea fi influenţate de fluctuaţiile momentane ale temperaturii, atunci când sunt scoase din sol în aer pentru a putea fi citite.

Tuburile de protecţie ale termometrelor propriu zise prezintă în dreptul scărilor (3) deschi-deri longitudinale verticale(2) care permit citirea temperaturii(fig.22).

Page 54: Lab 24 nov

54

Şi aceste termometre

sunt de mare precizie, având scara divizată din 0,2 în 0,2oC între limitele de –15 şi +40oC.

La partea superioară tuburile de protecţie pro-priu-zise ale termometrelor prezintă fiecare câte trei ori-ficii (o sau 4) în care pătrund şuruburile care le fixează de tijele cilindrice de lemn (1-L) folosite şi în scopul ex-tragerii termometrului de la adâncimea unde este instalat în sol.

La partea inferioară tubul protector propriu-zis are o garnitură metalică (6

sau g) ce se poate deşuruba, în interiorul acesteia stă rezervorul cu mercur al termometrului, introdus într-un amestec de parafină topită şi pilitură de cupru care are rolul pe de o parte de asigura termo-conductibilitatea în parametri normali, de la sol la rezervorul termometrului, iar pe de altă parte de a impune o anumită inerţie termică ce protejează rezervorul împotriva variaţiilor termice existente la diferite niveluri de pe traseul extragerii din sol.

Împreună cu tija din lemn fixată de capă-tul superior al tubului protector, termometrul pro-priu-zis se introduce într-un alt tub (7) cu diame-trul extern mai mare format din material plastic sau aglomerat. Acesta este fix implantat în sol spre deosebire de primul care este mobil şi care prezin-tă la partea inferioară o garnitură metalică (8) în care se fixează etanş garnitura (6) umplută cu amestecul de parafină topită şi pilitură de cupru. Acest tub se instalează în sol în poziţie verticală, cu garnitura metalică (8) la adâncimea necesară pentru efectuarea determinărilor de temperatură. .

Capătul superior al tubului protector extern este prevăzut cu un căpăcel metalic fix (C-9), ce împiedică pătrunderea apei din precipitaţii în tubul de protecţie. De partea inferioară a capacului este prins capătul superior al tijei din lemn - L iar de cea superioară este sudat un inel metalic-(i-10) ce serveşte drept mâner la extragerea tijei de lemn şi a termometrului prins în şuruburi de această tijă din sol. Pentru a anihila circulaţia aerului în inter-iorul tubului extern, de-a lungul tijei de lemn de care este fixat termometrul sunt fixate câteva ron-dele de pâslă (11 sau R).

Determinările de temperatură cu ajutorul termometrelor extractive sunt efectuate după ce au fost citite termometrele Savinov, acestea din urmă prezentând variaţii termice mai însemnate.

Fig. 21 Vedere generală asupra podului şi a termometrelor de sol cu tragere verticală

Fig. 22 Termometrul de sol extractiv

Page 55: Lab 24 nov

55

Termometrele extractive instalate la adâncimile de 20, 40 şi 60cm se citesc la toate orele de observaţii climatologice 1oo , 7oo , 13oo , 19oo, iar cele instalate la adâncimi cuprinse între 80 şi 320cm se citesc o singură dată pe zi, la ora 13oo, deoarece, la adâncimea de 1m în sol oscilaţiile termice diurne dispar, manifestându-se doar cele interdiurne.

Pentru buna funcţionare termometrele de sol extractive trebuie menţinute într-o stare perfec-tă de curăţenie, iar dacă apa pătrunde accidental în interiorul tubului protector şi se adună în garni-tura metalică de la baza acestuia, este absorbită cu ajutorul unei vergele lungi în capătul căreia se află o bucată de sugativă sau de vată uscată.

Termometrele de sol extractive se verifică odată la doi ani. Datele obţinute cu privire la temperatura solului în adâncime sunt înscrise în tabela TA-1.

III.2.4.Termometrele sondă

Pentru determinarea rapidă a temperaturii solului în stratul arabil până la adâncimi de 20cm, frecvent utilizate, mai ales în practica agricolă şi în determinările termice expediţionare, sunt ter-mometrele portabile numite şi termometre sondă. Termometrele sondă cele mai utilizate sunt de tip Sohin.

Aceste termometre folosesc ca lichid termometric toluenul. Rezervoarele acestor termometre sunt introduse în pilitură de cupru pentru a facilita schimbul caloric între lichidul termometric şi sol. Scara termometrică este gradată din 0,5 în 0,5oC. Termometrul propriu-zis este protejat de un tub metalic special, foarte rezistent, cu diametrul mai mare în dreptul scării termometrice, pentru citirea temperaturii indicată pe aceasta, tubul prezentând o deschidere longitudinală.

La partea superioară a tubului metalic se află un disc din acelaşi material (prins de tub cu suruburi) care foloseşte la introducerea prin apăsare a termometrului în sol.

La partea inferioară (cea care pătrunde în sol) tubul de protecţie este mai subţire, mai ascuţit la vârf, divizat din centimetru în centimetru (diviziu-nea zero aflându-se în vârf), şi prevăzut cu numeroase orificii prin care se realizează transferul de energie calorică de la rezervorul termometrului la învelişul endogen şi invers (între sol şi rezervor se interpune pilitură de cu-pru cu coeficient de conductibilitate calorică foarte mare, înlesnind acest transfer, facilitat şi de faptul că tubul metalic este găurit în mai multe lo-curi).

În general, cu termometrul sondă tip Sohin se determină mai întâi temperatura solului arabil la adâncimea de însămânţare. Pentru aceasta el se menţine cel puţin 5 minute la această adâncime pentru a intra în echilibru termic cu solul. După efectuarea acestei determinări, termometrul se afundă în sol la 20 cm adâncime, măsurându-se temperatura de la acest nivel, procedându-se identic ca în primul caz.

Observaţiile cu ajutorul termometrelor sondă tip Sohin se efectuează din 2 în 2 zile la orele 7oo şi 19oo. După determinările termice, termometrele se curăţă de pământul care poate rămâne lipit de tubul metalic şi se păstrează într-un loc ferit, adăpostit în poziţie verticală, cu rezervorul în jos.

Defecţiunea cea mai frecventă ce apare în cazul acestor termometre (datorită condiţiilor de transport şi depozitare necorespunzătoare şi a modului defectuos de introducere în sol) este întreruperea coloanei de toluen. Pentru eliminarea acestui neajuns termometrul trebuie introdus cu partea lui infe-rioară (dinspre rezervor) în apă călduţă a cărei temperatură este de 45-50oC şi ţinut până când coloana de toluen ajunge la partea superioară a tubului capi-lar.

III. 3. Măsurarea adâncimii de îngheţ a solului În semestrul rece al anului, când temperatura aerului şi a solului co-

Fig.23 Termo-metrul sondă tip

Sohin

Page 56: Lab 24 nov

56

boară, în stratul superficial până la anumite adâncimi, sub 0oC, apa aflată în porii acestuia îngheaţă, solul schimbându-şi structura şi celelalte proprietăţi.

Fenomenele de îngheţ şi dezgheţ nu sunt condiţionate numai de coborârea sau urcarea valo-rilor termice ale învelişului pedologic sub sau peste 0oC, ci şi de cantitatea de apă existentă în solul respectiv. Numai în cazul în care solul este îmbibat cu apă acesta îngheaţă la 0oC. Cu cât gradul de uscăciune al solului este din ce în ce mai mare, îngheţul se produce la temperaturi din ce în ce mai coborâte.

Deoarece cunoaşterea adâncimii medii şi maxime până la care îngheaţă solul şi a datelor medii şi extreme de producere a îngheţului la diferite adâncimi, prezintă o importanţă deosebită pentru activitatea din domeniul agriculturii, silviculturii, construcţiilor, urbanisticii, amenajării teri-toriului etc. , la unele staţii meteorologice şi mai ales la cele cu program agrometeorologic sau în diferite alte puncte de observaţii (ex. în terenurile de cultură) acest fenomen este monitorizat, in-strumentul folosit în acest scop fiind geoglaciometrul Danilin.

3.1. Geoglaciometrul Danilin

Acesta îşi bazează funcţionarea pe proprietatea pe care o are apa distilată de a îngheţa la

temperatura de 0oC. Geoglaciometrul Danilin este un instrument simplu, de o precizie medie, format din câteva părţi componente.

Partea principală a acestuia o formează un tub din cauciuc (T ) , lung de 100-150cm, cu di-ametrul de 8-10mm umplut cu apă distilată (a). Toamna la instalarea acestuia în sol, se scot dopu-rile de la extremităţile tubului, acesta se îndoaie în formă de U şi prin unul din orificiile sale se toarnă apă distilată până când aceasta curge prin orificiul celuilalt capăt astfel încât în tub să nu ră-mână bule de aer, deoarece acestea ar falsifica observaţia.

După această operaţiune tubul din cauciuc gra-dat la exterior se astupă ermetic la ambele capete (mai întâi este astupat ermetic la capătul inferior cu un dop, apoi este verticalizat iar în deschiderea superioară a acestuia se introduce etanş capătul unei tije din lemn (t) care se termină la partea inferioară cu un dop, iar la cea superioară cu un căpăcel metalic (c-care împiedică precipitarea sau depunerea impurităţilor în tubul protec-tor al instrumentului), prevăzut cu un inel (i) pentru extracţie din tubul de protecţie. Pe lângă rolul de a pro-teja interiorul tubului protector al geoglaciometrului, căpăcelul c care se sprijină de extremitatea superioară a tubului, menţine în suspensie în poziţie verticală geoglaciometrul în interiorul acestuia.

Capătul inferior al tijei de lemn, coincide în general, cu cel superior al tubului de cauciuc, cu cel al diviziunii zero de pe tubul de protecţie şi cu nivelul su-prafeţei solului. Deci, tija din lemn se ridică deasupra nivelului solului, iar tubul de cauciuc umplut cu apă distilată coboară sub acesta.

De capătul inferior al tijei din lemn se fixează o sfoară sau un mănunchi din 5-6 fire de aţă care are scopul de a fixa coloana de gheaţă în cazul unui eventu-al dezgheţ (ce se propagă de sus în jos, de la orizonturi-

le superioare spre cele inferioare). Componentele amintite (tubul din cauciuc închis ermetic, tija din lemn) sunt protejate la ex-

terior de un tub protector din material plastic acoperit la partea superioară de capacul c. Tubul protector împreună cu geoglaciometrul se instalează toamna după ce în sol s-a forat

( găurit) cu un burghiu până la dâncimea probabilă de producere a îngheţului. Geoglaciometrele

Fig. 24 Geoglaciometrul Danilin

Page 57: Lab 24 nov

57

sunt scoase din sol primăvara după dezgheţul total al solului din locul de amplasament de pe plat-forma înierbată, de lângă termometrele de sol extractive. Tubul de cauciuc se desface de pe capătul tijei de lemn, se goleşte de apă şi se păstrează întins fără a fi îndoit, iar tubul protector este curăţat de pământ şi depozitat cu grijă într-un loc ferit (în magazia de materiale sau alt loc disponibil) din clădirea staţiei.

Determinările asupra adâncimii de îngheţ a solului se efectuează o dată la 5 zile, în zilele de 5, 10, 15, 20, 25 şi în ultima zi din fiecare lună între orele 8oo şi 9oo. Pentru determinarea adâncimii îngheţului în sol, se scoate la suprafaţă tubul de cauciuc (tră-gând de inelul fixat de capacul metalic de care se leagă şi tija de lemn), care este apoi pipăit cu atenţie pentru a se observa adâncimea la care se află capătul inferior al coloanei de gheaţă formată în interiorul acestuia. Pentru că la frig cauciucul devine fragil se va evita îndoirea tubului gradat al geoglaciometrului.

Adâncimea de îngheţ se apreciază cu precizia de 1cm. Pentru determinarea adâncimii la care a pătruns îngheţul pot fi utilizate oricând în timpul sezonului rece şi alte metode mai simple dar cu un grad de precizie mai mic.

- Cu ajutorul unei foreze se extrag carotele a câtorva probe de sol cărora li se măsoară adâncimea stratului îngheţat.

- Când nu dispunem de foreză se poate săpa o groapă şi se poate observa cu lupa adâncimea până la care există cristale de gheaţă, adâncime care coincide cu cea de îngheţ.

Pentru determinarea adâncimii maxime până la care pătrunde îngheţul în sol de-a lungul unui întreg sezon rece se procedează într-un alt mod. Toamna înainte de primul îngheţ se sapă în sol o groapă cu pereţii verticali, a cărei adâncime depăşeşte adâncimea probabilă de îngheţ a învelişului pedologic. În interiorul unor compartimente etajate în pereţii verticali se instalează sticluţe bine în-chise umplute la refuz cu apă distilată. Groapa este astupată cu pământul scos din ea, locul marcându-se cu ţăruşi. Primăvara după ultimul îngheţ pământul este scos din nou din groapă, cu atenţie, observându-se adâncimea până la care sticluţele s-au spart, aceasta fiind şi adâncimea ma-ximă de îngheţ a solului.

III. 3. 2.Determinarea stării suprafeţei solului

Zilnic pe lângă observaţiile instrumentale legate de temperatura solului (la suprafaţă şi la diferite adâncimi, acestora adâugându-li-se în sezonul rece şi determinările adâncimilor până la care se produce fenomenul de îngheţ), se efectuează şi observaţii vizuale privind starea suprafeţei înveli-şului pedologic care în esenţă corespunde cu suprafaţa activă.

De însuşirile şi proprietăţile suprafeţei solului depind regimul şi distribuţia elementelor şi fenomenelor meteorologice în spaţiul microclimatic, aceste aspecte ce interesează atât cercetarea ştiinţifică, meteorologică, cât mai ales diferite sectoare economice (agricultură, transporturi etc.), căpătând cu predilecţie un caracter practic, aplicativ.

În semestrul cald (până la depunerea stratului de zăpadă) observaţiile asupra stării suprafe-ţei solului se întreprind pe platforma termometrelor de sol, iar în semestrul rece, după formarea stratului de zăpadă sau a gheţii observaţiile privind starea solului se fac în apropierea platformei meteorologice, pe platforma nivometrică situată pe un amplasament din care împrejurimile sunt larg vizibile.

Determinările asupra stării suprafeţei solului se efectuează zilnic în timpul rondului preli-minar de la orele 7oo şi 19oo când se notează prin cifre şi text conform Codului sinoptic internaţio-nal.

Codificarea stării suprafeţei solului la observaţiile de la orele amintite atât pentru sezonul cald cât şi pentru cel rece sunt redate în tab. 4:

Tab.4. Codificarea stării suprafeţei solului

Cifra de cod Starea suprafeţei solului 0 Uscat (fără o cantitate vizibilă de praf sau nisip) 1 Umed (fără băltoace) 2 Ud (apa stagnantă formând băltoace mici sau mari) 3 Îngheţat 4 Acoperit cu o crustă de gheaţă, dar fără zăpadă sau zăpadă în curs de

Page 58: Lab 24 nov

58

topire

5 Gheaţă, zăpadă, sau zăpadă în curs de topire, care acoperă mai puţin de jumătate din terenul vizibil

6 Gheaţă, zăpadă, sau zăpadă în curs de topire, care acoperă mai mult de jumătate din terenul vizibil

7 Gheaţă, zăpadă, sau zăpadă în curs de topire, care acoperă în întregime terenul vizibil

8 Zăpadă uscată în pulbere, praf sau pulbere de nisip, care acoperă mai mult de jumătate din terenul vizibil, dar nu în întregime

9 Zăpadă uscată în pulbere, praf sau pulbere de nisip, care acoperă tot terenul vizibil

Observaţiile asupra stării suprafeţei solului notate cu cifre de cod de la 0 la 4 inclusiv, sunt

efectuate pe parcela termometrelor de sol din platforma meteorologică în lipsa stratului de zăpadă, iar cele notate cu cifre de cod de la 5 la 9 sunt efectuate pe platforma nivometrică şi în împrejurimi-le staţiei atunci când există strat de zăpadă. Înscrierea rezultatealor în registrul RM-1M se face prin cifre şi text în modul următor:

- 0 – uscat - 1 – umed - 2 – ud - 3 – îngheţat - 4 – crustă de gheaţă - 5,6,7 – gheaţă, zăpadă, zăpadă în curs de topire - 8,9 – zăpadă uscată, praf sau pulbere de nisip

Page 59: Lab 24 nov

59

În tab. 5-8 sunt redate mediile termice lunare şi anuale ale temperaturii aerului şi solului la staţiile meteorologice din Câmpia Moldovei, cu ajutorul cărora putem contura atât regimul anual al temperaturii aerului, cât şi al solului, dar sunt redate şi extremele termice din aer şi de pe suprafa-ţa solului precum şi datele de producere ale extremelor din locaţiile în cauză. Pe lângă aceşti doi indici climatici (medii, extreme) au mai fost calculate şi amplitudinile termice medii anuale şi abso-lute din aer şi de pe sol. Datele din tabele pot servi la realizarea unor diverse reprezentări grafice.

Tab. 5 Temperatura aerului (o C). Medii lunare şi anuale (1896 – 1996)

Staţia Alt. (m)

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII An Ampl. med

Darabani* 200 -5,0 -3,0 1,5 8,1 14,3 17,5 18,7 18,3 14,3 8,7 2,1 -2,2 7,8 23,7 Dorohoi 197 -4,0 -2,6 2,1 8,6 14,7 18,0 19,3 18,9 14,6 8,9 3,0 -1,6 8,3 23,3 Avrămeni* 241 -4,4 -3,1 1,8 8,7 14,8 18,1 19,3 18,9 14,5 8,7 2,8 -1,9 8,2 23,7 Botoşani 170 -3,7 -2,3 2,5 8,7 15,0 18,4 20,1 19,4 15,1 9,3 3,3 -1,2 8,6 23,8 Stânca 70 -3,7 -2,6 2,9 9,6 15,6 18,7 20,8 19,9 16,0 9,8 3,8 -0,8 9,2 24,5 Răuseni* 62 -4,0 -2,4 2,5 8,9 15,5 18,9 20,5 19,7 15,2 9,2 3,2 -1,1 8,8 24,5 Cotnari 289 -3,5 -2,11 2,5 9,2 14,8 18,3 20,2 19,9 15,3 9,9 3,6 -0,9 8,9 23,7 Podu Iloaiei* 90 -3,4 -1,7 3,1 10,2 16,2 19,5 21,3 20,6 16,4 10,6 4,2 -0,2 9,6 24,7 Iaşi 100 -3,6 -1,8 3,1 10,1 16,1 19,4 21,1 20,4 16,1 10,3 4,1 -0,7 9,5 24,7

Tab. 6 Temperaturile extreme absolute ale aerului (în perioada de observaţii existentă la fiecare staţie) şi data când s-au produs (oC)

Staţia Dorohoi Avrămeni Botoşani Răuseni Cotnari Podu Iloaiei Iaşi C. Moldovei

T.min. abs. -33,2 -27,8 -30,3 -30,0 -24,5 -32,3 -35,0 -35,0

Data

15.02.1911 01.02.1937 11.01.1940 12.01.1940

20.01.1963 20.01.1963 14,01.1985 14.01.1972 20.01.1963 01.02.1937 Iaşi

01.02.1937

T.max. abs. 38,0 36,2 39,4 38,4 36,0 37,6 40,0 40,0

Data 06.08.1905 29.06.1963 17.08.1952 06.07.1988 06.07.1988 06.07.1988 27.07.1909 Iaşi

27.07.1909

Tab. 7 Temperatura la suprafaţa solului. Medii lunare şi anuale (1961 – 1996)

Luna Staţia

I F M A M I I A S O N D An

Avrămeni -4,7 -2,8 1,6 10,5 18,5 22,6 24,0 22,7 16,5 9,9 2,5 -2,3 9,9 Dorohoi -4,5 -2,9 2,3 10,3 18,1 22,0 23,6 22,3 16,3 9,3 2,4 -1,8 9,8 Botoşani -4,1 -2,2 2,7 10,9 18,3 22,7 24,4 23,4 16,7 9,7 3,0 -1,8 10,3 Răuseni -3,8 -2,0 2,9 10,8 18,9 23,3 24,4 23,5 16,8 9,5 2,8 -1,1 10,5 Cotnari -3,4 -2,1 2,8 10,7 18,4 21,9 24,1 22,9 17,1 10,0 3,1 -1,2 10,3 Podu Iloaiei -4,3 -2,5 3,2 12,1 20,1 24,5 25,9 23,9 18,3 10,4 3,1 -0,1 11,2 Iaşi -4,1 -2,1 3,1 11,9 19,7 24,0 25,6 24,3 17,9 10,4 3,5 -1,3 11,0

Tab. 8 Temperatura maximă (M) şi minimă (m) absolută la suprafaţa solului.

Amplitudinea absolută (1961 – 1996) în oC

luna staţia

I F M A M I I A S O N D An Data Amp. abs.

M 18,0 30,4 39,5 50,3 57,7 58,6 61,1 61,3 51,3 47,2 31,5 18,3 61,3 26.08.94 Dorohoi

m -32,8 -31,0 -28,0 -8,2 -4,3 2,4 5,2 4,2 -5,0 -10,5 -28,4 -34,6 -34,6 29.12.96 95,9

M 18,2 27,6 39,6 52,4 59,0 63,4 65,0 61,2 52,6 42,1 30,5 18,7 65,0 13.07.95 Avrămeni

m -28,5 -28,8 -23,8 -7,7 -5,4 0,8 3,6 0,3 -8,2 -18,0 -22,0 -29,5 -29,5 29.12.96 94,5

M 16,8 28,6 40,0 47,3 56,9 61,6 60,2 59,5 52,8 41,2 29,9 19,0 61,6 10.06.96 Botoşani

m -33,0 -29,5 -24,5 -9,2 -3,4 1,0 5,0 2,0 -6,0 -9,5 -25,1 -33,0 -33,0 29.12.96 14.01.85

94,6

M 15,4 30,4 41,4 50,4 59,0 65,4 65,0 63,2 58,8 45,6 28,9 16,6 65,4 28.06.87 Răuseni

m -34,0 -31,6 -24,0 -7,9 -3,4 2,6 5,6 3,5 -4,0 -10,6 -25,0 -33,6 -34,0 31.01.87 99,4

M 20,4 34,2 42,8 49,0 59,5 60,4 60,4 64,3 51,0 42,4 31,9 21,8 64,3 08.08.71 Cotnari

m -26,2 -26,0 -23,4 -5,9 -1,6 1,5 0,4 3,6 -6,4 -9,6 -27,5 -25,0 -27,5 26.11.93 91,8

M 18,1 32,4 45,7 54,4 60,2 63,0 65,0 63,1 57,4 46,2 28,8 23,7 65,0 01.07.87 Podu Iloaiei

m -35,0 -32,2 -27,6 -9,0 -2,4 5,0 5,6 1,9 -5,6 -9,1 -28,6 -27,5 -35,0 31.01.87 100,0

M 17,4 29,8 42,3 52,2 61,2 65,3 66,6 62,7 53,6 47,1 31,7 19,7 66,6 08.07.69 Iaşi

m -34,0 -31,6 -24,0 -7,9 -3,4 2,6 5,6 3,5 -4,0 -10,6 -25,0 -33,6 -34,0 31.01.87 100,6

Page 60: Lab 24 nov

60

IV. Măsurarea umidităţii aerului

În atmosfera terestră apa este prezentă sub formă gazoasă, lichidă şi solidă împrimând aeru-

lui un anumit grad de umiditate, ce variază în limite extrem de largi în funcţie de evoluţia succesivă a condiţiilor sinoptice, de penuria, absenţa sau prezenţa surselor evaporante, de gradul de implicare antropică în corijarea unor trăsături deficitare ale climatului din anumite zone ale planetei etc.

Apa este prezentă peste tot în atmosferă într-una din cele trei stări de agregare, chiar dacă în unele cazuri în cantităţi foarte mici. Chiar şi în zonele cele mai aride ale planetei (în deşerturi), ae-rul nu este complet uscat, ci conţine o cantitate variabilă de apă sub formă de vapori. Deci în fiecare moment, aerul se va caracteriza pe lângă temperatură, densitate, greutate şi prin umiditate.

Pentru că evoluţia în timp şi distribuţia spaţială a valorilor acestui element depind în mare măsură de cantitatea norilor şi a precipitaţiilor atmosferice, de opacitatea aerului şi bilanţul radiativ caloric al sistemului Pământ – atmosferă( deci de caracteristicile termice şi pluviometrice ale stări-lor de vreme), el joacă un rol deosebit în viaţa omului, a plantelor şi animalelor influenţând favora-bil sau nefavorabil desfăşurarea unor procese tehnologice şi durata de folosinţă sau viaţă a unor produse tehnice. De aceea la staţiile meteorologice se fac măsurători permanente cu privire la umi-ditatea atmosferică.

IV.1. Mărimile care definesc umiditatea aerului

Pentru definirea umidităţii aerului, în meteorologie se utilizează o serie de mărimi, a căror cunoaştere este necesară pentru studiul metodelor de măsurare a acestui element.

a)Tensiunea vaporilor de apă sau forţa elastică a acestora. Această mărime se notează cu e sau cu pv. În condiţii normale aerul atmosferic este un amestec de aer uscat şi vapori de apă. În aceste condiţii presiunea atmosferică reprezintă de fapt presiunea aerului uscat însumată cu presiu-nea vaporilor de apă (p = pa + pv). Presiunea parţială exercitată de vaporii de apă din presiunea tota-lă a aerului atmosferic, reprezintă tocmai tensiunea elastică sau mai simplu tensiunea vaporilor de apă.

La un moment dat, la o anumită temperatură, forţa elastică a vaporilor de apă, va fi definită printr-o anumită valoare, cunoscută sub denumirea de tensiune actuală sau reală (notată cu e).

Dacă în aerul atmosferic infuzia de vapori continuă, sau temperatura acestuia scade, aerul devine saturat în vapori, tensiunea lui devenind maximă (fiind notată cu E). Între cele două tipuri de tensiune elastică (actuală - e şi maximă - E) se pot stabili relaţiile: e < E, când aerul este nesaturat în vapori de apă, e = E, când aerul este saturat în vapori de apă, e > E, când aerul este suprasaturat în vapori de apă. Tensiunea vaporilor de apă se exprimă în mm coloană de mercur sau în mb (ca unitate de măsură se foloseşte şi hectopascalul: 1hPa = 100Pa =1mb).

La staţiile meteorologice tensiunea vaporilor de apă se calculează cu ajutorul tabelelor psihrometrice existente în dotarea acestora.

- Umiditatea absolută (q) este mărimea ce reprezintă cantitatea de vapori de apă pe care o conţine 1m3 de aer la o anumită temperatură şi se exprimă în g/m3 de aer. Umiditatea absolu-tă maximă sau de saturaţie (Q) reprezintă cantitatea de vapori de apă pe care o are un metru cub de aer saturat. Între q şi Q se stabilesc aceleaşi relaţii ca între e şi E. Atât q cât şi e sunt mărimi ce de-pind de temperatura aerului variind direct proporţional cu aceasta. Pentru că tensiunea de saturaţie a vaporilor de apă (E) prezintă valori aproximativ egale cu ale umidităţii absolute de saturaţie (Q) aceste mărimi pot fi uşor confundate. - Umiditatea specifică (s) este reprezentată de vaporii de apă conţinuţi într-un kg de aer umed. Umiditatea specifică maximă (S) ne arată care este cantitatea de vapori de apă ce intră într-un kg de aer umed saturat. Şi umiditatea specifică se află în relaţie de directă proporţionalitate cu temperatura.

- Umiditatea relativă (f) reprezintă raportul dintre tensiunea măsurată (e) şi tensiunea maximă (E) a vaporilor de apă, considerate la temperatura din momentul observaţiei, sau raportul dintre cantitatea de vapori existentă în aer şi cantitatea maximă de vapori pe care ar putea-o înma-

Page 61: Lab 24 nov

61

gazina aerul la temperatura pe care o are. Umiditatea relativă exprimă cel mai clar gradul de satura-ţie al aerului în vapori de apă. Această mărime dă posibilitatea de a aprecia cu exactitate cât de de-parte sau cât de aproape se află aerul faţă de starea de saturaţie în vapori de apă. Din această cauză atât în meteorologie cât şi în climatologie şi geografie se utilizează cu precădere această mărime a umidităţii redată prin formula de bază r sau f = e x 100/E

- Temperatura punctului de rouă (τ – tau sau td) reprezintă valoarea până la care tre-buie să scadă temperatura aerului (în condiţiile în care presiunea rămâne constantă iar raportul de amestec neschimbat) pentru ca acesta să devină saturat în vapori. În acest caz tensiunea măsurată (e) devine egală cu tensiunea maximă (E), se atinge starea de saturaţie, după care o eventuală scădere de temperatură va conduce la întrunirea condiţiilor pentru realizarea suprasaturaţiei, stare însoţită de condensarea vaporilor de apă, care, fiind în exces se vor depune în sezonul cald sub formă de rouă. În sezonul rece depunerile sunt de natură solidă(brumă). Prin urmare temperatura la care are loc acest proces (sau procese) a primit denumirea de temperatura punctului de rouă.

- Deficitul de saturaţie (d) este mărimea care redă diferenţa între tensiunea maximă a vaporilor de apă E (sau umiditatea absolută maximă Q) şi tensiunea reală din momentul observaţiei – e (sau umiditatea absolută q). Deficitul de saturaţie poate fi calculat cu ajutorul relaţiilor:

d = E – e sau d = Q – q - Deficitul higrometric sau diferenţa psihrometrică reprezintă diferenţa dintre tempe-

ratura indicată de termometrul uscat (t) şi cea indicată de termometrul umezit (t´) al unui psihrome-tru. Valoarea acestei mărimi este cu atât mai mare cu cât umiditatea relativă are valori mai mici şi aerul este mai uscat.

- Starea higrometrică (Sh) reprezintă raportul dintre greutatea vaporilor de apă conţi-nuţi într-un volum de 1m3 şi greutatea aceluiaşi volum de aer uscat.

Ţinând cont de importanţa ştiinţifică (meteorologică, climatologică, biologică) şi practică a umidităţii aerului, acest element este măsurat în permanenţă folosindu-se în aceleaşi timp diferite metode, instrumente şi aparate. La staţiile meteorologice de la noi din ţară pentru determinarea pa-rametrilor umidităţii se practică cu precădere două metode: metoda psihrometrică şi metoda hi-grometrelor de absorbţie. În afara acestora pentru determinarea mărimilor umidităţii mai sunt cu-noscute şi alte metode, cum ar fi metoda gravimetrică şi o serie de metode speciale.

IV.2. Metoda psihrometrică Această metodă se foloseşte pentru deter-

minarea tensiunii vaporilor de apă existenţi în at-mosferă. Ea se bazează pe diferenţa dintre valorile de temperatură indicate de două termometre identi-ce ce alcătuiesc partea principală a unui instrument cu citire directă, care a fost denumit psihrometru (fig. 25).

Un termometru, numit „umed”, este un termometru ordinar ce are rezervorul acoperit cu tifon care se umezeşte pe durata efectuării observa-ţiilor. Celălalt termometru, numit „uscat” este un termometru de acelaşi tip folosit pentru măsurarea temperaturii aerului, a mediului aerian obişnuit, normal, nemodificat, în momentul derulării obser-vaţiilor.

De regulă termometrul „umed” indică o temperatură mai scăzută faţă de cel „uscat”, deoa-rece apa de pe tifonul umezit în procesul evaporării va consuma energie calorică preluată în bună parte de la mercurul din rezervorul primului termometru. Diferenţa de temperatură dintre cele două termo-metre (diferenţa psihrometrică), va fi cu atât mai

Fig. 25 Poziţia psihrometrului în adăpostul mete-

orologic la staţia meteorologică Suceava (foto D. Mihăilă şi M. Mîndrescu – 28.VII.2004 )

Page 62: Lab 24 nov

62

mare cu cât gradul de uscăciune al aerului sau deficitul de saturaţie este mai ridicat şi evaporarea de la nivelul tifonului termometrului „umed” mai intensă.

Diferenţa psihrometrică constituie un indiciu sigur al stării de umiditate ce caracterizează aerul la un moment dat. Însă umiditatea aerului micşorează evaporaţia sau o anulează. În acest caz temperaturile indicate de cele două termometre sunt apropiate ca valoare, diferenţa psihrometrică fiind mică sau neînsemnată.

Dar procesul de evaporaţie în general, în cazul de faţă al evaporaţiei de la nivelul rezervoru-lui termometrului umezit, depinde de un complex de factori. În determinarea tensiunii vaporilor de apă trebuie să se ţină seama de aceştia. Astfel, după o serie de calcule s-a ajuns în cele din urmă la o relaţie cu ajutorul cărei se de-termină tensiunea actuală a vaporilor de apă (e):

e = E´ -A x p x ( t - t´), relaţie în care 1. E´ reprezintă tensiunea maximă a vaporilor de apă la temperatura suprafeţei evaporante (în

cazul de faţă reprezentată prin tifonul termometrului umed); 2. A este o constantă psihrometrică care depinde de viteza curentului de aer din jurul rezer-

voarelor termometrelor. În cazul psihrometrelor fără aspiraţie A = 0,000794 (corespunzător unei viteze a curentului de aer de 0,8 m/s), iar în cazul celor cu aspiraţie valoarea lui A este de 0,000662 (corespunzător unei viteze medii a curentului de aer de 2 m/s);

3. p presiunea atmosferică; 4. t temperatura indicată de termometrul „uscat”; 5. t´ temperatura determinată la termometrul “umed ”.

Folosind valorile indicate de termometrele psihrometrice (,,uscat” şi ,,umed”), valoarea pre-siunii atmosferice (căreia i s-au adus corecţiile necesare) şi relaţia de mai sus, se poate determina cu uşurinţă prin calculul matematic valoarea exactă, reală, a tensiunii vaporilor de apă din momentul observaţiei (având în vedere că A şi E´ se cunosc).

Cunoscând cele două valori de temperatură, valorile presiunii atmosferice şi ale tensiunii reale, prin calcul se obţin apoi şi celelalte valori ale caracteristicilor umidităţii aerului: umiditatea relativă (r sau f), deficitul de saturaţie (d), temperatura punctului de rouă (τ – tau sau td).

Aceste mărimi se obţin mult mai uşor pe cale indirectă utilizând tabele psihrometrice Savici aflate în dotarea staţiilor meteorologice de la noi din ţară din 1986. Menţionăm faptul că ta-belele psihrometrice Savici au fost întocmite tot prin calcul în funcţie de temperatuirile de la ter-mometrele psihrometrice, de valoarea corectată a presiunii atmosferice şi cea a tensiunii reale, fiind un instrument de lucru ce uşurează mult munca operatorului meteorolog. Tabelele meteorologice Savici tipărite la Sibiu în 1986, sunt conforme (cu excepţia unor mici completări) cu modelul editat la Leningrad în 1981 (actualul Sankt - Petersburg) şi servesc la determinarea pe cale indirectă (numai pe baza cunoaşterii valorilor termice citite la termometrele psihrometrice şi ale presiunii at-mosferice), a temperaturii punctului de rouă (τ), umidităţii relative (f), deficitului de saturaţie (d) şi tensiunii actuale (e) şi conform practicii actuale au valorile tensiunii reale a vaporilor(e) şi cele ale deficitului de saturaţie (d) exprimate în hectopascali (1hPa = 100Pa = 1mb).

În practica meteorologică se folosesc mai multe tipuri de psihrometre, care după particulari-tăţile de construcţie sunt grupate în două mari categorii:

- psihrometre cu aspiraţie, - psihrometre fără aspiraţie.

IV.2.1.Psihrometrele cu aspiraţie La aceste instrumente, ventilaţia aerului în jurul rezervoarelor termometrelor, se face cu aju-

torul unor dispozitive speciale ataşate termometrelor, din acest motiv ele numindu-se şi psihrometre cu ventilaţie artificială. La staţiile meteorologice şi pe teren frecvenţă mai mare în utilizare au:

- psihrometrul de staţie cu ventilaţie artificială; - şi psihrometrul de campanie tip Assmann.

IV.2.1.1.Psihrometrul de staţie cu ventilaţie artificială

Page 63: Lab 24 nov

63

Reprezintă unul din principalele instrumente, aflate în dotarea staţiilor meteorologice de la noi din ţară. Acest instrument foloseşte la determinarea pe cale indirectă a tensiunii vaporilor de apă şi a umidităţii relative a aerului.

IV.2.1.1.1.Părţi componente Este format din două termometre ordinare identice(fig. 26), unul umezit (T1) şi celălalt

uscat (T) fixate în adăpostul meteorologic în poziţie verticală pe un stativ metalic (S). Pe acelaşi stativ dar în plan orizontal sunt aşezate şi termometrele de maximă(Max) şi de minimă(Min). La partea superioară termometrele sunt protejate de manşoane metalice pentru a nu se deteriora (spar-ge). De respectivele locaţii termometrele sunt prinse şi fixate prin intermediul unor cleme (C) de stativul metalic de susţinere al mecanismului psihrometric. La partea inferioară (dinspre rezervoare) termometrele sunt introduse în canalele laterale ale unei doze matalice duble (D).

Rezervoarele celor două termometre ies în afa-ra dozei şi pătrund în interiorul unor tuburi de aspi-raţie din sticlă (A) care se fixează cu ceară roşie în inelele metalice (i) care sunt prinse prin înşurubare de capetele inferioare ale canalelor dozei duble. Ambele termometre pătrund în orificiile dozei astfel încât ba-zele rezervoarelor să se afle cu 2-3cm mai jos de ine-lele ce fixează tuburile de aspiraţie (ambele tuburi trebuie să fie de aceeaşi înălţime, iar faţă de suprafaţa solului nivelul rezervoarelor se va situa la 2m înălţi-me).

Cele două tuburi de aspiraţie au legătură cu un canal central al dozei la capătul căruia se înşurubea-ză un dispozitiv de ventilare numit morişcă aspira-toare (M). Aceasta se ataşează dozei numai în mo-mentul determinării şi poate fi mecanică (cu ac de ceasornic) sau electrică.

Morişca aspiratoare este formată dintr-o car-casă cilindrică de metal, în interiorul căreia se găseş-te un sistem de palete (sau un disc cu palete), fixat pe un ax prevăzut cu un arc de ceasornic pus în funcţi-une cu ajutorul unei chei. Sistemul de palete se roteşte şi aspiră cu o viteză constantă un curent de aer prin deschiderile inferioare ale tuburilor de sticlă ventilând

astfel rezervoarele celor două termometre psihrome-trice. Curentul de aer din jurul rezervoarelor produs de morişca aspiratoare contribue la evaporarea apei de pe tifonul umezit cu apă distilată (al termometrului „umed”) la fiecare oră de observaţie. Apoi prin canalele laterale ale dozei aerul aspi-rat pătrunde în canalul central, în dispozitivul cu ventilare al moriştii şi este evacuat printr-un orifi-ciu existent în cutia de protecţie a acestuia. În corpul carcasei există aplicată şi o mică fereastră circulară prin care se poate vedea semnul existent pe cutia cilindrică rotitoare a arcului. Morişca aspiratoare se ataşează dispozitivului psihrometric la orele de observaţii cu ajutorul unei chei, deta-şabilă la unele tipuri de psihrometre şi fixată de morişcă la altele.

Termometrele psihrometrice şi doza dublă (de care la orele de observaţii climatologice se ataşează morişca aspiratoare) se montează pe vergeaua metalică verticală a stativului de termome-tre).

Psihrometrul de staţie cu ventilaţie artificială se instalează la mijlocul primului adăpost me-teorologic, picioarele trepiedului fixându-se cu şuruburi în podeaua adăpostului. Vergeaua stativu-lui şi termometrele trebuie să fie perfect verticale.

De vergeaua metalică a stativului se fixează transversal şi suportul termometrelor de maxi-mă şi de minimă. Suportul este format dintr-o lamă elastică metalică prevăzută la ambele capete cu câte două furci. În perechea superioară de furci se instalează înclinat cu 5o spre rezervor termome-trul de maximă (Max), iar în cea inferioară în poziţie perfect orizontală termometrul de minimă

Fig. 26 Psihrometrul de staţie cu venti-

laţie artificială cu doză dublă

Page 64: Lab 24 nov

64

(Min). Şi suportul termometrelor de extremă, dar şi cel al termometrelor psihrometrice trebuiesc bine fixate la înălţimile corespunzătoare de vergeaua metalică a stativului pentru a aluneca în susul sau josul acesteia.

În trecut la noi în ţară s-a utilizat şi psihrometrul cu aspiraţie cu doză simplă (fig.27) foarte asemănător cu psi-hrometrul descris anterior. La acel tip de psihrometru aspiraţia era produsă de o morişcă ce se înşuruba la capătul inferior al unui canal al unei doze simple, canal ce se afla în legătură cu un singur tub de aspiraţie ce înconjura şi proteja rezervorul termometrului umed.

IV.2.1.1.2. Modul de funcţionare al psihrometrului

După ce tifonul ce înconjoară rezervorul termometru-lui „umed” a fost umezit, apoi ataşat acestuia, iar morişca as-piratoare pentru producerea curentului de aer în tuburile de aspiraţie a fost montată şi pusă în funcţiune, pe suprafaţa re-zervorului termometrului umezit se produce evaporarea apei. Intensitatea procesului va fi cu atât mai mare cu cât aerul at-mosferic va fi mai uscat. Când umiditatea aerului creşte, eva-porarea se reduce, iar dacă aerul devine saturat în vapori ea

încetează. Evaporarea se produce cu un consum de căldură, preluată în bună parte de la rezervorul ter-

mometrului umezit. De aceea, temperatura acestuia scade până la un moment dat când devine staţi-onară. În momentul în care poziţia coloanei de mercur devine staţionară cantitatea de căldură pe care rezervorul o cedează pentru evaporarea apei de pe tifon devine egală cu cantitatea de căldură pe care rezervorul o primeşte de la mediul înconjurător. Coborârea nivelului coloanei de mercur în capilarul termometrului „umed” este cu atât mai semnificativă cu cât evaporaţia este mai intensă. Între temperaturile de la cele două termometre psihrometrice apar diferenţe adeseori importante.

Diferenţa între indicaţiile termometrului uscat (T) şi cel umezit (T1) dă prin calcul valoarea tensiunii vaporilor de apă în momentul observaţiei. Pe baza valorilor celor trei elemente (P; T; T1) s-a întocmit şi tabela psihrometrică pentru determinarea tensiunii actuale a vaporilor de apă, în ace-eaşi tabelă fiind cuprinşi şi ceilalţi parametri ai umidităţii (umiditatea relativă, deficitul de saturaţie) calculate pe baza relaţiilor deja cunoscute. Întreţinerea psihrometrului cu aspiraţie, corectitudinea observaţiilor şi păstrarea securită-ţii instrumentului presupune întrunirea a câtorva cerinţe. Cele două termometre trebuie să fie de acelaşi tip, să aibă aceleaşi dimensiuni (mai ales în cazul rezervoarelor) şi să pătrundă în canalele laterale şi ale dozei duble până la acelaşi nivel.

La intrarea termometrelor în canalele laterale ale dozei duble se pun garnituri inelare con-fecţionate din piele sau cauciuc cu rol de a proteja instrumentele împotriva spargerii dar şi cu grija menţinerii unei ventilaţii cât mai eficiente în jurul rezervoarelor şi a etanşeizării părţilor superioare ale celor două canale ale dozei.

Înainte de efectuarea observaţiilor se va verifica dacă coloanele de mercur din tuburile ca-pilare ale termometrelor prezintă întreruperi. Dacă acestea există şi nu se pot remedia atunci ter-mometrele trebuie înlocuite (chiar dacă este afectat un singur termometru). Înlocuirea numai a ter-mometrului defect este permisă în mod provizoriu numai dacă noul termometru instalat are caracte-ristici identice cu ale perechii sale sau ale celui înlocuit. Termometrele ordinare montate la psihro-metru se verifică periodic o dată la 3 ani.

Rezervorul termometrului din dreapta observatorului aflat în poziţia de citire, se spală cu apă distilată, se acoperă cu o bucată de tifon, ce se umezeşte tot cu apă distilată înaintea fiecărei obser-vaţii climatologice. Tifonul ce acoperă rezervorul termometrului umed, poate fi umezit, în condiţii excepţionale cu apă din topirea zăpezii sau ploaie după ce a fost bine filtrată. Tifonul din bumbac trebuie să fie în permenenţă menţinut curat fiind schimbat la interval de o lună în perioada de iarnă,

Fig.27 Psihrometrul de staţie cu

ventilaţie artificială cu doză simplă

Page 65: Lab 24 nov

65

la două săptămâni în perioada de vară şi ori de câte ori este nevoie în zonele industriale sau în cele în care atmosfera este încărcată de impurităţi.

În caz că nu se respectă aceste cerinţe, pe rezervorul sau pe tifonul ce acoperă rezervorul termometrului umed pot apărea depuneri de impurităţi, ce contribuie la obţinerea unor rezultate ero-nate şi neconforme cu realitatea.

În cazul în care pe rezervorul termometrului apar depuneri de calcar din apă aceasta se eli-mină prin răzuire cu o lamă, deoarece, crusta formată poate avea rol termoizolator şi poate denatura observaţia.

De asemenea, tifonul ce înconjoară rezervorul termometrului umed trebuie să fie corect le-gat. Pentru aceasta o bucată pătrată de tifon cu latura de 4cm, este umezită în apă distilată, după ca-re se înveleşte strâns, fără cute în jurul rezervorului, în aşa fel ca marginile ţesăturii şă nu se supra-pună pe mai mult de ¼ din circumferinţa acestuia. În caz că suprapunerea este mai mare decât cea indicată, din tifon se taie o bucată oarecare, ce se înlătură, până când acesta este adus la dimensiuni-le dorite. Acest aspect trebuie îndeplinit, pentru a asigura condiţii pentru o bună ventilare şi evapo-rare a apei în jurul rezervorului. Apoi tifonul este legat cu aţă albă în jurul rezervorului, prima legă-tură făcându-se deasupra acestuia, iar cea de-a doua sub capătul lui inferior. Sub rezervor tifonul este tăiat scurt (2-3mm).

Morişca aspiratoare se instalează în orificiul dozei numai pentru perioada efectuării obser-vaţiilor. Pentru a fi protejată de praf sau produse de condensare în intervalele dintre măsurători este deşurubată de la capătul central al dozei duble, este învelită în hârtie cerată (sau într-o pânză) şi in-trodusă în cutia de protecţie care se păstrează în adăpostul meteorologic. Deschiderea canalului cen-tral al dozei duble se acoperă cu un dop de plută.

Pentru ca observaţiile să fie corecte, cel puţin o dată la doi ani morişca este verificată com-plex, urmărindu-se două probleme mai importante: buna funcţionare care presupune rotirea liberă, fără trepidaţii (care ar putea să influenţeze indicaţiile celorlalte două termometre), a axului său şi menţinerea turaţiei axului şi implicit a paletelor, asigurându-se un curent de aspiraţie cu viteze şi capacităţi de absorbţie menţinute între anumite praguri. Viteza de rotire a moriştii aspiratoare se ve-rifică curent o dată la 10 zile, curentul de absorbţie în jurul rezervoarelor trebuind să fie menţinut la viteze cuprinse între 1,5 şi 3,0m/s. Doza dublă şi tuburile de aspiraţie trebuie menţinute în perfectă stare de curăţenie, acest aspect fiind urmărit decadal. Pentru aceasta, doza dublă se scoate de pe stativul termometrelor pen-tru a i se curăţa canalele interioare de praful, insectele sau larvele acestora pătrunse accidental în ele, micşorând substanţial viteza curentului de aspiraţie. Se verifică, de asemenea, ca psihrometrul să nu funcţioneze cu tuburile de aspiraţie sparte sau dezlipite, datele din observaţii obţinute în astfel de condiţii nefiind conforme cu realitatea.

IV.2.1.1.3.Efectuarea observaţiilor Observaţiile cu psihrometrul de staţie se efectuează la orele climatologice de bază 1oo, 7oo,

13oo, 19oo respectâdu-se o anumită ordine în desfăşurarea acestora. Mai întâi se face citirea de con-trol la termometrul uscat şi umezit observându-se dacă ambele termometre funcţionează normal şi dacă coloanele lor de mercur nu prezintă întreruperi. Se umezeşte cu apă distilată tifonul care înfă-şoară rezervorul termometrului umezit. Apoi, este montată şi pusă în funcţiune morişca aspiratoa-re. Se urmăreşte scăderea coloanei de mercur la termometrul umezit până când aceasta se stabili-zează. Când coloana de mercur a termometrului umezit s-a stabilizat complet (atunci când ea mani-festă tendinţe de urcare în tubul capilar) se efectuează citirile, mai întâi la termometrul „umed” şi apoi la cel uscat, apreciindu-se prima dată zecimile şi apoi gradele întegi. Citirea termometrelor se va face cu respectarea regulilor înserate la măsurarea temperaturii aerului (cap.III pag.13-14). Pen-tru mai multă siguranţă termometrele psihrometrice se citesc de două ori.

Când temperatura aerului este sub 0oC tifonul ce acoperă rezervorul termometrului din dreapta observatorului trebuie umezit puţin în timpul rondului preliminar, numai atât cât să formeze o pojghiţă subţire de gheaţă care să nu izoleze rezervorul termometrului de mediul aerian. Dacă stratul de gheaţă format este prea gros, va fi îndepărtat prin introducerea rezervorului termometrului într-un pahar cu apă călduţă, fără a-l scoate însă de pe stativ.

Când temperatura aerului la termometrul uscat este de 0oC, se poate întâmpla ca temperatu-ra la termometrul umezit să staţioneze un timp la valoarea de 0oC, din cauza căldurii latente de soli-

Page 66: Lab 24 nov

66

dificare degajate de apa care îngheaţă. În astfel de situaţii, morişca aspiratoare trebuie să rămână în funcţiune, iar citirea se va face după ce mercurul coboară sub 0oC şi va deveni staţionar.

Uneori, temperatura aerului citită la termometrul uscat coboară cu câteva grade sub zero, dar capătul coloanei de mercur a termometrului umezit staţionează un timp în dreptul temperaturii de 0oC. Acest lucru se datorează căldurii latente de solidificare pe care o degajă apa de pe tifon prin îngheţare. În acest caz pentru o determinare corectă morişca aspiratoare se remontează, se reporneş-te, citirea la termometrul umezit făcându-se în momentul când capărul coloanei de mercur devine staţionară la o temperatură negativă a cărei valoare depinde de umiditatea aerului din momentul ob-servaţiei.

În alte situaţii termometrul umezit indică temperaturi negative dar apa de pe tifon nu este îngheţată (din cauza fenomenului de supratopire). Apoi apa îngheaţă brusc, temperatura creşte la 0oC (datorită căldurii latente de solidificare), după care începe să scadă până la o valoare la care de-vine staţionară, valoare care va intra în calculul parametrilor umidităţii aerului.

Având în vedere situaţiile expuse, se impune ca din momentul declanşării moriştei observa-torul să nu părăsească adăpostul şi să urmărească continuu variaţiile coloanei de mercur la termo-metrul umezit pentru a avea date din observaţii corecte.

La temperaturi ce coboară sub –10oC psihrometrul este utilizat numai pentru citirea tempe-raturii la termometrul uscat (după efectuarea ventilării). Temperatura obţinută şi valoarea umidităţii relative indicate de higrometru, folosesc la determinarea celorlalţi parametri ai umidităţii aerului utilizând diferite corecţii extrase din certificatele de etalonare ale termometrelor, corecţii luate din tabela de transformare pentru umiditate şi tabellele psihrometrice.

Observaţiile efectuate la temperaturi negative solicită o deosebită atenţie deoarece tensiu-nea de saturaţie a vaporilor de apă se consideră „deasupra gheţii” sau ,,deasupra apei”, ele neavând valori egale în cele două situaţii. De aceea în dreptul valorii citite la termometrul al cărui tifon este acoperit cu gheaţă se scrie litera „g”, iar în dreptul celei citite la termometrul al cărei tifon este îm-bibat cu apă suprarăcită litera „a”.

Valorile de temperatură citite la termometrele psihrometrice se înscriu în rubricile corespun-zătoare din registrul RM-1M, lor aplicându-li-se corecţiile instrumentale luate din certificatele de etalonare ale fiecărui termometru în parte.

Valoarea citită, corecţia şi valoarea corectată se înscriu în registru pentru ambele citiri cu toate că, numai ce-a de-a doua este luată în considerare. Când valoarea citită la unul din termometre depăşeşte limita pentru care există corecţii în certificatul de etalonare, se aplică corecţia limită.

IV.2.1.2 Psihrometrul de campanie tip Assmann Acest instrument este

unul de construcţie specială, intrând în dotarea staţiilor me-teorologice şi fiind folosit cu precădere în expediţiile micro-climatice dar şi în cazurile în care psihrometrul de staţie pre-zintă defecţiuni.

Asemeni psihrometrului de staţie se compune din două termometre ordinare identice de construcţie specială (t şi t1). Ca şi în cazul psihrometrului de staţie termometrul umed (t1) se află în dreapta observatorului când privim instrumentul din faţă, iar cel uscat (t) în stânga acestuia. Spre deosebire de psi-hrometrul de staţie termometre-le au dimensiuni mai reduse. Înaintea fiecărei determinări de

Fig. 28 a)Psihrometrul Assmann, b)suportul acestuia, c)ecranul de protecţie pentru vânt, d)para de umezire,

e)psihrometrul Assmann model mic

Page 67: Lab 24 nov

67

verifică dacă coloanele de mercur din tuburile capilare nu prezintă întreruperi. Cele două termometre psihrometrice sunt fixate într-o montură metalică nichelată (Mm)

care permite efectuarea observaţiilor cu acest instrument chiar şi în plin soare, întrucât carcasa pro-tectoare reflectă radiaţiile solare directe. În cazul în care psihrometrul nu este bine întreţinut, cu timpul montura metalică îşi pierde luciul. De aceea se recomandă ca după folosirea instrumentului partea nichelată a acestuia să fie ştearsă cu o cârpă mai ales în perioada rece a anului când pe aceas-ta se formează condens. În caz că în timp, din cauza unei întreţineri necorespunzătoare montura îşi pierde luciul , se recomandă ştergerea ei cu o cârpă sau cu o bucată de piele de căprioară înmuiată în petrol şi presărată cu praf de cretă sau chiar cu cenuşă îmbibată cu apă.

Montura are în componenţă, la interior, un tub central (T), din care la partea inferioară se bifurcă două tuburi laterale. La acestea, se ataşează prin intermediul a două inele de material plastic sau ebonită (i) şi prin înşurubare, câte un sistem de două tuburi metalice concentrice de aspiraţie (c şi d).

În aceste tuburi de aspiraţie se introduc rezervoarele termometrelor psihrometrice. Înelele din material plastic sau ebonită izolează rezervoarele de partea mediană, metalică a psihro-metrului care este şi etanşeizată, iar sistemul tuburilor metalice de aspiraţie protejează rezervoarele de radiaţia solară directă.

La partea superioară a tubului central se fixează etanş prin înşurubare, în timpul observaţii-lor morişca aspiratoare (M). În afara observaţiilor este bine ca morişca şi termometrele să fie scoase din montură. Morişca are la partea superioară şi lateral un orificiu în care se introduce cheia de întoarcere (X) a arcului său. Carcasa moriştii prezintă în partea de jos o deschidere inelară întreruptă din loc în loc, ca-re serveşte la evacuarea aerului aspirat din morişcă. Pe partea laterală a moriştii se află o deschide-re inelară (O) prevăzută cu o ferestruică de celuloid transparent pe care este gravată o liniuţă (o săgeată) index, necesară pentru verificarea vitezei curentului de aspiraţie.

Verificarea se face cronometrând timpul în care semnul existent pe caseta cilindrică rotitoa-re (în interiorul căreia se află arcul moriştii), execută o turaţie completă (timpul scurs între două tre-ceri succesive ale semnului de pe casetă prin dreptul semnului de pe ferăstruică). O turaţie completă durează de obicei între 50 şi 100 secunde, viteza curentului de aspiraţie fiind uşor determinată cu ajutorul unui tabel dinainte întocmit.

În mijlocul părţii superioare al învelişului metalic al moriştii se află un ax vertical scurt terminat cu o sferă găurită ce foloseşte la prinderea şi suspendarea psihrometrului în suportul său (S).

Observaţiile cu acest psihrometru nu se efectuează ţinându-l de mână, ci numai de suportul său în poziţie perfect verticală. Întreţinerea curată a psihrometrului este o obligaţie a personalului staţiilor curăţirea efectuându-se numai dacă este nevoie şi de către persoane competente. Trusa psihrometrului mai cuprinde ca accesorii în afara suportului de suspensie (S) ecranul de protecţie împotriva vântului (c) şi para de cauciuc (d) terminată cu un tub de sticlă, cu care se aspiră apa dintr-o eprubetă sau sticluţă pentru umezirea tifonului care acoperă rezervo-rul termometrului umed. Legătura dintre para de cauciuc şi tubul de sticlă din capătul său poate fi obturată prin intermediul unei clame Mohr .

Cât timp nu este folosit psihrometrul Assmann se păstrează numai în cutia sa, aşezată într-un loc ferit departe de sursele de căldură, în poziţie verticală, deoarece dacă este menţinut în poziţie orizontală, coloanele de mercur ale termometrelor se întrerup. În timpul transportului cutia în care se află psihrometrul se menţine tot timpul verticală, cu rezervoarele termometrelor la partea infe-rioară) evitându-se loviturile asupra acesteia. Dacă din variate motive coloanele de mercur ale ter-mometrelor se întrerup, defecţiunile se remediază conform recomandărilor pentru celelalte termo-metre. Psihrometrul Assmann prezintă avantajul că este uşor transportabil, iar determinările se pot efectua în plin soare, montura metalică nichelată şi dublul sistem al inelelor din material plastic şi al tuburilor de aspiraţie protejând cea mai mare parte din lungimea termometrelor de expunerea la Soare, izolând rezervoarele de partea metalică a psihrometrului şi protejându-le de radiaţiile solare directe.

Page 68: Lab 24 nov

68

Pentru calcularea valorilor tensiunii vaporilor de apă, a umidităţii relative, a deficitului de saturaţie şi a temperaturii punctului de rouă trebuie să utilizăm tabelele psihrometrice. În lipsa aces-tora pe teren, se utilizează relaţia psihrometrică cunoscută:

e = E´ - A p (t-t´) din care aflăm tensiunea actuală a vaporilor de apă şi apoi ceilalţi parametri ai umidităţii. Însă trebu-ie să avem în vedere faptul că în cazul psihrometrului cu aspiraţie coeficientul A = 0,000662. In ca-zul în care nu dispunem de tabelele psihrometrice se poate folosi pentru determinarea valorilor umi-dităţii relative tabela nr. 1 (pag. 49), mult simplificată, în care sunt redate valorile umidităţii relative în funcţie de temperatura indicată de termometrul umed şi de diferenţele dintre temperaturile citite la cele două termometre (uscat şi umed).

Tab. 9 Tabela psihrometrică 1 Diferenţa dintre temperaturile termometrului uscat şi cel umed:

Temperatura ter-mo-me-tru-lui u-med

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10

0 100 90 81 73 64 57 50 43 36 31 26 20 16 11 7 3 1 100 90 82 74 66 59 52 45 39 33 29 23 19 16 11 7 2 100 90 83 75 67 61 54 47 42 35 31 26 23 18 14 10 3 100 90 83 76 69 63 56 49 44 39 34 29 26 21 17 13 10 4 100 91 84 77 70 64 57 51 46 41 37 32 28 24 20 16 14 11 5 100 91 85 78 71 65 59 54 48 43 39 34 30 27 23 19 17 13 10 6 100 92 85 78 72 66 61 56 50 45 41 35 33 29 26 22 19 16 13 10 7 100 92 86 79 73 67 62 57 52 47 43 39 35 31 28 25 22 18 15 12 11 8 100 92 86 80 74 68 63 58 54 49 45 41 37 33 30 27 25 21 18 15 14 9 100 93 86 81 75 70 65 60 55 51 47 43 39 35 32 29 27 24 21 18 17 10 100 94 87 82 76 71 66 61 57 53 48 45 41 38 34 31 28 26 23 21 19 11 100 94 88 82 77 72 67 62 58 55 50 47 43 40 36 33 30 28 25 23 20 12 100 94 88 82 78 73 68 63 59 56 52 48 44 42 38 35 32 30 27 25 22 13 100 94 88 83 78 73 69 64 61 57 53 50 46 43 40 37 34 32 29 27 24 14 100 94 89 83 79 74 70 66 62 58 54 51 47 45 41 39 36 34 31 29 26 15 100 94 89 84 80 75 71 67 63 59 55 52 49 46 43 41 37 35 33 31 28 16 100 95 90 84 81 75 72 67 64 60 57 53 50 48 44 42 39 37 34 32 30 17 100 95 90 84 81 76 73 68 65 61 58 54 52 49 46 44 40 39 36 34 31 18 100 95 90 85 82 76 74 69 66 62 59 56 53 50 47 45 42 40 36 35 33 19 100 95 91 85 82 77 74 70 66 63 60 57 54 51 48 46 43 41 39 37 34 20 100 95 91 86 83 78 75 71 67 64 61 58 55 53 49 47 44 43 40 38 36 21 100 95 91 86 83 79 75 71 68 65 62 59 56 54 50 49 46 44 41 39 37 22 100 95 91 87 83 79 76 72 69 65 63 60 57 55 52 50 47 45 42 40 38 23 100 96 91 87 83 80 76 72 69 66 63 61 58 56 53 51 48 46 43 41 39 24 100 96 92 88 84 80 77 70 67 67 64 62 59 56 53 52 49 47 44 42 40 25 100 96 92 88 84 81 77 74 70 68 65 63 59 58 54 52 50 47 45 44 42

În cadrul expediţiilor de cercetări microclimatice se poate folosi şi psihrometrul Assmann model mic (fig. 28e) care prezintă în linii mari caracteristicile modelului mai mare, prezentând avantajul unei manipulări mai uşoare pe timpul deplasării.

IV.2.2.Psihrometrele fără aspiraţie

La aceste psihrometre ventilarea aerului în jurul rezervoarelor termometrice se face fără a mai folosi vreun dispozitiv special destinat acestui scop, ci folosind ventilarea naturală indusă de deplasarea în diferite direcţii a curenţilor de aer de la limita superioară a spaţiului microclimatic. Din acest motiv ele se mai numesc şi psihrometre cu ventilaţie naturală.Indicaţiile lor au un grad de precizie mai redus decât al psihrometrelor cu aspiraţie, deoarece viteza curentului de aer din jurul rezervoarelor termometrelor din componenţă nu este constantă, putând prezenta variaţii adeseori semnificative. Acestei categorii îi aparţin psihrometrele tip August şi psihrometrele „praştie”.

IV.2.2.1. Psihrometrul de staţie tip August Acest tip de psihrometru se foloseşte la staţiile meteorologie numai în condiţiile în care psi-

hrometrul de staţie cu aspiraţie este defect sau lipseşte din dotarea staţiei respective.

Page 69: Lab 24 nov

69

Este alcătuit din două termometre ordinare obligatoriu identice (T şi F), aşezate în poziţie verticală pe suportul (S) pe care se află sau se pot afla montate şi termometrele de extremă. Termo-metrele se află fixate de suport cu clemele metalice (o şi u) prin intermediul cărora sunt prinse de la partea superioară (de manşoanele metalice protectoare) şi respectiv inferioară (de deasupra rezer-voarelor). Suportul metalic este aşezat în centrul primului adăpost meteorologic(fig. 29a) iar ter-mometrele psihrometrice sunt fixate de el în aşa fel încât să se afle la înălţimea de 2m de deasupra solului. Rezervorul termometrului din dreapta observatorului (termometrul umed) se înfăşoară cu o bucată de tifon al cărui capăt inferior este introdus într-un păhărel de sticlă (W ) umplut cu apă dis-tilată (sau cu apă de ploaie filtrată) şi acoperit cu un capac din material plastic în mijlocul căruia s-a aplicat un orificiu (prin care pătrunde în apă capătul inferior al tifonului). Păhărelul din sticlă se află la distanţă de 3-4cm de rezervorul termometrului pentru a permite circulaţia aerului în jurul acestu-ia. În cazul unei distanţe mai mici între rezervor şi păhărel, aerul umed din jurul rezervorului nu poate fi îndepărtat în condiţii optime, iar în cazul unei distanţe mai mari este îndepărtat prea rapid.

Paharul cu apă disti-lată trebuie să fie în perma-nenţă plin, acest aspect fiind urmărit şi corijat (dacă este cazul) cu cel puţin o jumăta-te de oră înainte de începe-rea observaţiilor. Pentru ca apa să ajungă uşor din paharul cu apă la rezervorul termome-trului umed prin intermediul tifonului, este necesar ca legarea tifonului sub rezer-vor să se facă cu un nod nu prea strâns (fig. 30 ).

În semestrul rece al anului când se manifestă îngheţul, păhărelul cu apă este scos din adăpostul me-teorologic. Capătul liber al tifonului se taie la 2-3cm sub rezervor(fig.31).

Legătura tifonului exact sub rezervor se face de această dată printr-un nod strâns ( fig. 31). Tifonul rămâne legat astfel o pe-

rioadă mai îndelungată (aproximativ o lună ) udarea lui făcându-se ziua cu 10 minute înaintea efectuării observa-ţiei, iar noaptea cu 30 de minute. În semestrul cald al anului când vântul se manifes-tă cu putere iar temperatura aerului urcă la valori mai mari de 20oC (în situaţiile de timp când aerul devine foarte us-cat) şi când tifonul nu poate absorbi cantităţi suficiente de apă pentru a ajunge să umezească cum trebuie rezervorul termometrului umed, se face o umezire suplimentară a acestuia prin ridicarea paharului astfel încât rezervorul să stea complet acoperit cu apă. După această operaţie ce precede cu circa 7-10 minute momentul observaţiei, uşile

Fig. 29 a) Psihrometrul de staţie tip August şi

b) psihrometrul ,,praştie”

Fig. 30 Legarea de rezervor a tifonului în cazul tempera-turilor pozitive

Fig. 31 Legarea de rezervor a tifonu-lui în cazul tempe-raturilor negative

Page 70: Lab 24 nov

70

adăpostului meteorologic se închid, deschizându-se în momentul efectuării acesteia.

O bucată de tifon este bună a fi folosită în observaţiile psihrometrice, când apa urcă prin aceasta în timp de 15 minute la înălţimea de 7-8cm. La psihrometrul de staţie de tip August suportul (S ) care menţine păhărelul cu apă, cât şi clemele (o şi u), care fixează cele două termometre de trepied, pot aluneca în sus şi în jos de-a lun-gul vergelei metalice a acestuia dacă slăbim şuruburile de fixare. După ce am fixat întreg mecanis-mul psihrometric la înălţimea dorită, şuruburile se strâng, acesta fiind ataşat fix vergelei metalice a suportului. Pe acelaşi stativ se ataşează şi suportul special al termometrelor de extremă format dintr-o lamă elastică de metal, terminată la ambele capete cu câte două furci. În perechea de furci superioa-re în poziţie cvasiorizontală este aşezat termometrul de maximă(Max), iar în perechea inferioară în poziţie orizontală termometrul de minimă(Min). Diferenţele între modul în care sunt efectuate observaţiile cu psihrometrul August şi cel de staţie cu doză dublă, sunt legate de modul în care sunt umezite rezervoarele termometrelor umede şi apoi de felul în care se desfăşoară ventilarea acestora.

IV.2.2.2. Psihrometrul ,,praştie”

Este un instrument simplu, fără aspiraţie utilizat mai ales în expediţiile microclimatice care nu dispun de psihrometre de campanie tip Assman. Psihrometrul este format dintr-un cadru metalic (d), ce se poate roti în jurul unui ax (b), prevăzut cu un mâner (a). De cadrul metalic (d), prin in-termediul unor şuruburi (c) se ataşează două cleme metalice (e şi f ) prin care pătrund şi sunt mon-tate două termometre psihrometrice de acelaşi tip, cel din stânga (g ) fiind uscat, iar cel din dreap-ta(k) umezit(fig. 29b).

Rezervoarele celor două termometre sunt protejate împotriva radiaţiei solare directe de ecrane metalice nichelate. Pentru determinările cu ajutorul acestui psihrometru se umezeşte tifonul de pe rezervorul termometrului umed şi apucând de mâner, rotim instrumentul deasupra capului în-cercând să-i imprimăm o viteză constantă de circa 120 de rotaţii pe minut pentru a realiza o bună ventilaţie a rezervoarelor termometrice. Pentru a obţine date din observaţii pe care să ne bazăm cu siguranţă, vom repeta determină-rile de 3-4 ori citind mai întâi zecimile şi apoi gradele întregi.

IV.3. Metoda higrometrelor de absorbţie

Pentru determinarea pe cale directă a umidităţii aerului la staţiile meteorologice se folosesc higrometrele de absorbţie cu fir de păr şi, în măsură mult mai mică, higrometrele de absorbţie cu membrană organică.

IV.3.1.Higrometrele de absorbţie cu fir de păr Sunt instrumente cu citire directă, ce se

bazează pe proprietatea pe care o au firele de păr omenesc degresat, de a se alungi când umiditatea creşte şi de a se scurta când valorile acesteia scad. H.B. de Saussure în 1783, a fost cel care a sesizat pentru prima dată proprietatea de higroscopicitate pe care o posedă firele de păr omenesc ce se lun-gesc în contact cu aerul atmosferic umed şi se scur-tează când acesta este uscat, fizicianul francez fiind şi constructorul primului higrometru. Mecanismul lungirii firelor sub influenţa umidităţii aerului a fost parţial explicat de teoria lui Sreznevsk în 1882. Acesta, în urma cercetărilor, arată că pe suprafaţa oricărui fir de păr omenesc există pori microscopici dispuşi perpendicular pe

Fig.32 a)Structura firului de păr b)Condensarea apei în porii firului

Page 71: Lab 24 nov

71

axul firului (fig. 32a).

O parte din aceşti pori, conţin pigmenţi ce dau culoare firului de păr, iar restul, aer şi sub-stanţe grase, care în urma degresării devin liberi şi higroscopici. Porii liberi dau firului de păr pro-prietatea de higroscopicitate, apa din atmosferă condensând în aceştia(fig. 32b).

Forma meniscului pe care o capătă apa în aceşti pori exercită o forţă de tensiune superficială mai mare sau mai mică exercitată în lateral. Când umiditatea aerului creşte, meniscurile apei din pori devin convexe sau plane şi acţionează în sensul lungirii firului de păr. Când gradul de uscăciu-ne al aerului creşte, meniscurile apei depuse devin concave, pereţii porilor se strâng, iar firul de păr se scurtează.

Gay-Lussac, studiind modul cum umiditatea aerului influenţează firele de păr a ajuns la concluzia că alungirea acestora nu este proporţională cu creşterea umidităţii relative. Din datele ex-perimentale acesta a constatat, că cele mai importante alungiri ale firului de păr au loc la valori mici ale umidităţii relative ( Ex pentru o creştere a umidităţii relative de la 0 la 30% alungirea firului de păr ajunge la 52,8% din alungirea totală), iar pe măsură ce umiditatea creşte, firul de păr se lungeşte din ce în ce mai puţin sensibilitatea lui la creşterea umidităţii slăbind (Ex. pentru creşterea umidită-ţii relative de la 31 la 100% alungirea firului de păr este de doar 47,2% din alungirea totală- tab.10).

Raportul stabilit de Gay-Lussac dintre alungirea totală şi parţială a firului de păr în funcţie de variaţia umidităţii relative a impus necesitatea diviziunilor inegale de pe scara higrometrului cu fir de păr. Aceste diviziuni sunt mai rare (mai mari) pentru valori mici ale umidităţii şi din ce în ce mai dese (mai mici) pe măsură ce valorile umidităţii cresc.

Studiind firele de păr omenesc în vederea confecţionării higrometrelor şi higrografelor s-a constatat că firele de păr blond conţin o cantitate mai mică de pigmenţi (deci mai mulţi pori care pot deveni liberi în urma degresării), sunt mai subţiri prezentând o sensibilitate mai mare la variaţiile umidităţii.

Degresarea firelor de păr înainte de folosirea lor, presupune spălarea lor repetată de 3-4 ori cu apă distilată şi spumă de săpun fin la temperatura de 40o – 50oC. Mănunchiul de 40-50 de fire este introdus apoi într-o soluţie cu concentraţie de 1% Na2CO3 ÷carbonat de sodiu, sau de 3-4% Na(HCO3) ÷ bicarbonat de sodiu, la o temperatură de aproximativ 80

oC, după care se spală de 3-4 ori cu apă distilată şi alcool, iar în cele din urmă cu apă distilată.

Tab. 10 Raportul dintre alungirea parţială şi totală a firului de păr la diferite valori ale umidităţii relative

Umiditatea relativă (%)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Raportul dintre alungirea parţia-lă şi totală a firu-lui de păr (%)

0,0 20,9 38,8 52,8 63,7 72,2 79,2 85,2 90,5 95,4 100

Printre higrometrele care au ca piesă receptoare (sensibilă) fire de păr omenesc se numără: higrometrul de tip Koppe, higrometrul de tip R. Fuess cu cadru circular şi higrometrul de tip ru-sesc.

IV.3.1.1.Higrometrul Koppe

Acest instrument are cea mai mare răspândire la staţiile meteorologice din ţara noastră.

IV.3.1.1.1.Părţi componente

Higrometrul cu fir de păr Koppe (fig. 33) se compune dintr-un cadru metalic dreptunghiu-lar (C), din tablă, prevăzut cu un jgheab în faţă ce permite introducerea unui geam în a cărui parte superioară este aplicat un orificiu (ce serveşte după cum vom vedea la reglarea instrumentului). În spatele cadrului metalic (C) se află două jgheaburi în care se introduc un capac din tablă pe exte-rior şi un cadru dreptunghiular din tablă prevăzut cu un tifon pe interior. În mod normal higro-

Page 72: Lab 24 nov

72

metrul funcţionează fără aceste trei piese (geamul din faţă, capacul metalic din tablă din spate şi ca-drul de tablă cu tifon). În interiorul cadrului din tablă se află un suport metalic (S), curbat în formă de U aşezat în poziţie inversă. De partea superioară a acestuia, prin intermediul unui şurub de reglare (r) se prinde şi se înfăşoară (pe axul şurubului) capătul de sus al firului de păr (f) care se fixează cu un ştift mi-nuscul într-un orificiu. La partea superioară a suportului, celălalt capăt al firului f (elementul sensi-bil, receptor şi cel mai important al instrumentului pe baza căruia se înregistrează variaţiile de umi-ditate ale aerului), se înfăşoară de 2-3 ori pe şanţul din spate al unui scripete dublu (t), după care este trecut printr-un orificiu de la marginea acestuia şi este fixat de axul lui cu ajutorul unui mic ştift. Pe şanţul din faţă al scripetelui dublu se înfăşoară un fir de aţă (m) de al cărui capăt liber se ataşează o mică sferă de metal (h) cu greutatea de cca.1-1,5 g care are rolul de a menţine întins firul de păr al higrometrului. Greutăţi mai mari decât cele menţionate pot cauza întinderea forţată a firu-lui de păr, deformarea acestuia şi în final obţinerea unor valori ale umidităţii relative neconforme cu realitate. Trebuie precizat faptul că, atât suspensia firului de păr, cât şi a celui de aţă, se face pe par-tea dreaptă a scripetelui (când privim higrometrul din faţă).

La capătul din faţă a axului scripetelui, se fixează printr-un manşon metalic acul indicator (i), ce pendulează spre stânga sau spre dreapta în faţa scării higrometrice divi-zată din 5 în 5 procente de umiditate. La capetele axului scripetelui se află câte un mic orificiu conic (lagăr) în care pătrund cu uşurinţă vârfurile ascuţite ale şuruburilor fixe de suspensie (1 şi 2) asigurându-i suspensia foarte mobilă. Mecanismul funcţionă-rii higrometrului este relativ simplu. Când umiditatea rela-tivă este în scădere, firul de păr se scurtează acţionând asupra scripetelui dublu şi impunându-i să se rotească de la dreapta spre stânga, aceeaşi mişcare imprimându-i-se şi acului indi-cator prin faţa scării curbe a higrometrului. Când umiditatea relativă este în creştere, firul de păr se alungeşte, dar contra-greutatea de la capătul firului de aţă determină ca scripetele dublu şi, implicit axul indicator al instrumentului să se rotească de la stânga spre deapta, indi-când valori ale umidităţii din ce

în ce mai mari pe scara higrometrului.

IV.3.1.1. 2. Instalarea şi întreţinerea higrometrului

Acesta se instalează fără cadrul din tablă, în adăpostul meteorologic al instrumentelor cu citire directă, în spatele psihrometrului, în poziţie verticală. Pentru o bună funcţionare el trebuie

Fig.33-a) Higrometrul Koppe b) dispozitivul care fixează firul de păr la partea superioară c) dispozitivul care fixează firul de păr la partea inferioară

Page 73: Lab 24 nov

73

menţinut într-o perfectă stare de curăţenie. Îmbâcsirea cu praf provoacă o micşorare nepermisă a sensibilităţii instrumentului. Pentru a şti dacă psihrometrul funcţionează normal sau nu, decadic se face verificarea aces-tuia la umiditatea de 100%. Verificarea presupune introducerea lamei cu tifon bine îmbibat în apă şi a capacului din spatele său în jgheaburile corespunzătoare din partea posterioară a cadrului metalic al higrometrului, după care se montează şi geamul din faţa instrumentului având grijă să acoperim cu o bucată de hârtie orificiul de la partea sa superioară. În acest mod, vaporii de apă de pe tifonul umezit vor rămâne în interiorul higrometrului, creându-se un mediu saturat în vapori de apă.

Dacă higrometrul funcţionează normal, după un interval de timp de cel puţin o oră acul in-dicator ar trebui să se stabilizeze în dreptul diviziunii 100. Dacă acul indicator nu ajunge sau depă-şeşte diviziunea de 100%, cu ajutorul cheii de reglaj sau a unei şurubelniţe, se roteşte în sensul im-pus şurubul de reglare (r), până când acul ajunge în dreptul diviziunii de 100%. Însă simpla reglare a instrumentului la valoarea de 100% nu poate asigura în continuare o bună funcţionare a acestuia dacă starea de curăţenie în care se află este precară.

De aceea pentru ca firul de păr să-şi menţină sensibilitatea periodic acesta se spală pe toată lungimea sa cu o pensulă moale şi cu apă distilată sau în lipsa acesteia cu apă de ploaie sau apă ste-rilizată prin fierbere. Când nu dispunem de o pensulă, folosim o bucată de tifon înmuiat în apă disti-lată având grijă să nu rupem firul de păr în timp ce îl curăţăm de praful sau de impurităţile depuse pe el. În timpul iernii depunerile solide sub formă de chiciură sau zăpadă sunt îndepărtate de pe firul de păr printr-o scuturare uşoară, sau pentru a se evita ruperea firului, higrometrul este dus în laboratorul staţiei până ce depunerile solide se topesc. Celelalte piese şi angrenaje ale higrometrului trebuie de asemenea curăţate de praf.

O defecţiune frecventă a instrumentului se menifestă când se îmbâcsesc cu praf lagărele de la capetele axului scripetelui, acesta pierzându-şi mobilitatea datorită frecării mai accentuate cu vâr-furile ascuţite ale şuruburilor de suspensie. Pentru a observa dacă mişcarea (rotaţia) axului scripete-lui este normală, uşoară, fără frecări ce depăşesc anumite limite, cu ajutorul unui creion sau scobi-tori vom deplasa acul indicator al higrometrului cu câteva diviziuni spre stânga, reţinând valoarea din dreptul căreia l-am mişcat. Dacă acul indicator nu revine în dreptul diviziunii de la care a fost deplasat sau revenirea se face cu şocuri, nu continuu, înseamnă că axul prezintă o frecare mai mare decât cea permisă, normală. Cu ajutorul unei pensule muiate în benzină, praful va fi îndepărtat din interiorul lagărelor. O altă defecţiune a higrometrului poate apărea atunci când acul indicator din cauză că este prea apropiat de scară, este frânat de aceasta. O astfel de defecţiune se remediază uşor prin îndepăr-tarea acului de scară la 2-3mm. În timpul curăţirii, dar şi al verificării observaţiile asupra umidităţii relative sunt realizate cu higrometrul de rezervă aflat în interiorul aceluiaşi adăpost. Dacă firul de păr al higrometrului se rupe din diferite motive, higrometrul se înlocuieşte. Schimbarea firului de păr la staţiile meteorologice este interzisă, deoarece acestă operaţie necesită şi etalonarea instrumentului la diferite procente de umiditate, lucru care nu este posibil decât într-un laborator.

Termenul de verificare al higrometrului este de trei ani. Când este trimis la verificare sau reparare, higrometrul are în componenţa sa toate piasele anexă (capac, geam, ramă cu tifon) cu ex-cepţia cheiţei de reglare care rămâne la staţia meteorologică. Pe timpul transportului contragreuta-tea instrumentului se fixează în lăcaşul ei cu ajutorul unei lame speciale. Observaţiile asupra umidi-tăţii relative la staţie se efectuează în continuare cu higrometrul de rezervă.

Observaţiile evoluţiei valorilor umidităţii relative sunt efectuate la toate termenele climato-logice (1oo, 7oo, 13oo, 19oo). Valorile citite şi notate în registrul de staţie sunt exprimate în procente întregi (Ex. 88%). Precizia de măsurare a instrumentului este de 1%, din această cauză, observato-rul trebuie să fie atent şi să aibă o poziţie corectă pe timpul observaţiilor, poziţie care să-i permită ca raza vizuală care pleacă din ochii lui să fie perpendiculară pe scala higrometrului. Rezultatele observaţiilor sunt comparate cu cele obţinute prin calcul de la psihrometru iar dacă diferenţele valorice ale determinărilor la cele două instrumente sunt mai mari de 5%, higrome-trul este înlocuit şi trimis la verificare.

Page 74: Lab 24 nov

74

În cazul în care temperatura aerului scade sub –10oC, valorile higrometrului devin de bază deoarece cu ajutorul lor şi al temperaturilor indicate de termometrul uscat se determină toţi parame-trii umidităţii atmosferice.

Însă valorile obţinute cu ajutorul higrometrului nu sunt la fel de exacte ca cele determinate cu psihrometrul. Pentru a deveni exacte trebuie să li se aplice anumite corecţii valorice, rezultate din compararea şi transpunerea grafică a rezultatelor observaţiilor atât la higrometru cât şi la psi-hrometru timp de 1-1,5 luni.

IV.3.2.Higrometrele înregistratoare Pentru a cunoaşte evoluţia permanentă în decurs de o zi sau de 7 zile a variaţiilor valorice

ale umidităţii relative a aerului atmosferic sunt utilizate aparate speciale cunoscute sub denumirea de higrometre înregistratoare sau higrografe. Higrografele se aseamănă în general ca mod de con-strucţie cu termografele, în componenţa lor intrând trei părţi distincte şi anume: partea receptoare, partea transmiţătoare şi partea înregistratoare.

Partea receptoare pentru variaţiile umidităţii relative este formată la majoritatea higrografe-lor dintr-un mănunchi de 30-40 de fire de păr omenesc, blond, degresat, având capetele bine fixate într-un cadru metalic.

Mănunchiul de fire este prins din mijloc cu un cârlig, acesta determinându-l să formeze un unghi (fig. 34) a cărui deschidere creşte sau se micşorează odată cu creşterea, respectiv scăderea umidităţii.

Un dispozitiv cu contragreutate ce vine în legătură indirectă cu cârligul (prin intermediul sistemului de transmisie şi amplificare) ţine mănunchiul de fire permanent întins.

Variaţiile valorice ale umidităţii determină schimbarea poziţiei punctului A(fig. 34) în care mănunchiul de fire este prins de cârlig. Deplasarea pe orizontală a punctului mijlociu al mănunchi-ului firelor de păr este mai amplă şi mai sesizabilă, decât în cazul în care firele de păr nu ar fi fost prinse decât la extremităţi. În cazul prinderii lor de mijloc, lungirea lor la creşterea, sau scurtarea lor la scăderea umidităţii este mai uşor de observat, de pus în valoare, decât în cazul simplei lor lungiri sau scurtări când sunt prinse numai de capete. Deplasarea în spaţiu, pe orizontală a punctului A este în mod normal dependentă de variaţiile umidităţii.

Cârligul care prinde mănunchiul de fire reprezintă de fapt capătul unei pârghii, aceste două componente îşi schimbă poziţia în funcţie de variaţiile valorice ale umidităţii. Schimbările de poziţii se transmit printr-un sistem de pârghii până la peniţa înregistratoare. Cârligul împreună cu întreg mecanismul de amplificare şi transmisie alcătuiesc pentru toate higrografele a doua mare parte componentă cunoscută sub numele de partea transmiţătoare. Sistemul pârghiilor care amplifică şi transmit deformările suferite de mănunchiul de fire se aseamănă în mare parte cu cel al termografe-lor.

Partea înregistratoare este identică cu cea a termografelor fiind alcătuită din braţul pârghiei de înregistrare terminat cu o peniţă, din tamburul cilindric pe care se înfăşoară higrograma şi care prin intermediul unui mecanism de ceasornic efectuează o rotaţie completă în timp de 24 de ore sau de o săptămână în funcţie de tipul higrografului (zilnic sau săptămânal).

În afară de faptul că putem împărţi higrografele în funcţie de autonomia lor de funcţionare în zilnice şi săptămânale, un alt principiu de clasificare al acestora le împarte în higrografe fără dispo-zitiv de compensare şi higrografe cu dispozitiv de compensare.

IV.3.2.1.Higrografe fără dispozitiv de compensare

La aceste aparate înregistratoare higrogramele folosite sunt divizate inegal. Diviziunile co-respunzătoare diferitelor valori ale umidităţii sunt din ce în ce mai apropiate pe măsură ce umidita-tea relativă creşte şi din ce mai îndepărtate unele de altele (mai mari) odată cu scăderea valorilor umidităţii. Această divizare pe orizontală a higrogramelor se datorează neproporţionalităţii existente între deformările firelor de de păr şi variaţiile procentuale ale umidităţii relative. În această catego-rie se include mai multe tipuri de higrografe (R. Fuess, Junkalor, Fischer, W. Lambrecht) dintre ca-re, în continuare (fig.35a şi b), va fi prezentat mai detaliat higrograful R. Fuess, un aparat relativ simplu şi frecvent utilizat. Pentru celelalte higrografe vor fi prezentate doar modelele schematice şi componenţa lor.

Page 75: Lab 24 nov

75

IV.3.2.2.Higrografe cu dispozitive de compensare

La aceste aparate pe tamburul cilindric al

mecanismului de ceasornic se înfăşoară higrogra-me cu diviziunile orizontale trasate la distanţe ega-le pentru toate valorile umidităţii relative. Un dis-pozitiv de compensare anulează disproporţionali-tatea existentă între deformările firelor de păr şi modificările procentuale ale umidităţii relative. Acestei categorii îi aparţin trei tipuri de aparate: J. Richard, rusesc model vechi şi rusesc model nou.

• o carcasă metalică (M) prevăzută cu un geam ce per-mite vizarea interiorului acesteia;

• un mâner metalic prins în şuruburi de partea superioa-ră a carcasei metalice şi care permite manipularea apa-ratului atât dintr-un loc în altul, cât şi pe timpul schimbării higrogramei sau altor operaţiuni;

• un sistem de înregistrare cuprinzând un tambur cilin-dric (T ), cu mecanism de ceasornic în interior, în ju-rul căruia se înfăşoară o higrogramă, pe care peniţa din capătul pârghiei (S) înregistrează variaţiile umidi-tăţii. Mecanismul de ceasornic al aparatului se întoar-ce cu o cheie ce este fixată la partea superioară a aces-tuia. Toate componentele amintite se află în interiorul carcasei metalice a higrometrului;

• la exterior, pe peretele posterior al cutiei sunt fixate toate celelalte piese şi angrenaje care alcătuiesc apara-tul (partea receptoare, dospozitivul de reglare, meca-nismul de amplificare şi transmisie) protejate de un schelet cilindric din metal (C) pe care se montează cu uşurinţă o carcasă (K) confecţionată dintr-o sită meta-lică, folosită şi pentru verificarea umidităţii de 100% a acestuia.

Fig.35a) Higrograful tip R. Fuess - sus b)Părţile lui componente - jos

-1- piesa receptoare pentru umiditate, un mănunchi de 35-40 fire de păr omenesc dispuse orizontal; -2- garnitură metalică ce fixează la unul din capete mănun-chiul de fire printr-o plăcuţă metalică; -3- garnitură metalică ce fixează la celălalt capăt mănunchi-ul de fire printr-o plăcuţă metalică; -4- dispozitivul de pus la valoare al aparatului, legat de gar-nitura metalică 3 (dispozitivul 4 este format dintr-un şurub cu arc, terminat cu un tub metalic crestat în două locuri, ce poate fi rotit cu o şurubelniţă, peniţa fiind deplasată pe hi-grogramă la o anumită valoare); -5- cârlig ce prinde mănunchiul de fire de păr; -6- tub metalic ghiventuit în interior, în care se află un şu-rub crestat la mijloc ce prin rotire în sus sau în jos micşo-rează sau amplifică sensibilitatea aparatului; -7- ax de suspensie pe care se fixează dispozitivul 6, de am-plificare al aparatului, de care se leagă şi pârghia 9 a peni-ţei; -8- contragreutate cilindrică din capătul pârghiei 9, ce men-ţine mănunchiul de fire 1 întins (mănunchiul de fire se alungeşte când umiditatea relativă a aerului creşte, contra-greutatea 8 contribuind la ridicarea peniţei pe higrogramă şi se scurtează când umiditatea scade peniţa coborând pe hi-grogramă cu toată opoziţia contagreutăţii 8); -10- pârghie metalică verticală ce limitează mişcarea ori-zontală a pârghiei 9.

IV.3.2.2.Higrografe cu dispozitive de compensare

Fig.34 Schimbarea poziţiei firelor de păr la higrograf

Page 76: Lab 24 nov

76

La aceste aparate pe tamburul cilindric al mecanismului de ceasornic se înfăşoară higrogra-me cu diviziunile orizontale trasate la distanţe egale pentru toate valorile umidităţii relative. Un dis-pozitiv de compensare anulează disproporţionalitatea existentă între deformările firelor de păr şi modificările procentuale ale umidităţii relative. Acestei categorii îi aparţin trei tipuride aparate: J. Richard, rusesc model vechi şi rusesc model nou.

IV.3.2.3. Instalarea şi întreţinere higrografelor

Higrograful se instalează în adăpostul meteorologic pentru înregistratoare, alături de termo-graf, în poziţie pefect orizontală la înălţimea de 2 m faţă de suprafaţa activă, având pe durata func-ţionării carcasa de protecţie a pieselor exterioare montată. Funcţionarea în bune condiţii a higrografului presupune menţinerea lui într-o perfectă stare de curăţenie, îndepărtarea prafului şi a produselor de condensare depuse pe carcasă şi angrenajele lui (mai ales pe piesa receptoare) constituind o condiţie obligatorie de îndeplinit.

Mănunchiul de fire de păr este curăţat de praf prin spălarea lui repetată cu ajutorul unei pensule înmuiate în apă distilată sau apă de ploaie cu puţin alcool. În caz de necesitate se poate fo-losi şi apă potabilă fiartă şi răcită. Pentru a spăla firele de păr se demontează învelişul de protecţie al pieselor exterioare, iar cu ajutorul unui dispozitiv special pârghia peniţei este blocată pentru ca firele de păr destinse să poată fi spălate fără a fi rupte.

Periodic dar mai cu seamă în anotimpul cald sau mai ales în perioadele cu grad mare de us-căciune a aerului se efectuează verificarea punctului de 100% umiditate relativă. Operaţia vizează punerea aparatului în acord cu indicaţiile psihrometrului, dar şi regenerarea firelor de păr mai ales după perioadele de secetă. Se procedează la acoperirea cu o bucată de tifon bine umezită a carcasei confecţionată din plasă de sârmă care protejează firele de păr, sau, în cazul higrografului Fischer, la acoperirea însăşi a cutiei aparatului. În timp de aproximativ de 30 de minute, peniţa înregistratoare ar trebui să urce şi să înregistreze pe higrogramă o valoare a umidităţii relative egală cu 100%. Dacă peniţa înregistra-toare nu indică această valoare, ea se va aduce în dreptul ei manevrând în sensul necesar dispoziti-vul de punere la valoare. După operaţia de reglare a aparatului se îndepărtează tifonul umezit şi din zina următoare indicaţiile higrografului sunt urmărite în paralel cu cele ale psihrometrului. Diferenţele dintre ele nu trebuie să depăşească ±5% pentru valorile umidităţii relative cuprinse între 20 şi 70% şi ±7% pentru valorile acestui parametru cuprinse între 70 şi 100%. Diferenţe apărute între indicaţiile higrografu-lui şi psihrometrului, mai mari decât cele menţionate, se pot datora uneia din cauzele următoare:

- fixării slabe a mănunchiului din fire la unul din capete, - frecării prea mari a peniţei înregistratoare de higrogramă, - pierderii mobilităţii axului (axelor) de suspensie sau a oricărei pârghii din sistemul

de transmisie (datorită îmbâcsirii cu praf sau strângerii exagerate a şuruburilor late-rale) etc.

Defecţiuni ale higrografelor pot apărea şi la mecanismele de ceasornic (care poate înceta să funcţioneze, funcţionează prea repede sau foarte încet), la peniţa înregistratore (care poate lăsa o curbă a variaţiilor prea groasă sau nu poate lăsa nici un fel de urmă), sau alteori higrografele dau date eronate din cauza proastei calităţi a higrogramelor.

Întreţinerea higrografelor şi remedierea defecţiunilor prezentate presupune în esenţă acelaşi set de măsurri ce trebuiesc luate ca şi în cazul instalării întreţinerii şi remedierii defecţiunilor ter-mografului (prezentate anterior), cu care higrograful se aseamănă foarte mult. Pe timpul transportu-lui dintr-un loc în altul pentru majoritatea tipurilor de higrografe se va avea în vedere ca firele de păr să fie menţinute neatinse, iar braţul pârghiei în capătul căreia se află peniţa înregistratoare să fie bine fixat, peniţa fiind depărtată de higrogramă.

IV.3.2.4.Efectuarea observaţiilor şi prelucrarea higrogramei

Page 77: Lab 24 nov

77

Higrogramele sunt schimbate în fiecare zi la ora 1300 , iar descifrarea aces-tora se face în mod asemănător cu cea a termogramelor (pag.30-31), corecţiile de timp sau valorice aduse observaţilor aplicându-se ca şi pe termograme. Dacă în cazul termogramelor se ţine cont de citirile la termometrul uscat, în cazul hi-grogramelor corecţiile se fac în funcţie de determinările psihrometrice.

Fig. 36 Exemplu de descifare a higrogramei

din zilele de 15-16 IX 2001 la staţia meteorologică Suceava

Page 78: Lab 24 nov

78

V. Norii şi determinarea nebulozităţii

Def. Norii sunt sisteme coloidale de produse de condensare (picături de apă la temperaturi pozitive sau negative), sublimare (cristale sau asociaţii de cristale de gheaţă), sau mixte (picături şi cristale), aflate în suspensie în atmosferă. Spre deosebire de ceaţă, norii nu sunt în contact cu supra-faţa terestră şi îmbracă o mare varietate de forme, dependente de geneza şi particularităţile structurii lor fizice. Pentru formarea norilor sunt necesare două condiţii de bază: suprasaturaţia şi prezenţa nucleelor de condensare.

În atmosfera liberă suprasaturaţia se realizează prin răcirea aerului care are loc pe mai multe căi: - destinderea adiabatică datorată mişcărilor convective ascendente, termice şi dinamice (orografice şi frontale);

- emisia radiativă; - amestecul volumelor de aer foarte umed cu temperaturi diferite.

Cea mai importantă este destinderea adiabatică, a cărei acţiune se combină adesea cu cea a răcirii prin emisie radiativă.

V. 1. Clasificarea norilor

Modificările neîncetate de formă, culoare şi dimensiuni pe care le suferă norii sunt consecin-ţe ale mişcărilor orizontale şi verticale provocate de curenţii convectivi şi turbulenţi din atmosfera terestră. Ascensiunea şi descendenţa picăturilor de apă şi a particulelor de gheaţă care alcătuiesc norii, determină variaţii importante de temperatură şi umiditate relativă, ceea ce implică modificări ale structurii şi formelor pe care acestia le îmbracă. Şi vântul modifică substanţial forma şi extensi-unea norilor, la a căror periferie are loc evaporarea continuă a particulelor ce-i alcătuiesc, din cauza condiţiilor de nesaturaţie din mediul înconjurător.

Aşadar norii se pot menţine numai dacă prin aportul de vapori de apă datorat curen-ţilor ascendenţi, numărul parti-culelor nou formate compen-sează integral numărul particu-lelor evaporate. Ei se dezvoltă dacă predomină condensarea şi dispar dacă predomină evapora-rea.

Clasificarea norilor ba-zată pe criteriul morfologic este cea mai veche, cea mai complexă şi cea mai frecvent utilizată. Cu toată diversitatea formelor pe care le îmbracă, norii au fost grupaţi după carac-teristicile lor morfologice în mai multe unităţi taxonomice care, sistematizând cunoştinţele facilitează comunicarea între cercetătorii din domeniul res-pectiv.

Prima clasificare a nori-lor a fost publicată în 1803 de către farmacistul englez Luke Howard. Aceasta se baza pe criteriul morfologic şi împărţea

Fig. 37 Nori Cirrus uncinus (Ci unc.)

Fig. 38 Nori Cirrocumulus floccus (Cc floc.)

Page 79: Lab 24 nov

79

norii (după modelul sistematicii vegetale şi animale) în genuri şi specii, ale căror denumiri expri- mau, în limba latină, principalele lor caracteristici formale.

Fig. 39 Nori Cirrostratus nebulosus(Cs neb.)

Ulterior clasificarea lui L. Howard a fost îmbunătăţită, criteriului formal adăugându-i-se cri-terii ţinând seama de geneza şi evoluţia norilor, de înălţimea la care se formează şi fenomenele me-teorologice pe care le determină etc. Cunoştinţe din acest domeniu au fost sintetizate în cele două ediţii ale ,, Atlasului Internaţional al Norilor ” din 1896 şi 1956.

Ţinând seama de criteriul formal, altitudinal (şi de alte criterii ca cel al genezei), specialiş-tii O.M.M. au grupat norii în 4 familii, 10 genuri, 26 specii şi 31 varietăţi (tab. 11).

Pentru a înţelege mai bine şi mai uşor acest criteriu complex vom prezenta, pe scurt câteva imagini (fig.37-46) şi definiţiile genurilor de nori (pag. 66 - 67) care vin în completarea tabelului 11.

Fig. 40 Nori Altocumulus undulatus translucidus(Ac und. trans.)

Page 80: Lab 24 nov

80

Fig. 41 Nori Altostratus translucidus (As trans.)

Fig. 42 Nori Nimbostratus (Ns)

Fig. 43 Nori Stratocumulus translucidus (Sc trans.)

Page 81: Lab 24 nov

81

Fig. 44 Nori Stratus nebulosus

Fig. 45 Nori Cumulus humilis (Cu hum.)

Page 82: Lab 24 nov

82

Fig. 46 Nori Cumulonimbus capillatus (Cb cap.)

Cirrus (fig. 37) – Nori separaţi, în formă de filamente albe şi delicate sau de bancuri ori

benzi înguste, albe sau în cea mai mare parte albe. Au aspect fibros (pletos) sau o strălucire mătă-soasă; în unele cazuri pot avea ambele aspecte.

Cirrocumulus (fig. 38) – Banc, pânză subţire de nori albi, fără umbre proprii, constituit din elemente foarte mici în formă de granule, riduri, blană de miel etc. unite sau nu între ele şi dispuse mai mult sau mai puţin regulat; cea mai mare parte a elementelor au o lăţime aparentă mai mică de un grad.

Cirrostratus (fig. 39) – Văl noros transparent şi albicios, cu aspect fibros (pletos) sau neted, care acoperă în întregime sau parţial cerul; în general dă naştere la fenomene de halo.

Altocumulus (fig. 40) – Banc, pânză sau strat de nori albi sau cenuşii (sau uneori alb-cenuşii), care au în general umbre proprii; este constituit din lamele, dale, rulouri etc. cu aspect uneori parţial sau difuz, unite între ele sau nu; cea mai mare parte a elementelor mici, dispuse regu-lat, au o lăţime aparentă cuprinsă între 1 şi 5 grade.

Altostratus (fig. 41) – pânză sau strat noros, cenuşiu ori albăstrui, cu aspect striat, fibros sau uniform, care acoperă în întregime sau parţial cerul şi are părţi suficient de subţiri prin care se poate zări cel puţin vag Soarele, ca printr-o sticlă mată. Nu prezintă fenomene de halo.

Nimbostratus (fig. 42) – Pătură noroasă cenuşie, adesea întunecată, al cărei aspect devine difuz datorită căderilor mai mult sau mai puţin continue de ploaie sau de ninsoare, care în cea mai mare parte ating solul. Grosimea acestei pânze noroase este suficient de mare peste tot pentru a masca complet Soarele sau Luna. Sub acest nor există frecvent nori joşi şi destrămaţi care pot fi uniţi sau nu cu baza lui.

Stratocumulus (fig. 43) – Banc, pânză sau strat de nori cenuşii sau albicioşi, uneori gri-albicioşi, care prezintă aproape întotdeauna părţi întunecate, constituit din elemente în formă de da-le, plăci, rulouri, unite sau nu între ele şi cu aspect nefibros. Cea mai mare parte a elementelor mici, dispuse regulat, au o lăţime aparentă mai mare de 5 grade.

Stratus (fig. 44) – Strat noros în general cenuşiu, cu bază destul de uniformă, din care poate să cadă burniţă, prisme de gheaţă sau zăpadă grăunţoasă. Când Soarele este vizibil prin acest strat, imaginea lui este net conturată. Stratus nu dă loc la fenomene de halo, decât eventual la temperaturi foarte joase. Uneori se prezintă sub formă de bancuri destrămate.

Page 83: Lab 24 nov

83

Tab.11 Clasificarea internaţională a norilor înălţimea

medie faţă de sol(km)15

FAMILII GENURI limita super-ioară faţă de sol(km)

SPECII VARIETĂŢI

7,0 ÷ 10,0 Cirrus-Ci

8,0 ÷ 13,0

fibratus uncius - fib ; unc spissatus (densus) - spi castellanus - cas floccus - flo

intortus - in radiatus - ra vertebratus - ve duplicatus - du

6,0 ÷ 8,0 Cirocumulus-Cc

8,0 ÷12,0

stratiformis - str lenticularis - len castellanus - cas floccus - flo

undulatus - un lacunossus - la

6,0 ÷ 8,0

A. Familia nori-lor superiori

Cirrostratus-Cs 8,0 ÷ 12,0

fibratus - fib nebulosus - neb

duplicatus - du undulatus -un

2,0 ÷ 5,0 Altocumulus-Ac

4,0 ÷ 6,0

stratiformis - str lenticularis - len castellanus - cas floccus - flo

translucidus - tr perlucidus opacus –pe op duplicatus - du undulatus radiatus–un ra lacunosus - la

2,5/4,0 ÷ 3,0/5,0

B. Familia norilor mijlocii

Altostratus-As 4,0/5,0 ÷ 5,0/6,0

-

translucidus -tr opacus duplicatus–op du undulatus radiatus-un ra

0,2 ÷ 1,5 Nimbostratus-Ns

5,0 ÷ 6,5 - -

0,6 ÷ 1,5 Stratocumulus-Sc

1,0 ÷2,0

stratiformis - str lenticularis - len castellanus - cas

translucidus – tr perlucidus opacus – pe op duplicatus - du undulatus radiatus -un du lacunosus - la

0,1 ÷ 0,7

C. Familia norilor inferiori

Stratus-St 0,8 ÷ 1,2

nebulosus- neb fractus -fra

opacus - op translucidus -tr undulatus -un

0,8 ÷ 1,5 Cumulus-Cu

2,0 ÷3,5

humilis - hum mediocris - med congestus – con (0,6-1,5/3,5-5,0) fractus - fra

radiadus - ra

0,4 ÷ 1,0

D. Familia norilor de dezvoltare verti-

cală Cumulonimbus-

Cb 10,0 ÷ 12,0

calvus capillatus - cal cap

Cumulus (fig. 45) – Nori separaţi, în general denşi şi cu contururi bine delimitate, care se dezvoltă vertical, sub formă de mameloane, domuri sau turnuri; prin înmugurire, regiunea lor super-ioară capătă aspectul de conopidă. Părţile luminate de Soare ale acestor nori sunt cel mai adesea de un alb strălucitor, iar baza lor, relativ întunecată, este aproape orizontală. Norii Cumulus sunt uneori destrămaţi.

Cumulonimbus (fig. 46) – Nor dens şi puternic cu extindere verticală considerabilă, în for-mă de munte sau de turnuri enorme. Cel puţin o parte din regiunea sa superioară este în general ne-tedă, fibroasă sau striată şi aproape întotdeauna aplatizată; această parte se etalează întotdeauna sub formă de nicovală sau de panaş vast. Sub baza acestui nor, adesea foarte întunecat, există frecvent nori joşi şi destrămaţi, uniţi sau nu cu ea şi, precipitaţii uneori sub formă de virga.

Clasificarea bazată pe criteriul structurii microfizice deosebeşte:

1înălţimile sunt valabile pentru zona climatică temperată

Page 84: Lab 24 nov

84

- nori formaţi din cristale de gheaţă la înălţimi de peste 6000m, adică genurile Cirrus, Cirrostratus şi Cirrocumulus. Acestora li se adaugă vârfurile formate din cristale de gheaţă ale nori-lor Cumulonimbus, Cumulus şi Altostratus. Norii de gheaţă se formează la temperaturi negative foarte scăzute (sub - 400C) prin sublimarea vaporilor de apă, din ei cad precipitaţii foarte puţine şi în cele mai multe cazuri anunţă schimbarea vremii.

- norii formaţi din picături de apă (norii apoşi) sunt cuprinşi de regulă între 1000 şi 3000m înălţime. Ei includ total sau parţial genurile Stratus, Stratocumulus, Altocumulus şi Cumu-lus, adică atât nori inferiori şi mijlocii, cât şi nori de dezvoltare verticală. Din ei cad burniţe, zăpadă grăunţoasă, fulgi rari de zăpadă sau picături mari şi rare de ploaie şi mai rar averse de ploaie.

- norii cu structură microfizică mixtă se desfăşoară obişnuit între 3000 şi 6000m inclu-zând total sau parţial norii Nimbos-tratus, Cumulonimbus, Cu-mulus, Altocumulus şi Altostratus. În com-ponenţa lor intră atât picăturile su-prarăcite de dimensiuni variabile, cât şi cristalele de gheaţă sau aso-ciaţiile de cristale, care compun ful-gii de zăpadă. Din principalii nori cu structură microfizică mixtă (Nimbostratus şi Cumulonimbus) cad cele mai mari cantităţi de preci-pitaţii. În fig. 47 este redată structu-ra microfizică a unui nor Cumulo-nimbus între diferite niveluri carac-teristice ale sale.

Clasificarea bazată pe crite-riul genezei distinge mai multe ca-tegorii de nori:

- Norii de convecţie se dezvoltă ca urmare a mişcării as-cendente intense ale aerului, deter-

minată de cauze termice sau dinamice, create într-o atmosferă stratificată instabil. Aceşti nori pot fi grupaţi în două categorii. - Norii Cumulus termici formaţi prin convecţie termică având formă de grămezi izolate, specifici zilelor de vară când apar înainte de amiază, cresc progresiv după amiază, iar seara şi noap-tea se etalează, transformându-se în nori Stratocumulus sau Altocumulus, după care dispar.

Norii Cumulus dinamici formaţi prin convecţie termică însoţi-tă de turbulenţă, prezentân- du-se ca ma-se noroase, din care cad precipitaţii bogate, sub formă de averse însoţite de oraje, vijelii sau grin-dină.

Fig. 47 Compoziţia microfizică a norilor între

diferite niveluri carecteristice

Fig. 48 Evoluţia în prima parte a zilei a norilor Cumulus/Cumulonimbus

formaţi prin convecţie termică

Page 85: Lab 24 nov

85

Când convecţia este sla-bă şi se dezvoltă numai în stra-turile inferioare, se formează nori Cumulus humilis de timp frumos. Când convecţia se ex-tinde la nivelul mijlociu al tro-posferei se formează Altocumu-lus stratiformis, iar pentru o at-mosferă instabilă în toată tro-posfera se formează Cumulus congestus sau Cumulonimbus (fig. 48).

- Norii frontali se dezvoltă de-a lungul unui front atmosferic care separă două ti-puri de mase de aer. În cazul frontului cald, alunecarea as-cendentă lentă a aerului cald dă naştere unui sistem noros de

mare întindere format din genurile: Cirrus, Cirrostratus, Altostratus şi Nimbostratus (fig. 49). În ca-zul frontului rece dislocarea violentă spre înălţime a aerului cald de către aerul rece pătruns pe de-desubt, determină apariţia norilor Cumulonimbus de mare dezvoltare verticală şi. Când panta fron-tului rece este mai puţin abruptă (fig 50A) în spatele liniei acestuia, aerul cald alunecă ascendent dând naştere norilor Nimbostratus, Altostratus şi Cirrostratus, dispuşi în ordine inversă decât la frontul cald.

Când panta frontului rece este foarte abruptă în faţa acestuia se formează sisteme noroase cirriforme şi altiforme. Ante-rior frontului, pe linia acestuia şi pe o porţiune redupă în partea posterioară a acestuia se formea-ză nori Cumulo-nimbus de mare dezvoltare verticală. În masa de aer rece din spatele frontului

apar diverseformaţiuni

noroase izolate (fig. 50 B).

Norii de undă apar în urma mişcărilor ondulatorii dezvoltate de-a lungul suprafeţelor ori-zontale de separaţie dintre două mase de aer, în prezenţa unei inversiuni termice, între aerul cald de deasupra şi aerul rece de la nivelul suprafeţei terestre. La partea superioară a undelor mişcarea as-cendentă favorizează formarea norilor Altocumulus şi Stratocumulus (fig. 51).

Mişcări ondulatorii apar şi în cazul deplasării aerului peste lanţuri montane constituite din culmi paralele despărţite de văi. Mişcările ondulatorii se continuă şi după depăşirea obstacolului orografic în altitudine. Pe culmile undelor apar într-o succesiune nori ondulaţi lenticulari

Fig. 49 Norii frontului cald

Fig. 50 Norii frontului rece de ordinul I (A) şi de ordinul II (B)

Page 86: Lab 24 nov

86

(Cirrocumulus, Altocumulus, Stratocumulus), iar pe culmea muntelui apar Cumulonimbi (fig. 52 a şi b).

- Norii de tur-bulenţă apar în masele de aer oceanic şi maritim umede deplasate deasupra uscatului. Turbulenţa di-namică determină răcirea dinamică a aerului şi con-densarea vaporilor, iar sub stratul de inversiune apar norii Stratus.

- Norii de radi-aţie se nasc toamna şi iar-na, datorită răcirii radiative nocturne a aerului de sub stratul de inversiune în pre-zenţa suspensiilor solide şi a vaporilor de apă. Aparţin genului Stratus şi se for-mează în timpul nopţii spre dimineaţă dispărând odată cu încălzirea din timpul zilei.

În afară de categori-ile de nori amintite mai pu-tem aminti norii sidefii stratosferici, norii argintii din mezosferă, trenele de condensare din urma avioanelor, norii de casca-dă de apă, norii de incen-dii, norii de erupţie vulca-

nică, norii industiali, norii de explozie a căror geneză poate fi uşor intuită.

V.2. Nebulozitatea

Variază în funcţie de temperatură, umiditate, dinamica maselor de aer, latitudine, altitudine etc. Exprimă gradul de acoperire al cerului cu nori. În climatologie gradul de acoperire al cerului cu nori se exprimă în zecimi din bolta cerească, iar în meteorologia sinoptică în optimi din bolta ce-rească. În cazul nebulozităţii observaţiile pot fi vizuale şi instrumentale.

Gradul de acoperire al cerului cu nori se apreciază vizual împărţind imaginar bolta cerească în zece părţi. Observaţiile acestea sunt subiective, depinzând de pregătirea, experienţa şi obiectivita-tea observatorului. Nebulozitatea este totală atunci când este apreciată după toţi norii, indiferent după nivelul lor de înălţime şi parţială (inferioară), când se referă la norii ce se dezvoltă în straturi-le inferioare ale troposferei.

Observaţiile privitoare la felul norilor, la formarea lor se efectuează vizual cu ajutorul Atla-sului Internaţional al Norilor, prezent la toate staţiile meteorologice. După procentul de cer acoperit cu nori, acesta este considerat senin când nebulozitatea are valori de la 0-2, noros pentru nebulozi-tăţi cuprinse între 3-7 şi, acoperit la valori ale nebulozităţii cuprinse între 8 şi 10.

Rezultatele observaţiilor sunt consemnate în registrul de staţie RM-1M şi în tabela de obser-vaţii lunare TM-1M şi se referă la valoarea nebulozităţii, felul norilor, la numărul de cazuri cu cer senin, noros şi acoperit şi la numărul de zile senine, noroase şi acoperite din fiecare lună în parte.

Fig. 51 Nori de undă apăruţi la contactul dintre o strat de aer cald superior şi o un strat de aer rece inferior

Fig. 52 Nori de undă apăruţi la escaladarea de către o masă de aer

a unui obstacol orografic

Page 87: Lab 24 nov

87

Între nebulozitate şi durata de strălucire a Soarelui există o relaţie de inversă proporţionalita-te deoarece cu cât Soarele străluceşte mai mult cu atât nebulozitatea pe timpul zilei este mai coborâ-tă şi invers. Fracţia de insolaţie exprimă foarte bine acest aspect. Determinarea înălţimii şi altitudinii norilor. Prin înălţimea sau plafonul unui nor se înţelege înălţimea acestuia, în raport cu punctul de observaţie în care se efectuează observaţia. Altitudinea unui nor reprezintă distanţa verticală dintre nivelul mării şi nivelul la care se află baza norului res-pective. Determinarea înălţimii norilor se poate face vizual (cum este cazul majorităţii staţiilor mete-orologice din România) sau instrumental (balon-pilot, ceilometru). Când plafonul norilor se apreciază vizual, se identifică mai întâi genul norului observat, ur-mând ca apoi să se utilizeze repere din teren a căror înălţime este cunoscută (turnuri de televiziune, antene radio, clădiri foarte înalte sau, în regiunile de munte, limita superioară a pădurii etc.). Este metoda cea mai răspândită, dar şi cea mai imprecisă, determinarea plafonului de nori făcânduâ-se numai pentru norii inferiori şi mijlocii, dacă aceştia se găsesc la altitudini ≤ 2500m deasupra nivelu-lui staţiei. Determinarea instrumentală a înălţimii bazei norilor se caracterizează printr-o mare precizie, iar aparatele folosite sunt reprezentate de balonul-pilot şi de ceilometru.

a) determinarea înălţimii bazei norilor cu balonul-pilot se practică în condiţiile în care sistemele noroase acoperă cel puţin jumătate din bolta cerească, iar vântul bate din sens opus di-recţiei de deplasare a norilor.

Această metodă constă în lansarea unui balon umplut cu hidrogen şi în urmărirea ascensiunii lui cu teodolitul până la intrarea balonului în nori. Înălţimea norilor se obţine înmulţind viteza verti-cală a balonului-pilot (în m/min) cu timpul de ascensiune, exprimat în minute. Pentru transformarea secundelor în minute se foloseşte tabelul următor:

Tab. 12 Transformarea secundelor în minute de timp

Secunde Zeci de secunde

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

0 0,00 0,02 0,03 0,05 0,07 0,08 0,10 0,12 0,13 0,15 10 0,17 0,18 0,20 0,22 0,23 0,25 0,27 0,28 0,30 0,32 20 0,33 0,35 0,37 0,38 0,40 0,42 0,43 0,45 0,47 0,48 30 0,50 0,52 0,53 0,55 0,57 0,58 0,60 0,62 0,63 0,65 40 0,67 0,68 0,70 0,72 0,73 0,75 0,77 0,78 0,80 0,82 50 0,83 0,85 0,87 0,88 0,90 0,92 0,93 0,95 0,97 0,98

Exemplu: viteza verticală a balonului pilot este de 100m/min., iar timpul de ascensiune de

53 sec. În tab. 12, la 53 sec. corespund 0,88 min. Înălţimea norilor va fi egală cu 0,88 x 100 = 88m, valoare pe care o consemnăm în registrul de observaţii meteorologice.

b) determinarea înălţimii bazei norilor cu ceilometrul se poate face atât ziua cât şi noaptea, în limitele a 50-2000m, într-un timp foarte scurt (3-4 minute).

Principiul de funcţionare al ceilometrului se bazează pe măsurarea timpului de propagare a impulsului de lumină de la emiţător (lampă cu electrozi de wolfram) până la baza norului şi de la acesta până la receptorul cu celulă fotoelectrică. Deoarece viteza luminii este cunoscută (cca. 300000 km/s), durata de propagare a impulsului este proporţională cu înălţimea bazei norilor.

h = 2

ct× în care:

- h – înălţimea norilor, - t – timpul (în secunde) în care impulsul luminos parcurge spaţiul de la emiţător la baza no-

rului şi de aici la receptorul de pe sol, - c – viteza luminii. Impulsul reflectat se vede pe tubul catodic (ca într-un oscilograf), iar scala dispozitivului de

înregistrare este gradată în metri. Tubul de impuls al ceilometrului are o durată de funcţionare scurtă şi de aceea trebuie menţinut aprins cât mai puţin timp pentru determinarea plafonului.

Page 88: Lab 24 nov

88

Ceilometrul cu laser CT25K este un senzor din noua generaţie care se bazează pe tehnologia LIDAR (dioda cu laser pentru detectarea luminii) şi este utilizat în general pentru detectarea norilor, a precipitaţiilor şi a altor obstacole care împiedică observarea şi determinarea precisă a înălţimii no-rilor şi a vizibilităţii verticale. Domeniul de măsură al CT25K se extinde până la 7,5km, acoperind cele mai multe înălţimi la care apar nori denşi.

Acest instrument meteorologic este capabil să repereze simultan până la 3 straturi de nori. El detectează baza norilor în condiţii de ceaţă, ploaie, ninsoare şi pâclă. Dacă baza norului este întune-cată, senzorul măsoară şi raportează vizibilitatea verticală. CT25K este utilizat ca sistem de sine stă-tător sau poate fi integrat ca senzor într-un sistem meteorologic care include numeroşi senzori, mo-nitoare şi computere centrale. Direcţia de deplasare a norilor se determină prin intermediul rozei vânturilor, iar direcţia şi viteza norilor pot fi determinate prin intermediul radarului meteorologic.

În tab. 13 şi fig. 53-54 sunt redate mersul anual al valorilor nebulozităţii în diferite locuri din Câmpia Moldovei.

Tab. 13 Nebulozitatea (0 – 10). Medii lunare şi anuale (1964 – 1998) luna

staţia I F M A M I I A S O N D An Dorohoi 7,0 7,3 7,1 6,9 6,2 5,9 5,4 5,0 5,4 5,6 7,3 7,5 6,4 Avrămeni 7,1 7,1 6,9 6,6 6,0 5,7 5,3 4,9 5,2 5,6 7,2 7,6 6,3 Botoşani 7,0 7,1 7,0 6,7 6,0 5,7 5,2 4,7 5,3 5,7 7,1 7,4 6,2 Răuseni 7,0 7,1 7,0 6,6 6,0 5,7 5,2 4,7 5,5 5,6 7,1 7,4 6,2 Cotnari 6,9 7,1 6,9 6,9 6,6 5,8 5,3 4,8 5,2 5,7 7,0 7,4 6,3 Podu Iloaiei* 7,0 7,2 7,0 6,8 6,1 5,7 5,2 4,7 5,1 5,5 7,1 7,3 6,2 Iaşi 7,3 7,6 7,3 6,7 6,5 6,1 5,5 5,1 5,3 5,9 7,3 7,6 6,5 * Podu Iloaiei (1964 – 1993)

4

5

6

7

8

I F M A M I I A S O N D

zecimi

Dorohoi Avrămeni Botoşani Răuseni Cotnari Podu Iloaiei* Iaşi

Fig. 52a. Regimul anual al nebulozităţii în Câmpia Moldovei în perioada 1964 – 1998

2345678910

I F M A M I I A S O N D

zecimi

DarabaniIaşi

Fig. 52b. Variaţia de la o zi la alta a nebulozităţii totale (0–10) la Darabani şi Iaşi (1988 – 1998)

VI. Măsurători asupra precipitaţiilor atmosferice şi a stratului de zăpadă

Page 89: Lab 24 nov

89

Măsurarea cantităţii totale de precipitaţii, care cade pe sol într-un anumit interval de timp es-te mijlocită de instrumente precum pluviometrul şi aparate ca pluviograful. Această cantitate se ex-primă prin grosimea în mm a stratului de apă, raportată la unitatea de suprafaţă a solului, presupu-nând că nu există pierderi prin scurgere, infiltrare şi evaporare. Precipitaţiile solide (zăpadă, grindi-nă etc.) se măsoară raportând grosimea stratului de apă, rezultat din topirea lor la unitatea de su-prafaţă. În pluviometrie, 1mm grosime a stratului de apă este egal cu un litru de apă pe suprafaţa de 1m2.

VI. 1. Tipuri de pluviometre

În reţeaua noastră de staţii meteorologice, pentru determinări directe ale cantităţii de precipi-taţii se folosesc pluviometrele, iar pentru înregistrarea cantităţii precipitaţiilor, pluviografele şi nivografele.

Pluviometrele din dotarea staţiilor noastre sunt de două tipuri: I.M. şi Tretiakov.

VI.1.2. Pluviometrul de tip I.M. Părţile componente. Corpul pluviometrului

(fig. 53) este un cilindru din tablă de Zn, cu L = 40 cm, care are la partea superioară un inel de bronz sau Cu ( I ), cu marginea ascuţită, cu diametrul de 159,5 mm, ast-fel că suprafaţa receptoare pentru precipitaţii este de 200 cm2. La exterior corpul cilindric al pluviometrului este prevăzut cu două inele metalice 1 şi 2 ce măresc rezistenţa cilindrului şi permit fixarea în suportul plu-viometrului S. Capetele acestui suport se introduc în două urechi ale inelelor 1 şi 2.

De inelul inferior 2 mai este angrenată bara metalică 3 care permite închiderea cu un lacăt 4a plu-viometrului. Pe corpul pluviometrului, deasupra inelu-lui 1 sunt nişte orificii 5, ce au rolul de a asigura venti-laţia şi deci de a diminua evaporarea apei colectate.

Corpul pluviometrului mai este prevăzut şi cu un capac c (fig. 54) care se foloseşte conform instruc-ţiunilor. În interiorul corpului, se află sudată pâlnia P, care permite scurgerea apei din precipitaţii în vasul co-

lector. Pluviometrele I.M. sunt prevăzute cu 2 cilindri de acest fel.

Colectorul pluviometric C, este un vas cilindric termi-nat cu o parte tronconică, având capacitatea de 2,5l. Acest co-lector este prevăzut cu o toartă, iar pe partea sa cilindrică se află 3 proeminenţe metalice, numite pene de centrare dispuse fiecare la 1200, ce au rolul de a menţine colectorul concentric şi la o oarecare distanţă de pereţii pluviometrului, în scopul de a-l izola de exterior pentru a anihila evaporarea. Gâtul pâlniei pătrunde etanş în gura colectorului, împiedicând astfel evapo-rarea apei colectate.

Dispozitivul de zăpadă Z (fig. 54) este format din două plăci de tablă de zinc dispuse cruciş, cu partea inferioară tăiată la un unghi corespunzător pâlniei receptoare a pluviometrului. Se foloseşte iarna, pentru ca zăpada să nu fie spulberată din pluviometru şi se scoate primăvara.

Fig. 53 Pluviometrul tip I.M.

Fig. 54 Capacul pluviometrului şi

dispozitivul de zăpadă

Page 90: Lab 24 nov

90

Eprubeta pluviometrică (fig. 55) este un cilindru gradat, din sticlă, cu care se măsoară apa provenită din precipitaţii din vasul colector. Eprubeta este gradată în unităţi pluviometrice, care reprezintă înălţimea în mm a stratului de apă, raportată la suprafaţa receptoare, de 200cm2, a pluviometrului. Eprubeta are o capacitate de 10mm, adică 10l/m2.

Câteva condiţii de instalare şi întreţinere

Corpurile pluviometrelor se fixează pe un stâlp în pozi-ţie perfect verticală (fig. 56), stâlpul având o parte îngropată în sol, de 60cm, ce trebuie gudronată sau arsă, iar partea din afară se vopseşte cu vopsea albă de ulei şi are o înălţime de 1,45m, terminându-se cu un vârf piramidal.

Suprafaţa receptoare superioară, gura pluviometrelor, se află la 1,5m deasupra solului.

Pluviometrele se instalează pe direcţia est-vest şi sunt bine fixate de stâlp.

Pluviometrele şi mai ales pâlniile receptoare şi colec-toarele sunt curăţate de praful sau nisipul fin prin spălare cu apă caldă cel puţin o dată pe lună.

Vasele colectoare nu trebuie să curgă. Dacă da, găurile se cositoresc. Pâlnia trebuie să fie lipită etanş de partea superioară a vasului colector.

Când apa este turnată din

colector în eprubetă, nu se va pier-de nici o picătură, iar citirea nive-lului coloanei de apă din eprubetă se va face după ce o aşezăm pe o suprafaţă orizontală, ochiul obser-vatorului aflându-se exact în drep-tul nivelului acesteia.

Primăvara dispozitivele de zăpadă se scot. Capacele pluvio-metrelor se vor păstra cu grijă pen-tru a nu se deforma.

VI.1.3. Pluviometrul de tip Tretiakov

Are corpul asemănător cu

al pluviometrului tip I.M. Vasul pluviometric este de formă cilin-drică, cu înălţimea de 40cm, termi-nat la partea superioară printr-un inel de bronz cu marginea ascuţită.

Suprafaţa receptoare este tot de 200cm2 şi un diametru de 159,5mm.

În interiorul vasului la 21cm de la gură este sudată dia-fragma d în formă de trunchi de

con ce se închide la baza mică inferioară cu pâlnia p, în special în semestrul cald pentru a reduce evaporarea apei colectate.

Fig. 55 Eprubeta pluviometrică

Fig. 56 Instalarea pluviometrelor de tip I.M. la staţia meteorolo-gică Suceava (foto D. Mihăilă şi M. Mîndrescu – 28.VII.2004)

Page 91: Lab 24 nov

91

Colectorul pluviometric este prevăzut cu un tub lateral T pentru scurgerea apei colectate, tub ce se acoperă cu un căpăcel c, care este legat de corpul pluviometrului cu un lănţişor.

Fig. 57 Instalarea pluviometrelor

de tip I.M. Fig. 58 Instalarea pluviomatrului Tretiakov (A) şi vasul pluviometric al acestui tip de pluviometru (B)

De fapt colectorul pluviometric corespunde părţii inferioare a corpului pluviometrului. Par-tea inferioară a pluviometrului este întărită cu un cerc.

Corpul pluviometric este acoperit cu un capac ce se scoate pe timpul observaţiilor. Ecranul pluviometric este format din 16 palete P de formă trapezoidală, având capetele su-

perioare mai mari îndoite spre exterior cu un şablon special. La partea superioară paletele au dispozitive de fixare pe inelul metalic I, iar la partea infe-

rioară sunt legate între ele prin două - trei verigi înlănţuite de sârmă. Se utilizează aceeaşi eprubetă pluviometrică ca şi la pluviometrul I.M.

Ecranul pluviometric are rolul de a diminua acţiunea vântului ce spulberă precipitaţiile.

Condiţiile de instalare şi întreţine-re sunt asemănătoare ca la pluviometrul I.M., diferenţieri apărând la instalarea ecranului protector, acestea ţinând de forma spaţială ce o generează ansamblul paletelor, de prinderea la părţile superioa-ră şi inferioară, de comportamentul în faţa factorului dinamic şi de montarea vasului pluviometric în suport.

VI.2. Pluviografele

Pluviografele sunt aparate înregis-tratoare dând informaţii despre cantitatea, intensitatea şi durata căderilor de precipi-taţii. Se utilizează numai în sezonul cald al anului când precipitaţiile sunt lichide.

VI.2.1.Părţile componente:

Fig. 59 Pluviograful rusesc

Page 92: Lab 24 nov

92

Partea receptoare este un vas cilindric V (fig. 59 şi 60) terminat la fund cu o parte tronconică, prevăzută cu o diafragmă cu orificii ce filtrează apa scursă spre pâlnia p şi care apoi este dirijată prin tubul T în vasul co-lector C al pluviografului. Gura vasului sau pâlnia receptoare are suprafaţa de 500 cm2.

In treimea inferioară a pluvio-grafului pe placa P fixată de pereţii unei carcase metalice M este prins va-sul colector C prin intermediul unui şurub fluture-s. În interiorul vasului colector se află plutitorul F, un cilindru metalic gol, din a cărui parte centrală superioară este fixată şi pleacă tija ver-ticală m, ce trece prin orificiul O din mijlocul căpăcelului cilindrului colec-tor, tijă care este menţinută verticală prin intermediul altei tije X.

Pe tija verticală m este fixată pârghia peniţei înregistratoare K. Această peniţă înregistrează pe o plu-viogramă înfăşurată pe un cilindru prevăzut cu un mecanism de ceasornic CS mersul precipitaţiilor.

Tija, sau axul central al acestui mecanism se înşurubează în placa metalică P şi se prinde so-lid cu o piuliţă, care se află pe partea inferioară a plăcii.

Vasul colector C mai posedă un tub lateral L în care se introduce capătul unui tub de sifo-nare S, legătura fiind intermediată de o garnitură metalică tubulară t.

Când colectorul s-a umplut (peniţa se află în dreptul gradaţiei de 10mm) primul colector se descarcă prin ramura de sifonare L+t+S în al doilea colector C2 situat la partea inferioară a pluvio-grafului.

V.2.2.Funcţionarea, instalarea şi întreţinerea pluviografului

Când cad precipitaţii acestea ajung în colectorul 1, nivelul apei din colector se ridică, ridică plutitorul F, tija m, pârghia K şi peniţa din capul acesteia, aceste variaţii fiind înregistrate pe pluvi-ogramă.

Când plutitorul F ajunge în dreptul curburii tubului de sifonare, apa se scurge în colectorul 2, astfel că plutitorul coboară, antrenând şi pârghia peniţei, în coborâre aceasta înscriind pe pluvio-gramă o linie verticală.

Dacă continuă să plouă secvenţa descrisă se multiplică. Pluviograful se montează în platformă în poziţie perfect verticală, cu pâlnia receptoare la

1,5m deasupra solului, cu uşa din carcasă orientată spre nord(fig. 60). Pâlnia receptoare şi tuburile de comunicare din interiorul pluviografului trebuie să fie curate

şi libere, iar plutitorul din vasul colector va avea o mişcare uşoară fără frecări şi va fi lipsit de găuri sau fisuri.

Se verifică permanent dacă sifonarea se produce la 10mm. În sezonul rece piesele pluvio-grafului se scot iar primăvara se montează la loc.

Rezultetele observaţiilor de la pluviometre sunt trecute în registrul de staţie RM-1M, în ta-bela meteorologică lunară TM-1M şi anuală TM-11, iar cele de la pluviograf în tabelele meteoro-logice TM-4 (cantitatea precipitaţiilor şi durata lor pe intervalle orare, zile şi luni), TM-3 şi TM-13

Fig. 60 Instalarea pluviografului la staţia meteorologică Suceava

Page 93: Lab 24 nov

93

în care sunt trecute cantitatea, durata şi intensitatea precipitaţiilor din timpul fiecărei ploi torenţiale în parte, sau din timpul intervalelor cu intensitatea cea mai mare din cadrul ploilor torenţiale.

Pluviograful este aparatul înregistrator al cantităţilor de precipitaţii lichide căzute în interva-lul aprilie-octombrie. Principiul său de funcţionare şi modul în care este conceput nu permit funcţi-onarea sa la temperaturi negative. Pluviogramelor li se aplică o tehnică de descifrare aparte compa-rativ cu celelalte diagrame meteorologice.

Pentru o descifrare cât mai corectă a pluviogramelor, înregistrarea trebuie să îndeplinească următoarele condiţii:

1) când nu plouă înregistrarea trebuie să aibă forma unei linii orizontale; 2) înregistrarea trebuie să pornească de la linia orizontală cu valoarea 0mm şi de la cea

verticală care indică ora 19oo, ora schimbării pluviogramelor; 3) înregistrarea trebuie să prezinte marcaje de timp, efectuate de către observator; 4) curba trasată de peniţă să nu fie groasă, iar în timpul ploii să fie în ascensiune conti-

nuă, cu excepţia golirii; 5) în timpul scurgerii apei din cilindrul cu plutitor, înregistrarea trebuie să aibă aspectul

unei linii verticale, iar golirea apei din cilindrul cu plutitor trebuie să aibă loc numai când peniţa a ajuns la linia orizontală a diagramei ce indică valoarea de 10mm;

6) golirea apei încetează când peniţa ajunge din nou la linia orizontală a diagramei cu valoarea de ,,0” mm;

7) cantitatea de apă înregistrată pe diagramă trebuie să corespundă cu cantitatea de apă colectată în vasul de control.

Când pluviograful funcţionează defectuos, pluviograma poate prezenta următoarele incon-veniente:

1. înregistrarea să nu fie în formă de pantă continuă, deşi intensificarea ploii nu s-a schimbat, apărând aspectul de trepte, ca urmare a frecării prea accentuate a peniţei de hârtie;

2. înregistrarea poate prezenta întreruperi la intensităţi variabile ale ploii, din cauza mersului defectuos al mecanismului de ceas;

3. în timpul ploilor înregistrarea poate prezenta un mers orizontal, mai ales în partea superioară a diagramei, ca urmare a înfundării sifonului;

4. tot în timpul ploii înregistrarea poate prezenta un mers orizontal şi în partea inferioa-ră ca urmare a faptului că partea inferioară a cilindrului cu plutitor are impurităţi pe pereţi;

5. înregistrarea poate prezenta ondulaţii în timpul ploii sau poate avea un aspect des-cendent deşi ploaia a încetat, ca urmare a faptului că cilindrul cu plutitor pierde apă;

6. înregistrarea mai poate avea mers ondulat în timpul ploii sau descendent după înceta-rea ploii deoarece apa se scurge la locul de îmbinare al cilindrului cu plutitor cu tubul lateral ce face legătura cu sifonul.

VI. 1. Descifrarea pluviogramelor

După ce s-a constatat că pluviograma(fig. 61) a fost înregistrată corect, se va proceda în con-tinuare la descifrarea ei, care constă în aplicarea mai multor etape.

1) Aplicarea corecţiei de timp. 2) Calculul cantităţilor de precipitaţii căzute pe intervale orare şi determinarea durate-

lor de timp corespunzătoare ploii pe fiecare interval orar. Cantitatea orară de precipitaţii se poate afla prin efectuarea diferenţelor între cantităţile de precipitaţii de la sfârşitul şi începutul segmentu-lui de curbă cuprins în intervalul orar respectiv. Durata orară a căderilor de precipitaţii se calcu-lează scăzând din totalul de 60 de minute, durata tuturor segmentelor orizontale, care de fapt repre-zintă intervalele de întrerupere a ploii. Cei doi parametri (cantitatea şi durata orară a căderii preci-pitaţiilor) vor fi trecuţi în partea superioară a pluviogramei (rândul de sus), pe intervale orare, sub formă de fracţie având la numitor cantitatea de precipitaţii, iar la numărător numărul de minute în care s-a înregistrat cantitatea respectivă.

3) Stabilirea punctelor caracteristice şi a intervalelor caracteristice pe pluviogramă. Punctele caracteristice sunt punctele unde înregistrarea prezintă flexiuni în ceea ce priveşte unghiul de înclinare (pe grafic).

Page 94: Lab 24 nov

94

4) Calculul cantităţilor de precipitaţii căzute de la începutul ploii şi până la începutul fiecărui interval caracteristic şi apoi stabilirea timpului (ora şi minutele) în care s-au produs punctele de flexiune (rândul de jos).

Fig.61 Exemplu de pluviogramă descifrată

Pentru aceasta în partea inferioară a diagramei se vor nota punctele de început şi

sfârşit ale ploii, începutul şi sfârşitul întreruperilor şi, ora la care a început golirea naturală. Înce-putul ploii se consideră punctul de pe diagramă în care linia orizontală înregistrată începe să aibă o traiectorie ascendentă (10 h 10’ ). Sfârşitul ploii se consideră punctul în care linia ascendentă începe să devină orizontală (16h 14’). Dacă durata unei întreruperi depăşeşte 60 min atunci se consideră că a început o nouă ploaie, iar punctele de început şi de sfârşit ale întreruperilor se vor marca. Se vor stabili apoi punctele de flexiune ce determină intervalele caracteristice. Ca puncte de inflexiune se aleg toate punctele de pe traiectul curbei de înregistrare, în care aceasta prezintă modificări în încli-narea sa. Astfel ele împart înregistrarea în segmente cu intensităţi diferite ale ploii.

Intensitatea unei ploi se traduce prin cantitatea de apă care cade într-un minut. Cu cât înregistrarea are o înclinare mai mare pe anumite segmente, înseamnă că în aceste momente ploaia a avut o intensitate mai mare. Nu se iau în calcul la prelucrarea pluviogramelor decât seg-mentele în care intensitatea este egală sau mai mare de 0,04mm/min.

Pentru a constata dacă segmentele îndeplinesc această condiţie, se procedează la mă-surarea lor cu ajutorul unui echer din plastic transparent. Acest echer trebuie să aibă o catetă, cea verticală egală cu 10 mm de pe pluviogramă, iar cealaltă orizontală egală cu 250 mm tot de pe plu-viogramă. Echerul se plasează cu vârful cel mai ascuţit exact în primul punct de flexiune, cu cateta timpului orizontală (paralelă cu liniile orizontale ale pluviogramei ) şi cu cateta cantităţii perfect verticală (paralelă cu liniile verticale de timp de pe pluviogramă). Dacă următorul punct de flexiune cade în interiorul triunghiului (deci sub ipotenuză) sau este chiar pe ipotenuză, atunci segmentul nu se ia în considerare, deoarece înseamnă că intensitatea ploii în timpul său a fost mai mică de 0,04 mm/min.

Se deplasează apoi echerul mai departe procedându-se identic cu toate intervalele ca-racteristice cuprinse între două puncte de flexiune consecutive. Intervalele pe care intensitatea pre-cipitaţiilor a avut valori mai mici sau egale cu 0,04 mm/min, deci care au fost pe ipotenuză sau au căzut în dreapta ei, nu se vor lua în consideraţie la calcul şi se vor marca cu un x deasupra. În situa-ţia în care două sau mai multe intervale consecutive se marchează cu x ele se vor cumula într-un singur interval.

După stabilirea punctelor de flexiune şi a intervalelor caracteristice ce au rămas în calcul se vor stabili cantităţile de precipitaţii înregistrate de la începutul ploii şi până la ultimul punct rămas în calcul. Pentru fiecare punct, aceste valori se vor nota sub formă de fracţie, având la

Page 95: Lab 24 nov

95

numărător cantitatea de precipitaţii, iar la numitor ora şi minutul corespunzător sfârşitului fiecă-rui interval caracteristic.

Pentru ploile în care intensitatea maximă nu depăşeşte 0,04 mm/min, precum şi pentru ploile cu cantităţi de precipitaţii ≤ de 2,5 mm, ca puncte caracteristice se iau numai punctele corespunză-toare începutului şi sfârşitului ploii.

Dacă înregistrarea ploii nu începe de pe linia marcată cu ,,o”, la prelucrare calculul cantită-ţii de precipitaţii se face în raport cu punctul iniţial al înregistrării, considerat ca egal cu ,,0” şi, se scade, dacă a început deasupra liniei,,0”.

Când pe o diagramă se înregistrează mai multe ploi separate, descifrarea fiecărei ploi se fa-ce începând de la cantitatea ,,0,0” şi nu de la cantitatea înregistrată de ultima ploaie.

a.

b.

c Fig.61 a-b-c: Pluviogramele cu evoluţia cantităţii de precipitaţii din 17.08.2005 (orele 19-24), din data de 18.08.2005 (orele 0-24), din 19.08.2005 (orele 0-6) şi cea cu evoluţia cantităţii de precipi-

Page 96: Lab 24 nov

96

taţii din data de 19.08.2005 (orele 6-19) la staţia meteorologică Suceava. În fig. 61 a-b-c avem un exemplu de descifrare a unui set de pluviograme din zilele de 17-19

august 2005 când la Suceava au căzut cantităţi foarte mari de precipitaţii care au creat numeroase probleme şi neajunsuri populaţiei, infrastructurii şi economiei din aria acestui municipiu.

Descifrând pluviogramele după metodologia mai sus prezentată vom putea determina: 1) cantitatea de precipitaţii pe fiecare interval orar, 2) cantitatea totală de precipitaţii din timpul unei ploi sau a unor ploi consecutive, 3) durata ploilor pe intervale orare, 4) durata căderilor de precipitaţii pentru fiecare ploaie, 5) durata căderilor de precipitaţii pentru mai multe ploi consecutive, 6) punctele caracteristice de pe curba precipitaţiilor, 7) intervalele caracteristice dintre aceste puncte, 8) intensitatea căderilor de precipitaţii prin raportarea cantităţii de precipitaţii căzute în timpul

fiecărui interval la durata acestuia (mm/min).

VI.4. Observaţii şi măsurători asupra stratului de zăpadă

Stratul de zăpadă are o mare importanţă, el constituind o rezervă de apă pentru sol şi în ace-laşi timp un înveliş protector, care reduce adâncimea de pătrundere a îngheţului în sol. Observaţiile asupra stratului de zăpadă se realizează pe cale vizuală şi instrumentală, înce-pând din momentul depunerii şi formării acestuia şi până în momentul topirii complete a zăpezii din zona staţiei sau postului respectiv. Observaţiile nivometrice pot fi efectuate fie zilnic, fie pentadic.

Observaţiile zilnice constau în stabilirea existenţei stratului de zăpadă, a modului de aşeza-re al acesteia, a gradului de acoperire cu zăpadă a solului şi, în determinarea grosimii stratului de zăpadă, iar cele pentadice în determinarea densităţii, a echivalentului în apă al stratului de zăpadă format pe sol şi a structurii zăpezii.

Stabilirea existenţei stratului de zăpadă, a gradului de acoperire al solului cu zăpadă, a modului de aşezare al acesteia şi a structurii zăpezii. Pătura (învelişul) de zăpadă care se formează în urma ninsorilor depuse pe suprafaţa solului constituie ,,stratul de zăpadă”.

a) Observaţii asupra existenţei stratului de zăpadă se efectuează zilnic la ora 700 sau imedi-at ce se luminează de ziuă, întotdeauna din acelaşi loc, de obicei cel mai ridicat, din apropierea plat-formei meteorologice sau din apropierea pluviometrelor la posturile pluviometrice. Acestea se fac vizual asupra întregii suprafeţe din împrejurimile staţiei sau postului, denumită convenţional ,,orizont vizibil al staţiei sau postului6 ”.

b) Observatorul trebuie să aprecieze a câta parte din împrejurimile staţiei sau postului sunt acoperite cu zăpadă. Aprecierea se face în cifre de la 0 la 10, cifra 10 reprezentând întregul orizont vizibil al punctului sau locaţiei de observaţie. La staţiile sau posturile situate pe ţărmul mării, în preajma lacurilor sau râurilor, se va ţine cont de suprafaţa uscatului, iar la staţiile şi posturile pluvi-ometrice din apropierea pădurilor în aprecierea gradului de acoperire al solului cu zăpadă se v-a lua în calcul numai suprafaţa locurilor deschise (câmpuri, păşuni etc.). Când întreg orizontul vizibil al staţiei sau postului este acoperit cu zăpadă gradul de acoperire se apreciază cu 10.

c) În această situaţie se fac şi observaţiile legate de modul de aşezare al acesteia prin urmă-toarele caracteristici:

- uniformă, fără troiene, - neuniformă cu troiene mici, - foarte neuniformă cu troiene mari. Rezultatul se trece în cifre de la 1 la 10 în tabela meteorologică TM1 şi în registrul RM-1M.

La rubrica fenomene meteorologice prezenţa stratului de zăpadă este notată prin simbolul aferent. De asemenea se consemnează dacă zăpada este depusă în strat continuu sau este viscolită

într-o măsură mai mare sau mai mică. d) Determinarea grosimii şi a densităţi stratului de zăpadă. Grosimea şi densitatea stratului de zăpadă depind în mare măsură de acţiunea vântului şi de existenţa obstacolelor ce ar putea reţine 6 Prin orizont vizibil al staţiei sau postului, în cazul stratului de zăpadă, se înţelege zona din jurul acestora, pentru care stratul de zăpadă este reprezen-tativ şi nu întreaga suprafaţă vizibilă cuprinsă între locul de efectuare al observaţiilor şi linia de orizont care o mărgineşte.

Page 97: Lab 24 nov

97

zăpada. In teren, chiar în puncte foarte apropiate între ele, grosimea şi densitatea stratului de zapadă pot fi extrem de diferite. Din această cauză terenul sau platforma pe care se efectuează măsurătorile asupra grosimii şi densităţii stratului de zăpadă trebuie ales toamna. Suprafaţa destinată acestor mă-surători va fi plată, netedă, fără obstacole (tufişuri, muşuroaie, ridicături de pământ, gropi, trunchi-uri tăiate etc.) care ar putea reţine zăpada. Pentru ca observaţiile să aibă continuitate, platforma îşi va păstra locaţia de la un an la altul. În caz că pe suprafaţa aleasă condiţiile de observaţii se schimbă în sens nefavorabil, sau în cazul în care rezultatele din primul an de observaţii demonstrează că ale-gerea nu a fost bine făcută, terenul de observaţii trebuie să fie schimbat.

d1) Măsurarea grosimii stratului de zăpadă. Măsurarea grosimii stratului de zăpadă se face zilnic, dimineaţa la ora 700, după oservaţia de la pluviometru.

Pentru măsurarea acestui parametru se folosesc riglele de zăpadă (rigle nivometrice), fixe (fig.62) şi portabile (fig. 63).

Riglele nivometrice fixe (fig.62) sunt confecţionate din lemn uscat, bine netezit. Au dimen-siunile de 180 x 6 x 2cm, sunt vopsite cu vopsea albă, iar pe una din laturi gradate în cm. Diviziuni-le impare sunt vopsite cu negru. Pentru uşurinţa citirilor, diviziunile care sunt multiplu de 5 şi 10 se trasează sub forma unor linii lungi, iar diviziunile multiplu de 10 sunt marcate cu cifre. Un număr de trei rigle se instalează pe trei ţăruşi de lemn, an de an în acelaşi loc, cu ajutorul unor şuruburi cu piuliţe. Riglele sunt fixate în vârful unui triunghi echilateral cu latura de 10m. Ele se fixează în pă-mânt, în poziţie perfect verticală toamna, cu circa o lună înainte de data medie a primei ninsori şi, se ridică primăvara târziu, când nu mai sunt posibile căderi de zăpadă. Riglele în momentul când sunt instalate vor fi numerotate cu 1, 2 şi 3.

OBS. În cazuri de excepţie, când dintr-un anumit motiv riglele fixe nu s-au putut instala încă din toamnă, pentru efectuarea măsurării grosimii stratului de zăpadă se vor folosi riglele de zăpadă portabile.

Riglele nivometrice portabile (fig.63) sunt utilizate în expediţii topoclimatice şi microclimatice şi la efectuarea periodică de profile nivome-trice de către staţiile agrometeorologice. Riglele de zăpadă portabile au forma unor bare paralelipipedice, confecţionate din lemn uscat, cu vârfurile ascuţite şi protejate de garnituri de tablă pentru a pătrunde uşor în stratul de zăpadă şi pen-tru a menţine nedeteriorată linia diviziu-nii de zero centimetri. La unele rigle portabile capătul inferior al acestora este

prevăzut cu un vârf de fier, lung de 10cm. Au dimensiunile de 180 x 4 x 2cm. Partea din faţă a riglei este divizată în centimetri, diviziunea 0 coincizând cu vârfurile ascuţite şi protejate de garnituri de tablă, sau cu muchia inferioară a vârfului din fier din capul riglei.

Efectuarea observaţiilor. Citirile la cele trei rigle se efectuează zilnic (sau ori de câte ori es-te cazul), chiar dacă nu a mai nins şi grosimea stratului de zăpadă nu s-a mai scimbat în ultimile 24 de ore. Citirea riglelor şi trecerea datelor în registrele de observaţii se face în ordinea numerotării riglelor. Citirea riglelor trebuie făcută la o distanţă de cel puţin 2 –3m de riglă, observatorul apropiin- du-se totdeauna din aceeaşi direcţie. În momentul citirii ochiul trebuie să se găsească cât mai aproape de suprafaţa stratului de zăpadă citindu-se în centimetri întregi acea diviziune a riglei până la care ajunge nivelul stratului de zăpadă. Dacă pe riglă s-a lipit zăpada, aceasta trebuie înde-părtată. În situaţiile în care zăpada a fost spulberată din jurul riglei citirea se va face ca şi când ză-pada este la acelaşi nivel cu zăpada din jur (fig 64a).

Dacă zăpada a fost troienită lângă riglă citirea se va face conform liniei punctate din fig. 64b Dacă pe platforma nivometrică riglele se fixează pe ţăruşi de lemn sau de metal, an de an amplasaţi

Fig.62 Rigla nivometrică fixă şi instalarea ei

Fig. 63 Rigla nivo-metrică portabilă

Page 98: Lab 24 nov

98

în acelaşi loc, în teren măsurătorile se efectuează prin afundarea riglelor în stratul de zăpadă până ce vârful acestora atinge suprafaţa solului, locul lor de amplasare fiind în vârfurile unui triunghi cu la-tura de 10 m. Şi într-un caz şi în celălalt se calculează media aritmetică a celor trei citiri, care rotun-jită până la centimetrii întregi ne dă valoarea medie a grosimii stratului de zăpadă.

d2) Determinarea densităţii stratului de zăpadă Cunoaşterea densităţii stratului de zăpadă prezintă o importanţă deosebită, deoarece, densitatea este o mărime care intră în calculul rezervei de apă din sol şi pentru că, în funcţie de densitate, stratul de zăpadă va avea o conductivitate termică

mai mică sau mai mare, ceea ce are drept urmare un grad diferit de protecţie al solului şi al semănăturilor de toamnă împotriva îngheţului. Determinarea densi-tăţii stratului de zăpadă se efectuează pentadic (o dată la cinci zile), în zilele de 5, 10, 15, 20, 25 şi în ultima zi a lunii, numai atunci când grosimea stratu-lui de zăpadă este cel puţin de 5cm. Pentru determi-narea densităţii, se foloseşte densimetrul cu balanţă (fig.65), care funcţionează pe principiul gravimetric. Acest instrument simplu este format din două părţi principale: o balanţă simplă şi un cilindru metalic destinat colectării probelor de zăpadă, care se ata-şează la balanţă, probe ce apoi se cântăresc pentru a determina masa zăpezii şi valoarea obţinută fiind introdusă în relaţia cunoscută:

ρ = m/V. Ca accesoriu densimetrul are o lopăţică,

sau o paletă.

Părţile componente ale densimetrului cu cân-tar pentru zăpadă:

1 şi 2 – braţele balanţei, 3 - suport, 4 – cuţit de suspensie, 5 – cârlig de suspensie, 6 – cilindru metalic, 7 – gura cilindrului 6, 8 – fundul cilindrului 6, 9 – contragreutate.

Fig.65 Densimetrul cu cântar pentru zăpadă Balanţa este formată din două braţe inegale 1 şi 2. Braţul 2 este gradat în diviziuni mici ca-

re corespunde fiecare unei greutăţi de 5 grame. Pe braţul 1 se află cuţitul de suspensie 4, la care se

Fig. 64 Citirea pe riglă(linia punctată):

a) în cazul spulberării zăpezii; b) în cazul troienirii zăpezii

Page 99: Lab 24 nov

99

poate ataşa cârligul de suspensie 5, ce serveşte la agăţarea balanţei de un eventual suport. De braţul 1 se găseşte ataşat şi un suport 3 de care se poate suspenda cilindrul metalic 6. Acesta are o lungi-me de 60cm, este gradat în cm pe exterior, din cm în cm, de la gura 7 până la fundul 8. Gura cilin-drului are D = 79,8mm corespunzător suprafeţei de 50cm2 şi, este prevăzută pentru a pătrunde mai uşor în zăpadă cu dinţi ca de ferăstrău. Fundul cilindrului este acoperit cu un capac care se scoate în timpul luării probelor de zăpadă. Diviziunea 0cm de pe pereţii exteriori ai cilindrului colector, coin-cide exact cu gura zimţată a acestuia. Cilindrul gol este echilibrat de contragreutatea 9, ce se poate deplasa pe braţul gradat al balanţei şi care, în cazul echilibrului, se află la gradaţia 0. Când se cântă-resc probele de zăpadă greutatea se deplasează de-a lungul braţului gradat până se realizează echili-brul. În acest moment se citeşte diviziunea de pe scară care corespunde greutăţii zăpezii. Pentru a putea fi ataşat la balanţă, pe cilindru se găseşte un inel mobil prevăzut cu un mâner.

Efectuarea observaţiilor: 1. se scoate densimetrul pe parcela de observaţii cu cca ½ oră înaintea observaţiilor pentru a-l pune

în acord cu temperatura aerului, 2. se face tara cilindrului, 3. se scoate capacul detaşabil, 4. probele se vor lua întotdeauna din locurile cu stratul de zăpadă intact(locurile de unde au fost

luate mai înainte probele vor fi marcate), 5. se introduce cilindrul în zăpadă până ce marginea exterioară zimţată a gurii 7 atinge suprafaţa

solului(fig. 66), 6. când grosimea stratului de zăpadă depăşeşte 60cm se repe-

tă luarea de probe de mai multe ori, însumând în cele din urmă valorile obţinute după cântăriri,

7. în cazul zăpezii întărite cu crustă de zăpadă, când cilindrul densimetrului pătrunde greu, acesta trebuie cufundat prin apăsare şi rotire şi în nici un caz prin lovire, care ar aduce defecţiuni aparatului şi ar denatura observaţiile,

8. în cazul când crusta de zăpadă se găseşte în interiorul stra-tului de zăpadă şi nu la suprafaţa acestuia se vor lua două probe de zăpadă : una de la suprafaţa stratului de zăpadă până la crusta de zăpadă, iar a doua de la crusta amintită până la sol,

9. dacă la suprafaţa solului există crustă de gheaţă proba de densitate se ia fără aceasta,

10. primăvara sau iarna, în zilele de dezgheţ, dacă se constată existenţa apei în stratul inferior al zăpezii, probele pentru densitatea zăpezii se iau prin cufundarea cilindrului numai până la nivelul apei şi nu până la suprafaţa solului,

11. se citeşte pe cilindru înălţimea stratului de zăpadă (în cm întregi),

12. se înlătură cu lopăţica zăpada din jurul cilindrului, 13. se pune capacul detaşabil,

14. se introduce cu mare grijă lopăţica sub gura cilindrului pentru a lua toată zăpada, iar printr-o mişcare rapidă se roteşte cilindrul cu gura în sus,

15. se curăţă cilindrul de zăpada lipită pe pereţii exteriori, 16. se ataşează la balanţă(fig. 65), 17. se cântăreşte proba colectată pentru a afla masa zăpezii din interiorul cilindrului care va fi egală

cu 5 gr x n (numărul diviziunilor), 18. cunoscând suprafaţa receptoare a cilindrului (50 cm2), vom afla volumul zăpezii ca va fi egal cu

aria bazei (50) x înălţimea zăpezii în cilindru (h), 19. introducem aceste date în relaţia d = m/V = (5 x n)/ (50 x h) = n/10 x h, 20. împărţirea se efectuează cu trei zecimale, iar rezultatul se rotunjeşte la două,

Fig. 66 Poziţia cilindrului(cu gura în jos) în momentul în care se prelevă pobele de ză-

padă

Page 100: Lab 24 nov

100

21. se efectuează trei astfel de determinări, iar media aritmetică a lor reprezintă densitatea medie a stratului de zăpadă, aceasta trecându-se în tabela meteorologică TM1 şi în registrul RM-1M.

e) Determinarea echivalentului în apă al stratului de zăpadă. Acest parametru reprezintă cantitatea de apă rezultată în urma topirii stratului de zăpadă cu înălţimea ,,h” de pe o suprafaţă ega-lă cu 1m2. Începând cu 1 ianuarie 1981, echivalentul în apă al stratului de zăpadă se determină nu-mai prin calcul cu ajutorul relaţiei: E = d x h x 10 în care: E = echivalentul în apă în l/m2 (mm/m2), d = densitatea stratului de zăpadă exprimată în g/cm3, h = înălţimea (grosimea) stratului de zăpadă exprimată în cm, 10 = constantă.

Rezultatul obţinut din calcul se rotunjeşte în milimetri întregi. f) Structura zăpezii. În momentul determinării densităţii zăpezii se stabileşte şi structura

acesteia conform următoarelor caracteristici: - 0 = zăpadă proaspătă în pulbere; - 1 = zăpadă proaspătă, afânată(pufoasă); - 2 = zăpadă proaspătă, lipicioasă; - 3 = zăpadă veche, afânată; - 4 = zăpadă veche, densă; - 5 = zăpadă veche, umedă; - 6 = crustă de zăpadă care nu este în contact cu zăpada de sub ea; - 7 = zăpadă densă, cu crustă la suprafaţă; - 8 = zăpadă umedă, cu crustă la suprafaţă; - 9 = zăpadă îngheţată compactă.

Page 101: Lab 24 nov

101

VII. Fenomenele meteorologice (meteorii)

Fenomenele meteorologice, indiferent de natura lor, de locul unde apar sau se manifestă, au căpătat denumirea de meteori. Meteorii sunt fenomene ce apar şi se manifestă în atmosferă, sau la suprafaţa solului şi pot consta dintr-o suspensie, precipitaţie, depunere de particule lichide sau soli-de, dintr-o manifestare optică, electrică sau acustică. Meteorii se împart în următoarele mari grupe: hidrometeori, litometeori, fotometeori şi electrometeori, la care se mai adaugă şi alte categorii de fenomene de o importanţă sau pondere mai mică. Deoarece spaţiul necesar transcrierii fenomenelor în registre şi în tabele este limitat, dar şi pentru înlesnirea înscrierii, s-a convenit la reprezentarea tuturor meteorilor prin simboluri sau prin semne convenţionale.

Tab.14 Fenomenele meteorologice şi simbolurile lor Grupe de meteori Clase de meteori Meteori Simbolul

Aerul ceţos Ceaţă Ceaţa joasă

Ceaţă la distanţă sau în câmpul vizual

Ceaţă în bancuri Ceaţa cu cer vizibil Ceaţa cu cer invizibil Ceaţă care depune chiciu-ră

1a). Hidrometeori constituiţi dintr-o suspen-sie de particule de apă în atmosferă

Ceaţă îngheţată Ploaie

Aversă de ploaie

Ploaie suprarăcită Burniţă Burniţă suprarăcită Ninsoare Aversă de ninsoare Lapoviţă Aversă de lapoviţă

Ninsoare grăunţoasă Măzăriche moale Ace de gheaţă Grindină Măzăriche tare

1b). Hidrometeori constituiţi dintr-o cădere a unui ansamblu de particule de apă (precipi-taţie)

Granule de gheaţă Viscol cu ninsoare Transportul de zăpadă la sol

Transportul de zăpadă la înălţime sau zăpadă vis-colită (viscol)

1c). Hidrometeori constituiţi din ansambluri de particule de apă, lichide sau solide ridica-te de vânt de pe suprafaţa terestră

Bura Depunere de picăturele de ceaţă Roua

Abureala (condens)

1d.1). Depuneri de particule lichide

Roua îngheţată

1) Hidrometeorii

1d). Hidrometeori constituiţi dintr-o de-punere de particule de apă sau gheaţă pe suprafaţa solului sau a obiectelor de pe sol

1d.2). Depuneri de particule îngheţate Bruma

Page 102: Lab 24 nov

102

Bruma propriu-zisă

Abureala îngheţată

Chiciura Chiciura moale Chiciura tare Chiciura transparentă Poleiul Pâcla Praf în suspensie(pâcla de nisip)

2a). Litometeori sub formă de suspensii de particule uscate în atmosferă

Fum Transportul de praf sau nisip la sol Transportul de praf sau nisip la înălţime

Furtună de praf sau nisip Zid de praf sau nisip

2) Litometeorii

2b). Litometeori constituiţi din ansambluri de particule uscate ridicate de vânt

Turbion de praf sau de nisip

Curcubeul Haloul solar Haloul lunar Coroana solară Coroana lunară Inelul lui Bishop

Gloria

Irizaţiile Mirajul Tremurătura

nu are sim-bol

Scintilaţia (Scânteierea) nu are sim-

bol

Raza verde nu are sim-

bol

3) Fotometeorii

Culori crepusculare nu au sim-

bol

Orajul

Fulgerul Focul Sf. Elm

4) Electrometeorii

Aurorele polare

Sunetul nu are sim-

bol

Ecoul nu are sim-

bol 5) Fenomene acustice

Tunetul

Tromba 6) Alte fenomene meteorologice

Vijelia

Descrierea manifestării şi a condiţiilor de producere a fenomenelor meteorologice

Page 103: Lab 24 nov

103

VIII.1. Hidrometeorii

Hidrometeorii sunt fenomene meteorologice constituite dintr-un ansamblu de particule de apă, lichide sau solide în suspensie sau în cădere în atmosferă, depuse pe obiectele de pe sol ori din atmosfera liberă, sau ridicate (spulberate) de vânt de pe suprafaţa terestră. În funcţie de natura pro-ceselor prin mijlocirea cărora iau naştere şi de aspectul lor, hidrometeorii se împart în patru subgru-pe.

VIII.1. 1. Hidrometeorii constituiţi din suspensii de particule de apă în atmosferă

Aceşti hidrometeori apar în urma condensării sau sublimării vaporilor de apă conţinuţi în stratul de aer din apropierea suprafeţei terestre. Particulele lichide sau solide (ori lichide şi solide împreună) prin faptul că sunt foarte mici şi uşoare plutesc în aer micşorându-i semnificativ transpa-renţa. O consecinţă a acestui fapt este reducerea vizibilităţii orizontale şi de multe ori a celei verti-cale a atmosferei. Între creşterea densităţii particulelor lichide şi solide din masa de aer şi reducerea transparenţei şi a vizibilităţii există o relaţie de directă proporţionalitate.

VIII.1. 1. 1. Aerul ceţos

Este reprezentat printr-o suspensie de picături microscopice de apă sau particule higroscopi-ce umede care nu reduce vizibilitatea orizontală a atmosferei sub 1000m. Aerul ceţos precede sau succede ceaţa şi are aspectul unui văl cenuşiu puţin dens, care atenuează culorile peisajului şi prin care norii de deasupra se văd ca printr-o sticlă murdară. În cazul aerului ceţos umiditatea relativă este în general sub valoarea de 100% şi nu creează senzaţia de umezeală.

VIII.1. 1. 2.Ceaţa

Este definită ca fiind o suspensie atmosferică de picături foarte mici (de dimesiuni mi-croscopice) de apă, cristale fine de gheaţă sau de picături şi crisatele împreună, care reduc la sub 1km vizibilitatea orizontală în stratul de aer inferior (sub 2m). Într-o lumină foarte puternică (lumina farurilor) picăturile sau cristalele de gheaţă pot fi văzute chiar şi cu ochiul liber şi lasă impresia că se agită dezordonat. În prezenţa ceţii umiditatea relativă este apropiată sau egală cu 100% şi aerul dă senzaţia de umezeală rece, pătrunzătoare. Ceaţa se prezintă în mod obişnuit ca un voal albicios care acoperă peisajul. În zonele urbane şi industriale unde aerul conţine cantităţi importante de praf sau fum, ceaţa capătă o nuanţă uşor cenuşie sau slab colorată (galben murdară) având o stabilitate mare. Nici aerul ceţos, nici ceaţa, nu poate fi confundată cu pâcla, care este mult mai uscată (umiditatea relativă este frecvent redusă sub 50%) şi care imprimă peisajului şi chiar cerului un aspect tulbure, opalescent. În cazul pâclei datorită difuziei luminii pe particulele constituente ale acesteia, obiectele capătă nuanţe albăstrui când sunt privite pe un fond mai întunecat al orizontului, sau gălbui-portocalii când sunt proiectate pe un fond luminos. În funcţie de grosimea, densitatea, continuitatea şi transparenţa verticală a suspensiilor din masa de aer de deasupra solului, ceaţa poate fi de mai multe feluri.

VIII.1. 1. 2. 1. Ceaţa joasă în bancuri sau continuă

Reprezintă stratul subţire de ceaţă, a cărui grosime nu depăşeşte 2m deasupra unei su-prafeţe continentale, sau 10m deasupra unei suprafeţe acvatice maritime sau oceanice. Se produce de regulă dimineaţa deasupra suprafeţelor umede sau pe văi, având durata de existenţă scurtă, dispă-rând la scurt timp după răsăritul Soarelui. Deasupra stratului de ceaţă vizibilitatea orizontală este mai mare de 1km. Ceaţa joasă poate fi observată sub formă de fâşii destrămate ce se deplasează lent de-a lungul văilor (se notează în tabele şi registre ca ceaţă joasă în bancuri ), sau sub forma unui văl relativ continuu (ceaţa joasă continuă ), format deasupra suprafeţelor umede. O variantă aparte de ceaţă joasă o constituie ceaţa de evaporare care se formează în timpul toamnei deasupra râurilor, lacurilor sau mlaştinilor neîngheţate, a căror apă are temperatura mai ridicată decât a aerului de deasupra care este mai rece. Ceaţa de evaporare are aspect de văl

Page 104: Lab 24 nov

104

continuu şi nu se împrăştie pe suprafeţe mai mari, staţionând deasupra ariilor acvatice peste care s-a format. Şi în condiţiile manifestării unui vânt puternic, ceaţa de evaporare se deplasează pe distanţe mici deasupra uscatului din împrejurimi.

VIII.1. 1. 2.2. Ceaţa la distanţă sau în câmpul vizual

Se prezintă ca un văl (perete sau strat) albicios-lăptos, mai înalt de 2m, care nu acoperă punctul de observaţie(staţia meteorologică), aflându-se la o distanţă oarecare de acesta. În direcţia vălului de ceaţă între punctul de observaţie şi acesta vizibilitatea orizontală se reduce la sub 1000m. În celelalte sectoare ale orizontului în care nu se observă prezenţa unui alt fenomen, vizibilitatea orizontală este mai mare de 1000m.

VIII.1. 1. 2. 3. Ceaţa în bancuri îndepărtate

Acest fenomen este semnalat când în orizontul punctului de observaţii se văd bancuri (fâşii) de ceaţă, cu grosimi de peste 2m, care de cele mai multe ori sunt purtate de vânt succedându-se cu regularitate. Vizibilitatea între bancurile de ceaţă este mai mică de 1000m. Între punctul de observa-ţie şi aceste bancuri vizibilitatea orizontală coboară sub 1km, pe când în celelalte direcţii ea depă-şeşte această valoare.

VIII.1. 1. 2. 4. Ceaţa cu cer vizibil Suspensie de particule de apă în atmosferă care depăşeşte 2m grosime şi care reduce vizibili-tatea orizontală în toate direcţiile sub 1km. Această pătură de ceaţă este suficient de subţire pentru a permite să se observe albastrul cerului, norii existenţi pe cer sau stelele. Vizibilitatea verticală ră-mâne deci apropiată de cea normală.

VIII.1. 1. 2. 5. Ceaţa cu cer invizibil

Se prezintă sub forma unei pături de ceaţă cu înălţimi mai mari de 2m, în care, atât vizibili-tatea orizontală (pe toate direcţiile), cât şi vizibilitatea verticală, coboară sub 1km. În cazul ceţii cu cer invizibil nu mai este posibil să se vadă norii, aştrii sau albastrul cerului. În acest caz pânza de ceaţă devine netransparentă.

VIII.1. 1. 2. 6. Ceaţa care depune chiciură

În condiţii de ceaţă (cu cer vizibil sau cu cer invizibil) şi temperaturi negative, pe obiectele terestre sau din atmosfera liberă, se poate depune chiciură, ca urmare a îngheţării picăturilor micro-scopice de apă suprasaturate care se lovesc de suprafaţa acestora, fie în condiţii de calm atmosferic (sub acţiunea mişcării lor dezordonate), fie de turbulenţă (sub acţiunea vântului).

VIII.1. 1. 2. 7. Ceaţa îngheţată

Se prezintă sub forma unei suspensii de cristale foarte mici şi numeroase de gheaţă care micşorează vizibilitatea orizontală sub 1km. Cerul pote fi vizibil sau invizibil. Se observă de obicei la altitudini mari, pe timp senin şi calm, când temperatura coboară sub –30oC. La astfel de tempera-turi vaporii de apă care ajung în atmosferă rezultă în principal din activităţi umane. Aceşti vapori condensează şi apoi îngheaţă sau sublimează direct, transformându-se în particule de gheaţă care nu au o formă cristalină bine definită. Diametrul acestor particule este cuprins între ≈ 2 şi 30µ. La tem-peraturi mai mici de - 40, - 50oC diametrul lor scade şi mai mult. Forma acestor particule nu permite naşterea fenomenelor de halo (fenomenele de halo se produc în ceaţa îngheţată numai atunci când aceasta conţine ace de gheaţă). În ariile locuite, în ceaţa îngheţată, vizibilitatea orizontală se poate reduce sub 50m.

VIII.1. 2. Precipitaţiile

Hidrometeorii sub forma unei căderi de particule, sau sub formă de precipitaţii sunt: ploaia, burniţa, ninsoarea, lapoviţa, măzărichea moale, măzărichea tare, zăpada grăunţoasă, granulele de

Page 105: Lab 24 nov

105

gheaţă, grindina şi acele de gheaţă. Aceste fenomene sunt generate în marea majoritate a cazurilor de nori (excepţie făcând acele de gheaţă). Trebuie să facem observaţia că toţi hidrometeorii împreună cu componenta lichidă şi solidă a norilor, totalizează o foarte mică parte din volumul total de apă atmosferică. Hidrometeorii nu ar putea exista sau apărea fără a treia formă de agregare a apei-vaporii. Indiferent de starea de agregare, 90% din masa totală de apă atmosferică este concentrată în atmosfera joasă şi mijlocie, iar restul de 10% în straturile atmosferice mai înalte. Masa principală de apă din atmosferă este deţinută de vaporii de apă. Vaporii de apă repre-zintă totuşi numai 0,3-0,4% din masa totală a atmosferei, dar importanţa lor meteorologică şi cli-matologică este foarte mare. Apa în atmosferă poate trece rapid dintr-o stare de agregare în alta. La temperatura de 0,0075 oC şi tensiunea vaporilor de 6,1mb cele trei forme de agregare pe care le îmbracă apa pot coexista. La aceste valori ale temperaturii şi presiunii apa se află în punctul său triplu. Realitatea din natură ne arată că apa poate exista în formă lichidă şi la temperaturi negative, fază care este denumită în practica curentă “apă suprarăcită” şi care în realitate se poate întâlni pâ-nă la temperaturi de –10oC. Pentru ca vaporii de apă din atmosferă să condenseze şi să precipite trebuie să fie întrunite două condiţii: să atingă starea de saturaţie şi să aibă un suport material la care să adiţioneze. Su-portul material il constituie particulele solide şi cu proprietăţi higroscopice, existente în aerul atmos-feric, denumite nuclee de condensare sau nuclee Aitken (după numele celui care le-a descoperit). În lipsa nucleelor de condensare, starea de suprasaturare poate ajunge până la valori ale umidităţii rela-tive de 400% fără ca precipitarea să se producă. Condiţiile de saturare şi condensare se realizează în atmosferă pe următoarele căi: - prin răcire izobară, - prin destindere adiabatică,

- prin aport de vapori de apă, - prin amestec turbulent.

Dar procesele de condensare şi sublimare conduc doar la apariţia suspensiilor de particule minuscule de apă în stare lichidă sau solidă, sau la formarea depunerilor de picături ori cristale pe suprafeţe plane sau puţin înclinate.

Producerea precipitaţiilor necesită însă existenţa unor condiţii şi procese de creştere a pică-turilor de apă în suspensie (care formează norii), până la dimensiuni care să le asigure căderea liberă gravitaţională. Condensarea pe nuclee Aitken, duce doar la apariţia picăturelelor cu diametre între 1 şi 20 microni. Acestea se menţin în suspensie, de multe ori sub formă de apă lichidă în stare supra-răcită până la temperaturi de –10oC.

Creşterea picăturelelor de apă peste dimensiunile menţionate se poate realiza în natură pe trei căi, care pot coexista.

1) Prin efectul Bergeron, creşterea în dimensiuni a cristalelor de gheaţă, se realizează pe seama adeziunii pe suprafaţa lor, a vaporilor de apă ce părăsesc suprafaţa picăturelelor de apă supra-răcită, din imediata vecinătate. Procesul se produce lent în norii în care coexistă cristale şi picături suprarăcite. El asigură o creştere a diametrului particulelor până la 2mm în 4 ore. 2) Creşterea în dimensiuni a particulelor se realizează şi prin coalescenţă sau alipirea mai multor picăturele pe o picătură sau un cristal care joacă rolul de nucleu. Acest proces este unul mai rapid, fiind favorizat de mişcările turbulente sau curenţii din masa unui nor. Coalescenţa se poate produce şi atunci când o particulă de dimensiuni mai mari captează în căderea sa mai rapidă particulele mai mici întâlnite în cale. De asemenea, în siajul unei particule căderea alteia poate fi mai rapidă, aceasta din urmă aderând la prima, proces cunoscut prin denumi-rea de captare de siaj. 3) În atmosfera terestră pot exista la un moment dat nuclee de condensare gigant, care con-tribuie la apariţia unor picături suficient de mari pentru a putea cădea liber. Apariţia unor astfel de nuclee este mai frecventă în ariile industrializate, intens poluate, sau în ariile vulcanice cu activitate mai mult sau mai puţin intensă. Se consideră precipitaţii numai particulele de apă lichide, solide sau în amestec, care cad din nori şi ating suprafaţa solului. Căderile de particule de apă, lichide sau solide, pot avea caracterul unor precipitaţii mai mult sau mai puţin uniforme, sau pot avea caracter de aversă.

Page 106: Lab 24 nov

106

Aversele sunt caracterizate prin începutul şi sfârşitul lor brusc şi prin variaţiile în general rapide, uneori brutale, ale intensităţii precipitării. Picăturile şi particulele solide sunt mai mari decât cele care preci-pită în mod obişnuit şi provin, în general, din nori întunecaţi de origine convectivă (Cumulonimbus, rareori Cumulus). Norii din care nu cad averse sunt norii stratiformi: Stratus, Stratocumulus, Nimbostratus, Altostra-tus.

Pe lângă intensitatea variabilă şi începutul şi sfârşitul brusc ce imprimă precipitării caracterul (mai mult calitativ) de aversă, un alt caracter posibil al precipitaţiilor, este cel torenţial (determinant mai mult în plan cantitativ). Aversele pot da uneori, fie cantităţi mici, fie cantităţi mari de precipitaţii, în intervale scurte de timp.

Precipitaţiile cu caracter torenţial, dau cantităţi mari de apă, însă într-un timp mai îndelungat. Au durată în general mai mare, iar intensitatea lor creşte şi descreşte treptat. Conform criteriului lui E.I. Berg, o precipitaţie are caracter torenţial numai dacă intensitatea (i) în funcţie de timp (t) este egală sau depăşeşte cantităţile de apă (h) specificate în tabelul ce urmează:

Tab. 15 Gradulul de torenţialitate al precipitaţiilor legat de cantitatea acestora în funcţie de timp t (min) h (mm) i (mm/min) 5 2,5 0,50 10 3,8 0,38 15 5,0 0,33 20 6,0 0,30 25 7,0 0,28 30 8,0 0,27 40 9,6 0,24 50 11,0 0,22 60 12,0 0,20 120 18,0 0,15

În care: t = timpul în care se produce precipitarea în minute, h = înălţimea coloanei de apă, în mm recepţionată de 1m2 (sau l/m2), i = intensitatea – cantitatea de apă ce cade în unitatea de timp pe unitatea de suprafaţă.

Forme de precipitaţii În funcţie de condiţiile de formare, sistemul noros din care cad şi temperatura straturilor de aer întâl-nite în cădere, precipitaţiile pot fi observate sub mai multe forme.

VIII.1. 2. 1. Ploaia

Este poate cea mai cunoscută formă de precipitaţii. Se manifestă prin picături de apă cu diametrul variabil ( în general mai mare de 0,5 mm), care cad dintr-un nor şi a căror cădere se observă uşor. Provine cel mai frecvent din norii Nimbostratus, dar poate fi generată şi de norii Stratocumulus, Altostratus, Cumulus şi Cumulonimbus.

VIII.1. 2. 2. Aversa de ploaie

Aşa cum am mai amintit, este o ploaie de scurtă durată, cu început şi sfârşit brusc, care pe parcursul producerii poate suferi schimbări rapide (uneori violente) de intensitate. Cantitatea de precipitaţii căzută în timpul unei averse este de regulă mare, dar de multe ori, poate fi chiar neînsemnată. Aversele sunt generate cel mai adesea de norii Cumulonimbus, dar pot fi produse şi de norii Cumulus cu mare dezvoltare pe vertica-lă. În general aversa este precedată de intensificări ale vântului. Precipitaţiile sunt constituite din picături mari, iar căderea lor este însoţită adesea de descărcări electrice şi mai rar de grindină.

VIII.1. 2. 3. Ploaia suprarăcită

În natură, sunt frecvente cazurile când ploaia este formată din picături cu o temperatură mai redusă de 0oC. Acestea, în momentul ciocnirii cu suprafaţa terestră sau cu obiectele de pe sol îngheaţă şi, formează poleiul. Când picăturile suprarăcite se ciocnesc cu aeronavele în zbor formează o platoşă de gheaţă la exteri-orul acestora, fenomenul fiind cunoscut sub denumirea de givraj.

Page 107: Lab 24 nov

107

VIII.1. 2. 4. Burniţa Este reprezentată prin picături dense şi fine de apă (al căror diametru nu depăşeşte 0,5mm) care cad în general uniform dintr-un nor. Picăturile sunt foarte apropiate între ele. Din cauza dimensiunilor foarte mici şi vitezei reduse de cădere par că plutesc, punând în evidenţă cele mai slabe mişcări ale aerului. Spre deose-bire de ploaia măruntă, burniţa are dimensiunile picăturilor şi mai mici. Densitatea acestora este însă mai mare, fapt care atrage după sine umezirea uniformă a suprafeţelor uscate pe care cad. La contactul cu supra-feţele acvatice netede, liniştite, picăturile de burniţă nu produce cercuri mişcătoare din cauza dimensiunilor lor foarte reduse . Burniţa provine numai din norii Stratus care formează o pătură noroasă continuă, relativ densă şi în majoritatea cazurilor joasă. În unele situaţii aceasta poate atinge suprafaţa solului (sub formă de ceaţă) provocând scăderea substanţială a vizibilităţii orizontale. În zonele de litoral şi de munte, burniţa poate da cantităţi destul de importante de apă, care totalizează până la 1mm/h.

VIII.1. 2. 5. Burniţa suprarăcită Este burniţa ale cărei picături sunt sub temperatura de 0oC. Asemănător ploii suprarăcite, picăturile

de burniţă suprarăcită îngheaţă în momentul atingerii solului sau a obiectelor de pe sol, provocând poleiul. Burniţa suprarăcită contribuie în acelaşi timp şi la producerea fenomenului de givraj.

VIII.1. 2. 6. Ninsoarea

Se prezintă sub forma unor cristale de gheaţă, izolate sau unite între ele, care cad dintr-un nor, cel

mai adesea sub formă de fulgi cu diferite dimensiuni şi contururi geometrice. Ninsoarea cade predominant din norii stratiformi, o frecvenţă mai mare a căderii ei semnalându-se în prezenţa norilor Nimbostratus.

Fig. 67 Forme tipice de cristale(a,b) şi de fulgi de zăpadă(c,d)

VIII.1. 2. 7. Aversa de ninsoare

Page 108: Lab 24 nov

108

Este definită ca o ninsoare de scurtă durată cu început şi sfârşit brusc, care prezintă în timpul produ-cerii schimbări de intensitate foarte rapide. În timpul averselor de ninsoare, fulgii au dimensiuni mari şi cad de regulă din norii Cumulonimbus calvus întrucât specia capillatus este mult mai rară în sezonul rece la lati-tudini mijlocii şi mari.

VIII.1. 2. 8. Lapoviţa

Este constituită dintr-un amestec de picături de ploaie şi fulgi de zăpadă, care cad liniştit dintr-un nor, la temperaturi ale aerului ce oscilează în jurul valorii de 0oC.

VIII.1. 2. 9. Aversa de lapoviţă Acest hidrometeor este constituit din picături de ploaie şi fulgi de zăpadă, ce precipită pe intervale de scurtă durată. Precipitarea are un început şi sfârşit brusc şi prezintă în timpul ei schimbări rapide de intensi-tate. Aversele de lapoviţă provin de regulă din norii Cumulonimbus, iar cantităţile de apă colectate în pluvi-ometre sunt de multe ori însemnate.

VIII.1. 2. 10. Ninsoarea grăunţoasă

Hidrometeorul este constituit din particule de gheaţă foarte mici (diametrul lor general este mai mic de 1mm), albe şi opace, care au forme plate sau alungite. La contactul cu solul aceste granule nu ricoşează. Exceptând zonele de munte, astfel de precipitaţii cad în cantităţi mici din norii Stratus sau din ceaţă şi nu au niciodată caracter de aversă. Această precipitaţie prezintă asemănări cu burniţa suprarăcită şi se produce la temperaturi cuprinse între 0o şi –10oC.

VIII.1. 2. 11. Măzărichea moale

Este constituită din particule de gheaţă, albă sau opacă, în general sub formă conică sau rotunjită, având diametre ce pot atinge 5mm. Procesul de formare al particulelor de măzăriche moale se bazează pe captarea picăturelelor de apă suprarăcită din nor de către particulele de gheaţă sau de către cristalele existen-te, pe care picăturelele în cauză îngheaţă rapid. Boabele de măzăriche sunt moi şi se deformează uşor când sunt strânse între degete. Când cad pe suprafeţe tari, ricoşează înapoi şi de cele mai multe ori se sfărâmă. Măzărichea moale cade de obicei din norii Cumulonimbus, la temperaturi care oscilează în jurul valorii de 0oC şi are în general caracter de aversă. Căderea de măzăriche moale se observă înainte sau împreună cu aversa de ninsoare (iarna) sau de lapoviţă (primăvara şi toamna).

VIII.1. 2. 12. Măzărichea tare

Reprezintă o precipitaţie sub formă de particule transparente sau translucide de gheaţă, care cad dintr-un nor. Aceste particule au aproape întotdeauna formă sferică, prezentând uneori vârfuri conice. Dia-metrul particulelor poate atinge şi chiar depăşi 5mm. Boabele de măzăriche tare nu sunt de regulă fragile. Când cad pe o suprafaţă tare ricoşează cu zgomot. Căderile de măzăriche tare au întotdeauna, ca şi în cazul grindinii, caracter de aversă. Granulele de măzăriche tare sunt alcătuite dintr-o particulă de măzăriche moale, îmbrăcată parţial sau total într-un strat de gheaţă compactă. Dacă în cazul boabelor de măzăriche moale den-sitatea este destul de redusă (de regulă sub 0,8g/cm3), în cazul boabelor de măzăriche tare este destul de mare (între 0,8 şi 0,99g/cm3).

Boabele de măzăriche tare se formează: • fie prin captarea picăturelelor de apă din masa norului de către o granulă de măzăriche moa-

le, ale cărei cavităţi sunt umplute, aceasta devenind compactă, • fie prin topirea parţială a particulei respective de măzăriche moale, urmată apoi de umplerea

spaţiilor poroase de la periferia sa şi de reîngheţarea / compactarea acesteia. Majoritatea meteorologilor consideră că bobul de măzăriche tare reprezintă un stadiu intermediar în-tre măzărichea moale şi grelonul de grindină. Bobul de măzăriche tare se deosebeşte de cel de măzăriche moale prin suprafaţa parţial netedă şi masa volumetrică mai mare, iar de grindină doar prin dimensiunile lui mai mici. Măzărichea tare cade în mod obişnuit, din nori Cumulonimbus, mai ales primăvara şi toamna, la temperaturi mai mari decât 0oC fiind însoţită mai întotdeauna de ploaie. Rezistenţă la sfărâmare, măzărichea tare, poate acoperi suprafaţa solului cu granule întregi.

VIII.1. 2. 13. Granulele de gheaţă

Page 109: Lab 24 nov

109

Sunt constituite din particule transparente sau translucide de gheaţă, având în general formă sferică sau neregulată (rareori conică) şi diametre mai mici de 5mm. Granulele de gheaţă sunt rezistente la sfărâmat, iar când cad pe o suprafaţă tare sar sau ricoşează cu zgomot. Granulele de gheaţă provin de obicei din norii Altostratus şi Nimbostratus. Se formează prin îngheţarea unor picături de apă sau prin reîngheţarea apei provenite din topirea fulgilor de zăpadă aflaţi în cădere pe suprafaţa terestră. Se întâmplă uneori ca în interiorul învelişului de gheaţă să rămână apă neîngheţată, care se împrăştie odată cu spargerea granulelor căzute pe suprafeţe tari. Granulele de gheaţă, deoarece sunt parţial lichide au în general densitatea apropiată de cea a gheţii (0,92g/cm3).

VIII.1. 2. 14. Grindina Acest hidrometeor se prezintă sub formă de particule de gheaţă (greloane), transparente, parţial sau în totalitate opace, de formă sferică, conică sau neregulată, cu un diametru cuprins între 5 şi 50mm(şi chiar mai mult), care cad dintr-un nor, fie separate, fie asociate în agregate de formă neregulată. De regulă greloanele, se formează în jurul unui nucleu, care nu constituie întotdeauna şi centrul lor geometric. Nucleul are un diametru ce în mod obişnuit variază între câţiva mm şi un cm, formă sferică sau conică şi este consti-tuit din gheaţă opacă mai rar transparentă. Nucleul este înconjurat de straturi alternative de gheaţă opacă şi gheaţă transparentă. Această structură în “foaie de ceapă”(fig. 68) nu este caracteristică tuturor greloanelor, unele dintre ele fiind constituite fie numai din gheaţă transparentă, fie numai din gheaţă opacă. Un grelon obişnuit este format dintr-un nucleu înconjurat de 4-5 straturi de gheaţă. În cazul greloanelor de dimensiuni foarte mari, nucleul poate fi înconjurat de până la 20 de straturi alternative de gheaţă opacă şi transparentă.

Greloanele pot fi constituite parţial şi din gheaţă spongioasă (un amestec de gheaţă, apă lichidă şi aer dispus pe un schelet de gheaţă, umplut cu apă şi bule de aer). Densitatea greloanelor oscilează de regu-lă între 0,85 şi 0,92g/cm3, dar poate coborî şi sub 0,85g/cm3. Greloanele de grindină, în formarea lor, îşi conturează mai întâi nucleul, care derivă de regulă dintr-un bob de măzăriche tare, care s-a format în ju-rul unei particule de măzăriche moale în partea medi-ană a norilor Cumulonimbus. Pe suprafaţa acestuia aderă particulele de apă suprarăcite formând întâi un prim strat de gheaţă transparent ce înconjură nucleul. În situaţia în care viteza curenţilor ascendenţi din in-teriorul norului este mai mare decât viteza de cădere a granulelor astfel formate, acestea sunt antrenate către partea superioară a norului unde capătă un al doilea înveliş de gheaţă, mat de această dată, produs prin sublimarea pe suprafaţa lor a vaporilor de apă. Numă-rul învelişurilor de gheaţă transparenţă şi mată depin-de deci de numărul trecerilor succesive ale greloanelor

din partea mijlocie a norului în cea superioară şi invers. Grindina cade cel mai frecvent în sezonul cald al anului, fiind însoţită în general de oraje averse puternice de ploaie şi intensificări puternice ale vântului (vije-lii). Grindina nu se produce niciodată când la suprafaţa terestră temperatura este mai mică de 0oC.

VIII.1. 2. 15. Acele de gheaţă

Acest hidrometeor se prezintă sub formă de cristale de gheaţă foarte mici, (dimensiunea lor variază între 30 şi 200 microni, dar în medie este de cca. 100 microni), neramificate, având formă de ace, coloane sau lamele, adesea atât de subţiri şi uşoare, încât căderea lor spre suprafaţa terestră poate fi confun-dată cu o plutire lentă prin atmosferă. Acele de gheaţă se observă în regiunile polare şi în interiorul uscaturilor continentale numai în condiţii de timp senin, rece şi calm. Acele de gheaţă se formează la tempe-raturi mai coborâte de –10oC într-o masă de aer ce se răceşte rapid şi sunt bine vizibile atunci când strălucesc în razele Soarelui formând fenomene de halo sau coloane luminoase bine conturate. În prezenţa acelor de gheaţă vizibilitatea orizontală este variabilă, dar întotdeauna mai mare de 1km. Acele de gheaţă pot cădea dintr-un nor, dar pot să apară şi pe timp senin în absenţa formaţiunilor noroase pe bolta cerească.

VIII.1. 3. Hidrometeori constituiţi din ansambluri de particule de apă, lichide sau solide ridicate de vânt de pe suprafaţa terestră (activă)

Fig. 68 Secţiune transversală printr-un grelon de grindină văzută în lumină directă(după B.J. Mason)

Page 110: Lab 24 nov

110

Frecarea vântului cu suprafaţa activă conduce la antrenarea şi ridicarea în primul strat de aer din vecinătatea acesteia, până la diferite înălţimi, a particulelor de apă solide (care nu sunt bine fixa-te pe suprafaţa solului) sau a celor lichide (din pelicula superficială a suprafeţelor acvatice sau din creasta valurilor). Principalii hidrometeori generaţi de acţiunea mecanică a vântului sunt prezentaţi în continuare.

VIII.1. 3.1. Transportul de zăpadă la sol (viscolul la sol)

Reprezintă una ansamblu de particule de zăpadă ridicate de pe suprafaţa terestră şi purtate de vânt de-a lungul suprafeţei terestre prin stratul de aer inferior (sub 2m) pe distanţe variabile. Obsta-colele joase sunt estompate sau mascate de zăpada în mişcare. Dacă imediat deasupra solului parti-culele de zăpadă au o mişcare dezordonată, la înălţimi puţin mai mari traiectoria acestora este aproape paralelă cu suprafaţa solului. La nivelul ochiului observatorului nici vizibilitatea orizontală şi nici cea verticală nu este redusă aproape deloc de manifestarea acestui hidrometeor.

VIII.1. 3.2. Transportul de zăpadă la înălţime sau zăpada viscolită (viscolul la înălţime)

Hidrometeorul se prezintă, ca un ansamblu de particule de zăpadă ridicate de vânt de pe su-prafaţa solului şi purtate de către curenţii de aer până la înălţimi mai mari (peste 2m), sau destul de mari (de ordinul mai multor metri sau chiar a zecilor de metri), pe distanţe variabile. Datorită con-centraţiei mari a particulelor de zăpadă şi a puternicei lor agitaţii exercitate de către vânt, vizibilita-tea verticală poate fi atât de mult redusă, încât Soarele nu poate fi zărit cu toate că cerul este senin. În cazul în care fenomenul este intens, vizibilitatea orizontală la nivelul ochiului observatorului este în general foarte redusă (scăzând la sub 1km). Când fenomenul este violent, practic nu este posibil de stabilit dacă este antrenată în aer numai zăpada viscolită de pe sol, sau şi cea care ar proveni din căderea precipitaţiilor sub formă de ninsoare.

VIII.1. 3.3. Viscolul cu ninsoare

Reprezintă viscolul în timpul căruia se poate stabili căderea concomitentă a ninsorii.

VIII.1. 3.4. Apa pulverizată (bura marină)

Constituie un ansamblu de picături foarte fine de apă, smulse de vânt de pe o suprafaţă acva-tică întinsă, cel mai adesea de pe crestele valurilor, particule care apoi sunt transportate la înălţimi şi distanţe mici prin atmosferă. Bura se produce frecvent când suprafaţa apei este suficient de agitată de valuri, ale căror creste se constituie ca surse de picături de apă pentru acest fenomen. În ariile continentale, în timpul rafalelor de vânt care coboară de pe pantele munţilor peste suprafaţa lacuri-lor montane, ansamblul picăturilor fine de apă smulse de pe suprafaţa agitată a lacurilor (bura) poate lua pe alocuri formă de turbioane în mişcare.

VIII.1. 4. Hidrometeori constituiţi dintr-o depunere de particule de apă sau gheaţă

Hidrometeorii acestei grupe se produc pe suprafaţa solului sau pe obiectele de pe sol. For-marea lor se datorează fie condensării sau sublimării directe a vaporilor de apă conţinuţi în aerul care se află în contact direct cu suprafaţa solului sau cu obiectele de pe sol rătăcite prin radiaţie (ro-ua, bruma, uneori chiciura), fie depunerii şi/sau îngheţării picăturilor de apă suprarăcită, în urma ciocnirii lor cu suprafaţa solului sau cu obiectele de pe sol (chiciura, poleiul).

VIII.1. 4.1. Depuneri de particule lichide VIII.1. 4.1.1. Depunerea din picăturelele de ceaţă

Reprezintă o depunere de picăturele nesuprarăcite de ceaţă (sau nori) pe obiecte a căror su-prafaţă are o temperatură mai mare de 0oC. Fenomenul este observat cu precădere în zonele înalte unde se formează frecvent norii orografici. Consistenţa depunerii depinde de durata şi granulome-

Page 111: Lab 24 nov

111

tria ceţii sau norilor, de viteza de ciocnire a picăturilor fine de suprafaţa obiectelor şi de umectabilitatea şi coeficientul de captare al obiectelor. În cazul frunzelor de conifere acest coefici-ent este deosebit de ridicat. Când depunerea este intensă, picăturile captate din ceaţă sau norii coa-gulează şi picură de pe obiecte (în special vegetaţie) pe sol. În unele regiuni apa care cade în acest mod din arbori într-o singură noapte, poate echivala cu cea pe care o dă o aversă moderată. Din cea-ţă, în regiunea deşertică a Africii de Sud-Vest, arbuştii xerofili captează cantităţi de apă mai mari decât din precipitaţii. În regiunile temperate şi reci, pădurile captează foarte multă apă din ceţuri( dar şi din chiciură, polei). Determinările din pădurile din Munţii Alpi, au arătat că în lunile cu frec-venţă mare a ceţii suma precipitaţiilor din pădure a depăşit de trei ori pe cea din câmpul liber înve-cinat.

VIII.1. 4.1.2. Roua Roua constituie o depunere de picături de apă care se formează pe suprafaţa solului sau a obiectelor de pe sol care sunt suficient de răcite (de regulă prin radiaţie nocturnă), pentru a provoca condensarea directă a vaporilor de apă conţinuţi în aerul transparent (limpede) ambiant. Roua se formează numai în perioada caldă a anului, de regulă în nopţile senine, calme sau cu vânt slab, când suprafaţa de depunere se răceşte prin radiaţie până la temperatura punctului de rouă. În anumite condiţii roua se poate forma şi în cursul serii sau dimineţii.

Depunerea este mai abundentă pe suprafeţele orizontale descoperite (iarbă, frunze – fig. 69), ajun-gând în condiţii favorabile la formarea unui strat de apă cu grosimi de până la 0,5mm. Roua nu trebuie confundată cu depunerea de picături de apă din ceaţa joasă pe diferite obiecte de la suprafaţa terestră. Când este vorba de plante observatorul va trebui să fie atent şi să facă deosebirea între picăturile de rouă şi picăturile de apă rezultate din transpiraţia normală a plantelor (fenomen cunoscut sub denumirea de ,,gutaţie”). De asemenea trebuie să se facă distincţia între roua propriu-zisă şi bruma topită care lasă apă pe obiecte. În toate situaţiile, depunerile de rouă au loc la temperaturi ale aerului şi suprafeţei solului mai mari de 0oC.

VIII.1. 4.1.3. Abureala (condensul)

Reprezintă o depunere de picături pe obiecte a căror suprafaţă este suficient de rece pentru a de-termina condensarea directă a vaporilor de apă con-ţinuţi în aerul care întră în contact cu acea suprafaţă, de regulă ca urmare a unui proces advectiv. Conden-sul se depune mai ales pe suprafeţele verticale ale obiectelor, în sezonul rece când o masă de aer caldă şi umedă ajunge deasupra unei regiuni ce a fost afec-tată de o perioadă de îngheţ moderat. Abureala se produce în general pe vreme mai noroasă, cu vânt slab sau moderat, atât în timpul zilei, cât şi în timpul nopţii. Depunerea se formează cu precădere pe par-tea obiectelor expusă vântului. Condensul nu trebuie confundat cu depunerea de picături de apă din ceaţă sau cu pseudoabureala, care se observă pe vreme umedă pe unele obiecte a căror suprafaţă este acope-rită cu o peliculă fină de picături higroscopice.

VIII.1. 4.1.4. Roua îngheţată

Fig. 69 Depozit de picături de rouă pe

vegetaţie

Fig. 70 Depozit de picături de rouă pe

fire de păianjen şi pe animale

Page 112: Lab 24 nov

112

Fenomenul reprezintă o depunere de picături de rouă îngheţate. Se formează atunci când temperatura aerului şi a suprafeţei pe care s-a depus roua, scad sub valoarea de 0oC. În aceste situa-ţii picăturile de rouă îngheaţă, formându-se o depunere solidă, care poate fi confundată adesea cu o formă amorfă de brumă.

VIII.1. 4.2. Depuneri de particule îngheţate VIII.1. 4.2.1. Bruma

Hidrometeorul, se prezintă, ca o depunere pe suprafaţa solului sau a obiectelor de pe sol, ră-cite prin radiaţie nocturnă, a unor cristale fine de gheaţă albicioasă, având adesea forme de solzi, ace, pene, sau evantaie(fig.71), cristale ce provin direct din sublimarea vaporilor de apă conţinuţi în pătura de aer de la suprafaţa terestră. Bruma se depune de obicei pe obiectele de pe sol, sau din imediata vecinătate a solului şi mai ales pe suprafeţele lor orizontale.

Fenomenul se produce numai în semestrul rece al anului, în condiţii sinoptice de calm atmosfe-ric şi cer senin, cu o frecvenţă mai mare după apusul Soarelui sau înainte de răsăritul Soarelui. Bruma poate apărea şi în cursul nopţii, iar uneori chiar în timpul zilei.

Concret, condiţiile dominante necesare for-mării brumei sunt:

- calm atmosferic, sau vânt slab (până la 2m/s), - temperaturi de –2, - 3oC, - umiditate relativă mai mare de 80% (la înălţimea adăpostului meteorologic), - nebulozitate foarte redusă sau prezen-ţa norilor foarte subţiri şi transparenţi, - suprafeţe superioare orizontale sau

puţin înclinate ale obiectelor mari şi plate (scânduri, acoperişuri, frunze căzute etc.) situate de obicei în apropierea locurilor umede (lacuri, mlaştini etc.),

- suprafeţe închise la culoare ce prezin-tă asperităţi. În situaţiile în care temperatura aerului este de 0o, iar temperatura solului coboară până la

–10oC bruma se depune şi în condiţii de umiditate relativă scăzută (sub 50%) în adăpost. În condiţii-le unei răciri puternice şi rapide bruma se poate depune şi pe unele părţi verticale ale obiectelor. Sublimarea vaporilor de apă pe suprafaţa activă are loc când temperatura acesteia devine negativă şi este mult mai scăzută decât cea a aerului cu care vine în contact. Fenomenul se observă chiar şi la temperaturi uşor pozitive ale temperaturii aerului (+2,+3o în adăpost), dar frecvenţa şi intensitatea maximă a brumei se constată la temperaturi de –2,–3oC.

Depunerea de gheaţă formată de acest hidrometeor are grosimea mică, fiind cuprinsă în mod obişnuit între 1 şi 3mm, depăşind rareori 5mm. Când temperatura aerului sau a suprafeţei active creşte, bruma dispare de regulă prin evaporare şi mai rar prin topire.

VIII.1. 4.2.2. Abureala îngheţată

Fenomenul are aspectul unei depuneri de gheaţă cristalină pe diferitele obiecte de pe sol, a căror suprafaţă este suficient de rece pentru a determina sublimarea vaporilor de apă conţinuţi în aerul de deasupra şi care în urma advecţiei vine în contact cu respectiva suprafaţă. Acest hidromete-or se depune pe suprafeţele verticale expuse vântului, în perioada rece a anului, când aerul relativ cald şi umed invadează progresiv o regiune, după o perioadă lungă de îngheţ puternic.

VIII.1. 4.2.3. Chiciura moale (cristalină sau pufoasă)

Fig. 71 Depozit de brumă pe vegetaţie

Page 113: Lab 24 nov

113

Este o depunere constituită mai ales din ace fine sau solzi de gheaţă, separate între ele prin incluziuni de aer care iau forma unor ramificaţii cristaline cu aspect de ghirlande, ciucuri, tufe, frunze de ferigă sau ramuri de vâsc. Chiciura pufoasă se formează prin sublimarea vaporilor de apă pe obiectele subţiri din at-mosferă (ramuri de arbori – fig. 72, conductori aerieni etc.) a căror suprafaţă are temperatura nega-tivă sau puţin mai mare de 0oC. Acest hidrometeor se produce în următoarele condiţii:

- prezenţa ceţii sau a norului la nivelul staţiei, - prezenţa picăturilor fine de apă suprarăcită în masa de ceaţă sau în masa norului, - temperatura aerului, negativă, de regulă sub -8oC, - calm atmosferic sau vânt calm 2-3 m/s.

Intensitatea şi frecvenţa feno-menului de depu-nere creşte di-rect proporţional cu scă-derea tempera-turii. In-tensitatea şi frecvenţa cea mai mare a depune-rilor de chiciură se ob-servă la tempe-raturi ce coboară sub -15oC. Pe vre-me geroasă, la tem-peraturi sub -30oC fe-nomenul se poate produ-ce chiar şi în lipsa ceţii, dar depune-rea s-a este lentă şi puţin consisten-tă, are aspect pufos şi se scutură uşor. Chiciura cristalină se scutură la cea mai mică atingere sau la viteze ale vântului ce depăşesc 5m/s. La temperaturi mai mari de -8oC se formează foarte rar, lipsind aproape total în intervalele cu tempe-

raturi mai mari de -2oC. Chiciura se depune în apropierea solului sau pe sol şi, pe feţele obiectelor expuse. Depunerea este mai consistentă pe părţile proeminente sau ascuţite expuse circulaţiei aeru-lui. În general depunerea de chiciură este cu atât mai intensă cu cât diametrul ramurii sau conducto-rului pe care se formează este mai mic. Pe crengile cu diametrul de peste 5mm se depune o cantitate foarte mică de chiciură, iar pe ramurile sau conductorii subţiri grosimea acesteia poate atinge câţiva centimetri când aceasta durează câteva zile la rând. In mod normal grosimea depunerii de chiciură mai ales pe conductorii sau cabluri subţiri nu depăşeşte 1cm. In timpul formării chiciura cristalină acoperă mai întâi firele foarte subţiri (firele de păianjen, scamele frânghiilor, sforile de rufe etc.) sunt observate şi cazuri când depunerea depăşeşte 5cm (în zonele de munte, când procesul durează mai multe zile în şir).

VIII.1. 4.2.4. Chiciura tare (granulară)

Are aspectul unei depuneri de gheaţă granulară, în general albă, care prezintă iniţial aspect de zăpadă sau măzăriche şi care devine apoi compactă şi sticloasă. Aspectul exterior al acestui hi-drometeor ce se depune pe obiectele subţiri din atmosfera liberă sau pe suprafaţa terestră este cel al

Fig. 72 Depuneri de chiciură cristalină sau pufoasă

pe ramurile vegetaţiei arborescente

Page 114: Lab 24 nov

114

structurilor amorfe, necristaline. Din loc în loc suprafaţa amorfă a chiciurii granulare prezintă ace mate şi aspre, cu dimensiuni inegale, lipsite de feţe sau muchii cristaline.

Granulele de gheaţă constituente sunt mai mult sau mai puţin separate prin incluziuni de aer. Chiciura granulară se depune pe suprafaţa obiectelor de pe sol sau din apropierea acestuia şi care sunt expuse unui vânt de intensitate cel puţin moderată. In direcţia din care bate vântul, sau în direc-

ţia dominantă a vântului grosimea depunerii poate creşte foarte mult, acesta căpătând forma de pa-nă, flamură, lamă lată. Forma depunerii depinde de dimensiunile sau diametrul suportului de care acesta se prinde. Depunerile de chiciură tare cresc aproape exclusiv pe părţile obiectelor aflate în direcţia vântului, fiind mai evidente pe vârfurile, colţurile şi muchiile acestora.

Între viteza vântului şi grosimea depu-nerii de gheaţă există o relaţie direct proporţi-onală (fig. 74). Intensitatea depunerilor de chi-ciură granulară este mai mare când vântul suflă perpendicular pe suprafeţele de depunere. În zonele montane, cu umiditate atmosferică ridi-cată, vânturi frecvente şi puternice, grosimea depunerilor de chiciură poate depăşi 1m(fig. 73). În atmosfera liberă chiciura tare constituie una din formele de givraj depuse pe compo-nentele avioanelor care sunt expuse curentului. Chiciura tare se naşte prin îngheţarea rapidă

mai mult sau mai puţin individuală a picăturilor de apă rămase în stare lichidă după încetarea stării de suprarăcire. Modalitatea producerii îngheţului determină ca între particulele îngheţate să rămână spaţii cu aer, poroase. Spre deosebire de chiciura moale, chiciura tare prezintă o aderenţă puternică la obiectele pe care se depune, fiind înlăturată de pe acestea prin răzuire. Când se desprinde de pe conductori for-mează bucăţi lungi de 5-10cm şi groase de 1-2cm. Condiţiile favorabile depunerilor de chiciură granulară sunt:

- temperaturi cuprinse între -2 şi -7 oC, - timp ceţos, - vânt tare.

Prin faptul că depunerile de chiciură granulară pot atinge grosimi şi greutăţi mari, hidrome-teorul în cauză este unul periculos pentru aviaţie, provocând pagube mai ales liniilor de transport ale energiei electrice, livezilor de pomi fructiferi etc. prin încărcarea lor suplimentară. Spre exemplu în

Fig. 73 Depunere de chiciură tare pe o clădire situată pe Mun-tele Ventoux la altitudinea de 1900m( februarie 1934, ora 900)

Noaptea care a precedat luarea fotografiei a fost senină, cu clar de lună şi vizibilitate foarte bună. Singurul nor prezent atunci a fost un capişon ce acoperea vârful Ventoux. Acesta avea origine orografică. Baza lui s-a situat la 1800 m. Vârful muntelui a fost învă-luit într-o ceaţă foarte densă. Capişonul noros s-a împrăştiat la răsăritul Soarelui. Clădirea s-a acoperit de gheaţă albă, din care unele porţiuni înaintează către dreapta sub formă de vârfuri ce ating pe alocuri 1 m sau mai mult, ceea ce indică predominanţa vântului în timpul depunerii chiciurii de la dreapta către stânga fotografiei. Gheaţa s-a format prin îngheţarea picăturelelor supra-răcite ce se aflau în componenţa masei no-roase în momentul ciocnirii lor cu clădirea, dând astfel naştere unui strat de gheaţă constituit din granule mai mult sau mai puţin separate prin bule de aer, care îi dau aspec-tul alb. (după Atlasul Internaţional de Nori - 1983)

Fig. 74 Schiţă ce redă relaţia direct proporţio-nală ce se stabileşte între viteza vântului şi

grosimea depunerilor de gheaţă

Page 115: Lab 24 nov

115

zonele înalte depunerile de chiciură pe conductori ating frecvent grosimi de 20-30cm, ceea ce co-respunde unei supraîncărcări de 4-6kg pe metru liniar de conductor. În situaţii excepţionale diame-trul depunerii poate depăşi chiar 60cm, încărcând suplimentar cu aproximativ 50kg fiecare metru liniar de conductor.

Structura internă şi densitatea chiciurii granulare depind de dimensiunea picăturilor de apă din masa de ceaţă sau din masa norului. Caracterul predominant granular al depunerii este determi-nat de prezenţa picăturilor de dimensiuni mici şi medii, care îngheaţă mai repede şi prin aceasta îşi păstrează forma sferică, mărgelată. Dacă în masa de ceaţă sau nor predomină picăturile de dimensi-uni mari, apropiate de cele ale burniţei, aspectul depunerii este asemănător cu cel al poleiului. Den-sitatea chiciurii granulare este mai mare pe partea obiectelor expusă vântului dominant şi mult mai redusă pe partea adăpostită, unde de multe ori şi hidrometeorul nici măcar nu se formează.

Şi valorile temperaturii (alături de cele ale vitezei vântului) influenţează densitatea depunerii de chiciură. Depozitul de gheaţă devine din ce în ce mai afânat şi mai puţin dens pe măsura scăderii temperaturii, deoarece picăturile de apă îngheaţă mai repede şi nu pot forma un strat compact de gheaţă.

La temperaturi sub -7oC pe fondul slăbilirii intensităţii vântului chiciura granulară se trans-formă în chiciură cristalină. La temperaturi mai mari de -3oC, pe măsura creşterii dimensiunilor picăturilor de ceaţă chiciura granulară se transformă în polei.

Cantitatea de chiciură tare creşte cu înălţimea deasupra solului datorită creşterii vitezei vân-tului ca urmare a diminuării frecării. În situaţia în care apa rămasă în stare lichidă după încetarea suprarăcirii pătrunde între spaţiile libere dintre particulele de gheaţă care s-au format mai înainte şi apoi îngheaţă lent, se formează chiciura transparentă.

Chiciura transparentă este compactă şi netedă, destul de amorfă, prezentând o suprafaţă ne-uniformă şi morfologic asemănătoare cu poleiul. Se depune pe obiectele expuse vântului, de pe sol şi din vecinătatea acestuia şi se observă mai ales în zonele muntoase. În atmosfera liberă dă naştere fenomenului de givraj. Hidrometeorul în cauză aderă foarte puternic la obiectele pe care se depune, neputând fi desfăcut de pe acestea decât prin spargere sau topire. Chiciura transparentă se formează întotdeauna când temperatura aerului este cuprinsă între 0 şi -3oC.

VIII.1. 4.2. 5. Poleiul

Reprezintă o depunere de gheaţă omogenă, netedă şi transparentă, formată prin îngheţarea

picăturilor suprarăcite de ploaie sau burniţă pe suprafaţa solului sau pe obiectele de pe acesta, în condiţiile în care suprafeţele receptoare au o temperatură negativă sau puţin mai mare de 0oC. Pole-iul acoperă toate părţile obiectelor expuse precipitaţiilor, este în general compact, omogen, morfo-logic asemănându-se cu chiciura transparentă.

Poleiul se formează pe sol şi în imediata vecinătate a solului când picăturile de ploaie sau burniţă traversează un strat de aer destul de gros şi a cărui temperatură este negativă. Impactul pică-turilor suprarăcite cu suprafaţa solului (care poate avea şi o temperatură uşor pozitivă) determină spargerea acestora şi transformarea lor într-o peliculă de gheaţă. Dacă în urma schimbului caloric dintre pelicula de gheaţă şi suprafaţa pe care aceasta se depune nu se ajunge la o temperatură nega-tivă, poleiul se topeşte la scurt timp după formare. În atmosfera liberă poleiul se formează pe aero-nave sub formă de givraj când acestea traversează straturile de aer în componenţa cărora se află par-ticule de apă suprarăcite.

În natură se pot observa două forme de polei: - una mată destul de asemănătoare cu formele de tranziţie către chiciura granulară, - una transparentă sau sticloasă care are forma unei depuneri de gheaţă groasă, densă şi

transparentă ce îmbracă solul sau obiectele de pe părţile expuse vântului. În ultimul caz în situaţii de excepţie crusta de gheaţă poate ajunge la grosimi de zeci de cm

rupând suporturile mai fragile (conductori electrici, crengi ale arborilor) prin greutatea masei sale. Depuneri atât de consistente se pot produce atât în ariile montane cât şi în cele de câmpie.

Frecvenţa maximă a fenomenului se înregistrează la temperaturi cuprinse între 0,1 şi -1,0oC. Foarte rar poate apărea şi la temperaturi de -10oC, iar în mod excepţional la temperaturi de până la -16oC.

Page 116: Lab 24 nov

116

O depunere de gheaţă asemănătoare cu chiciura tare sau poleiul este zăpada umedă îngheţa-tă. Dacă după căderea lapoviţei sau a unei zăpezi umede care aderă puternic pe obiectele de pe sol (cădere ce se produce la temperaturi ale aerului cuprinse între +0,3 şi +2,0oC) se produce o răcire sensibilă a vremii, stratul de zăpadă umedă sau de lapoviţă format, îngheaţă şi se transformă într-o masă de gheaţă, care prin aspectul său se aseamănă cu chiciura tare sau chiar cu poleiul. Observato-rul va aprecia depozitul format ca depunere sau strat de zăpadă, nu de chiciură sau polei.

VIII. 2. Litometeorii

Litometeorii sunt fenomene meteorologice constituite din ansambluri de particule de natură terestră (praf, fum, nisip, pulberi industriale, cenuşa vulcanică), în cea mai mare parte solidă, care pot exista în atmosferă sub formă de suspensii (mai mult sau mai puţin stabile), sau pot ajunge în atmosferă ridicate de vânt de pe sol.

Litometeorii care nu au caracter de suspensie în atmosferă sunt pâcla, praful în suspensie şi fumul. Aceşti litometeori sunt alcătuiţi din particule foarte fine de origine marină, praf, fum, nisip, ridicate prin turbulenţă la scară moleculară, fie prin convecţie termică de pe suprafaţa mărilor şi oceanelor, a uscaturilor sau provenite din diferite arderi (incendii de păduri, savane, stepe, activitate industrială, transporturi sau erupţii vulcanice etc.).

Litometeorii formaţi sub acţiunea vântului prin efectul dinamic şi de frecare exercitat de acesta asupra suprafeţei active sunt: transportul de praf sau de nisip şi vârtejul sau turbionul de praf sau nisip.

Atât suspensiile cât şi particulele transportate reduc vizibilitatea direct proporţional cu in-tensitatea fenomenului de transport. Dacă în cazul suspensiilor se produc doar anumite fenomene optice specifice difuziei luminii solare(în unele cazuri o colorare specifică a peisajului), în cazul furtunilor violente de nisip sau praf vizibilitatea devine practic nulă.

VIII. 2. 1. Litometeorii sub formă de suspensii de particule uscate în atmosferă VIII. 2. 1.1.Pâcla uscată

Este definită ca fiind o suspensie în atmosferă, a unor particule solide, uscate, de dimensiuni

extrem de mici, invizibile cu ochiul liber şi care datorită densităţii lor mari dau aerului un aspect tulbure, opalescent. Pâcla imprimă o nuanţă gălbuie sau roşiatică obiectelor îndepărtate, strălucitoa-re sau luminate. În prezenţa acestui litometeor obiectele întunecate capătă o tentă albăstruie.

Efectele lor optice produse în prezenţa pâclei se datorează absorbţiei şi difuziei luminii pe particulele constituente ale suspensiei. La rândul lor aceste particule au propria lor culoare, contri-buind prin aceasta ele însele la colorarea peisajului. Prin efectele optice produse şi prin valorile re-duse ale umidităţii relative (care coboară frecvent sub 50%) pâcla se deosebeşte de aerul ceţos. În prezenţa pâclei vizibilitatea orizontală poate varia în limite foarte largi, putând coborî frecvent şi sub limita de 1 km în funcţie de densitatea suspensiei.

VIII. 2. 1.2. Pâclă de nisip (suspensia de praf sau de nisip)

Constituie o suspensie în atmosferă a unor pulberi sau granule mici de praf sau de nisip care au fost ridicate de pe sol, înainte de momentul observaţiei, de către o furtună care între timp a înce-tat. Fenomenul poate să fi avut loc la staţia meteorologică, în vecinătatea acesteia sau la mare dis-tanţă de locul observaţiei. Suspensia de praf sau de nisip face ca în timpul zilei discul Soarelui să apară pal şi fără raze, iar când coboară către orizont culoarea acestuia să fie roşiatic - portocalie. Dacă prezenţa acestui litometeor coincide cu căderea de precipitaţii lichide (ploaie, burniţă) sau so-lide (ninsoare) atunci precipitaţia lichidă capătă o componentă noroioasă, iar pe stratul de zăpadă proaspăt depus se observă şi un strat fin de praf de culoare galben cafenie. Când suspensia conţine particule suficient de mari, ele se aşează pe suprafaţa terestră sub forma unui strat ce devine vizibil şi în absenţa precipitării.

VIII. 2. 1.3. Fumul

Page 117: Lab 24 nov

117

Este semnalat în cazul în care în atmosferă apar în suspensie particule solide, uscate, de di-mensiuni reduse, provenite din diferite arderi. Litometeorul poate fi observat atât în atmosfera joasă, în vecinătatea suprafeţei terestre cât şi în atmosfera liberă. În prezenţa fumului, Soarele capătă la răsărit şi la apus o culoare sângerie, iar la amiază o tentă portocalie. În ariile urbane fumul provenit din diferite arderi are un miros caracteristic, prezentând culori în general închise(cafeniu, cafeniu închis, negru). Fumul generat de incendiile apropiate de păduri şi care se prezintă sub formă de stra-turi vaste determină prin absorbţia şi difuzia luminii solare o culoare a cerului în nuanţe de galben-verzui. Fumul produs de incendiile îndepărtate este repartizat mai uniform în atmosferă prezentând culori slab cenuşii sau albăstrii. Litometeorul fum produs în atmosfera liberă se deosebeşte de norii de fum (nori de incendii, nori industriali) prin aspectul său difuz şi, prin absenţa oricărui contur.

VIII. 2.2. Litometeori constituiţi din ansambluri de particule uscate,

ridicate în atmosferă de vânt VIII. 2.2. 1. Transportul de praf sau de nisip la sol

Se manifestă în condiţiile în care praful sau nisipul este ridicat şi transportat de vânt aproxi-mativ paralel cu suprafaţa terestră, la înălţimi situate de regulă sub nivelul ochiului observatorului (sub 2m). Suprafaţa solului şi obiectele joase sunt voalate sau mascate de praful sau nisipul în miş-care, dar la nivelul ochilor observatorului vizibilitatea nu este aproape deloc diminuată.

VIII. 2.2. 2.Transport de praf sau de nisip la înălţime

Este reprezentat de praful sau nisipul desprins şi ridicat de vânt de pe suprafaţa terestră şi apoi transportat prin atmosferă la înălţimi mai mari de 2 m. Vizibilitatea orizontală la nivelul ochi-lor observatorului şi cea verticală este destul de redusă, iar cerul sau chiar Soarele este aproape complet voalat.

VIII. 2.2. 3. Furtuna de praf sau nisip Când vântul bate cu putere, mişcările turbulente ale aerului ridică cu violenţă particulele de

praf sau de nisip de pe suprafaţa solului până la înălţimi mari, acestea luând forma unor aglomerări haotice, dezordonate. Astfel de furtuni se produc de regulă în locurile sau regiunile în care solul uscat este acoperit cu praf sau cu nisip mobil, dar pot să afecteze chiar şi areale acvatice umede, îni-erbate sau împădurite situate uneori la mari distanţe de locul de origine (vânturi precum Suhoveiul, Simunul, Harmattanul, Khamsinul etc. care în manifestarea lor afectează zone continentale întinse).

VIII. 2.2. 4. Perdeaua (zidul de praf sau de nisip)

Reprezintă partea din faţă (anterioară) a unei furtuni de praf sau de nisip văzută de la distanţă – fig. 75. Are aspectul unui zid impunător ce înaintează (frontal sau paralel) mai mult sau mai puţin rapid, în raport cu punctul de obser-vaţie. Zidurile de praf sau de nisip în mişcare însoţesc frecvent norii de furtună (Cumulonimbus) mascând prin praful ridicat de vânt baza acestora. În zonele tro-picale (mai rar temperat-continentale) feno-menul se poate produce şi de-a lungul unui front rece de deplasare

rapidă.

Fig. 75 Zid de nisip la 120km SSE de Damasc, fotografiat din avion, de la altitudinea de 3000m pe data de 17 IV 1951, ora 1400

( după Atlasul Internaţional de Nori - cu completări)

Page 118: Lab 24 nov

118

VIII. 2.2. 5. Vârtejul de praf sau de nisip Ansamblu de particule de praf, nisip sau resturi de vegetaţie moartă, hârtii etc. ridicate de pe sol

sub forma unei coloane verticale înguste cu mişcare turbionar-spiralată, coloană a cărei înălţime es-te variabilă (de obicei redusă) prezentând de asemenea un ax principal vertical cu un diametru mic. Acest hidrometeor se formează mai ales pe timp senin sau puţin înnorat, în absenţa vântului sau în condiţii de vânt slab şi vreme caldă. Cauza generatoare a mişcărilor spiralate este reprezentată de instabilitatea aerului din imediata vecinătate a solului, datorată puternicei încălziri a suprafeţei acti-ve prin insolaţie. Mişcările turbionare cu ax vertical au durată de existenţă de ordinul a câteva minu-te, iar pe verticală nu depăşesc în mod normal câţiva zeci de metri.

VIII. 3. Fotometeorii

Fotometeorii sunt fenomene meteorologice luminoase produse de reflexia, refracţia, difrac-ţia sau interferenţa luminii solare sau lunare la trecerea prin atmosferă, nori sau ceaţă.

VIII. 3. 1. Haloul Reprezintă un grup de fenomene cu as-

pect de inele, arcuri, coloane sau pete luminoa-se determinate de refracţia, reflexia sau disper-sia luminii solare sau lunare pe cristalele de gheaţă aflate în suspensie în atmosferă (nori cirriformi, ace de gheaţă, ceaţă îngheţată etc). Fenomenele de halo pot fi generate de lumina solară(fig. 75a) sau lunară. Ele se ma-nifestă de obicei când prin faţa Soarelui sau Lunii trec văluri subţiri de nori superiori (Cirrostratus, mai rar Cirrocumulus) sau nori Stratus cu temperaturi negative foarte coborâte. Haloul determinat de refracţia luminii solare poate fi mai colorat, iar haloul lunar este

întotdeauna alb. Lumina puternică a Soarelui face ca haloul solar să nu poată fi observat decât dacă se folosesc ochelari fumurii. Frecvenţa fenomenelor de halo creşte dinspre regiunile temperate spre cele polare unde norii sunt alcătuiţi aproape exclusiv din cristale de gheaţă. Pentru că este vorba de fapt de un grup de fe-nomene menţionăm că foarte rar se întâmplă ca acestea să poată fi observate simultan, ele producându-se de regulă individual. În funcţie de abundenţa şi orientarea cristalelor de gheaţă care au o mişcare continuă şi ne-regulată în atmosferă iau naştere diverse forme de halo(fig. 76).

Haloul mic (ordinar) este un fenomen optic observat cel mai frec-vent sub forma unui inel luminos, alb sau slab colorat, cu rază de 22o situat concentric în jurul Soarelui sau Lunii. Apare datorită refracţiei şi reflexiei razelor de lumină la trecerea lor prin acele de gheaţă cristalizate în sistem hexagonal şi ale căror feţe formează între ele unghiuri de 60o

(fig. 77). În general marginea inter-ioară, dinspre astru, a haloului prezin-tă o coloraţie roşie, slab vizibilă iar cea exterioară în cazuri foarte rare o coloraţie violetă. Mai rar când haloul este bine exprimat, se poate distinge succesiunea normală a tuturor culori-

Fig. 75a Halo solar

Fig. 76 Schema diferitelor formede fenomene tip halo(a)

şi de apreciere a mărimilor(b1, b2)

Page 119: Lab 24 nov

119

lor spectrului. Partea de cer cuprinsă în interiorul inelului este mult mai întunecată decât restul ceru-lui. Haloul mare (extraordinar) este observat mai rar, are formă circulară, cu raza de 46o. Se formează concentric cu haloul mic datorită refracţiei şi reflexiei luminii solare sau lunare care tra-versează cristalele de gheaţă ce constituie norii Cirrostratus sau acele de gheţă ale căror feţe for-mează între ele unghiuri de 90o (fig. 77.).

Şi haloul mare se deosebeşte de cel ordinar prin dimensiuni, prin faptul că raza sa unghiulară este de 46o, la care se adaugă o luminozitate mai slabă. Apare destul de frecvent sub forma unui cerc incom-plet din cauza discontinuităţii pânzei noroase cirriforme pe care se formează. Foarte rar poate să apară şi un al treilea inel concentric, cu rază unghiu-lară de 90o. Pentru aprecierea sau verificarea mărimii ra-zei unghiulare aparente a haloului observat vom în-tinde mâna în direcţia astrului luminos, cu palma ori-entată perpendicular pe braţul întins în aşa fel încât să mascheze Soarele sau Luna. Când cercul luminos al haloului se înscrie pe extremitatea degetelor, atunci haloul este de 22o (fig. 76 b1 şi b2). În caz contrar fe-nomenul este considerat ca fiind cu raza de 46o. Haloul mare şi haloul mic îşi datorează mani-

festarea refracţiei şi reflexiei luminii solare sau lunare, aceste procese fiind favorizate de forma cris-talelor de gheaţă, formă care se înscrie în sistemul romboedric, de tip prismă sau lamelă hexagona-lă(ace şi lamele- fig.77) Arcurile tangente Se prezintă sub forma unor arcuri luminoase la exteriorul haloului mic(fig. 75a, 76).

Se nasc prin refracţia razelor solare sau lunare ce cad pe feţele laterale ale cristalelor de gheaţă cu forme aciculare(fig. 78). Arcele ating haloul mic fie în punctul lor cel mai înalt (arcul tangent superior) fie în punctul cel mai jos (arcul tangent inferior). Forma arcurilor depinde de înălţimea astrului deasupra orizontului. Uneori arcurile sunt foarte scurte, reducându-se practic la dimensiunile unor pete luminoase situate pe marginile haloului mic.

Arcurile circumzenitale. Reprezintă părţi ale unor inele luminoase tangente la haloul ma-re(fig. 75a, 76). Se formează datorită refracţiei razelor de lumină care pătrunde în cristalele de ghea-ţă prin bazele lor şi ies prin feţele laterale(fig. 79). Arcul circumzenital superior prezintă o curbură

accentuată şi este vizibil în vecinătatea zenitului numai dacă înălţimea unghiulară a astrului dea-supra orizontului este cuprinsă între 32-22o. Acest arc are culorile spectrului (ROGVAIV) bine exprimate, cu roşul la partea exterioară şi violetul la partea inferioară. Arcul circumzenital inferior, are forma unui arc larg deschis, ca un segment de cerc ori-zontal cu rază mare, observabil în vecinătatea orizontului şi tangent la partea inferioară a ha-loului mare. Acest arc devine vizibil numai pen-tru înălţimi unghiulare ale astrului cuprinse între 58 - 68o şi de aceea, este un fenomen destul de

rar. Frecvent arcurile circumzenitale sunt vizibile şi în absenţa haloului mare.

Fig. 77 Geometria cristalelor de gheaţă sub formă de prisme(ace) sau lamele hexagona-le face posibilă producerea fenomenelor op-

tice de halo mic şi halo mare

Fig. 78 Cristale aciculare orizontale ce ce favorizează producerea arcurilor

tangente

Fig. 79 Lamelă hexagonală simplă care favo-

rizează apariţia arcului circumzenital

Page 120: Lab 24 nov

120

Cercul parahelic sau paraselenic. Se prezintă ca o bandă luminoasă albă strălucitoare, ori-zontală care aparent traversează Soarele sau Luna, ocolind apoi întreaga boltă cerească paralel cu orizontul(fig.76). Prezenţa acestor cercuri se datorează refracţiei razelor de lumină care cad pe cris-talele de gheaţă orientate vertical, asociate cu una sau două lamele la capete(fig. 80).

În anumite puncte de pe cercul parahelic (paraselenic) pot apare pete sau nuclee luminoase deseori viu colo-rate, situate frecvent în imediata veci-nătate fie a haloului mic, fie a celui mare. Mult mai rar pot fi observate nuclee luminoase similare la o distanţă azimutală de 120o faţă de Soare/Lună (paranthelii/paraselenii) sau foarte rar în partea opusă Soarelui/Lunii (ante-helii/anteselenii). Anteheliile se for-mează pe asociaşii de cristale de tip

maclă(fig. 81). Când parheliile/paraseleniile, parantheliile/paraseleniile, sunt deose-bit de strălucitoare ele sunt denumite şi „Sori falşi” sau „luni false”.

Coloana luminoasă Are forma unei benzi de lumină

continuă sau discontinuă care poate fi observată la verticala Soarelui sau a Lunii(fig.75a, 76), deasupra sau sub poziţia astrului. Coloanele luminoase sunt determinate de o reflexie simplă a luminii pe faţetele orizontale ale unor cristale de gheaţă care se balansează în sus şi în jos în jurul axei verticale. Se formează în mod asemănător cu coloa-nele luminoase produse de razele Soa-relui pe o suprafaţă de apă uşor agitată.

Crucile luminoase Se formează ca atunci când co-

loanele luminoase intersectează cercul parahelic sau paraselenic şi au în centrul lor Soarele sau luna. Părţile orizontale ale acestor cruci reprezintă segmente din cercul parahelic sau paraselenic şi sunt de regulă mai lungi decât cele verti-cale (decât coloanele luminoase).

Imaginea Soarelui este un fenomen de halo determinat de reflexia luminii solare pe cristale-le de gheaţă existente în anumiţi nori. Îmaginea în cauză apare deasupra şi sub poziţia Soarelui, sub forma unei pete albe strălucitoare, asemănătoare imaginii Soarelui formată pe o suprafaţă calmă de apă. Imaginea este vizibilă numai privită de sus în jos, fapt posibil dintr-un avion în zbor, sau mai rar de pe vârful unui munte înalt. La latitudinea ţării noastre poate fi vizibilă numai în semestrul re-ce.

VIII. 3. 2. Coroana solară sau lunară

Fotometeorul este reprezentat prin două-trei (foarte rar mai mult de trei) serii de inele colo-rate cu rază relativ mică şi cu o poziţie concentrică în jurul Soarelui (fig. 81a) sau al Lunii.

Coroana solară poate fi observată printr-o sticlă colorată sau afumată, iar cea lunară cu ochiul liber. Pentru fiecare serie de inele cel interior este întotdeauna violet sau albastru, iar cel ex-terior roşu. Coroanele solară sau lunară sunt determinate de difracţia luminii provenite de la astrele

Fig. 80 Tipuri de cristale de gheaţă cu formă coplexă care favorizează producerea parheliilor şi cercurilor parhelice

Fig. 81 Maclă constituită din patru cristale hexagonale dipuse în cruce care determină producerea anteheliilor

(după Dobrowolski)

Page 121: Lab 24 nov

121

menţionate şi care traversează un strat de aer ceţos, de ceaţă sau un nor subţire constituit dintr-un amestec de particule foarte mici de apă lichidă sau de gheaţă.

Razele seriilor de inele sunt cu atât mai mici cu cât particulele de apă care deter-mină difracţia sunt mai mici. Cu cât particule-le de apă sunt mai uniforme, cu atât culorile coroanelor sunt mai pure şi mai numeroase. Însă, în general, culorile coroanelor sunt mai puţin pure şi numeroase decât cele ale curcu-beului. Formele neregulate ale coroanelor se produc cel mai frecvent în cazul norilor dato-rită dimensiunilor diferite ale particulelor constituiente ale norului dar şi formei şi gro-simii diferite a macroelementelor structurale ale masei noroase. Atunci când Luna nu este plină, coroanele cu rază mică pot fi deformate datorită formei convexe sau în creştere a as-

trului. Apariţia coroanelor este favorizată de norii de genurile Altocumulus şi Altostratus, iar une-

ori (foarte rar) şi de norii din genurile Cirrocumulus, Cirrostratus şi Stratocumulus înalţi. Aplicând teoria ondulatorie a luminii şi considerând norul ca pe un ecran cu numeroase perforaţii s-au obser-vat şi demonstrat următoarele:

- fenomenul se produce pe particule de dimensiuni cuprinse între 7 şi 20µ, - frecvenţa lui de apariţie creşte odată cu creşterea dimensiunilor picăturelelor, - creşterea dimensiunilor picăturelelor duce la reducerea razelor inelelor colorate, - creşterea diametrului inelelor indică evaporarea parşială a picăturelelor.

VIII. 3. 3. Irizaţii

Fotometeorul se evidenţiază prin diferite culorile observate pe nori, fie amestecate, fie cu aspect de benzi aproximativ paralele cu contururile norului. Între culori, dominante sunt verdele şi rozul.

Până la o distanţă de circa 10o faţă de Soare irizaţiile îşi datorează prezenţa în special proce-sului de difracţie, iar peste acestă distanţă procesul dominant de formare al lor este interferenţa. Uneori irizaţiile pot fi observate până la distanţe unghiulare ce pot depăşi 40o faţă de Soare. Chiar şi la aceste distanţe culorile lor pot fi destul de strălucitoare. Formarea irizaţiilor până la distanţe aşa de mari de Soare a condus la următoarele concluzii:

- norii respectivi sunt constituiţi din particule de formaţie recentă, nemodificate prin procese secundare,

- aceste fenomene se produc cu frecvenţa cea mai mare pe norii în care există procese de transformare rapidă şi care au o durată scurtă de existenţă.

La latitudinea României norii pe care se formează irizaţiile sunt Cirrocumulus şi unele varie-tăţi de Altocumulus.

VIII. 3. 4.Gloria

Fotometeorul este reprezentat prin una sau mai multe serii de inele colorate, văzute de ob-servator în jurul umbrei sale, proiectată:

- pe un nor constituit din numeroase picături fine de apă, pe un banc sau pânză de ceaţă, - sau mult mai rar chiar pe rouă. Fenomenul se datorează tot difracţiei şi reflexiei luminii, iar inelele colorate sunt dispuse

asemănător cu cele din coroane. Umbra umană, având capul înconjurat de o coroană luminoasă se produce pe un văl de ceaţă sau pe un nor când Soarele se află cu puţin deasupra orizontului. Gloria poate fi observată şi de pasagerii avioanelor în zbor, în jurul umbrei avionului proiectată pe norii de sub el.

Fig. 81a Coroană solară

Page 122: Lab 24 nov

122

Cele mai bune condiţii de formare şi observare ale acestui fe-nomen se întâlnesc în regiunile mon-tane.

VIII. 3. 5. Curcubeul

Curcubeul este reprezentat printr-un grup de arce de cerc con-centrice, dispuse cu concavităţile în jos şi ale căror culori merg de la roşu pe exterior la violet pe interior. Fe-nomenul este determinat de lumina solară sau lunară şi se produce datori-tă refracţiei, reflexiei sau dispersiei acesteia pe un „ecran” de picături de apă din atmosferă (picături mai mari

de ploaie sau mai fine de burniţă sau ceaţă – fig.82 ). Lumina solară impune curcubeului culori mai intense, iar în cazul luminii lunare acestea

sunt mult mai atenuate, de multe ori chiar inexistente, curcubeul fiind reprezentat numai printr-un cerc alb-cenuşiu.

Arcele de cerc co-lorate formate pe fondul picăturilor de apă luminate de Soare/Lună se situează întotdeauna în partea în care se îndreaptă privirea observatorului când acesta este cu spatele la astrul respectiv şi, în vârful conu-lui către care converg raze-le luminoase. Apariţia şi observarea curcubeului depind de:

- intensitatea sur-sei de lumină,

- numărul şi di-mensiunea pi-căturilor de apă din atmosferă,

- unghiul de înăl-ţime al Soarelui faţă de orizont şi,

- poziţia observa-torului.

Fiind format din mai multe arcuri colorate, observatorul va deosebi în majoritatea cazurilor un curcubeu principal, iar uneori încă unul secundar,

situat deasupra celui principal, având culorile dispuse invers şi arcele mai late, dar mai puţin lumi-nate decât ale curcubeului principal. Culorile celui de-al doilea curcubeu sunt inverse decât în pri-

Fig. 82 Schematizare ce prezintă formarea curcubeului

Fig. 83 Schiţă reprezentând formarea curcubeului principal

Fig. 84 Schiţă ce reprezintă formarea curcubeului secundar

Page 123: Lab 24 nov

123

mul, datorită faptului că în cazul curcubeului secundar s-a produs o dublă reflexie a razelor lumi-noase, iar a celui principal s-a produs doar o singură reflexie a acestora. Curcubeul principal. Are forma unui arc semicircular colorat, continuu sau nu, care apare pe un ecran de picături de apă, luminate direct de Soare sau Lună. Arcul colorat se formează în par-tea opusă Soarelui sau Lunii şi are centrul pe dreapta ce uneşte poziţia observatorului cu cea a astru-lui (fig. 83). Acesta explică de ce curcubeul poate fi observat chiar sub forma unui inel complet atunci când este privit dintr-un avion. Toate culorile curcubeului: roşu, poprtocaliu, galben, verde, albas-tru, indigo, violet sunt observate rar împreună. Culorile observate şi lăţimea benzilor fiecărei culori în parte depind de dimensiunile picăturilor sau picăturelelor de apă din atmosferă. În toate cazurile, culoarea violet se situează în interiorul arcului semicircular (cu raza de 40o), iar culoarea roşie la exteriorul acestui arc având raza de 42o. În exteriorul curcubeului culoarea cerului este mai întune-cată decât în interiorul său.

Curcubeul secundar. Se produce în acelaşi timp cu curcubeul principal putând fi pbservat ca un arc colorat, mai puţin luminos decât arcul principal, cu lăţime aproape dublă, plasat la exteriorul arcului principal şi având culorile dispuse invers (roşu la interior - corespunzător unei raze de 50o, violetul la exterior - corespunzător unei raze de 54o). Al doilea arc colorat se datorează unei duble reflexii interioare a razelor de lumină în picătura de apă. Luminozitatea mai redusă a celui de-al doilea arc se datorează slăbirii intensităţii razelor luminoase care-l produc, datorită dublei reflexii suferite în interiorul picăturilor de apă. Când sunt observate simultan, între cele două arce culoarea cerului se prezintă aparent întunecată. Din obser-vaţii a rezultat faptul că arcul principal nu poate fi observat decât dacă înălţimea Soarelui deasupra orizontului este mai mică de 42o02', iar arcul secundar este vizibil numai la înălţimi ale Soarelui mai mici de 50o24'. De aceea la latitudinea României curcubeul nu este vizibil în zilele de vară în orele din jurul amiezii. Arcurile supranumerale. În interiorul arcului principal şi mai rar la exteriorul arcului se-cundar, pot apărea arcuri înguste şi colorate (verzi, violete, portocalii), formate datorită fenomene-lor de interferenţă şi care au fost numite arcuri supranumerale. Dacă formarea arcului principal şi secundar poate fi explicată prin intermediul teoriei ge-ometrice a propagării rectilinii a luminii, formarea arcurilor supranumerale se explică numai pe baza teoriei ondulatorii a luminii. Arcurile supranumerale sunt cu atât mai distanţate între ele şi mai distincte cu cât dimensiunile picăturilor pe care se formează sunt mai mici. De asemenea ele sunt mai vizibile când lumina Solară este intensă şi cade pe picături de dimensiuni medii. Curcubeul alb. Când refracţia, reflexia şi, într-o mai mică măsură difracţia luminii Soarelui sau a Lunii se realizează pe picăturelele foarte mici de apă ale unui banc de ceaţă sau de aer ceţos dens, se produce curcubeul alb. Acesta este un curcubeu principal şi poate fi observat sub forma unei benzi albe mărginită de regulă de un franj roşu exterior şi unul albastru interior. Formarea cur-cubeului alb este explicată teoretic tot prin natura ondulatorie a luminii. În practică s-a observat că pentru formarea acestui fenomen este necesară prezenţa picăturelelor de apă cu diametrul de cel pu-ţin 30 microni care produc amestecul culorilor spectrale, din care rezultă banda albă a arcului. Une-ori curcubeul alb obişnuit este foarte puţin luminos, iar franjurile colorate ce-l mărginesc nu pot fi percepute de observator. Acest fotometeor este cunoscut şi sub denumirea de „curcubeu alb fals”

VIII. 3. 6. Inelul lui Bishop

Se prezintă ca un inel albicios, asemănător cu coroanele, conturat în jurul Soarelui sau a Lu-nii. La interior are coloraţie slabă albăstruie, iar la exterior brun-roşcată. Fenomenul se datorează difracţiei luminii care traversează un nor de praf sau pulberi extrem de fine (diametrul de 1,8 mi-croni) de origine vulcanică existente în atmosferă până la mari înălţimi. Raza unghiulară aparentă a inelului este de aproximativ 22o la interior şi 44o la exterior. Culorile inelului nu sunt foarte nete. În jurul Lunii ele sunt în general slabe, iar la exterior este vizibil numai un franj roşu pal. Fotometeorul a fost observat şi descris prima dată de către Bishop în 1883 după puternica erupţie a vulcanului Krakatoa. Ulterior erupţiei, fenomenul a putut fi observat în toate ţările lumii, până în anul 1886.

VIII. 3. 7. Mirajul

Page 124: Lab 24 nov

124

Este un fenomen fotometeorologic datorat refracţiei şi reflexiei luminii în straturile de aer cu temperaturi şi densităţi diferite. Se manifestă în special prin perceperea de către observator a obiectelor îndepărtate sub formă de imagini stabile sau mişcătoare, simple sau multiple, drepte sau răsturnate, mărite sau reduse în plan vertical. Fenomenul mai este cunoscut sub denumirea de „fata morgana”. Obiectele percepute într-un miraj apar fie deasupra, fie sub orizont, situaţii neconforme cu realitatea. Îndepărtarea de la poziţia lor reală poate ajunge până la 180o. Într-un miraj este posibil să fie văzute obiecte situate sub orizont sau mascate de diferite obstacole orografice. În acelaşi timp, alte obiecte care în mod normal sunt vizibile, dispar în condiţiile manifestării acestui fotometeor. Mirajele se produc pe fondul curbării razelor luminoase atunci când ele traversează straturi de aer cu indici de refracţie diferiţi, care variază puternic cu înălţimea datorită diferenţelor de densi-tate a aerului. De aceea fenomenele de miraj vor putea fi observate întotdeauna când temperatura suprafeţei solului diferă mult de cea a straturilor joase de aer. Observaţiile concrete au dus la dife-renţierea a două tipuri de miraj.

Mirajul inferior se manifestă asupra întinderilor de apă, soluri, plaje sau şosele puternic încălzite de insola-ţie. Din cauza încălzirii excesive a straturilor de aer inferioare densitatea acestora scade foarte mult în compara-ţie cu cea a straturilor mai înalte. O consecinţă a acestui fapt este aceea că observatorul vede imaginea răsturnată a unui obiect îndepărtat, imagine care se situează totodată undeva sub nivelul real al acestuia(fig. 84 A). Mirajul superior se observă deasupra suprafeţelor reci în compara-ţie cu aerul de la partea lor supe-rioară, la suprafaţa câmpurilor de ză-padă, a mărilor foarte reci etc. Se pro-duce de regulă în cazul inversiunilor termice când densitatea aerului se re-duce puternic pe verticală. Consecinţa acestei distribuţii în plan vertical şi optic este aceea că, observatorul va vedea imaginea unui obiect îndepărtat răsturnată şi situată undeva deasupra

nivelului real al acestuia. Atât mirajul inferior cât şi cel superior poate fi multiplu (obiectul se multiplică de cel puţin două ori) datorită creşterii sau micşorării foarte rapide a densităţii aerului cu înălţimea. În cazul în care apar diferenţe apreciabile de densitate a aerului pe orizontală, poate fi observat, dar foarte rar şi mirajul lateral. Mirajul este foarte frecvent în zonele de deşert şi polare. Poate fi observat destul de des chi-ar şi în România, cu precădere vara, pe timp cald şi uscat, deasupra plajelor de nisip şi pe şosele. În cazul şoselelor fenomenul este perceput sub forma unor pete umede pe asfalt care dispar pe măsură ce ne apropiem de ele. Alte fenomene optice produse în atmosferă de care nu putem face abstracţie sunt tremurătura, scânteierea, culorile crepusculare sau raza verde.

VIII. 3. 8.Tremurătura Se manifestă printr-o agitaţie permanentă a obiectelor de la suprafaţa terestră, atunci când sunt observate dintr-o direcţie apropiată sau orizontală. Fenomenul poate fi observat de regulă pe

Fig. 84 Mirajul inferior(A) şi superior(B)

Page 125: Lab 24 nov

125

uscat şi este explicat prin fluctuaţiile cu perioadă scurtă ale indicelui de refracţie al straturilor de aer joase, având drept consecinţă reducerea sensibilă a vizibilităţii în plan orizontal.

VIII. 3. 9. Scânteierea

Se pune în evidenţă prin variaţii foarte rapide ale strălucirii stelelor sau luminilor terestre şi prezintă adeseori caracterul unor pulsaţii. Asemănător tremurăturii, fenomenul se explică prin fluc-tuaţiile rapide ale indicelui de refracţie a diferitelor straturi atmosferice traversate de razele lumi-noase. Intensitatea scânteierii este cu atât mai mare cu cât traiectoria parcursă de lumină prin atmos-feră este mai lungă. De aceea scânteierea stelelor din apropierea orizontului este mai puternică decât a celor văzute la zenit. Din acelaşi motiv scânteierea luminilor terestre situate în câmpie este mult mai intensă decât a celor văzute pe vârf de munte.

VIII. 3. 10. Culorile crepusculare Se transpun prin coloraţii diferite ale cerului şi ale vârfurilor montane la apusul sau răsăritul Soarelui. Acestea sunt datorate refracţiei, dispersiei şi absorbţiei selective a razelor solare în at-mosferă. În cadrul acestui fotometeor o reprezentativitate mai mare o prezintă roşeaţa munţilor. La apus, Soarele este invizibil pentru un observator de la câmpie, dar poate lumina încă direct vârfurile munţilor înalţi, care capătă o coloraţie roz sau galbenă. În regiunile cu munţi înalţi fenomenul este frecvent. El a fost observat pentru prima dată pentru Munţii Alpi. Coloraţia crestelor muntoase nu durează mult, se transformă treptat într-o nuanţă albastru închis şi, dispare în momentul în care um-bra rotundă a Pământului ajunge la nivelul lor. Fenomenul se poate produce de 2-3 ori în aceeaşi seară ca urmare a iluminării câmpurilor de zăpadă de prima sau a doua licărire purpurie. Licărirea purpurie poate fi observată în direcţia Soarelui care apune sub forma unui seg-ment de disc mare, luminos care apune deasupra orizontului. Licărirea purpurie prezintă o ridicare treptată şi uşoară deasupra orizontului atingând maximul în suprafaţă şi luminantă când Soarele este la 3-4 grade sub orizont şi, dispare treptat atunci când Soarele se află la aproximativ 6 grade sub orizont. Fenomenul se mai poate repeta ulterior, însă cu o intensitate mai slabă. Umbra Pământului este un fotometeor reprezentat prin umbra planetei, care se ridică treptat deasupra orizontului în partea opusă Soarelui sub forma unui segment sau părţi de disc de culoare albastru închis (uneori cu tendinţă violetă) şi care este mărginită la limita sa superioară de o fâşie roz - violet denumită arc anticorpuscular. Uneori deasupra acestui arc pot apărea slabe licăriri pur-purii sau galbene. Raza verde se manifestă ca o strălucire scurtă de culoare dominant verde, observată în mo-mentul în care extremitatea marginii superioare a Soarelui, Lunii sau chiar a unei planete, dispare sub, sau apare deasupra orizontului.

VIII. 4. Electrometeorii Starea electrică a aerului îşi are originea în două surse principale. Prima sursă şi cea mai

importantă este ionizarea aerului în toată masa atmosferei prin radiaţia cosmică şi solară, proces care produce ioni mici, iar a doua este dată de prezenţa substanţelor radioactive din scoarţa teres-tră, care produc ioni mari şi sunt responsabile de întreţinerea sarcinii superficiale a Pământului şi a câmpului electric corespunzător.

Electricitatea atmosferică variază în timp şi spaţiu, fiind dependentă de condiţiile meteoro-logice. De regulă, în zonele sau momentele cu timp frumos sau stabil, manifestările electricităţii at-mosferei deşi există, nu sunt detectabile decât instrumental.

Pe timp instabil sau orajos, se produc acumulări mari de sarcini electrice în norii convectivi (în special Cumulonimbus), care modifică puternic şi rapid valoarea absolută a câmpului electric terestru, prin descărcărilor lente sau rapide, care intensifică considerabil transportul de sarcini elec-trice, între atmosferă şi Pământ. Prin timp orajos sau stare orajoasă se înţelege prezenţa norilor Cumulonimbus, în general, însoţiţi de precipitaţii, care modifică starea normală a aerului, modificare ce se înregistrează până la distanţe considerabile, chiar şi în cazurile când norul respectiv nu a ajuns încă în orizontul vizibil al staţiei.

Page 126: Lab 24 nov

126

Norii de oraj, ca dealtfel toţi norii în general, nu sunt corpuri bune conducătoare de electrici-tate, datorită faptului că ionii care se formează în masa norului se fixează pe cristalele de gheaţă şi pe picăturile de apă existente în norul respectiv. Este în general admisă structura bipolară a norului de oraj, caracterizată prin acumularea de sarcini de un anumit semn în partea superioară a norilor şi de semn opus în partea lor inferioară. Se consideră că, în totalitatea lor, norii de oraj existenţi în atmosferă menţin diferenţa de po-tenţial dintre sol şi atmosfera propriu - zisă. Ei sunt încărcaţi cu sarcini negative în partea lor infe-rioară şi pozitive în partea lor superioară, pe care le cedează către Pământ şi ionosferă, fiind o inter-faţă între aceste învelişuri. Plecând de la acest considerent, I. Frenkel a emis deja ideea că şi electricitatea atmosferică se manifestă, în general, ca un proces în circuit închis între sol şi atmosferă, proces care se închide prin nori. După părerea sa, separarea şi acumularea sarcinilor electrice în atmosferă şi îndeosebi în masa norilor, este un proces care se produce sub influenţa gravitaţiei. Picăturile sau cristalele fixea-ză ionii negativi, iar aerul înconjurător rămâne încărcat pozitiv. Prin căderea sau acumularea acestor particule în partea inferioară a norului, odată cu ele se transferă şi sarcinile electrice în zona respec-tivă. Mişcările convective puternice din norii orajoşi amplifică mult acest proces şi în final, declan-şează manifestările electrice, care formează cea mai mare parte a electrometeorilor în troposferă. Acestea sunt manifestări vizibile sau sonore corespunzătoare unor descărcări continue sau discontinue.

VIII. 4. 1. Orajul Este reprezentat prin una sau mai multe descărcări bruşte de electricitate atmosferică, ce se manifestă printr-o lumină scurtă şi intensă denumită fulger şi printr - un zgomot sec, sau printr-un bubuit surd, cunoscut sub denumirea de tunet.

Orajele sunt asociate norilor de convecţie şi, sunt în general însoţite de precipitaţii care, atunci când ating solul, au un caracter de aversă şi pot fi sub formă de ploa-ie, ninsoare, măzăriche moale sau tare, ori grindină.

VIII. 4. 2. Fulgerul Este o manifestare luminoasă care însoţeşte o des-cărcare bruscă de electricitate atmosferică.

Această descărcare poate pleca de regulă dintr-un nor, sau se poate produce în interiorul norului (fig. 84c). Descărcarea se poate declanşa însă mult mai rar, din clădi-rile înalte sau din vârful unui munte.

Se pot obseva trei tipuri principale de fulgere. a) Descăr-cările de

la sol, sunt cunoscute în lim-baj curent şi sub denumirea de trăsnete. Acest tip de fulger are forma unei scântei imense care se formează între nor şi sol, ce urmează o traiectorie sinuoasă şi de obicei prezintă ramificaţii orientate în jos, care pleacă dintr-un canal principal net conturat (fulger în linie sau bandă–fig.85).

b) Imediat după un trăsnet, se observă uneori, un glob de foc, care a fost denu-mit “fulger globular”–fig.85a.

Fig. 84c Fulgerul

Fig. 85 Fulger în linie sau bandă

Page 127: Lab 24 nov

127

Diametrul globului este evaluat la 10-20cm, însă, s-au semnalat şi cazuri când, un asemenea glob a atins dimensiunea de 1m. Fulgerul globular se depla-sează lent în atmosferă sau pe sol şi, dispare brusc pro-ducând de regulă o explozie violentă.

c) Descărcările interne, sunt denumite de regulă prin sintagma de fulgere în pânză. Acest tip de fulger se produce în interiorul norului orajos şi se ma-nifestă printr-o iluminare difuză (fig. 85b) care nu este posibil să se identifice într-un canal net. Fulgerele de-numite în general “ fulgere de căldură”, intră tot în această categorie; ele constau din iluminări sau licăriri difuze observate la orizont şi provin de la focare ora-

joase îndepărtate. Descărcările atmosferice, ca tip de fulge-

re, se observă sub forma unor sinuozităţi luminoa-se, adesea ramificate, care pleacă dintr-un canal bine conturat, ce porneşte dintr-un nor orajos, fără ca să atingă solul. Asemenea fulgere prezintă frec-vent o parte relativ lungă şi aproximativ orizontală. Descărcarea atmosferică în cauză, mai este denu-mită uneori şi “fulger liniar”.

Descărcarea electrică în sine este rezulta-tul procesului de ionizare a aerului în norii de oraj, ca urmare a existenţei unor câmpuri electrice con-siderabile. Electronii eliberaţi prin ionizarea natu-rală nu se mai fixează pe molecule neutre pentru a forma ioni negativi, ci capătă energii cinetice sufi-ciente pentru ca, împreună cu ionii pozitivi, să de-

termine o ionizare intensă a aerului. Descărcările bruşte din atmosferă, aşa cum sunt percepute ful-gerele, încep mai întâi printr-o descărcare lentă, de intensitate slabă şi invizibilă, constituită din electronii liberi, ce se formează în partea inferioară a norului, în condiţiile unor câmpuri electrice de 25000 – 300000V/m. Această descărcare lentă de electroni către Pământ se repetă şi se intensifică progresiv, în salturi, până ce ating suprafaţa solului.

În momentul când atinge solul, intensitatea câmpului electric devine suficientă pentru a da naştere unui flux pozitiv îndreptat către nor, adică a descărcării principale(fulgerului) sub forma în care este percepută de către observator. O asemenea descărcare nu se poate forma în nor, pentru că, acesta nu este bun conducător de electricitate, spre deosebire de pământ care are o conductivitate ce permite un debit important de electroni, fără o scădere rapidă a potenţialului.

Ramificările fulgerelor sunt explicate prin forţa repulsivă ce se naşte în frontul avalanşei de electroni, care coboară din nor şi, determină devierea unora dintre aceştia de la traseul principal.

VIII. 4. 3. Focul Sfântului Elm

Reprezintă o descărcare electrică luminoasă în atmosferă, având intensitatea slabă sau mo-derată şi care emană din obiectele înalte situate pe suprafaţa terestră (paratrăsnete, aparate anemo-metrice, catarge de nave etc.), sau de pe componentele proeminente ale unor aeronave în zbor(vârfurile arborilor, elice etc.) Acest fenomen se observă atunci când câmpul electric devine intens în vecinătatea suprafe-ţei obiectelor. Focul Sf. Elm se manifestă în general, sub formă de panaşe sau egrete violete ori ver-zui, net vizibile pe timp de noapte.

VIII. 4. 4. Aurorele polare

Fig.85a Combinaţie a unui fulger globu-

lar şi în linie

Fig.85b Combinaţie a unui fulger

în linie şi în pânză

Page 128: Lab 24 nov

128

Sunt fenomene luminoase ce se produc în atmosfera înaltă, sub formă de arcuri, benzi, dra-perii(fig. 86 şi 86a) sau perdele. Aurorele polare sunt datorate prezenţei particulelor încărcate cu electricitate, emise de Soare în timpul erupţiilor cromosferice şi care acţionează asupra gazelor rarefiate din atmosfera foarte înaltă. Aceste particule sunt canalizate de câmpul magnetic terestru, motiv pentru care aurorele po-lare sunt observate cel mai frecvent deasupra regiunilor vecine polilor magnetici.

S-au cunoscut cazuri când aurorele polare s-au făcut vizibile şi la latitudini foarte mici, fi-ind con-siderate ca adevărate excepţii. Astfel la 4 februarie 1872 au apărut în Egipt, India şi Guate-mala, iar pe 25-26 ianuarie 1938 s-au observat în Crimeea şi în nordul Africii. Şi locuitorii ţării noastre au avut prilejul să vadă un asemenea fenomen în noaptea de 8-9 iulie 1958, când pe cerul slab luminat s-au observat arce şi benzi strălucitoare şi portocalii. Au fost semnalate mai frecvent în judeţele Argeş şi Prahova.

Măsurătorile au arătat că altitu-dinea limitei inferioare a aurorelor pola-re este de circa 100km (uneori poate coborâ până la 60km), în timp ce limita lor superioară se situează între 100 - 400km, putând ajunge până la 1000 – 1200km. Intensitatea, forma şi mărimea lor sunt foarte variate.

Luminanţa aurorelor polare este foarte variabilă. Ea este adesea compa-rabilă cu cea a norilor luminaţi de Lună, însă uneori poate fi mult mai intensă. În majoritatea cazurilor, aurorele polare au o culoare albă cu o tentă verzuie, însă se poate întâmpla uneori ca nuanţa galben-verzuie să fie predominantă, cu excepţia franjurilor inferioare care sunt roşii. Când fenomenul durează un timp mai îndelungat, se observă o succesiune a formelor acestuia. La început predo-mină arcurile luminoase ce se mişcă pu-ţin, care sunt înlocuite cu timpul de raze luminoase. Către sfârşitul evoluţiei, fe-

nomenul se observă sub formă de pete di-fuze şi slab luminoase. O dinamică similară se constată şi în intensitatea culorilor do-minante. Intensitatea luminoasă creşte şi devine maximă către mijlocul perioadei de activitate, moment când pe lângă dominan-ţa galben - verzuie mai apar şi nuanţe de roşu sau violet, după care luminanţa scade şi culorile se sting treptat.

VIII. 5. Fenomenele acustice

În rândul acestora se înscriu feno-menele cunoscute sub denumirea generică de sunete.

VIII. 5. 1. Sunetele

Fig. 86 Auroră polară

Fig. 86a Auroră polară fotografiată concomitent

din spaţiu şi de la sol

Page 129: Lab 24 nov

129

Pot fi definite ca fiind vibraţii ale particulelor unui mediu cu frecvenţa cuprinsă între 16000 şi 20000Hz, care se propagă în aer sub formă de unde elastice, cu o viteză de cca. 330-340m/s (în condiţii fizice normale) şi care sunt capabile să producă o senzaţie auditivă. Caracteristicile sunetelor sunt înălţimea, intensitatea şi timbrul, determinate de frecvenţa, energia şi felul vibraţiilor care le compun. Corpul care provoacă unde sonore în atmosferă se nu-meşte sursă sonoră. Propagarea undelor sonore în atmosferă suferă modificări cauzate de variaţiile densităţii ae-rului, ca urmare a diferenţelor termice.

În timpul zilei, în straturile inferioare mai calde ale atmosferei, viteza de propagare a undelor sonore este mai rapidă în direcţie ori-zontală şi mai înceată în direcţie verticală. Stratificaţia termică normală determină o de-formare în jos a suprafeţelor de undă şi o cur-bură spre înălţime a direcţiilor de propagare a sunetelor, care nu se aud de la depărtări mai mari(fig. 87).

Noaptea, stratificaţia termică inversă determină o deformare în sus a suprafeţelor de undă şi o curbură spre suprafaţa terestră a di-recţiilor de propagare a sunetelor, care se aud de la depărtări mai mari(fig. 88). În cazul inversiunilor termice din at-mosferă, când apar contraste mari de tempera-tură şi densitate între straturi, se produce refle-xia şi refracţia undelor sonore, care favorizea-ză transmiterea sunetelor la depărtări mai mari. Modul de propagare a undelor sonore în atmosferă este influenţat de vânt. Sunetul se propagă cu viteză mai mare în direcţia în care

bate vântul şi mai mică în direcţia contrară vântului. Fenomenele meteorologice produc sunete (şuieratul vântului, ropotul ploii şi al grindinei, tunetul etc.) a căror audibilitate este mai puternică în direcţia vântului şi mai slăbită în sens contrar, datorită deformării suprafeţelor de undă şi direcţiilor de propagare.

VIII. 5. 1. 1. Tunetul

Este zgomotul sec sau bubuitura surdă care însoţeşte de obicei fulgerul. Când descărcarea electrică se produce în apropierea locului de observaţie, tunetul se mani-

festă printr-un zgomot sec şi violent, cu durată scurtă. Dacă descărcarea la sol sau trăsnetul se pro-duce în vecinătatea observatorului, acesta aude mai întâi un zgomot extrem de scurt, ca cel de hârtie care se rupe, urmat de un fel de şuierătură care precede troznitura seacă finală.

În cazul unei descărcări îndepărtate, tunetul se manifestă printr-o bubuitură sau huruială surdă, sau printr-un mormărit prelungit care slăbeşte sau se intensifică alternativ. Cu excepţia regiu-nilor montane unde se suprapune şi efectul de ecou, durata tunetelor depăşeşte foarte rar 30-40 de secunde.

Ca urmare a diferenţei enorme dintre viteza de propagare a luminii şi cea a sunetului, întot-deauna se vede fulgerul şi apoi se aude tunetul corespunzător. Intervalul de timp care le separă creş-te pe măsură ce creşte distanţa dintre locul în care s-a produs descărcarea şi observator. Dacă aceas-tă distanţă depăşeşte 20km, tunetul nu se mai aude; această distanţă nu este strict limitată, uneori tunetul nefiind auzibil de la distanţe mult mai mici, din cauza refracţiei undelor sonore în straturile joase ale atmosferei.

Fig. 87 Direcţia de propagare a sunetului în

timpul zilei

Fig. 88 Direcţia de propagare a sunetului în

timpul nopţii

Page 130: Lab 24 nov

130

După intervalul de timp care separă fulgerul de tunet se poate aprecia distanţa la care se si-tuează focarul orajos, înmulţind numărul de secunde cu 340 (cifră ce reprezintă viteza în metri a sunetului în atmosferă).

VIII. 5. 1.2. Ecoul Este fenomenul acustic determinat de reflexia undelor sonore, cauzate de diferite obstacole de pe suprafaţa tereatră (versanţii unui munte, clădiri, liziere de păduri etc.).

VIII. 6. Alte fenomene

Acestei categorii aparte de fenomene îi aparţin trombele marine şi vijeliile. Pentru ţara noas-tră o frecvenţă şi o reprezentativitate mai mare o au vijeliile .

VIII. 6. 1. Vijelia

Acest fenomen se caracterizează printr-o puternică variaţie a parametrilor vântului. Viteza vântului creşte brusc pentru o perioadă scurtă, uneori de ordinul minutelor. Intensificarea de viteză este însoţită şi de o schimbare de direcţie, care în majoritatea cazurilor este foarte rapidă. Termina-rea fenomenului este la fel de bruscă, adică scăderea vitezei vântului se produce într-un interval de timp scurt şi nu mai este însoţită de schimbarea direcţiei. În timpul vijeliei, vântul bate în rafale, iar viteza lui poate depăşi 100km/oră. Vijelia precede sau însoţeşte norii orajoşi şi se înscrie în toată gama de variaţii bruşte ale elementelor meteorologice care se observă la trecerea unui oraj puternic sau a unei linii de instabili-tate. Momentul declanşării vijeliei corespunde cu cel de producere a creşterii bruşte de presiune şi umiditate relativă şi de scădere a temperaturii aerului. Din cauza prafului ridicat de pe sol, vizibili-tatea orizontală scade mult în timpul vijeliei. Privit de la distanţă, frontul sau linia de vijelie are as-pectul unui vălătuc de praf care înaintează, iar cerul capătă un aspect întunecat, ameninţător în di-recţia respectivă. Din cauza prafului ridicat şi transportat până la înălţimi considerabile, baza noru-lui orajos nu mai este vizibilă. Pentru a se face deosebirea între vijelie şi vânt tare, observatorul va ţine seama că vântul tare începe treptat, durează mult, uneori câteva zile în şir şi în general nu îşi schimbă direcţia, în timp ce caracteristicile vijeliei sunt începutul şi sfârşitul brusc, durata relativ scurtă(rareori depăşeş-te jumătate de oră) şi schimbarea bruscă a direcţiei vântului. La toate acestea se mai adaugă şi varia-ţiile la fel de rapide ale celorlalte elemente meteorologice, menţionate mai sus.

Page 131: Lab 24 nov

131

IX. A Măsurarea presiunii atmosferice

Presiunea atmosferică reprezintă forţa cu care aerul atmosferic apasă pe unitate de suprafa-

ţă. Ea a fost pusă în evidenţă de experienţa lui Toricelli (1643) cunoscută sub denumirea de “tubul lui Torrcelli” şi a fost măsurată ca fiind egală cu 1033,3g/cm2. Aceasta corespunde greutăţii unei coloane de mercur înaltă de 760mm şi secţiunea de 1 cm2, în condiţii “normale” de observaţii, adi-că, la temperatura de 0oC, nivelul zero al mării şi latitudinea de 45o. Presiunea atmosferică de 760mm coloană de mercur, în condiţii normale de observaţii, se numeşte „presiune normală” sau atmosferă fizică (at) şi este egală cu 1033,3g/cm2 , spre deosebire de atmosfera tehnică (At) care este egală cu 1000g/cm2. Potrivit experienţei lui Toricelli, multă vreme, s-a folosit, ca unitate de măsură pentru măsu-rarea presiunii atmosferice, înălţimea coloanei de mercur exprimată în mm şi zecimi de mm. Deoa-rece presiunea este o forţă, acest fel de exprimare nu corespunde sistemului de mărimi fundamenta-le şi, ca atare, a fost necesar să se găsească o unitate de măsură corespunzătoare forţei. S-a luat ast-fel, ca unitate de măsură pentru măsurarea presiunii atmosferice barul (1bar = 106dyn/cm2) cu sub-multiplii lui: decibarul (db), centibarul (cb) şi milibarul (mb). Barul fiind o unitate de măsură prea mare faţă de variaţiile mici ale presiunii, în practica me-teorologică, se foloseşte ca unitate de măsură pentru măsurarea presiunii atmosferice milibarul (1mb = 0,001b) Raportul dintre bari şi milimetri coloană de mercur este: 1b = 750,06mm. col. Hg. (coloană de mercur), de unde rezultă că:

- 1mb = 0,75006mm col.Hg, iar - 1mm col. Hg = 1,3332 mb(tab. 1).

Tab.16 Transformarea presiunii din milimetri col.Hg, în milibari

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 mm Hg milibari 550 733,2 734,6 735,9 737,2 738,6 739,9 741,2 742,6 743,9 745,2 560 746,6 747,9 749,2 750,6 751,9 753,2 754,6 755,9 757,2 758,6 570 759,9 761,2 762,6 763,9 765,2 766,6 767,9 769,2 770,6 771,9 580 773,2 774,6 775,9 777,2 778,6 779,9 781,2 782,6 783,9 785,2 590 786,6 787,9 789,2 790,6 791,9 793,2 794,6 795,9 797,2 798,6 600 799,9 801,2 802,6 803,9 805,2 806,6 807,9 809,2 810,6 811,9 610 813,2 814,6 815,9 817,2 818,6 819,9 821,2 822,6 823,9 825,2 620 826,6 827,9 829,2 830,6 831,9 833,2 834,6 835,9 837,2 838,6 630 839,9 841,2 842,6 843,9 845,2 846,6 847,9 849,2 850,6 851,9 640 853,2 854,6 855,9 857,2 858,6 859,9 861,2 862,6 863,9 865,2 650 867,6 867,9 869,2 870,6 871,9 873,2 874,6 875,9 877,2 878,6 660 879,9 881,2 882,6 883,9 885,2 886,6 887,9 889,2 890,6 891,9 670 893,2 894,6 895,9 897,2 898,6 899,9 901,2 902,6 903,9 905,2 680 906,6 907,9 909,2 910,6 911,9 913,2 914,5 915,9 917,2 918,5 690 919,9 920,2 922,5 923,9 925,2 926,5 927,9 929,2 930,6 931,9 700 933,2 934,5 935,9 937,2 938,6 939,2 941,2 942,5 943,9 945,2 710 946,5 947,9 949,2 950,5 951,9 953,2 954,5 955,9 957,2 958,5 720 959,9 961,2 962,5 963,9 965,2 966,5 967,9 969,2 970,5 971,9 730 973,2 974,5 975,2 977,2 978,5 979,9 981,2 982,5 983,9 985,2 740 986,5 987,9 989,2 990,5 991,9 993,2 994,5 995,9 997,2 998,5 750 999,9 1000,2 1002,5 1003,9 1005,2 1006,5 1007,9 1009,2 1010,5 1011,9 760 1013,2 1014,5 1015,9 1017,2 1018,5 1019,9 1021,2 1022,5 1023,9 1025,2 770 1026,5 1027,9 1029,2 1030,5 1031,9 1033,2 1034,5 1035,9 1037,2 1038,5 780 1039,9 1041,2 1042,5 1043,9 1045,2 1046,5 1047,9 1049,2 1055,0 1051,9 790 1053,2 1054,5 1055,9 1057,2 1058,5 1059,9 1061,2 1062,5 1063,9 1065,2 Zecimi de mm 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 Zecimi de mb 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

VII. A. 1 Instrumente şi aparate pentru măsurarea(înregistrarea) presiunii atmosferice Valoarea presiunii atmosferice se determină cu barometrul. Potrivit principiului de funcţio-nare aceste instrumente pot fi:

Page 132: Lab 24 nov

132

a) barometre cu lichid a căror funcţionare se bazează pe echilibrul ce se creează între presiunea aerului şi presiunea hidrostatică a unui lichid. În principiu ele sunt un tub Toricelli căruia i s-au adus anumite îmbunătăţiri potrivit scopului. Lichidele folosite pentru astfel de barometre pot fi: mercurul, uleiul sau glicerina. Mercurul se utilizează pentru barometrele meteorologice şi aceasta datorită avantajelor pe care le prezintă ca: densitate mare (13,596) şi evaporaţie foarte redusă la temperaturi sub 60oC. Densitatea fiind mare, coloana pe care o formează este relativ mică şi potrivită pentru măsurătorile care se efectuează în staţii, iar evaporaţia redusă face ca în partea cu vid a tubului barometric tensiunea vaporilor să fie mică şi fără putere de a influenţa nivelul coloanei de mercur din tub. Uleiul şi glicerina având o densitate mult mai mică decât a mercurului, se utilizează numai pentru barometre de mare sensibilitate. În cazul acestor două lichide coloana va fi de atâtea ori mai mare, comparativ cu aceea a mercurului, de câte ori densitatea lichidului respectiv este mai mică decât densitatea mercurului. Astfel de barometre se utilizează pentru măsurarea valorilor de presiu-ne de ordinul zecimilor de milimetru, faţă de care variaţiile coloanei de mercur sunt aproape imper-ceptibile. De obicei, barometrele cu ulei sau glicerină se folosesc pentru măsurarea presiunii aerului la altitudini mari unde variaţiile de presiune sunt foarte mici, iar tubul barometric nu necesită să fie exagerat de lung.

b) Barometru metalic sau aneroid. Funcţionarea acestui barometru se bazează pe de-formările suferite de o capsulă metalică cu vid în interior, sub influenţa variaţiilor presiunii aerului.

c) Barometru cu gaz, se ba-zează pe proprietăţile elastice ale gazelor, respectiv pe deformările suferite de un tub, umplut cu un anumit gaz, sub influen-ţa variaţiilor de presiune a aerului.

d) Hipsometru sau termoba-rometrul, se bazează pe relaţia care există între punctul de fierbere al unui lichid şi presiunea exterioară. Barometru cu mercur sau de sta-ţie (fig.89), reprezintă instrumentul de ba-ză pentru măsurarea presiunii atmosferice într-o staţie meteorologică. Ca oricare ba-rometru cu lichid, el se compune dintr-un tub de sticlă protejat de o armătură, şi un rezervor. Tubul de sticlă sau tubul barome-tric (1) este confecţionat dintr-un tub de sticlă cu coeficient de dilatare foarte re-dus, are lungimea de circa 80cm, iar dia-metrul secţiunii de 7,1-7,2mm. Capătul superior este închis, iar cel inferior este deschis şi în legătură directă cu rezervo-rul. În acest fel, coloana de mercur, din tub, comunică cu mercurul din rezervor, iar înălţimea ei depinde de valoarea presi-unii aerului, exprimând echilibrul ce se creează între presiunea hidrostatică a mer-curului din coloană şi presiunea exercitată

de o coloană de aer de aceeaşi secţiune şi egală cu grosimea atmosferei. În tub, deasupra coloanei de mercur, prin căderea coloanei se creează un vid care asigură funcţionarea barometrului. Rezervorul (2), este confecţionat din metal sau material plastic şi se compune din: capac, diafragmă şi fund, fixate între ele prin înşurubare. Capacul (1') este prevăzut cu un orificiu filetat în

Fig. 89 Barometrul cu mercur

Page 133: Lab 24 nov

133

care se fixează tubul barometric, o parte la fel filetată pentru fixarea armăturii de protecţie a tubului barometric şi un orificiu (4') prin care mercurul din rezervor comunică cu aerul din afară. În timpul transportului, barometrului, acest orificiu se închide complet, cu un şurub de închidere. În timpul funcţionării este suficient dacă acest şurub se desface cu 2-3 ture complete. Diafragma (2') este o placă cu mai multe orificii, având rolul de a reduce din capacitatea rezervorului şi de a amortiza oscilaţiile bruşte ale nivelului mercurului, împiedecând astfel pătrun-derea aerului în tubul barometric. Normal, nivelul mercurului din rezervor depăşeşte cu puţin nive-lul diafragmei. Fundul rezervorului (3'), după tipul barometrului, poate fi: fix sau mobil. La unele barome-tre cu fundul fix, acesta poate fi prevăzut cu un şurub „de staţie” folosit când barometrul este în funcţiune sau „de transport” folosit când barometrul se transportă. Acesta din urmă este mai lung şi, prin înşurubare, închide gura tubului barometric, asigurând astfel transportul corect al instrumentu-lui. Armătura de protecţie (3) este un tub cilindric, din metal, care îmbracă tubul barometric, ferindu-l de deteriorări. Totodată serveşte ca suport pentru dispozitivul de măsurare, termometru şi inelul de susţinere. În jumătatea de sus, această armătură de protecţie, este prevăzută cu o deschide-re (4) prin care se poate urmări nivelul coloanei cu mercur. Pe marginea deschiderii sunt gravate diviziuni reprezentând mm. col Hg sau mb care formează scara barometrului (5). Aprecierea valorilor de ordinul zecimilor de mm sau mb se face cu ajutorul unui vernier (6) care se poate mişca de-a lungul deschiderii prin intermediul unui şurub cu cremalieră (7). Zecimile de unitate sunt date de valoarea acelei diviziuni de pe vernier care corespunde exact cu o diviziune de pe scară. Diviziunea zero a scării este dată de nivelul mercurului din rezervor. La barometrele cu fund fix, aceasta oscilează odată cu oscilaţiile nivelului mercurului din rezervor. Aceste oscilaţii ale divi-ziunii zero sunt însă foarte mici datorită raportului mare (1: 50) dintre secţiunea coloanei de mercur din tubul barometric şi secţiunea interioară a rezervorului. Pentru a se înlătura erorile cauzate de oscilaţiile diviziunii zero, ele s-au introdus în diviziunile scalei şi astfel la barometrele cu mercur de tipul arătat mai sus şi având scara divizată în mm, o diviziune nu va fi exact de 1 mm, ci de 0,98 mm. La barometrele cu scara gradată în mb, o diviziune, considerată de 1 mb, va fi egală cu 0,735 mm. O astfel de scară se numeşte scară compensată. La barometrele cu fund mobil (barometrul Fortin), scara nu are nevoie să fie compensată întrucât, fundul fiind mobil, există posibilitatea de a aduce nivelul mercurului din rezervor în drep-tul diviziunii zero a scării, care este indicată de vârful unui pinten fixat pe partea interioară a rezer-vorului şi care poate fi văzut, marginile rezervorului fiind confecţionate din sticlă. Tot pe armătura de protecţie, în jumătatea inferioară este fixat un termometru (8) a cărui rezervor este în contact direct cu tubul barometric. El indică temperatura mercurului din tubul ba-rometric, element necesar pentru aplicarea corecţiei de temperatură. Instalarea barometrului cu mercur. Barometrul se instalează în clădirea staţiei, într-o ca-meră cu expunere nordică şi cu temperatură constantă a cărei valoare nu trebuie să depăşească 20oC. Peretele pe care se instalează nu trebuie să fie dintre acei care se pot răci puternic. Locul ales pentru instalare să nu fie lângă fereastră sau uşa exterioară pentru ca barometrul să fie ferit de va-riaţiile bruşte ale temperaturii. De obicei, el se instalează într-un dulăpior special(fig. 90), în trei muchii, la care pereţii laterali sunt în acelaşi timp şi uşiţe. Baza dulăpiorului nu trebuie să fie mai jos de 70-75cm faţă de duşumea. Poziţia barometrului trebuie să fie perfect verticală, pentru care motiv, el se agăţă cu partea de sus de un cui special, bine fixat în perete iar partea de jos se lasă libe-ră. În spatele deschiderii armăturii de protecţie se pune o oglindă sau o coală de hârtie albă ca-re face mai vizibil meniscul coloanei de mercur şi astfel aşezarea mai precisă a vernierului. Înainte de instalare este necesar să se verifice dacă în tubul manometric nu a pătruns aer. În acest scop, se răstoarnă barometrul, aducându-se cu rezervorul în sus. Mercurul căzând în tubul ba-rometric produce un sunet care trebuie să fie strident, metalic. În caz contrar, în tubul barometric a pătruns aer şi el nu poate fi utilizat pentru observaţii. Această verificare, ca şi instalarea, se face de către o persoană autorizată.

Page 134: Lab 24 nov

134

După ce barometrul a fost instalat, se determină precis latitudinea şi altitudinea absolută a barometrului, luându-se ca bază nivelul rezervorului. Aceste elemente sunt necesare pentru aplica-rea colecţiilor de gravitaţie.

Efectuarea observaţiilor şi înscrierea datelor în carnetul de observaţii. Observaţiile se e-fectuează la ore potrivite specificu-lui staţiei. În staţiile meteorologice obişnuite, orele de efectuare a ob-servaţiilor la barometru sunt 01, 07, 13, 19 timp mediu local. Observaţiile la barometru încep cu citirea termometrului, valo-rile apreciindu-se vizual până la ze-cimi de grad. Se loveşte apoi uşor, armătura de protecţie, pentru ca me-niscul coloanei de mercur să capete o formă cât mai convexă şi, se aduce vernierul cu baza tangentă pe me-nisc. Pentru o citire corectă, ochiul

observatorului trebuie să fie exact la înălţimea meniscului(fig. 91c). Se citeşte diviziunea de pe sca-ra barometrului şi apoi aceea de pe vernier. După efectuarea citirilor, vernierul se lasă în aceeaşi poziţie, urmând ca la următoarea observaţie să se mai facă odată citirea, pentru verificare. Datele obţinute se înscriu în carnetul de observaţii la rubrica privind „presiunea aerului” conform exemplu-lui alăturat:

Tab. 17 Exemple de citire la barometru Exemplul 1 Exemplul 2

Citire Corecţie Valoare Citire Corecţie Valoare corectată corectată

Termometru alipit 18,5 0,0 18,5 11,2 -0,1 11,1 mm

770,0 -1,4 768,6 - - 763,6 Barometru

mb - - 1024,7 1018,9 -0,8 1018,1

La înscrierea datelor este necesar să se aibă în vedere următoarele: - întrucât valorile se apreciază până la zecime de unitate atunci când valoarea citită es-

te număr întreg în locul zecimilor se pune zero; - la rubrica „citire”, atât la termometrul alipit, cât şi la barometru, se notează valorile

aşa cum au fost citite pe scară; - dacă valorile de temperatură sunt negative, în faţă se pune semnul minus, la rubrica

„corecţie” se trece valoarea însumată a corecţiei instrumentale şi a corecţiei de aducere a presiunii la temperatura de 0oC, iar la rubrica “valoare corectată” se trece valoarea presiunii, sau a temperatu-rii, după ce s-a aplicat corecţia;

- pentru barometrele cu scala divizată în mm, valoarea corectată se înscrie şi transfor-mată în milibari, transformarea făcându-se conform tabelului 16. Corecţiile barometrului cu mercur. Valorile citite la barometru prezintă unele erori deter-minate de construcţia aparatului, precum şi de variaţia volumului mercurului în raport de tempera-tură şi forţa de gravitaţie. De aceea, pentru obţinerea valorilor reale ale presiunii, este necesar să se aplice unele corecţii şi anume:

- corecţia de temperatură,

Fig. 90 Dulăpior pentru

barometru Fig. 91 Citiri la barometru: a,b – greşite; c - corectă

Page 135: Lab 24 nov

135

- corecţia de gravitaţie, - corecţia instrumentală.

Corecţia de temperatură sau corecţia de aducere a presiunii la temperatura de 0oC se apli-că pentru înlăturarea erorilor de citire provocate de variaţia volumului mercurului în raport de tem-peratură. Datorită temperaturii, pentru aceeaşi valoare a presiunii, în condiţii de temperatură diferi-tă vom avea valori diferite şi anume: mai mari, în cazul temperaturilor pozitive şi mai mici în cazul temperaturilor negative, aceasta ca urmare a dilatării sau contractării mercurului. Rezultă astfel că sensul corecţiei este negativ, pentru temperaturile pozitive şi, pozitiv pentru temperaturile negative. Formula corecţiei de temperatură este Po= Pt (1+ α t) la care adăugându-se coeficientul de dilatare liniară a metalului din care este confecţionată armătura de protecţie, vom obţine: Po = Pt – 0,000163t în care : - Pt = presiunea citită la o anumită temperatură; - 0,000163 = coeficientul de dilatare liniară a armăturii de protecţie; - t = temperatura mercurului din rezervor. În practică, determinarea corecţiei se face pe bază de tabele (tab. 18)

Tab. 18 Corecţii de temperatură

Citiri la barometru (mm col. Hg) Temperatura grade Celsius 680 690 700 710 720 730 740 750 760 770

Sens corec-ţie

1 0,11 0,11 0,11 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 minus

2 22 22 23 23 23 24 24 24 24 24 minus

3 33 34 34 35 35 35 36 36 37 37 minus

4 44 45 45 46 47 47 48 49 49 50 minus

5 55 56 57 58 59 59 60 61 62 62 minus

6 0,66 0,67 0,68 0,69 0,70 0,71 0,72 0,73 0,74 0,75 minus

7 77 78 79 81 82 83 84 85 86 87 minus

8 88 89 91 92 93 95 96 97 98 99 minus

9 99 1,01 1,02 1,04 1,05 1,06 1,08 1,09 1,11 1,11 minus

10 1,1 12 13 15 17 18 20 22 23 25 minus

11 1,21 1,23 1,25 1,27 1,28 1,3 1,32 1,34 1,35 1,37 minus

12 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 minus

13 43 45 47 50 52 54 56 58 60 62 minus

14 54 56 59 61 63 66 68 70 72 75 minus

15 65 68 70 73 75 77 80 82 85 87 minus

16 1,76 1,79 1,81 1,84 1,87 1,89 1,92 1,94 1,97 2,00 minus

17 87 90 93 96 98 2,01 2,04 2,07 2,09 12 minus

18 98 2,01 2,04 2,07 2,09 13 16 19 22 25 minus

19 2,09 12 15 19 22 25 28 31 34 37 minus

20 20 24 27 30 33 37 40 43 46 49 minus

21 2,31 2,35 2,38 2,42 2,45 2,48 2,52 2,55 2,58 2,62 minus

22 42 46 49 53 57 60 61 65 71 74 minus

23 53 57 61 65 68 72 76 79 83 87 minus

24 64 68 72 76 80 84 88 92 95 99 minus

25 75 79 84 88 92 96 3,00 3,04 3,08 3,12 minus

26 2,86 2,91 2,95 2,99 3,03 3,07 3,12 3,16 3,20 3,24 minus

27 97 3,02 3,06 3,11 15 19 24 28 32 37 minus

28 3,08 13 18 22 27 31 36 40 45 49 minus

29 19 24 29 34 38 43 48 52 57 62 minus

30 30 35 40 45 50 55 60 65 69 74 minus

Corecţia de gravitaţie se aplică pentru înlăturarea erorilor determinate de influenţa forţei de gravitaţie asupra densităţii mercurului şi respectiv asupra volumului lui. Deoarece forţa de gravita-ţie variază în raport cu latitudinea şi altitudinea, fiind mai mare în punctele situate mai aproape de centrul Pământului şi, mai mică pentru punctele mai îndepărtate, pentru aceeaşi presiune, în punc-te diferite de altitudine şi latitudine, vom avea valori diferite. De aici rezultă cele două aspecte ale corecţiei de gravitaţie şi anume:

Page 136: Lab 24 nov

136

• corecţia de latitudine (tab. 19), • corecţia de altitudine (tab. 20) Corecţia de latitudine sau corecţia de aducere a presiunii citite, la latitudinea de 45o se fa-

ce conform formulei: P45o = P φ (0,00265 cos2 φ), în care:

- Pφ = presiune citită în punctul de observaţie, - 0,00265 = coeficient, - φ = latitudinea punctului de observaţie. Sensul corecţiei este negativ între 0 - 45o latitudine şi pozitiv între 45-900 latitudine (tab. 19) . Corecţia de altitudine sau corecţia de aducere a presiunii la nivelul 0 al mării se face după formula:

Pho = Ph 196 10-9, în care:

- Ph = presiunea citită în punctul de observaţie, - 196 10-9 = coeficient - h = altitudinea absolută a punctului de observaţie. Sensul corecţiei este negativ dacă punctul de observaţie se găseşte deasupra nivelului zero al mării şi pozitiv dacă se găseşte sub acest nivel.

Tab. 19 Corecţii de latitudine

Presiune atmosferică (mm col. Hg) Latitu- dine o

Sens corec-ţie 640 660 680 700 720 740 760 780

Latitu- dinea o

Sens corecţie

0 minus 1,66 1,71 1,76 1,81 1,86 1,92 1,98 2,04 90 plus 5 minus 63 68 73 78 84 89 94 99 85 plus 10 minus 56 61 66 71 76 81 86 90 80 plus 15 minus 43 48 52 57 61 66 70 75 75 plus 20 minus 27 31 35 39 43 47 51 55 70 plus 25 minus 1,07 1,10 1,13 1,17 1,20 1,23 1,27 1,30 65 plus 30 minus 0,83 0,86 0,88 0,91 0,93 0,96 0,99 1,01 60 plus 35 minus 57 58 60 62 64 65 67 69 55 plus 40 minus 29 30 31 32 32 33 34 35 50 plus 45 minus 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 45 plus

Tab. 20 Corecţii de altitudine

Presiune atmosferică (mm col. Hg) Altitudine

Sens corecţie 100 200 300 400 500 600 700 800

500 minus - - - - - 0,06 0,05 0,08

1000 minus - - - - 0,10 0,12 0,09 -

2000 minus - - - - 0,2 0,23 0,18 -

3000 minus - - - - 0,29 0,35 - -

4000 minus - - - 0,31 0,39 0,47 - -

5000 minus - - - 0,39 0,59 - - -

6000 minus - - 0,35 0,47 - - - -

7000 minus - - 0,41 0,55 - - - -

8000 minus - 0,31 0,47 - - - - -

9000 minus - 0,35 0,53 - - - - -

10000 minus - 0,39 0,59 - - - - -

15000 minus 0,29 0,59 - - - - - -

20000 minus 0,39 0,78 - - - - - -

Corecţia instrumentală se aplică pentru eliminarea erorilor care provin din construcţia apa-ratului şi a îngrijirii lui.

Page 137: Lab 24 nov

137

Determinarea acestei corecţii se face prin compararea valorilor citite la barometrul de verifi-cat, cu acele ale unui barometru de control. În acest sens se fac concomitent un şir de observaţii la cele două barometre şi se determină valoarea diferenţelor. Media acestor diferenţe reprezintă va-loarea determinată a corecţiei. Determinarea valorii corecţiei instrumentale se face de către unităţile care furnizează apara-tul şi ea se găşeşte înscrisă în fişa tehnică a aparatului. Exemplu de aplicare a corecţiilor: Latitudinea locului (φ) = 75o, altitudinea (h) = 1000m, presiunea citită la barometru cu mer-cur = 700mm, temperatura termometrului alipit = 20oC, corecţia instrumentală +0,2mm. Conform tabelelor de corecţie (tabel 3, 4, 5): - corecţia de temperatură = -2,27mm, - corecţia de latitudine = + 1,57mm, - corecţia de altitudine = - 0,09mm, - corecţia instrumentală = + 0,20mm ------------------------------------------------------------------ Valoarea însumată a corecţiei = - 0,59mm Valoarea corectată a presiunii = 739,01mm În practică, pentru obţinera valorii corectate a presiunii, la valoarea citită la un moment dat la barometru, se aplică numai corecţia de temperatură şi cea instrumentală în care este înglobată şi corecţia de gravitaţie(de latitudine şi de altitudine).

Barograful meteorologic

Barograful meteorologic este construit şi funcţionează pe acelaşi principiu ca şi barometrul aneroid, cu deosebirea că partea receptoare este alcătuită dintr-un sistem de mai multe capsule, iar variaţiile presiunii sunt înregistrate pe o barogramă. Construcţia aparatului este foarte simplă(fig. 92) iar acesta uşor de manipulat. Ca părţi componente deosebim: sistemul de capsule Vidie, mecanismul de transmitere şi amplificare şi, mecanismul de înregistrare.

Sistemul de capsule reprezintă partea sensibilă a aparatului faţă de presiune şi este alcătuit dintr-o coloană de 4-5 capsule, cuplate între ele (1). În acest fel deformă-rile capsulelor, care sun foarte mici, se însumează dând deformării totale o va-loare maximă. Cu cât numă-rul de capsule este mai mare cu atât şi valoarea deformă-rii totale este mai ridicată. Menţinerea capsulelor în echilibru faţă de presiunea exterioară se realizează printr-un arc interior în

formă de resort (2). Întreg sistemul de capsule se găseşte fixat pe un suport special, aflat sub placa de bază a apa-ratului, numit compensator termic (3). Este o lamă bimetalică alcătuită dintr-o lamă de oţel şi una de cupru sudate între ele şi are rolul de a compensa erorile provenite din influenţa temperaturii asu-pra elasticităţii arcurilor şi a capsulelor. Compensarea se realizează prin mişcarea inversă a compen-satorului, determinată de coeficientul de dilatare diferit a celor două metale componente. Mecanismul de transmitere şi amplificare (4) este format dintr-un sistem de pârgii aflat în legătură cu extremitatea superioară a coloanei de capsule şi cu peniţa înregistratoare fixată la ex-

Fig. 92 Schema barografului meteorologic

Page 138: Lab 24 nov

138

tremitatea braţului de înregistrare. Deformările sunt amplificate de circa 80-100 ori. De lungimea primei pârgii, adică de aceea care se găseşte în legătură directă cu sistemul de capsule, depinde sen-sibilitatea aparatului. Prin sensibilitatea aparatului, se înţelege, numărul de diviziuni cu care se de-plasează peniţa de înregistrare la o variaţie a presiunii de 1mm col. Hg, sau 1mb. Peniţa înregistratoare(a) are forma unei piramide triunghiulare alungită după unul din axe şi, este detaşabilă de braţul de înregistrare putând fi uşor schimbată. Cerneala folosită este una spe-cială, pe bază de anilină şi glicerină care se usucă foarte greu şi care nu îngheaţă la temperaturi scă-zute. Mecanismul de înregistrare (5) se compune dintr-un cilindru înregistrator vertical prevăzut în interior cu un mecanism de ceas care asigură rotirea lui în jurul axului. După durata unei rotiri complete a cilindrului, barografele pot fi cu înregistrare zilnică sau săptămânală. Pe cilindrul de înregistrare este fixată, cu ajutorul unei clame, barograma. Barograma este o bandă de hârtie pe care sunt trasate linii drepte orizontale care indică valo-rile de presiune şi, linii curbe verticale care indică intervalele de timp (minute, ore, zile) (fig. 93) Instalarea barografului şi modul de lucru. Pentru buna funcţionare a aparatului, precum şi pentru precizia datelor, este necesar ca, pe lângă o îngrijire permanentă, să se respecte şi unele con-diţii de instalare şi lucru. Instalarea barografului se face în apropierea barometrului cu mercur pe o consolă separată, fixată în zid la 130-140cm înălţime faţă de podea. Pentru a fi ferit de variaţiile bruşte ale temperaturii, este necesar şi în acest caz să se respec-te aceleaşi condiţii ca şi la barometrul cu mercur. Pentru ca indicaţiile barografului să coincidă cu cele ale barometrului cu mercur, este nece-sară reglarea poziţiei braţului de înregistrare în raport cu indicaţiile barometrului cu mercur redu-se la 0oC. Reglările trebuie să se facă cât mai rar pentru a nu deregla aparatul. Se urmpăreşte în permanenţă ca peniţa să aibă cerneală. Dacă pe suprafaţa cernelii se for-mează, prin uscare, o pieliţă subţire, aceasta se va înlătura cu ajutorul unui beţişor. Din când în când, se face verificarea şi, dacă este necesar şi reglarea, mecanismului de ceas. Verificarea se face prin compararea intervalelor de timp indicate de mecanismul barografului cu ale unui ceas de precizie. La barografele zilnice, schimbarea barogramei se face cu regularitate zilnic la ora 1300, iar la barografele săptămânale, în fiecare luni şi, la aceeaşi oră ca la barograful zilnic. Momentele de efec-tuare a observaţiilor la barometrul cu mercur se vor indica pe barogramă printr-o uşoară mişcare a pârghiei de înregistrare. Aceasta este necesară în vederea descifrării barogramei. Schimbarea baro-gramei se face fără ca cilindrul de înregistrare să fie scos de pe ax. În timpul schimbării barogramei, rotirea intenţionată a cilindrului trebuie făcută numai înapoi. În caz contrar se forţează mecanismul de ceas, ceea ce poate duce la dereglarea lui.

Descifrarea barogramelor

Fig. 93 Exemplu de barogramă descifrată

Page 139: Lab 24 nov

139

Presupune aducerea valorilor înregistrate de curba de înregistrare de pe barogramă la diferi-tele ore, la valorile citite la barometrul cu mercur. În acest fel se înlătură erorile determinate de iner-ţia, mai mare, a aparatului. Descifrarea barogramelor începe cu citirea valorilor indicate de curba de înregistrare şi înscrierea lor pe marginea diagramei, în dreptul fiecărei ore (col. a). Se trec apoi va-lorile citite la barometrul cu mercur, în dreptul orelor la care acestea s-au făcut şi, care se iau din carnetul de observaţii zilnice. În raport de acestea se determină valoarea şi sensul corecţiei (col. c), respectiv, diferenţa sau plusul dintre valoarea de presiune citită la barometrul cu mercur şi valoarea înregistrată. Cunoscând valoarea şi sensul corecţiei de la orele pentru care am avut şi citirile la ba-rometrul cu mercur se face interpolarea, adică, trecerea treptată de la o corecţie cunoscută la alta, determinându-se astfel valoarea corecţiei pentrui fiecare oră. Se aplică valoarea corecţiei la citirile făcute pe barogramă, de la fiecare oră, şi se obţine astfel valoarea corectată a presiunii(col. b).

Page 140: Lab 24 nov

140

IX. Transmiterea datelor înregistrate la staţiile meteorologice sinoptice.

IX. 1. Codul sinoptic internaţional

Datele obţinute în urma efectuării observaţiilor meteorologice se transmit codificat prin di-ferite mijloace (telefon, radio-telefon, radio, teleimprimator, calculator) staţiilor meteorologice de tip judeţean (ex. Suceava), iar de aici mai departe Serviciilor de prognoză meteorologice regionale (Ex. Bacău), care validează exactitatea acestora şi le furnizează, la rândul lor, prin calculator, Insti-tutelor naţionale de meteorologie cum ar fi de exemplu în cazul României, I.N.M.H.(în prezent A.N.M.-Agenţia Naţională de Meteorologie). Ultimele instituţii cu rang superior amintite, recepţionează datele meteorologice de altitudi-ne, obţinute de către observatoarele aerologice, pe cele ale staţiilor radar şi pe cele primite de la sateliţii meteorologici şi efectuează schimbul de date internaţional de 4 ori pe zi, prin satelit, cu in-stitutele naţionale de meteorologie din alte ţări. Aceste schimburi de date sunt necesare întocmirii hărţilor sinoptice pe baza analizei cărora se face diagnoza şi se elaborează prognoza vremii. Prognoza vremii, după cum observăm, nu poate fi realizată, decât pe baza datelor provenind de la un număr mare de staţii situate pe suprafeţe foarte întinse numite regiuni sinoptice naturale. La staţiile ce furnizează date prognozelor, se efectuează observaţii vizuale şi instrumentale după un program riguros şi unitar asupra unui număr de circa 20 de parametri ai diferitelor elemente meteorologice. Emisfera nordică este împărţită în trei regiuni sinoptice naturale (europeană, asiatică şi americană), fiecare cuprinzând aproximativ 120o longitudinale şi 60olatitudine (între 30o şi 90o lat. N). Delimitarea lor nu s-a făcut convenţional, ci pe baza constatării că evoluţia vremii în fiecare dintre ele este determinată de acţiunea conjugată a anumitor centri barici cu caracter cvasiperma-nent şi sezonier. Regiunea sinoptică naturală europeană se întinde de la vest de Islanda (3o longitu-dine vestică) până în regiunea fluviului Enisei (90o longitudine estică). Aceasta presupune că pentru elaborarea prognozei meteorologice a unui interval viitor de 12, 24 sau 48 de ore, orice serviciu de prevedere a timpului din regiunea respectivă trebuie să dis-pună de cei 20 de parametri atmosferici esenţiali determinaţi la un număr mare de staţii (peste 200) amplasate în puncte caracteristice pe întreg cuprinsul regiunii. Datele necesare prognozelor, ajung la centrele de prevedere a timpului într-un interval de 1-2 ore de la efectuarea observaţiilor, graţie mijloacelor moderne de transmitere amintite (telefon, radio, telex etc.) şi codului sinoptic internaţional destinat codificării informaţiilor din observaţiile efectuate la sol pe platformele diferitelor tipuri de staţii de suprafaţă. Acest cod a intrat în vigoare la 1 ianuarie 1982. Întocmirea telegramelor sinoptice cifrate pentru un mesaj de observaţie SYNOP care provine de la o staţie terestră se face după următoarea schemă:

Schema unei telegrame sinoptice

MiMiMjMj YYGGiw IIiii iRix hVV Nddff 1sn TTT 2snTdTdTd 3PoPoPoPo 4PPPP 5appp 6RRRtR 7wwW1 W2 8NhCL CMCH (9hh//) 333// 1snTxTxTx 2sn TnTnTn 3EsnTgTg(3Ejjj) 4Esss (iarna) 9SpSpspsp

Semnificaţia simbolurilor din schemă este următoarea: 1) Grupa Mi Mi Mj Mj conţine simboluri de identificare a tipului de mesaj. Pentru un me-saj de observaţie SYNOP care provine de la o staţie terestră grupa va avea forma AAXX în timp ce pentru un mesaj de observaţie SHIP care provine de la o staţie marină MiMiMjMj va avea forma BBXX. 2) Grupa Y Y G G iw

- prin simbolurile YY se codifică ziua lunii, - cu GG se codifică ora reală de observaţie rotunjită la ora întreagă timp universal cea mai apropiată (se raportează la ora meridianului 0/GMT),

Page 141: Lab 24 nov

141

- iw indică unităţile în care se exprimă viteza vântului (m/s – când viteza este estimată cifra de cod este 0; când este măsurată 1//sau noduri - când viteza este estimată cifra de cod este 3; când este măsurată 4).

3 ) Grupa I I i i i

- II reprezintă indi-cativul regional sinop-tic la care aparţine o ţară sau un grup de ţări. De exemplu Ro-mânia are indicativul regional 15-(fig. 94), - iii reprezin-tă indicativul naţional al staţiei. De exemplu, pentru staţiile din Ro-mânia au fost alocate indicativele cuprinse între 001 (Avrămeni) şi 499 (Mangalia). In-dicativul regional şi cel naţional constituie îm-preună indicativul in-ternaţional al staţiei, cu care începe de obi-cei, orice telegramă sinoptică pentru a şti de unde provin datele

de observaţie.

4) Grupa iR ix h V V

- iR – indicator de includere sau de omisiune a precipitaţiilor. Când sunt precipitaţii cifra de cod folosită este 1, iar când se foloseşte cifra 3 înseamnă că nu au căzut precipitaţii, - ix – indicator privind modul de exploatare al staţiei (cu personal – când se utilizează ci-fre de cod cuprinse între 1 şi 3, - sau automată când se utilizează cifre de cod cuprinse între 4 şi 7) precum şi al includerii datelor privind timpul în momentul observaţiilor şi pe trecut, - h - înălţimea deasupra solului a bazei celor mai joşi nori observaţi(se utilizează cifra de cod 0 când înălţimea bazei norilor este cuprinsă între 0 şi 50m, 1 când este între 50 şi 100m, 2 când este între 100 şi 200m, 3 când este între 200 şi 300m, 4 când este între 300 şi 600m, 5 când este în-tre 600 şi 1000m, 6 când este între 1000 şi 1500m, 7 când este între 1500 şi 2000m, 8 când este în-tre 2000 şi 2500m, 9 când este peste 2500m sau nu sunt nori, / când înălţimea bazei norului nu este cunoscută, sau baza norilor este la un nivel inferior şi vârfurile la un nivel superior celui al staţiei), - VV – vizibilitatea orizontală la suprafaţa solului(Obs. 1 - dacă vizibilitatea orizontală nu este aceeaşi în toate direcţiile, prin VV se indică vizibilitatea cea mai mică; Obs. 2 – prin cifre de cod de la 00 la 50 se indică valori ale vizibilităţii de la sub 0,1km până la 5,0 km din 0,1 în 0,1km; Obs. 3 - cifrele de cod de la 51 la 55 nu se utilizează; Obs. 4 – prin cifre de cod de la 56 la 79 se indică valori ale vizibilităţii de la 6km până la peste 30km din km în km; Obs. 5 – prin cifre de cod de la 81 la 89 se indică valori ale vizibilităţii de la 35km până la peste 70km din 5 în 5km; Obs. 6 – prin cifre de cod de la 90 la 99 se indică valori ale vizibilităţii de la sub 0,05km până la ≥ 50km pentru staţiile care nu posedă repere sau instrumente speciale pentru determinarea vizibilităţii sau pentru staţiile de pe mare).

5) Grupa N d d f f

Fig. 94 Harta Europei cu regiunile O.M.M.

Page 142: Lab 24 nov

142

- N – nebulozitatea totală dată de toate genurile de nori (Obs. 1 cu cifre de cod de la 0 la 8 se codifică valori ale nebulozităţii cuprinse între 0 – cer senin şi 8/8 – sinoptic; Obs. 11 tot cu ci-fre de cod de la 0 la 8 se codifică valori ale nebulozităţii cuprinse între 0 – cer senin şi 10/10 – cli-matic; Obs. 2 – cu cifra 9 se codifică cerul invizibil; această cifră se foloseşte şi atunci când întin-derea şi felul norilor este imposibil de evaluat din cauza întunericului, ceţii sau zăpezii viscolite; Obs. 3 semnul / se foloseşte când nu s-a efectuat nici o observaţie), - dd - direcţia vântului codificată în decagrade(Obs. 1 se utilizează cifre de cod de la 00 la 36 în felul următor: cu 00 se codifică calmul, cu 01 vântul ce bate dinspre 5-140, cu 02 vântul ce bate dinspre 15-240, cu 03 vântul ce bate dinspre 25-340, …, cu 35 vântul ce bate dinspre 345-3540, cu 36 vântul ce bate dinspre 355-040; Obs. 2 cu 99 se codifică vântul ce bate din 2-3 sau mai multe direcţii; Obs. 3 la staţiile meteorologice care nu dispun decât de giruete ce nu permit direcţiei vântu-lui în decagrade, aceasta se cifrează în felul următor: 00 – calm, 05 – NE, 09 – E, 14 – SE, 18 – S, 23 – SV, 27 – V, 32 – NV, 36 – N, 99 - variabilă), - f f – viteza medie a vântului în m/s determinată în intervalul de 10minute ce precede observaţia.

6) Grupa 1 sn T T T

- 1 - cifră de control, - sn - semnul temperaturii folosind cifra de cod 0 dacă temperatura ≥0

oC şi 1 pentru tem-peratura < 0oC. Ex. t = 21,3oC codificată 10213 t = - 10,7oC codificată 11107

7) Grupa 2 sn Td Td Td (2S UUU)

- 2 - cifră de control, - sn – semnul temperaturii punctului de rouă( când în grupă în locul temperaturii punctului de rouă se introduce umiditatea relativă sn se codifică cu 9), - TdTdTd temperatura punctului de rouă în grade şi zecimi de grade, Ex. Temperatura punctului de rouă în 0C t = 3,8 0C codificat 20038 t = - 21,3 0C codificat 21213 - 29UUU înlocuieşte grupa 2 sn Td Td Td dacă temperatura punctului de rouă nu este dis-ponibilă şi dacă umiditatea relativă a aerului este măsurată. Când umiditatea relativă este de 100% se ocupă toate poziţiile literelor ,,U”(Ex. 29100). În toate celelalte situaţii prima cifră este zero(Ex. 29088 pentru valori ale umidităţii egale cu 88 %).

8) Grupa 3 Po Po Po Po

- 3 – cifră de control, - PoPoPoPo presiunea atmosferică la nivelul staţiei în hectopascali(= milibari), respectiv presiune atmosferică citită la barometru şi corectată pentru 0oC, omiţând cifra miilor. Ex - presiunea la nivelul staţiei 1011,5 mb codificată 30115, - presiunea la nivelul staţiei 980,9 mb codificată 39809. 9) Grupa 4 P P P P – această grupă se transmite ori de câte ori se poate calcula cu o precizie satisfăcătoare, presiunea atmosferică la nivelul 0 al mării. - 4- cifră de control, - PPPP presiunea atmosferică redusă la nivelul mării. Ex - presiunea la nivelul mediu al mării = 1032,1mb codificată 40321 - presiunea la nivelul mediu al mării = 952,6mb codificată 49526.

10) Grupa 5 a p p p

- 5 – cifră de control,

Page 143: Lab 24 nov

143

- a - caracteristica tendinţei barometrice în timpul celor trei ore ce preced ora de observa-ţie(Obs. - cu cifra 0 se codifică tendinţa staţionară sau uşor crescătoare a presiunii, cu cifre cuprin-se între 1 şi 3 se codifică o valoare a presiunii atmosferice mai ridicate ca acum trei ore, cu cifra 5 se codifică tendinţa staţionară sau uşor descrescătoare a presiunii, cu cifre cuprinse între 6 şi 8 se codifică o valoare a presiunii atmosferice mai scăzute ca acum trei ore), - ppp – valoarea tendinţei barometrice în cursul celor trei ore care preced ora de observa-ţie, exprimată în hectopascali(milibari).

11) Grupa 6 R R R tR

- 6 - cifră de control, - RRR – cantitatea de precipitaţii căzută în intervalul de 6 sau 12 ore care precede mo-mentul observaţiei(Obs. - cu 000 se codifică lipsa precipitaţiilor; 001 înseamnă că au căzut 1mm de apă, 002 – 2mm, 003 – 3mm, … , 988 – 988mm, 989 – 98 9mm sau mai mult), - tR – durata perioadei de referinţă pentru cantitatea de precipitaţii căzute în intervalul care precede ora de observaţie( Obs. - când acesta este de 6 ore tR = 1, când precipitaţiile au prove-nit din ultimele 12 ore tR este codificată cu cifra 2, când precipitaţiile au provenit din ultimele 18 ore tR este codificată cu cifra 3, când precipitaţiile au provenit din ultimele 24 ore tR este codificată cu cifra 4, când precipitaţiile au provenit din ultima oră tR este codificată cu cifra 5, când precipitaţi-ile au provenit din ultimele 2 ore tR este codificată cu cifra 6, când precipitaţiile au provenit din ul-timele 3 ore tR este codificată cu cifra 7, când precipitaţiile au provenit din ultimele 9 ore tR este co-dificată cu cifra 8, iar când precipitaţiile au provenit din ultimele 15 ore tR este codificată cu cifra 9).

12) Grupa 7 w w W1 W2

- 7 - cifră de control, - ww – starea timpului în momentul observaţiei, sau în cursul orei precedente, transmise de către o staţie cu personal (Obs.1 se codifică cu cifre de cod de la 00 la 99; Obs.2 codul 4677 care este folosit are o complexitate deosebită ; Obs.3 de aceea, vom proceda doar la selectarea unor exemple din acest cod : Ex cu cifra de cod 01 se codifică norii în formare sau pe cale de a se forma, cu 05 pâcla, cu 10 aerul ceţos, cu 21 ploaia, cu 22 ninsoarea, cu 37 transportul puternic de zăpadă, cu 58 burniţa şi ploaia slabă, cu 98 orajul cu furtuna de praf sau nisip în momentul observaţiei etc.), - W1 W2 – starea timpului pe trecut ( perioada la care se referă W1 W2 diferă în funcţie de ora de transmitere a mesajului, variind de la 6 la 1 oră). Această parte a grupei vine în completa-rea primeia, descriindu-se astfel într-un mod mai complet caracteristicile timpului din perioada ce precede momentul observaţiei.

13) Grupa 8 Nh CL CM CH

- 8 -cifră de control, - Nh – nebulozitatea parţială (codificată cu cifre de la 1 la 8) dată de toţi norii următori: - CL – norii aparţinând genurilor Stratocumulus, Stratus, Cumulus şi Cumulonim-bus(codificaţi cu cifre de la 1 la 9 la care se adaugă semnul /), - CM – norii aparţinând Altocumulus, Altostratus şi Nimbostratus (codificaţi cu cifre de la 1 la 9 la care se adaugă semnul /), - CH – nori care aparţin genurilor Cirrus, Cirrocumulus şi Cirrostratus (codificaţi cu cifre de la 1 la 9 la care se adaugă semnul /). Această grupă este omisă când N = 0, sau dacă cerul este invizibil (N = 9)

14) Grupa 9 h h // este o grupă folosită în cazurile în care trebuie să se semnaleze înălţimea bazei celei mai joase a norilor, cu o precizie de 30m. Grupa este omisă în mesajele de la staţiile care nu pot determina instrumental, cu precizia cerută, înălţimea bazei norilor celor mai joşi.

15) Grupa 3 3 3 // reprezintă prima grupă a secţiunii 3 şi în acelaşi timp indicatorul secţiu-nii. Este destinată schimbului de date pe plan regional. Dacă nu există date pentru această secţiune se omite şi grupa 333//.

Page 144: Lab 24 nov

144

16) Grupa 1 sn Tx Tx Tx - 1 – cifră de control, - sn – semnul temperaturii, codificat, - TxTxTx – temperatura maximă a aerului exprimată în grade şi zecimi de grade. Această grupă este inclusă în mesajele de la orele 06oo şi 18oo timp universal pentru codificarea temperaturii maxime din timpul zilei, pentru perioada ultimelor 12 ore.

17) Grupa 2 sn Tn Tn Tn

- 2 - cifră de control, - sn – semnul temperaturii codificat,

- TnTnTn – temperatura minimă a aerului din ultimile 12 ore. Această grupă este inclusă în mesajele de la orele 6oo şi 1800 timp universal, pentru codifi-carea temperaturii minime a aerului din ultimile 12 ore, exprimată în grade şi zecimi de grade C.

18) Grupa 3 E sn Tg Tg (3 E j j j)

Grupa 3Ejjj este folosită în România sub forma 3EsnTgTg . Este inclusă, de obicei, în me-sajele sinoptice de la orele 06oo şi 18oo timp universal. În mod excepţional această grupă poate fi transmisă şi la mesajele de la 09oo timp universal, conţinând însă tot elementele observate la ora 06oo timp universal. Semnificaţia simbolurilor este următoarea: - 3 - este cifră de control, - E - starea solului, fără strat de zăpadă sau strat de gheaţă măsurabil, transmisă codificat prin cifre de la 0 la 9 (Ex. : cu 1 se codifică suprafaţa solului când este uscată, fără crăpături şi praf sau nisip mobil în cantitate apreciabilă, cu 3 solul inundat, cu 5 solul acoperit de polei, cu 9 solul foarte uscat cu crăpături etc.); - sn - semnul temperaturii, transmis codificat, - TgTg - temperatura minimă sau maximă la suprafaţa solului exprimată în grade în-tregi.

19) Grupa 4 E′′′′ s s s include date privind stratul de zăpadă, depunerile de gheaţă sau orice altă formă a precipitaţiilor solide de pe sol în momentul observaţiei. Grupa este inclusă în mesaje în sezonul rece, numai dacă se observă strat de zăpadă şi/sau gheaţă măsurabile. Semnificaţia simbolu-rilor este următoarea: - 4 - cifră de control, - E′′′′ - starea solului acoperit de zăpadă sau gheaţă măsurabile, transmisă codificat, prin cifre de la 0 la 9 (Ex. : cu 1 se codifică solul acoperit în cea mai mare parte de gheaţă, cu 5 solul acoperit într-o proporţie de sub 50% cu zăpadă uscată, afânată, cu 9 zăpada acoperind complet solul sub forma unor troiene mari etc.), - sss - grosimea stratului de zăpadă, exprimată în cm, transmisă codificat prin grupări de cifre de la 001 la 999 (Ex. : cu 001 se codifică stratul de zăpadă cu înălţimea de 1cm, cu 010 stra-tul de zăpadă cu înălţimea de 10cm, …, cu 996 stratul de zăpadă cu înălţimea de 996cm, cu 997 stratul de zăpadă cu înălţimea mai mică de 0,5cm, cu 998 stratul de zăpadă discontinuu, iar cu 999 se codifică stratul de zăpadă a cărui grosime este imposibil de măsurat, sau imprecis măsurată).

20) Grupa 9 Sp Sp sp sp

- SpSpspsp – grupă inclusă în mesaje ori de câte ori este necesar să se redea informaţii de detaliu asupra unor fenomene speciale care se produc în momentul observaţiei sau care s-au pro-dus în trecut.

Exemplu de descifrare a unei telegrame sinoptice: 15109: - 15 = datele provin de la o staţie din România, - 109 = datele provin de la staţia meteorologică Piatra Neamţ. 32565 - 3 nu au căzut precipitaţii, - 2 nu s-au semnalat fenomene , - 5 înălţimea bazei norilor a fost de 600-1000m,

Page 145: Lab 24 nov

145

- 65 vizibilitatea orizontală a fost de 15km. 20000 - 2 nebulozitatea totală a fost de2/8(sinoptic) sau de 2-3/10(climatic), - 00 calm atmosferic, - 00 viteza vântului de 00m/s.

11034 - 1 cifră de control, - 1 temperatura aerului este negativă, - 034 temperatura aerului a fost de –3,4oC,

21121 - 2 cifră de control, - 1 temperatura punctului de rouă a fost negativă, - temperatura punctului de rouă a fost egală cu –12,1oC.

39867 - 3 cifră de control, - 9867 presiunea atmosferică măsurată la nivelul staţiei a fost egală cu 986,7mb. 40269 - 4 cifră de control, - 0269 presiunea atmosferică transformată la nivelul mării a fost de 1026,9mb. 52018 - 5 cifră de control, - 2 presiunea atmosferică în creştere uniformă, mai ridicată decât cu 3 ore mai înainte, - 018 presiunea atmosferică mai mare decât cu 3 ore mai înainte cu 1,8mb. 82500 - 8 cifră de control, - 2 nebulozitatea parţială a fost de 2/8 (sinoptic) sau de 2-3/10 (climatic), - 5 norii existenţi sunt reprezentaţi de genul Stratocumulus (din categoria CL), - 0 norii mijlocii CM nu s-au semnalat, - 0 norii superiori CH nu s-au semnalat. 333 - indicatorul de includere în mesaj a secţiunii 3. 21040 - 2 cifră de control pentru grupa temperaturii minime inclusă în mesaj la ora 06oo timp universal, -1 temperatura minimă din cursul nopţii (de la ora 18oo timp universal din ziua precedentă până la ora 06ootimp universal din ziua în care s-a făcut observaţia) a fost negativă, - 040 temperatura minimă a fost egală cu – 4,0oC 34110 - 3 cifră de control, - 4 solul a fost îngheţat, dar lipsit de strat zăpadă sau gheaţă măsurabil, - temperatura minimă la suprafaţa solului a fost negativă, - 10 temperatura minimă la suprafaţa solului a avut valoarea de –10oC.

IX. 2. Noţiuni de meteorologie sinoptică Întocmirea şi analiza hărţii sinoptice

Datele meteorologice transmise sub forma telegramelor cifrate serviciilor regionale de prog-noză meteorologică şi I.N.M.H.(A.N.M.), folosesc la întocmirea hărţilor sinoptice de suprafaţă (de la nivelul solului) şi de la diferite înălţimi deasupra solului: 1500m (850mb), 3000m (700mb), 5500m (550mb), 7000-7400m (400mb), 9000-9300m (300mb), 12000m (200mb) şi 16000m (100mb), hărţi pe baza analizei cărora se caracterizează starea vremii la un moment dat, pe o supra-faţă vastă şi se elaborează prevederea ei.

Hărţile sinoptice de suprafaţă sunt hărţi geografice realizate la diferite scări: -1:30 000 000 – harta emisferei nordice, -1:10 000 000 – harta Europei, -1: 5 000 000 - harta Europei de Sud – Est, -1: 2 500 000 – harta României, care pe lângă conturul continentelor şi al bazinelor marine şi oceanice, fluviile şi râurile principale, elemente de planimetrie, conţin cifre şi simboluri meteoro -

Page 146: Lab 24 nov

146

logice, dispuse în jurul punctului de staţie (marcat cu un cerc de culoare albastră sau neagră în cazul staţiilor de şes sau oceanice şi sub formă de pătrat, înscris cu roşu în cazul celor de munte) conform schemei Bjerknes, în care fiecare element ocupă o poziţie bine stabilită (fig. 95). Pentru ca harta să poată fi citită cu mare uşurinţă, elemente precum:

- temperatura aerului, - temperatura punctului de rouă, - temperaturile extreme, - valoarea tendinţei barometrice (când presiunea este în scădere), - caracteristica norilor superiori, se înscriu cu cerneală roşie, iar celelalte cu albastru sau negru. Pe lângă elementele amintite (scară, reţeaua geografică, elemente de planimetrie, staţiile me-teorologice din reţeaua sinoptică, semnele convenţionale), hărţile sinoptice mai au ca elemente prin-cipale:

- reţeaua cartografică şi - legenda, ultima de mare importanţă pentru citirea şi descifrarea conţinutului hărţii(fig. 96).

Fig. 96 Harta sinoptică a Europei (18. XI 1990 ora0000 GMT)

După conţinut hărţile sinoptice pot fi : ♦ complexe – pe acestea fiind înscrise date care privesc toate elementele meteorologice

şi care permit o analiză complexă a proceselor şi fenomenelor atmosferice; ♦ auxiliare – pe care apar doar o parte din elemente (temperatura, presiunea, vântul),

sau un singur element, fiind posibilă o analiză mai profundă privind elementele sau elementul care influenţează cel mai mult condiţiile de vreme existente şi cele viitoare.

După ce datele din telegramele sinoptice sunt înscrise pe hărţi urmează prelucrarea lor şi analiza hărţii. De analiza hărţii depinde foarte mult calitatea prognozei asupra vremii, elaborată de

Fig. 95 Schema Bjerknes

Page 147: Lab 24 nov

147

meteorologul previzionist. Aceasta este etapa cea mai importantă şi cea mai dificilă din munca sinopticianului. Orice greşeală comisă în analiza şi interpretarea hărţii sinoptice se răsfrânge asupra prognozei determinând mai mult sau mai puţin nereuşita prevederii timpului.

Prelucrarea hărţii, precede analiza ei şi, are ca scop evidenţierea a o serie de procese şi fe-nomene care să permită analiza hărţii sinoptice. Operaţiunile de prelucrare a hărţii se desfăşoară conform unui algoritm, după cum urmează:

- delimitarea arealelor diferitelor procese şi fenomene, - identificarea maselor de aer, - delimitarea arealelor cu diferite valori ale tendinţei barice, - trasarea izobarelor,

- conturarea formelor reliefului baric (ciclon, anticiclon, talveg depresionar, culuar depre-sionar, şea barometrică, dorsală anticiclonică – fig. 97). Pe baza distribuţiei spaţiale a presiunii sinopticianul stabileşte poziţia centrilor de maximă şi minimă presiune, notând cu M nucleele for-maţiunilor barice anticiclonale şi cu D pe cele ale formaţiunilor barice ciclonale, depresionare.

Se stabileşte apoi tipul şi originea geografică a maselor de aer, folosindu-se simbo-lurile: A – pentru masele de aer arctic, P – pentru masele de aer polar, T – pentru masele de aer tropical,

E – pentru masele de aer ecuatorial,

m – pentru masele de aer maritim,

c – pentru masele de aer continen-tal.

Caracterul ter-mic al aerului este redat prin simbolurile: w atunci când aerul este mai cald decât suprafaţa terestră şi k atunci când aerul este mai rece decât suprafaţa subiacentă. Pe baza situaţiei sinoptice de la sol şi din altitudine şi în funcţie de evoluţia în timp a aceste-ia se trasează fronturile atmosferice şi se determină tipul lor, transpus pe hărţile sinoptice prin sem-ne convenţionale(fig. 98):

Front cald

Front rece

Front oclus Front staţionar

Fig. 98 Simbolurile fronturilor meteorologice

Analiza hărţii sinoptice presupune stabilirea în urma prelucrării hărţii a principalelor procese fizice care se petrec la un moment dat în atmosferă şi tendinţele lor de evoluţie. Analiza ne indică care este poziţia, sensul de deplasare, tendinţe de evoluţie a maselor de aer şi a fronturilor atmosferice, a perturbaţiilor frontale (ciclonii şi anticiclonii mobili), care sunt princi-palele cauze ale variaţiilor neperiodice a elementelor meteorologice şi deci a vremii. Analiza ce are ca etapă cea în care se stabileşte situaţia sinoptică de ansamblu, generală, asupra vremii existente şi în care apoi se schiţează în linii mari caracteristicile situaţiei ei viitoare constituie diagnoza.

Fig. 97 Principalele forme ale câmpului baric

Page 148: Lab 24 nov

148

Diagnoza odată conturată, permite trecerea la cea de-a doua parte a procesului de analiză, adică la prognoza sau prevederea vremii. Aceasta permite la rândul ei cunoaşterea situaţiei atmosfe-rice viitoare. Analiza hărţii sinoptice trebuie să explice toate particularităţile stării fizice a atmosfe-rei la ora pentru care s-a întocmit harta şi să constituie baza pentru elaborarea prevederii timpului. Metoda de bază folosită în analiza hărţii sinoptice este metoda comparaţiei elementelor me-teorologice. Se compară datele de la o staţie cu cele de la staţiile învecinate, datele de la o staţie cu cele anterioare de la aceeaşi staţie, datele da la sol cu cele din atmosfera liberă. Se iau deci în calcul succesiuni de hărţi sinoptice de suprafaţă şi din atmosfera liberă, folosindu-se şi hărţile de topogra-fie barică absolută alcătuite pe baza datelor aerologice transmise sub forma telegramelor codificate.

Elaborarea prognozei meteorologice

Elaborarea prognozei meteorologice constituie scopul final al operaţiunilor efectuate pe hăr-ţile sinoptice. Pentru a face aprecieri asupra aspectelor viitoare ale vremii, este necesar să cunoaş-tem mai întâi dezvoltarea şi evoluţia proceselor sinoptice fundamentale adică:

- a câmpurilor elementelor meteorologice din trecut şi prezent, de la sol şi altitudine, - a câmpului baric de la sol (fig. 96, 97)şi din altitudine(fig.99), - a fronturilor atmosferice şi a maselor de aer. Se utilizează apoi metoda extrapolării, ce se bazează în esenţă, pe presupunerea că variaţiile

câmpurilor elementelor meteorologice anterioare momentului elaborării prognozei, se vor menţine ca semn şi valoare şi în intervalele pentru care se face prevederea.

De obicei având la dispoziţie ca reper de bază un interval de timp parcurs şi pentru care ştim cum a evoluat vremea şi hărţile sinoptice ale trecutului şi ale prezentului de la sol şi de la dife-rite altitudini, putem realiza prognoza vremii pentru un interval de timp echivalent din viitor.

Se alcătuieşte harta prolabilă de la nivelul de 500mb (5500m), folosită ca hartă de ghidaj (reper), cunoscându-se stabilitatea mai mare a câmpului de geopotenţial la această înălţime. Întoc-mirea hărţilor probabile ale câmpului baric se poate realiza pe două căi:

- prin metode sinoptice clasice, calitative, bazate pe rezultatele analizei hărţilor sinop-tice de la sol şi din altitudine, de la momente succesive, comparându-le între ele,

Fig. 99 Harta câmpului de geopotenţial la înălţimea de 5500m(500mb)

pe data de 18. XI. 1990 la ora 0000 GMT

Page 149: Lab 24 nov

149

- prin metode numerice, prin calcularea cantitativă a valorilor viitoare cu ajutorul unor sisteme de ecuaţii, folosind calculatoarele electronice sau metodele grafice.

Utilizarea unui volum din ce în ce mai mare de informaţii privind diferite aspecte ale vremii, informaţii ce provin dintr-un mare număr de locuri şi de pe spaţii întinse şi folosirea calculatoarelor electronice, a făcut posibilă introducerea metodelor numerice în prognoza meteorologică. Introdu-cerea calculatoarelor a contribuit la crearea unor modele complexe şi complete de calcul ale câmpu-rilor principalilor parametri meteorologici, folosite cu mare eficienţă în prevederea vremii din zilele noastre.

Prevederea evoluţiei viitoare a vremii ţine seama de legătura cauzală dintre situaţia sinopti-că şi elementele şi fenomenele meteorologice pe de o parte, dar şi de legătura existentă între două sau mai multe elemente sau fenomene, pe de altă parte.

Pentru caracterizarea şi evoluţia vremii trebuie să se aibă în vedere şi circulaţia aerului din interiorul aceleiaşi mase de aer pe verticală şi pe orizontală. Spre exemplu, în cazul ariilor antici-clonale, aerul circulă pe orizontală în sens divergent, iar pe verticală în sens descendent, mişcare în timpul căreia aerul se comprimă adiabatic, se încălzeşte, se usucă, îndepărtându-se de saturaţie, condensarea devine slabă, sau nu se mai produce, nebulozitatea se reduce, sau poate ajunge la zero, timpul devine frumos, uscat, caracterizat prin calm atmosferic.

Însă în regiunile dominante de formaţiunile barice ciclonale, în care pe orizontală aerul cir-culă în sens convergent, iar pe verticală în sens ascendent, aerul se va destinde adiabatic, îşi va re-duce temperatura, apoi treptat va ajunge la saturaţie, moment din care va începe procesul de con-densare, soldat cu formarea norilor, din care vor cădea precipitaţii, mai mult sau mai puţin însemna-te, dând vremii un aspect mohorât, urât, schimbător.

Cunoscând particularităţile dinamicii aerului şi arealele ocupate de cele două formaţiuni ba-rice principale, de maximă şi de minimă, precum şi tendinţele lor de deplasare, eventualele obsta-cole interpuse în calea deplasării lor, viteza vântului etc., se poate prognoza cum va fi vremea într-o regiune care ne interesează.

Se are în vedere şi influenţa factorilor fizico-geografici. În cazul unor elemente majore, cum ar fi de exemplu catenele muntoase de mare înălţime, cu grad ridicat de masivitate, acestea pot bara sau devia deplasarea maselor de aer şi a fronturilor atmosferice, le pot diminua viteza de deplasare etc. introducând astfel modificări însemnate în variaţia lor spaţială şi, o dată cu ele, schimbări în aspectul vremii.

Se îmbină astfel, prevederea generală cu cea locală. Pentru aceasta, alături de hărţile sinop-tice, se folosesc o serie de materiale şi metode auxiliare cum ar fi: diagrame, tabele de corecţie, diferite relaţii de calcul, deosebit de utile în cazul prognozelor locale, care vin în sprijinul direct al unor ramuri economice (agricultură, transporturi, construcţii).

Prevederea include următoarele elemente şi fenomene: vântul la sol şi în altitudine, viscolul, orajele, vijelia, temperatura aerului şi îngheţul la sol, precipitaţiile, depunerile de gheaţă, ceaţă, fe-nomenele periculoase pentru navigaţia aeriană cum ar fi: vizibilitatea, givrajul.

După durată, prognozele meteorologice pot fi de scurtă durată (până la 24 de ore), de dura-tă medie (1-5zile) şi de lungă durată (peste 5 zile). Folosirea metodelor statistice, ale fizicii şi ma-tematicii, prin utilizarea pe scară largă, a electronicii şi ciberneticii, a îmbunătăţit simţitor gradul de veridicitate al prognozelor meteorologice.

Trebuie menţionat că în domeniul meteorologiei sinoptice se utilizează ultimile generaţii de calculatoare, sateliţii meteorologici ce fotografiază în permanenţă sistemele noroase din atmosferă şi măsoară prin raze infraroşii temperaturi din atmosferă de la diferite niveluri şi de asemenea rada-rele meteorologice ce urmăresc în permanenţă deplasarea maselor de aer cu diferitele lor structuri microfizice şi caracteristici termobarice şi a fronturilor atmosferice ce le însoţesc.

Utilizarea laserului, a rachetelor meteorologice, a avionului şi balonului pilot, a staţiilor meteorologice automate şi a unui sistem de comunicaţii moderne face din meteorologie o ştiinţă de vârf. Experimentele şi programele meteorologice mondiale costă miliarde de dolari. Ele nu sunt cheltuite întâmplător, deoarece la începutul celui de-al treilea mileniu constatăm că un număr im-portant dintre problemele globale ale omenirii îşi au cauza în atmosferă.

Atmosfera suferă un proces lent dar constant de încălzire ce a debutat odată cu industriali-zarea şi explozia demografică. Doar în ultima sută de ani temperatura troposferei inferioare a cres-

Page 150: Lab 24 nov

150

cut cu 1oC, consecinţele acestui fapt răsfrângându-se asupra tuturor învelişurilor planetei şi fiind foarte imprevizibile. Se constată o poluare foarte accentuată a atmosferei, o acidifiere continuă a precipitaţiilor, o subţiere a stratului de ozon, care intensifică radiaţia ultravioletă la valori ce produc efecte negative.

Are loc şi o aridizare vizibilă cu precădere în zonele calde, mai ales în Sahel dar şi la latitu-dini medii. Precipitaţiile capătă caracter torenţial. Vânturile, tornadele, trombele şi ciclonii migra-tori devin din ce în ce mai violente şi se manifestă în arealele în care altădată nu erau semnalate.

Schimbările de vreme sunt din ce în ce mai imprevizibile şi cu consecinţe din ce în ce mai negative. Statistica Agenţiei Japoneze pentru mediu din iulie 2000, arată că în ultimii 30 de ani s-a înregistrat o creştere alarmantă a pierderilor materiale şi umane datorată măririi frecvenţei şi inten-sităţii dezastrelor climatice, fenomen ce a fost pus pe seama procesului de încălzire al atmosferei. Numărul de pierderi de vieţi omeneşti, provocat de dezastrele climatice a fost estimat, pentru aceste trei decenii, la o medie anuală de 100 000.

Prevederile Asociaţiei Climatologice Regale Britanice că anul 2007 va fi cel mai cald din ul-tima vreme ridică serioase semne de alarmă cu privire la încălzirea globală şi evoluţia viitoare a vremii. Prevederea timpului văzută din această perspectivă capătă noi valenţe. Pentru o regiune cu evenimente sinoptice ce ies rar din sfera obişnuitului, ea pare să prezinte o importanţă medie, dar pentru regiunile frecvent afectate de evenimente meteorologice cu ridicat potenţial de risc, unde sta-tistica dezastrelor climatice este încărcată ea prezintă o importanţă capitală. Prevederea timpului păstrează încă grade de probabilitate ce variază invers proporţional cu durata perioadei pentru care s-a efectuat prognoza. Prognozele de scurtă durată sunt cele mai exac-te mai ales pentru regiunile geografice omogene şi mai ales deasupra mărilor şi oceanelor, unde per-turbaţiile produse de suprafaţa activă sunt minime.

Page 151: Lab 24 nov

151

SISTEMUL MODERN DE OBSERVATII

STAŢIA METEOROLOGICĂ AUTOMATĂ

Dezvoltarea meteorologiei ca ştiinţă a fost strâns legată de asigurarea unei baze de date, iar

aceasta, de progresul tehnologic. În istoria meteorologiei s-au succedat numeroase etape marcate de construcţia unui nou aport şi, prin aceasta, de lărgirea paletei de observaţii meteorologice şi obţine-rea unor noi date asupra altor parametri climatici. Aşa de exemplu, în secolul XX, două momente au fost mai importante şi anume: anul 1960, când s-a făcut reorganizarea reţelei meteorologice naţio-nale, prin validarea fiecărei staţii şi trecerea de la sistemul de observaţii cu trei termene, la sistemul de observaţii cu patru termene. Al doilea moment este marcat de sfârşitul acestui secol, anul 2000, când s-a început modernizarea bazei de date şi asigurarea unui sistem internaţional coerent şi com-petitiv cu procedurile existente pe plan internaţional.

Organizarea şi informatizarea bazei de date a devenit astfel, o necesitate pentru mileniul III, fiind impusă de sporirea preciziei şi creşterea calităţii privind veghea meteorologică mondială, ca şi de cooperarea meteorologică mondială. Un rol însemnat în acest sens l-a avut Organizaţia Meteoro-logică Mondială (OMM) care a elaborat Proiectul SIMIN (Sistemul meteorologic Integrat) pe care a trebuit să-l aplice şi-n România.

Proiectul SIMIN prevede dezvoltarea unei activităţi meteorologice pe baze moderne prin in-stalarea de staţii automate (MAWS), crearea de sisteme de validare şi prelucrare primară a datelor, dotarea staţiilor meteorologice cu calculatoare performante, prin instalarea de softuri pentru trans-miterea, stocarea şi prelucrarea datelor (I. Raliţă, 2003). Aceasta a atras după sine înlocuirea vechi-lor tehnologii de transmitere şi stocare a datelor la staţii, servicii meteorologice şi în bazele de date cu noile metodologii moderne, ceea ce a necesitat şi alte măsuri de adaptare la noile sisteme imple-mentate în practică, de unificare a celor două programe vechi, sinoptic şi climatic, în funcţie de spe-cificul amplasării staţiilor meteorologice pe teritoriul României.

Prin computerizarea măsurătorilor, prin transmiterea şi prelucrarea automată a datelor s-a creat avantajul de a obţine sinteze lunare şi anuale direct din mesajele meteorologice de ordin sinop-tic şi climat zilnic, protejându-se astfel, vechea arhivă naţională stocată de purtători clasici.

De asemenea, a crescut şi eficienţa activităţii de cercetare prin utilizarea computerelor şi ac-cesul la Internet, ceea ce facilitează un schimb intens de informaţii cu Serviciile Meteorologice de pe teritoriul altor state şi cu OMM. Totodată, s-a redus timpul de intrare în bazele de date existente, în literatura de specialitate care permite o documentare curentă şi rapidă asupra celor mai importan-te fenomene şi procese meteorologice şi climatice, la variaţiile neperiodice ale climei, la modifica-rea sau schimbarea globală a climei etc.

Staţiile automate se instalează pe platformele clasice, ele nu solicită platforme anume ame-najate (fig. x).

Staţiile meteorologice amenajate au fost înfiinţate cu scopul de a efectua observaţii asupra stării vremii în condiţii dificile de mediu, dar şi pentru a determina cât mai exact valoarea parame-trilor meteorologici în anumite momente date sau cu o frecvenţă mare (din minut în minut). Astfel, la noi în ţară, primele echipamente au fost realizate în Institutul Meteorologic în anii '60. O astfel de staţie a fost instalată pe vârful Cozia (Masivul Făgăraş). Aceasta utiliza undele radio pentru transmi-terea automată a datelor.

Apariţia microprocesoarelor şi dezvoltarea tehnicii de calcul a dus la performanţe ridicate privind înregistrarea, prelucrarea şi transmitea datelor. Staţiile meteorologice automate au adoptat sistemul de recepţionare prin senzori, prelucrarea fiind îmbunătăţită datorită folosirii plăcilor micro programate. De exemplu sistemul AWOS (Automatic Weather Observation System), proiectat pen-tru a furniza date are următoarele componente: senzori, echipamente de colectare a datelor, echipa-mente de prelucrare a datelor (staţii de lucru), echipamente de afişare şi tipărire şi echipamente au-xiliare (Instrucţiuni pentru staţiile meteorologice, 1995).

Sunt mai multe tipuri de senzori: Senzorul de temperatură atmosferică, măsoară temperatura atmosferică între - 400C şi +

600C şi cu o precizie de ± 0,5°C şi o rezoluţie de 0,1°C.

Page 152: Lab 24 nov

152

Senzorul de temperatură la suprafaţa pistei (în cazul staţiilor meteorologice din subordi-nea aeroporturilor), determină temperatura între - 40oC şi + 85oC cu o precizie de ± 0,5°C.

Senzorul de umiditate relativă, determină umezeala atmosferică cu o precizie de ± 2% şi cu o rezoluţie de 1%. Punctul de rouă se calculează pentru temperaturi cuprinse între - 40oC şi + 550C cu o precizie de ± 0,2%. Cei doi senzori stau împreună într-un singur tub, protejaţi împotriva radiaţiei solare.

Senzorul de presiune, are un interval de măsurare între 600 şi 1050hPa, cu o precizie de 0,05% şi o rezoluţie de 0,05%.

Senzorul de viteză a vântului, are o precizie de 2% şi o plajă de măsurare de 0-75m/s. Senzorul de direcţie a vântului, devine receptiv la o viteză a vântului de 0,3m/s şi are o

precizie de ± 2,8 grade de cerc şi o rezoluţie de 5,63 grade. Ceilometrul cu laser, determină înălţimea maximă a trei straturi de nori, până la înălţimea

de 3840m, sistemul optic pe baza căruia funcţionează având o precizie de ± 8m cu o frecvenţă de repetare a măsurătorii de 15 secunde (Instrucţiuni pentru staţiile meteorologice, 1995).

Transmisiometrul, folosit pentru calcularea factorului de transmisie al atmosferei (propor-ţia de flux luminos ce rămâne dintr-un fascicul care străbate o distanţă dată prin atmosferă). Apara-tul este compus dintr-un emiţător (proiectorul) şi un receptor. Aşezate la o distanţă de 75m unul de celălalt, calculează valorile derivate pentru distanţe cuprinse între 50m şi 3000m, de la o înălţime de 2,5m, cu o precizie de 0,7% şi cu o perioadă de repetare a măsurătorii de 10 secunde.

Senzorul de determinare a luminozităţii fondului, determină intensitatea luminii ambienta-le şi foloseşte informaţiile cu privire la luminozitatea de noapte, zi, amurg şi de ceaţă luminoasă cu precizie de ± 10%.

Senzorul pentru măsurarea cantităţii de precipitaţii, este dotat cu recipienţi basculanţi şi nu funcţionează decât în perioada 1 aprilie - 30 octombrie, fiindcă nu este încălzit; capacitatea cilindru-lui de măsurare este de 400cm3, gradaţia este de 0,2mm, iar precizia de măsurare este de ±1%.

Detectorul de precipitaţii, semnalează prezenţa precipitaţiilor prin măsurarea rezistenţei electrice la suprafaţa senzorului, având o plajă de 0,1 - 1MΩ (de la peste 2mm precipitaţii / oră).

Senzorul de vreme prezentă şi vizibilitate, emite cu ajutorul unei surse de energie în infraro-şu, cu funcţia de receptori fiind două diode de silicon. Cantitatea de precipitaţii şi mărimea lor se măsoară prin analiza fluctuaţiei de lumină care este traversată de hidrometeori, fiind direct proporţi-onală cu frecvenţa fluctuaţiei. În felul acesta senzorul poate detecta burniţa, ploaia şi măsoară vizi-bilitatea de la 10, la 150km. Plaja sa de măsurare este între 0 şi 250mm/oră cu o precizie de ±10% şi o rezoluţie de 0,015mm/oră.

Senzorul de oraje, are o rază de detecţie de 40km, omnidirecţională, iar eficienţa sa este de 100% pentru orajele de până la 16km depărtare cu minim trei descărcări electrice între nori şi sol.

Senzorul pentru starea pistei, semnalează dacă suprafaţa pistei este uscată, umedă, udă sau inundată (Instrucţiuni pentru staţiile meteorologice, 1995).

Există mai multe tipuri de staţii meteorologice automate (I. Raliţă, 2003, 2004). De exem-plu, staţiile MAWS au capacitatea de a măsura, prin intermediul unor traductori, radiaţia solară, presiunea atmosferică, temperatura aerului, umezeala aerului, viteza şi direcţia vântului, precipita-ţiile atmosferice, temperatura solului la suprafaţă şi pe verticală la 5 nivele, grosimea stratului de zăpadă şi starea timpului prezent. Acestea fac determinări la fiecare 2 minute. Numai pentru vânt se fac pe intervale foarte scurte, din secundă în secundă, datele fiind apoi însumate vectorial pe inter-vale de 6 secunde. 2 minute şi, respectiv, 10 minute.

De asemenea, cantităţile de precipitaţii sunt determinate continuu, fiind raportate la terme-nele solicitate de utilizatori. Totodată, aceste staţii oferă posibilitatea de a fi integrate pe intervale glisante, în funcţie de tipul de prognoză, de prelucrare, sinoptic sau climatologic.

Staţia Maws 301 (fig. X), oferă un şir continuu de date de înaltă calitate pentru o gamă lar-gă de parametri meteorologici şi hidrologici. Senzorii de bază determină: direcţia şi viteza vântului, presiunea atmosferică, temperatura aerului, umezeala relativă a aerului, precipitaţiile atmosferice. O altă categorie de senzori determină temperatura suprafeţei solului, radiaţia solară, nivelul şi temperatura apei etc. Alţi senzori mai performanţi pot determina înălţimea bazei norilor, vizibilita-tea, timpul prezent şi calitatea apei. Pentru determinarea vitezei şi direcţiei vântului, această staţie oferă o gamă largă de instrumente: giruete, anemometre, senzori combinaţi şi senzori ultrasonici de

Page 153: Lab 24 nov

153

vânt.

Fig. X Staţia meteorologică automată MAWS 301 amplasată în platforma meteorologică

de la Rădăuţi alături de aparatura clasică Acest tip de staţie poate funcţiona şi în locuri mai puţin accesibile care nu dispun de curent

electric şi nu există legături cu o reţea de comunicaţii. În acest caz, curentul electric este furnizat de un panou solar cu putere de 12W pentru a putea acoperi o perioadă lungă de timp care să facă faţă necesităţilor senzori lor proprii, cât şi pentru dispozitivele care se pot ataşa ulterior. Performanţele acestei staţii pun în evidenţă multiple capacităţi ale acestora: telemetrie şi tele-metrie fără fir cum ar fi modemuri radio şi transmiţător pen-tru satelit.

Senzorul Vaisala WAS 425 ULTRASONIC Acest senzor foloseşte pentru determinarea vitezei şi

direcţiei pe orizontală a vântului. Principiul de măsurare se bazează pe timpul de tranzit (măsurat în ambele sensuri) ne-cesar ultrasunetului de a parcurge distanţa de la un traductor la altul, în funcţie de viteza vântului întâmpinată pe direcţia

pe care se deplasează ultrasunetul. În caz de calm, timpii de tranzit la dus şi la întors sunt egali. În caz de vreme vântoasă, timpul de tranzit la dus este mai mare decât cel de la întors.

Viteza vântului este determinată ulterior cu ajutorul senzorului WAS 425 pe baza măsurăto-rilor vitezei ultrasunetului. Ea se determină pe toate cele trei laturi cu deschidere de 1200 fiecare – fig. x.

Anemometrul Vaisala WAA 151. Cu acest aparat se determină viteza vântului la staţiile care îl au în dotare. Acesta este un dispozitiv optoelectric cu răspuns rapid, alcătuit din trei cupe co-nice, foarte uşoare care operează până la 75m/s. Iarna, pentru a nu se bloca din cauza îngheţului, este prevăzut cu un element de încălzire de circa 10W. Se recomandă totuşi, un element termostat care menţine temperatura între 0 şi 4°C.

Fig. X Senzor ultrasonic asemănător

cu cel de pe Vaisala

Page 154: Lab 24 nov

154

Girueta. La staţiile automate dotate cu anemometru WAA 151 se măsoară şi direcţiile vân-tului – fig. x. Pentru aceasta sunt datate cu o giruetă care funcţionează tot pe principiul senzorului optoelec-

tric. El are inerţie şi limită de pornire mici, iar în pe-rioadele reci, capacitate de încălzire, ceea ce elimină posibilitatea blocării aparatului.

Senzorul de vreme Vaisala FD 12 P. Aces-ta este un senzor combinat de vizibilitate şi timp pre-zent care înlocuieşte observaţiile vizuale efectuate în sistem clasic. Cu ajutorul lui se determină: tipul de precipitaţii, vizibilitatea până la 50km şi tipul de vreme la momentul respectiv. În acelaşi timp, în condiţii de iarnă, cu depuneri de gheaţă, acest senzor permite determinarea echivalentului În apă din aceste depuneri.

Senzorul FD 12 P este alcătuit dintr-un transmiţător şi un receptor pentru determinări optice, un senzor de temperatură, un senzor pentru captarea precipitaţiilor şi un aparat de comandă (regulator).

Acest senzor se foloseşte cu succes la staţii-le complet automate, dar poate fi utilizat şi în cazul celor semi-automate.

Senzorii de umezeală şi temperatură QMH 102 VAISALA

Senzorul QMH 102 oferă posibilitatea de a măsura umezeala aerului cu mare precizie, având o stabilitate excelentă pe termen lung pentru o serie de condiţii de mediu. Determinarea temperaturii se face cu ajutorul unor senzori cu platină care se instalează

într-un adăpost ventilat natural, confecţionat din material plastic rezistent şi stabil la acţiunea radia-ţiilor ultraviolete (fig. x).

Senzorul cu precipitaţii QMR 102 VAISALA

Acest sen-zor constituie un instrument robust, confecţionat tot din material plas-tic pentru a fi re-zistent la radiaţiile ultraviolete (fig. x). Pentru a putea capta precipitaţiile i s-a dat o formă

aerodinamică. Precipitaţiile se determină cu aju-torul unui meca-nism cu basculare,

a cărui capacitate este de 0,2mm. Senzorul QMR 102 este instalat pe un suport, cu gura receptorului la înălţimea de 1,5m.

Cantitatea de apă determinată este în l/m2. Măsurarea precipitaţiilor se face permanent, iar datele

Fig.x Girueta staţiei automate Rădăuţi

Fig. x Senzorii de temperatură şi umezeală QMH 102 Vaisala

Fig. x Senzorul cu precipitaţii QMR 102 VAISALA

Page 155: Lab 24 nov

155

pot fi analizate grafic sub formă de pluviogramă utilizând aplicaţia GIS a softului instalat în PC-ul staţiei.

Pentru a satisface nece-sităţile unor utilizatori, se pot folosi staţii meteorologice au-tomate – fig. x cu traductori de precipitaţii specializaţi care pot face determinări pentru diferite praguri stabilite şi pot transmite mesaje de alertă.

Sistemul Met Man Cu ajutorul acestuia se

asigură managementul meteo-rologic (Met Man) al datelor măsurate de staţiile automate. El este utilizat în cadrul Servi-ciilor Meteorologice Naţiona-le, ca şi în alte unităţi care efectuează observaţii de supra-faţă. Este o cale eficientă de colectare şi gospodărire a date-lor provenite de la observaţiile de suprafaţă efectuate de către staţiile automate şi de către o gamă largă de senzori.

Met Man constă într-o bază de date şi mai multe apli-caţii independente; el are func-ţii de comunicare cu staţiile meteorologice automate şi ofe-ră posibilităţi de configurare şi întreţinere a reţelei de staţii automate. Mat Man primeşte date din măsurători şi le sto-chează în baza de date sau în fişiere, putând fi vizualizate în timp real, sau în modulul de istorie a staţiei. Met Man se caracterizează prin accesibili-tate. Acesta poate prelua datele fie de la un singur punct de observaţii, fie de la întreaga reţea de staţii automate.

Sistemul de detectare a orajelor

Detectarea orajelor în stil modern a fost posibilă prin aplicarea Sistemului SAFIR

(I. Raliţă, 2003, 2004). Acest sistem se compune din 8 staţii amplasate în puncte special alese, în care nu există surse de radiaţii electromagnetice, reţele electrice, relee de telefonie mobilă care pot perturba aparatura de recepţie.

O altă condiţie de amplasare constă în faptul că trebuie să se ţină seama de modul de detec-tare în linie dreaptă, fapt pentru care acestea sunt amenajate pe vârf de munte sau de deal.

Aplicarea sistemului SAFIR permite detectarea descărcărilor electrice produse între doi

Fig. x Staţie meteorologică automată de alt tip decât Vaisala

şi rezultatele măsurătorilor sale afişate pe monitoarele computerului

Page 156: Lab 24 nov

156

nori, sau între un nor şi suprafaţa terestră. Cu ajutorul unui senzor de descărcări electrice se poate acoperi o suprafaţă cu o rază de 200km2. În cazul în care descărcările electrice se produc chiar în punctul de măsurare, senzorul este scos din funcţionare pentru a nu fi deteriorat, iar sarcinile lui sunt preluate de cel mai apropiat senzor activ.

Senzorii pentru detectarea descărcărilor electrice sunt amplasaţi în următoarele puncte: Ro-şia Montană (Munţii Apuseni), Ţarcu (grupa muntoasă Retezat-Godeanu din Carpaţii Meridionali), Păuleni (partea de est a Transilvaniei), Movileni (În Moldova de Nord), Poiana Nordului (în Mol-dova Centrală), Furculeşti (în Muntenia de Vest), Rociu (în Muntenia de Nord-vest) şi Griviţa (în Bărăgan, respectiv partea de est a Munteniei) care acoperă toată ţara. Sistemul SAFIR (fig.67) are următoarele funcţii:

- avertizează prezenta fulgerelor; - localizează fulgerele; - realizează hărţi asupra distribuţiei fulgerelor; - protejează proprietăţile şi reduce pierderile economice. Printre beneficiarii direcţi ai Sistemului SAFIR se numără şi administratorii reţelei electrice

naţionale care dispun, astfel, de date certe privind efectele negative şi pierderile de tensiune din re-ţea. Sistemul SAFIR prezintă următoarele avantaje, net superioare sistemului clasic contorizat de descărcări electrice:

- arhitectură modulată a sistemului; - sistem avansat de afişare pentru detecţia totală a fulgerelor şi nowcastingul orajelor; - afişează imagini pentru aplicaţii operaţionale; - stochează determinările respective într-o bază de date adaptată la cerinţele utilizatorilor; - afişează informaţii geografice prin tehnici GIS; - permite integrarea cu alte date meteorologice (radare, sateliţi etc.); - favorizează interactivitatea cu utilizatorii.

SISTEMUL METEOROLOGIC INTEGRAT (SIMIN)

Sistemul meteorologic Integrat (SIMIN) reprezintă calea prin care toate datele şi informaţii-le meteorologice sunt concentrate într-o procedură coerentă, rapidă, de măsurare, transfer, prelucra-re şi stocare. Acest sistem include:

- datele de la staţiile meteorologice automate şi clasice, - de la posturile pluviometrice, - informaţiile sinoptice, - climatologice, - agrometeorologice, - radar, - satelitare, - aerologice, - actinometrice, din întreaga reţea meteorologică naţională. Pe lângă acestea mai deţine şi toate mesajele sinoptice, Climat zilnic I şi II, agrometeoro-

logice, pluviometrice sau chiar texte care sunt sistematizate şi prelucrate primar la nivelul Centrelor Meteorologice Regionale.

De la nivelul local la care se fac măsurătorile (SOF - local), respectiv de la nivelul staţiilor, posturilor, staţiilor radar, observatoarelor aerologice, datele obţinute sunt transferate în alte module la nivelul Centrelor Regionale de Prognoză a Vremii (RCF, Regional Forecast Center): Constanţa, Bacău, Cluj Napoca, Sibiu, Timişoara, Craiova. Aici sunt mai întâi integrate într-un mesaj compact, iar apoi sunt transmise la Centrul Naţional de Prognoză a Vremii (CNPV) din ANM (COF - Central Operation Forecast).

Pentru a putea gestiona un volum mare de date într-un timp foarte scurt, la staţiile meteoro-logice dotate cu aparatură automată, la Centrele Regionale şi la Centrul Naţional de Prevedere al Vremii s-au instalat softuri corespunzătoare nivelului (local, regional, central) de prelucrare a date-lor.

Page 157: Lab 24 nov

157

Astfel, la nivelul staţiei meteorologice automate se instalează softul SIMIN Consolă. Acest soft are capacitatea de a prelua datele determinate de diverşi traductori, de a le valida,

de a întocmi mesaje sinoptice şi chiar de a transmite mesaje de avertizare în cazul unor fenomene periculoase externe, cu grad mare de risc.

La staţiile meteorologice clasice, mesajele sinoptice sunt întocmite manual, după care se transmit la Centrele Regionale de Prevedere a Vremii, unde sunt integrate în mesaje colective.

Softul SIMIN Consolă are următoarele funcţii: Funcţia de Gestiune, aplicaţie care constă în: - legătura cu ceilalţi utilizatori; - pornirea şi aprinderea aplicaţiei; - configurarea aplicaţiei; - compactarea bazei de date; - resetarea comunicaţiei; - descărcarea datelor în Pc. Funcţia de editare de mesqje, care constă în: - Mesaje SYNOP; - Mesaje CLIMAT II; - Mesaje PLUVIO; - Mesaje A VERT (de avertizare); - Mesaje A VERT pluvio (de avertizare asupra precipitaţiilor); - Mesaje de CORECŢIE; - Mesaje DESE şi INTERMEDIARE; - Mesaje TEXT; - Alte mesaje. Acest modul facilitează introducerea în aplicaţie a datelor măsurate automat şi clasic, cât şi

a datelor vizuale, dar mai ales creează mesaje specializate, după care sunt transmise la Centrele Re-gionale de Prevedere a Vremii.

La fiecare oră şi jumătate, modulul de editare a mesajelor SYNOP se deschide automat cu toate datele disponibile, inclusiv cele vizuale.

Ceea ce este foarte important: modul editează automat mesajele. de. avertizare în momentul în care s-a atins pragul critic stabilit şi setat. De asemenea, mesajele DESE şi INTERMEDIARE se editează tot automat la fiecare 10 minute.

Funcţia de vizualizare constă în afişarea următoarelor: - date meteo; - grafice; - date pluviometrice; - mesaje de corecţie transmise; - mesaje de text salvate etc.

Acest .modul are o importanţă covârşitoare deoarece permite afişarea permanentă a datelor privind evoluţia vremii, pe ecranul PC-ului.

Mesajele Text oferă informaţii suplimentare privind unele nelămuriri, observaţii speciale, detalieri asupra modului de evoluţie a vremii, care sunt salvate şi analizate ulterior.

Mesajul date METEO oferă posibilitatea afişării datelor măsurate şi transmise sub formă de tabele, ca şi unele referiri la ora la care au fost transmise şi tipul de mesaj.

La nivelul Centrului Regional de Prevedere a Vremii (RFC) sunt instalate alte softuri de tipul SIMIN - RFC. Acest soft preia datele sinoptice, pluviometrice, de validare şi de compunere a mesajelor agrometeorologice şi de CLIMAT zilnic I, care sunt incluse în mesaje compact, pe care ulterior, le transmite prin SMS la Centrul Naţional din ANM.

SIMIN - RFC îndeplineşte următoarele funcţii: Recepţia de mesaje meteorologice, care constă în: - Recepţia mesajelor meteorologice SMS automat; - Recepţia mesajelor meteorologice introduse manual; - Recepţia mesajelor meteorologice SMS automat prin fişiere; - Introducerea mesajelor SYNOP manual.

Page 158: Lab 24 nov

158

Pentru gestiunea datelor se foloseşte o bază de date ACCES, care îndeplineşte şi funcţia de stocare a datelor.

Procesare de mesaje recepţionate, constă în: - Procesarea automată a mesajelor recepţionate; - Corecţia mesajelor recepţionate cu erori; - Ştergerea mesajelor recepţionate. Sunt şterse mesajele care conţin erori după ce au fost corectate, precizându-se motivul pen-

tru care a fost considerat eronat. Management mesaje, constă în: - vizualizarea mesajelor; - informaţii asupra stării mesajelor. Această funcţie permite ca mesajele recepţionate de la staţiile automate şi clasice (manuale)

să fie stocate temporar într-o tabelă de tranzit; la termenele setate, datele respective sunt pregătite sub formă de produse colective şi transmise la Centrul Naţional de Prognoză a Vremii (CNPV sau COF).

Informaţiile de stare a mesajelor sunt afişate într-o fereastră şi se referă la prezenţa sau ab-senţa mesajului la ora respectivă, la existenţa mesajelor întârziate, sau de corecţie.

Corecţie mesaje este o altă funcţie care constă în: - Corecţia rapidă a datelor în flux operaţional; - Corecţia datelor cu interfaţa GIS; - Indicatori de corecţie. În condiţiile în care recepţia mesajelor de la staţiile automate şi clasice este eronat softul

respectiv permite depistarea erorilor, iar observatorul să efectueze rapid corecţia acestora. Această corecţie atrage după sine şi corecţia datelor în aplicaţia GIS.

Validare mesaje, funcţie care permite: - Vizualizare validare mesaje de la Centrul Regional de Prognoză a Vremii (RFC) respectiv; - Vizualizare validare mesaje de la toate RFC-urile. Acest soft permite astfel, vizualizarea erorilor şi validarea datelor, nu numai de la centrul în

cauză, ci şi de la oricare centru din ţară. Formare produse colective, funcţie deosebit de importantă în alcătuirea sintezelor şi trans-

miterea lor la un nivel superior (CNPV), care constă în: - Alcătuirea automată de produse colective (de la staţiile automate); - Alcătuirea manuală de produse colective (de la staţiile clasice); - Caz special de formare produse colective; - Formarea automată de produse colective pentru mesaje automate; - Back-up produse colective. Aceste funcţii permit ca datele recepţionate de la staţiile meteorologice arondate la un Cen-

tru Regional de Prognoză a Vremii să fie procesate şi ordonate într-un produs colectiv principal (ca-re este mesajul curent), de corecţie (listă de mesaje corectate) şi retard (listă de mesaje transmise cu întârziere). Procesul de formare a produsului colectiv este automat. Mesajele sunt preluate din 5 în 5 minute, împachetate şi transmise la modulul superior (CNPV).

În cazuri speciale (ex. întreruperea transmisiei automate), produsele colective pot fi formate şi manual utilizând datele din fereastra de gestiune mesaje; după restabilirea legăturilor cu modulul superior, datele pot fi transmise manual sub formă de produs colectiv, care se înscrie într-un direc-tor special de produse colective şi, ulterior, arhivate.

Recepţia produselor colective, constă în: - procesarea automată a produselor colective recepţionate; - corecţia mesajelor neprocesate În produsul colectiv; - ştergerea produselor colective neprocesate; - eroare de ştergere a unor fişiere din Gateway (care este un director din PC). Recepţia produselor colective se face prin aplicaţia care procesează datele de la RFC- uri.

Acesta permite replicarea bazelor de date, astfel încât fiecare centru regional de prognoza vremii să beneficieze de date validate de la celelalte centre. Fiecare centru beneficiază de două seturi de pro-duse colective, unul standard (SYNOP) şi unul de date brute. Aplicaţia procesează numai produsele

Page 159: Lab 24 nov

159

colective de date brute, având grijă ca acesta să nu conţină erori, în caz contrar se aplică corecţii le necesare şi se validează mesajul în cauză.

Aplicaţia citeşte ciclic fişierele de produse colective din directorul Gateway, le procesează, le şterge şi apoi le salvează în directorul de back-up.

Vizualizarea mărimilor şi mesajelor in flux operaţional, constă în: - vizualizarea mesajelor - RFC propriu; - vizualizarea mărimilor în format tabelar - RFC propriu; - vizualizarea mărimilor în format grafic - RFC propriu; - vizualizarea diferenţelor mărimi lor În format GIS - RFC propriu; - vizualizarea semnelor mărimilor în format GIS - RFC propriu; - vizualizarea schemei Bjerknes în format GIS - RFC propriu; - vizualizarea schemei alert În format GIS - RFC propriu; - vizualizarea schemei alert pentru o staţie - RFC propriu; - vizualizarea produselor colective. Mesajele recepţionate de Centrele Regionale de Prognoză a Vremii (RFC) de la staţiile me-

teorologice din teritoriul arondat pot fi finalizate în fereastra de vizualizare în lista de mesaje. Vizu-alizarea se face sub diferite moduri, după cum s-a precizat mai sus. Dacă un mesaj conţine erori, vor fi afişate criteriile de validare pe care acesta nu le îndeplineşte. În consecinţă, până la validare, me-sajele cu erori vor fi afişate cu culoare roşie.

Un alt mesaj constă în faptul că mărimile determinate pot fi afişate sub formă de tabel, sau de grafic în fereastra de vizualizare GIS, iar prin suprapunerea datelor de la mai multe staţii se pot face comparaţii şi analize critice.

De un real folos este şi vizualizarea datelor care fac obiectul mesajelor de avertizare în for-mat GIS, ceea ce permite analiza evoluţiei fenomenelor meteorologice cu grad mare de risc din re-giune supravegheată de un anumit RFC. Totodată, funcţia de afişare permite analiza, atât a unui singur fenomen meteorologic de risc, cât şi a mai multora, în ordinea apariţiei şi evoluţiei lor şi în funcţie de gravitatea sau intensitatea lor (avert, agrav, meteoro roşu, ameli).

Produsele colective pot fi vizualizate cu ajutorul softurilor RFC, sub formă de listă, ceea ce dă indicaţii asupra evoluţiei vremii pe intervale setabile. În final, toate aceste facilităţi se materiali-zează în tipărirea produselor colective şi a hărţilor GIS pe PC-ul staţiei automate.

Vizualizarea mărimilor şi mesajelor din întreaga ţară are în vedere următoarele: - vizualizarea mesajelor de la toate RFC-urile din ţară; - vizualizarea mărimilor (datelor) în format tabelar de la toate RFC-urile; - vizualizarea mărimilor în format grafic de la toate RFC-urile; - vizualizarea diferenţelor mărimilor în format GIS de la toate RFC-urile; - vizualizarea semnelor mărimi lor în format GIS de la toate RFC-urile; - vizualizarea schemei Bjerknes în format GIS de la toate RFC-urile; - vizualizarea schemei alert în format GIS de la toate RFC-urile; - vizualizarea schemei alert pentru o staţie de la toate RFC-urile; - vizualizarea produselor colective de la toate RFC-urile. Practic este vorba de aceleaşi operaţii ca în cazul funcţiei de vizualizare a mărimilor şi me-

sajelor în flux continuu, cu deosebire că, în acest caz, mesajele respective sunt prelucrate pentru a putea fi transmise la Centrul Naţional de Prevedere a Vremii.

- Formarea mesajelor meteorologice la nivel de RFC ţine seama de mesajele culese din teri-toriu, pentru alcătuirea altor mesaje ca:

- alcătuirea automată de mesaje AGRO şi CLIMAT I; - alcătuirea manuală de mesaje AGRO şi CLIMAT I. Aceste mesaje sunt utile în practica agrometeorologică. Ele se prezintă sub diferite forme

pentru diferite tipuri de date meteorologice, ca de exemplu: - AGRO - AGTS pentru datele zilnice de temperatură în momentul observaţiei, temperatura

maximă şi minimă ale suprafeţei solului şi temperaturile de la adâncimile de 5, 10, 20, 50 şi 100cm; - AGRO - AGTX pentru date decadale de temperatură de pe suprafaţa solului, de la adânci-

me, temperaturile extreme (minime şi maxime) şi data la care acestea s-au produs; - AGRO - AGCX pentru datele medii decadale climatologice, de temperatura aerului, tem-

Page 160: Lab 24 nov

160

peraturile extreme ale aerului şi datele producerii lor, umezeala medie a aerului, cantitatea de preci-pitaţii pe decade, grosimea medie a stratului de zăpadă.

Toate aceste mesaje se formează automat la nivelul RFC, din datele zilnice transmise în me-sajele sinoptice şi alte date furnizate de staţiile automate (ex. cele de temperatura solului la adânci-me), date care se transmit zilnic din 3 în 3 ore.

- CLIMAT I reprezintă un alt mesaj care se referă la temperaturile medie, maximă şi minimă de la suprafaţa solului, la cantitatea zilnică de precipitaţii şi tipul lor, la rafala maximă a vitezei vân-tului şi gradul de acoperire a solului cu strat de zăpadă dintr-o zi climatologică (de la orele 18°0 la orele 18ooGMT).

În cazul în care staţia automată nu le poate forma, atunci mesajele respective se pot forma manual foarte rapid, în timp de maxim un minut, în funcţie de numărul de staţii colectate.

Toate aceste mesaje alcătuite sau recepţionate de RFC sunt retransmise la Centrul Naţional de Prognoză a Vremii - COF şi intră în bazele de date sinoptică şi climatologică în timp real. Ali-mentarea bazei de date climatologice din mesaje SYNOP şi CLIMAT permite mărirea timpului afectat analizei critice a datelor şi a condiţiilor şi nopţi ce care generează fenomene meteorologice cu grad ridicat de risc.

Tipărire rezultate, o altă funcţie a softului RFC,care constă în: - tipărire produse colective; - tipărire produse colective de la toate RFC-urile; - tipărire hărţi GIS - RFC propriu; - tipărire hărţi GIS cu toate RFC-urile. Toate produsele realizate în softul RFC permit alimentarea curentă a beneficiarilor cu date

meteorologice din orice regiune a ţării sub formă de liste de mesaje, tabele, hărţi sau grafice. Toto-dată, datele respective pot fi utilizate de diverşi beneficiari pentru elaborarea diagnozelor.

Salvarea hărţii GIS sub formă foto se poate face pentru un singur RFC, sau pentru toate RFC-urile. Acestea facilitează elaborarea unor lucrări uşor accesibile oricărui beneficiar. Valoarea lor este cu atât mai mare cu cât asemenea hărţi includ informaţii şi din apropiere, sau de la limita unui centru regional de prognoză.

Comenzi remote la staţii automate, funcţie care permite transmiterea de comenzi remote, atât manual, cât şi automat, pentru staţiile automate şi, de asemenea, transmiterea de mesaje SMS text la staţiile meteorologice. Acest lucru. este posibil datorită softului RFC care a fost construit, nu numai ca centru de colectare a datelor, cât şi ca centru de coordonare a activităţii meteorologice. Această funcţie de coordonare revine administratorului de sistem care poate interveni la nevoie.

De asemenea, prin comandă de la nivelul Centrului Regional de Prognoză se pot activa transmisiile de mesaje dese sau intermediare, se pot retransmite mesaje sinoptice de la o anumită oră şi dată; se pot solicita mesaje lipsă sau întârziate. Tot prin această comandă poate fi modificat numărul de telefon de la care se transmit mesaje prin SMS.

O astfel de procedură permite ţinerea permanentă sub control a staţiilor automate care nu au respectat orarul de transmitere la orele setate, a mesajelor (datelor) respective.

Managementul bazei de date constă în: - compactarea bazei de date; - arhivarea bazei de date. Întrucât fluxul de date este foarte mare, stocarea acestora în calculatoarele staţiilor automate

se face prin compactare, proces care nu se face automat, ci numai la cererea operatorului. Deoarece capacitatea calculatoarelor de stocarea datelor este limitată, iar volumul de date

prelevat este foarte mare, acestea sunt arhivate În PC-ui staţiei sau al RFC-ului; concomitent cu ar-hivarea se face automat şi compactarea datelor. Operaţiunea de arhivare este superioară celei de compactare, deoarece, concomitent cu acestea se realizează suplimentar şi o copie de rezervă a ba-zei de date care poate fi utilizată în cazuri de urgenţă.

Crearea de fişiere de Log-Erori se caracterizează prin - fişiere de log şi de erori - recepţie RFC; - fişiere de log şi de erori - distribuţie mesaje; - fişiere de log şi de erori - recepţie produse colective; - fişiere de log şi de erori - vizualizare

RFC;

Page 161: Lab 24 nov

161

- fişiere de log şi de erori - SIMIN RFC. În procesul de verificare şi validare a datelor gestionate sunt depistate şi erorile care sunt

subliniate cu roşu şi introduse automat în fişiere Log de erori, provocate de RFC vizualizare, sau de componentele folosite de această vizualizare; erorile respective sunt corectate prin aplicare a criteri-ilor de validare specifice de soft.

Softul SIMIN RFC mai poate îndeplini şi alte funcţii ca: - închidere ferestre GIS şi grafice; - setarea automată a modemului GSM. Aceste funcţii se folosesc în cazul în care funcţiile GIS şi graficele nu sunt utilizate, operato-

rul poate închide toate ferestrele cu ajutorul meniului Gestiune. De asemenea, softul SIMIN RFC oferă şi funcţia de setare automată modem GSM prin ape-

larea aceluiaşi meniu Gestiune. Funcţia RFC - Admin constituie o funcţie administrativă (de întreţinere), deoarece aceasta se

instalează şi exploatează; această funcţieie revine administratorului de sistem care poate interveni ori de cate ori este nevoie pentru reinstalări, setări ulterioare, introducerea sau scoaterea din pro-gram a unor elemente devenite inutile, arhivarea datelor etc.

Atât datele primite de Centrele Regionale de Prognoză, cât şi cele elaborate de acestea, sunt transmise sub formă compactată la ANM, respectiv la Centrul Naţional de Prognoză.

Page 162: Lab 24 nov

162

Climatologie X. Metode de prelucrare climatologică a datelor de observaţii

X. 1. Generalităţi Pentru ca datele ce sunt înscrise în tabelele meteorologice să fie corecte şi sigure trebuiesc mai întâi prelucrate primar, apoi se procedează la calcularea indicilor climatici, datele obţinute fiind supuse unui control critic, tehnic de calitate.

Datele rezultate din înregistrările meteorologice efectuate la staţii pe un număr cât mai mare de ani, sunt folosite în final nu numai la caracterizarea vremii sau la prognoza ei, ci şi la caracteri-zarea climei locului sau regiunii unde acestea funcţionează. Pentru a ilustra cât mai corect şi suges-tiv clima locului sau a regiunii studiate, utilizarea datelor de observaţii impune o prelucrare primară şi una specială, apoi o analiză critică privind calitatea lor (toate aceste etape depinzând de mai mulţi factori, mai importanţi fiind cel tehnic şi cel uman). O primă etapă a prelucrării climatologice a datelor din înregistrări o constituie prelucrarea primară a acestora. Ea se efectuează la staţii, la centrele meteorologice, sau pentru o serie de cazuri, la I.N.M.H. în cadrul laboratoarelor de metodica prelucrării climatologice a datelor. Prelucrarea primară de la staţii constă din:

- aplicarea pe diagrame a corecţiilor valorilor citite la instrumentele meteorologice, - descifrarea diagramelor, - întocmirea în dublu exemplar a tabelelor lunare:

- tabela TM -1 – întocmită pe baza datelor din registrul RM – 1M, - tabela TM - 3 şi TM - 4 după pluviograme, - tabela TM - 5 după barograme, termograme şi higrograme, - tabela TM - 6 după heliograme, - tabela TM - 7 privind depunerile de gheaţă pe conductori.

Sfârşitul acestei etape presupune şi o prelucrare specială în urma căreia se obţin o serie de indici climatici indispensabili întocmirii acestor caracterizări climatice (medii, extreme, frecvenţe etc.). O a doua etapă este cea în care se face controlul critic, tehnic al rezultatelor din observaţii şi calcule. Acesta se efectuează cu scopul: - sesizării şi îndepărtării eventualelor erori, - verificării corectitudinii calculelor pentru obţinerea sumelor şi mediilor decadale, lunare, a frecvenţelor şi extragerii elementelor.

În această etapă şeful staţiei urmăreşte şi verifică exactitatea datelor înscrise în tabelele me-teorologice, cât şi concordanţa care trebuie să existe între diferite elemente şi fenomene cum ar fi:

- între creşterea duratei de strălucire a Soarelui şi scăderea nebulozităţii, - între creşterea nebulozităţii şi scăderea temperaturii aerului vara şi invers iarna, - între creşterea umidităţii relative şi scăderea valorilor deficitului de saturaţie, - între creşterea umidităţii relative, frecvenţa ceţurilor şi scăderea vizibilităţii,

- între creşterea nebulozităţii şi cea a cantităţilor de precipitaţii sau a frecvenţei unor fe-nomene hidrometeorologice,

- între creşterea vitezei vântului şi scăderea temperaturii. Prin controlul tehnic al rezultatelor din observaţii şi calcule se înlătură la timp unele date

eronate şi se menţionează cauza producerii lor (defecţiuni ale instrumentelor şi aparatelor, instala-rea necorespunzătoare a acestora, neglijenţa sau incorectitudinea observaţiilor etc.).

Controlul tehnic de la staţii, trebuie făcut cu atenţie, pentru toate elementele şi fenomenele meteorologice, verificându-se şi prelucrarea diagramelor de la înregistratoare şi a datelor ce obli-gatoriu trebuiesc înscrise pe ele.

Controlul tehnic final se bazează pe compararea datelor meteorologice obţinute de la staţii amplasate în condiţii geografice asemănătoare (Ex. Podişul Sucevei, Câmpia Moldovei etc.) sau aparţinând aceluiaşi bazin hidrografic (Prut, Siret; Mureş, Olt) cu toate că în ultimul caz condiţiile geografice de la un loc la altul se pot diferenţia foarte mult. Acest control tehnic este efectuat de către specialişti din cadrul Centrelor meteorologice sau Serviciilor de prevedere a vremii (Centrul Meteorologic Iaşi, Serviciul de Prevedere a Vremii din Bacău etc.) care întocmesc în final şi tabele-le de sinteză anuale TM – 11, TM – 13, TM – 16, TM – 17. După acest control tehnic amănunţit,

Page 163: Lab 24 nov

163

datele respective sunt trecute din tabele în anuarele meteorologice sau introduse pe calculator, de unde pot fi folosite de către climatologi ori alţi specialişti şi instituţii interesate în a analiza şi inter-preta ştiinţific climatul unor diverse localităţi sau regiuni geografice. Aceste date pot fi folosite şi în scop practic, aplicativ.

X. 2. Calcularea mediilor, alegerea extremelor, calculul amplitudinilor şi al frecvenţe-lor sau obţinerea indicilor climatici de bază

Pentru obţinerea indicilor climatici de bază, climatologia se sprijină în primul rând pe statis-tica matematică, dar prelucrarea climatologică nu trebuie să abdice de la principiile climatologice generale referitoare la legile obiective ale formării climei şi microclimei.

X. 2.1. Calcularea mediilor

Mediile diferitelor elemente (temperatură, umiditate, nebulozitate, precipitaţii, presiune, vi-teza şi frecvenţa vântului etc.) sunt rezultate ale însumării algebrice a valorilor elementelor meteo-rologice enumerate, măsurate la un număr de ore de observaţii, împărţite la numărul de observaţii după cum urmează: - media zilnică este însumarea algebrică a valorilor elementelor meteorologice măsurate la 4 sau la 24 de termene împărţită la 4 sau 24, - media decadică este însumarea algebrică a valorilor din decada respectivă şi împărţirea ei la numărul zilelor din decadă (ultima decadă poate avea un număr variabil de zile: 8, 9, 10,11), - media lunară este însumarea algebrică a mediilor zilnice cuprinse în luna respectivă (28, 29, 30, 31 de valori), - media anuală este obţinută prin însumarea algebrică a valorilor medii lunare împărţită la 12, - media multianuală este obţinută prin însumarea algebrică a valorilor medii anuale, împăr-ţită la numărul de ani intraţi în calcul.

În cazul elementului temperatură pentru calcularea mediei, trebuie să avem în vedere şi semnul acesteia (plus sau minus). Precizia de calcul a mediilor este în funcţie de precizia de măsu-rare a diferitelor elemente meteorologice. De exemplu nebulozitatea se apreciază în zecimi din bol-ta cerească, iar media se calculează cu aproximaţia de 0,1 dintr-o zecime. Vântul, se măsoară cu precizia de 1m/s, iar media cu precizia de 0,1m/s. Intensitatea precipitaţiilor, fracţia de insolaţie şi densitatea stratului de zăpadă se calculează cu precizia de 0,01 din unitatea de măsură.

În funcţie de precizia de calcul a diferitelor elemente meteorologice, ultima cifră se află prin rotunjirea cifrei următoare:

- pentru valorile medii exprimate în întregi (ex. umiditatea relativă) ultima cifră se află prin rotunjirea cu ajutorul primei zecimale,

- pentru valorile medii exprimate în zecimi, (ex. presiunea atmosferică) ultima cifră (deci prima zecimală se află prin rotunjirea celei de-a doua zecimale),

- pentru valorile medii exprimate în sutimi (ex. densitatea stratului de zăpadă) ultima ci-fră, (deci a doua zecimală) se află prin rotunjirea celei de-a treia zecimale. Pentru rotunjire se vor respecta următoarele: - dacă cifra următoare celei ce urmează a fi rotunjită este 5, atunci cifrei care se rotunjeşte i se adaugă o unitate, - dacă cifra următoare este mai mică decât 5, atunci cifra ce urmează a fi rotunjită va ră-mâne neschimbată. Ex. în cazul umidităţii relative 88,5 se va rotunji la 89%, iar 88,4 se va rotunji la 88%. Ex. în cazul densităţii stratului de zăpadă 0,324 se va rotunji la 0,32g/cm3 , iar 0,325 se va rotunji la 0,33g/cm3. Ex în cazul presiunii atmosferice 993,73 se va rotunji la 993,7mb, iar 993,77 se va rotunji la 993,8g/cm3.

Page 164: Lab 24 nov

164

Importanţa practică a calculării mediilor, rezultă din faptul că numai cu ajutorul lor, putem compara foarte repede şi sigur anumite particularităţi climatice, agroclimatice sau bioclimatice din două sau mai multe locuri, regiuni, sau dintre două luni, anotimpuri, sezoane, ani etc. Pentru o caracterizare completă a climei, mediile sunt insuficiente, deoarece condiţiile cli-matice nu se caracterizează prin stabilitate de la o perioadă la alta, oricare ar fi întinderea acestei perioade (zi, lună, an, zeci şi chiar sute de ani etc.) din această cauză alături de medii trebuie luate în calcul şi valorile extreme posibile (mediile maximelor şi minimelor), ca şi valorile absolute, fără egal.

X. 2.2. Extremele climatice

Pentru o analiză climatică cât mai completă asupra unui teritoriu în afara mediilor se au în vedere şi extremele elementelor climatice înregistrate pe acel teritoriu. Se numesc extreme valorile maxime sau minime ale unui element climatic, care au fost măsurate cel puţin o dată într-o perioadă dată. Valorile extreme nu se calculează, ci se aleg, se selectează, dintre valorile elementelor clima-tice, determinate pentru diferite intervale de timp, fiind zilnice, lunare, anuale, plurianuale etc.

Maxima şi respectiv minima zilnică este cea mai mare sau cea mai mică valoare a elementu-lui măsurat într-un interval de 24 de ore. Valorile extreme de la staţii se pot măsura cu ajutorul in-strumentelor cu citire directă confecţionate în acest scop cum sunt termometrele de maximă şi de minimă în cazul temperaturii, sau cu ajutorul instrumentelor cu citire directă sau al înregistratoare-lor pentru celelalte elemente. Extremele lunare şi anuale se aleg din şirul valorilor de extreme zilnice sau lunare, avându-se în vedere că pentru a extrage maxima lunară sau anuală se folosesc maximele zilnice sau lunare, iar pentru a extrage minima lunară sau anuală se folosesc minimele zilnice sau lunare. Extremele absolute sunt înregistrate în decursul unui şir lung de ani şi au valori fără egal indicându-ne limitele reale, maxime şi minime posibile, între care variază un element climatic. Este posibil ca pentru o anumită perioadă extremele absolute să aibă anumite valori, iar dacă extindem perioada de studiu să descoperim noi valori ale extremelor absolute. De aceea, însăşi termenul de absolut este convenţional. Valorile extremelor sunt însoţite de ziua, luna şi anul când s-au produs, acest aspect fiind necesar a se nota, deoarece climatologul trebuie să explice cauzele ce au determi-nat apariţia lor, prin consultarea în special al hărţilor sinoptice care au caracterizat evoluţia stărilor de vreme din acel interval de timp la nivelul unui anumit teritoriu (al României, al Europei, al emis-ferei nordice). Fiecare element sau fenomen poate prezenta extreme în manifestarea sa spaţio-temporală. Spre exemplu, luând temperatura aerului, precipitaţiile atmosferice şi vântul în analiză vom descoperi următoarele manifestări extreme ale acestor elemente:

- temperatura maximă absolută a planetei Pământ s-a înregistrat pe 13 septembrie 1922 la Al’Aziziah în Libia fiind de 58,0oC,

- temperatura maximă absolută de pe teritoriul României s-a înregistrat pe 10 august 1951 la Ion Sion (astăzi Râmnicelu) Jud. Brăila fiind egală cu 45,5oC,

- temperatura maximă absolută de pe teritoriul Câmpiei Moldovei în perioada (1894-1998), s-a înregistrat la Iaşi, pe 27 iulie 1909 şi a ajuns la 40,0oC,

- temperatura minimă absolută a planetei Pământ s-a înregistrat pe 21 iulie 1983 la staţiunea de cercetări Vostok din Antarctida coborând la –89,2oC (unele lucrări indică ca minimă absolută temperatura de –94,5oC înregistrată în 1967 la 78o21’ lat S / 106o52’ long E). - temperatura minimă absolută a României s-a înregistrat pe 24 ianuarie 1942 la Bod în judeţul Braşov, fiind de –38,5oC,

- temperatura minimă absolută din Câmpia Moldovei, s-a înregistrat în noaptea de 1 februarie 1937 la Iaşi, coborând la –36,0oC,

- cantitatea maximă de precipitaţii căzută în 24 de ore a fost înregistrată pe 15-16 martie 1952 la Cilaos, în I-le Reunion fiind de 1870,0mm,

- cantitatea maximă de precipitaţii căzută într-un an s-a înregistrat în 1861 la Cherrapunji în India - 22990,0mm,

- cantitatea maximă căzută în 24 de ore pe teritoriul României s-a înregistrat pe 30 august 1924 la C.A. Rosetti, jud. Tulcea - 530,0 mm.

Page 165: Lab 24 nov

165

- cea mai mare cantitate de precipitaţii căzută într-un an pe teritoriul României s-a în-registrat în 1941 pe vf. Omu, M-ţii Bucegi, jud. Prahova - 2401,5mm.

- cel mai arid loc de pe Pământ, cu nici un fel de precipitaţii în timpurile istorice este reprezentat de localitatea Calama – Chile - 0,0mm,

- cea mai mare viteză a vântului înregistrată pe Pământ s-a produs în timpul unor ci-cloni tropicali aparatele înregistrând 500km/h înainte de a fi distruse.

- cea mai mare viteză a vântului înregistrată în România s-a produs în timpul viscolu-lui din 4-7 ianuarie 1966 la Iaşi în Câmpia Moldovei şi a fost de 55m/s.

Exemple de extreme climatice referitoare la anumite întinderi teritoriale de pe suprafaţa te-restră sau la Pământ în ansamblul său ar putea continua. Ele sunt foarte edificatoare în descoperirea adevăratelor valenţe climatice ale acestor spaţii. De obicei, mediile climatice estompează aceste va-lori. Aceste extreme au şi o deosebită importanţă practică, privind amenajarea teritoriului şi protec-ţia civilă a populaţiei.

X. 2.3. Amplitudinile

Diferenţa dintre valoarea maximă a unui element şi valoarea minimă a aceluiaşi element se numeşte amplitudine. Ea poate fi determinată pe diferite intervale de timp: o zi, o lună, un ano-timp, un an, sau pe mai mulţi ani. Amplitudinea poate fi de asemenea medie, fiind calculată pe baza valorilor medii, ale diferitelor elemente climatice şi extremă absolută.

Spre exemplu: - amplitudinea medie diurnă a temperaturii aerului la Iaşi în perioada 1983-1998 pentru luna ianuarie a fost de 6,0oC, iar pentru luna iulie de 11,0oC calculată pe baza extremelor zil-nice. - amplitudinea medie lunară a temperaturii aerului din ianuarie pentru staţia me-teorologică Roman, în perioada 1891-1940, a fost de 17,9oC, iar la Sulina de numai 12,5oC. Pentru aceeaşi perioadă în luna iulie amplitudinea medie lunară a fost de 6,9oC, la Roman şi 8,2oC la Sulina. În primul caz amplitudinea a fost calculată ca diferenţă dintre valoarea celei mai mari şi a celei mai mici medii lunare din luna ianuarie, în al doilea caz ca diferenţă între cea mai mare şi cea mai mică medie lunară din luna iulie, de la fiecare din cele două staţii (Roman şi respectiv Sulina). - amplitudinea medie anuală a temperaturii aerului calculată ca diferenţă între media lunii celei mai calde şi a celei mai reci din cursul unei perioade (în cazul nostru 1894-1940) ne arată că la Roman ea are valoarea de 24,7oC iar la Sulina de numai 22,9oC.

Amplitudinea ca indice climatic creşte odată cu accentuarea continentalismului climatic al unui loc. Cu cât ne depărtăm de ţărmurile oceanelor şi mărilor spre interiorul continentelor, cu atât valorile elementelor climatice variază mai mult dând amplitudini mai mari. Amplitudinile se reduc odată cu creşterea altitudinii, a scăderii latitudinii, fiind mai mici pe formele de relief convexe şi mai mari în cadrul formelor de relief concave.

În cazul oraşului Roman, valoarea amplitudinii indică sub aspect termic un climat mai ex-cesiv, iar pentru oraşul Sulina un climat mai moderat, urmare a influenţelor suprafeţelor acvatice fluviale şi maritime din preajmă.

În comparaţie cu amplitudinile medii, amplitudinile extreme absolute au valori mult mai mari decât primele. Spre exemplu la Roman amplitudinea extremă absolută a temperaturii aerului conform vol.II din Clima României - 1966, a fost (este posibil să fie şi în prezent) de 71,4oC, la Iaşi de 76,0oC, pe Vf. Omu de 58,4oC, iar la nivelul României, pe ansamblu, amplitudinea termică abso-lută, calculată ca diferenţă dintre cea mai mare şi cea mai mică temperatură înregistrată vreodată pe teritoriul ţării noastre, este de 84,0oC.

Amplitudini medii şi extreme absolute pot fi calculate pentru fiecare element climatic, nu numai pentru temperatură. Deşi valorile extreme ale elementelor climatice se produc la intervale mari de timp, totuşi ele există, sunt posibile şi fac parte din caracteristicile climatice ale regiunii un-de se înregistrează. Şi chiar ca valori considerate izolat, ele prezintă impotanţă. Chiar dacă amplitu-dinile extreme nu prezintă elemente climatice în manifestare, ci doar indici climatici sintetici, trans-punerea valorilor lor în peisajul geografic al diferitelor locuri este evident resimţită.

X. 2.4. Calculul frecvenţelor

Page 166: Lab 24 nov

166

Pentru climatologie un indice de mare importanţă teoretică şi practică, deseori utilizat în ma-rea majoritate a studiilor de profil este frecvenţa. Aceasta reprezintă numărul de cazuri repetate, cu anumite valori ale elementelor şi fenomenelor meteorologice într-un interval de timp. Frecvenţa valorilor elementelor şi fenomenelor meteorologice se calculează de obicei numai pentru perioade mai mari, de regulă lunare, anuale şi multianuale. Frecvenţa poate fi calculată pentru toate elemen-tele şi fenomenele meteorologice, dar, pentru o parte dintre acestea, calcularea frecvenţelor este obligatorie în a le pune în valoare valenţele şi importanţa climatică. Astfel, în cazul temperaturii în tabelele meteorologice şi studiile climatice se calculează şi interesează numărul zilelor şi nopţilor cu anumite caracteristici termice şi anume:

- numărul zilelor cu temperatura minimă ≤0 oC (zile de îngheţ), - numărul nopţilor cu temperatura minimă ≤-10 oC (nopţi geroase), - numărul zilelor cu temperatura maximă ≤0 oC (zile de iarnă), - numărul zilelor cu temperatura maximă ≥25 oC (zile de vară), - numărul zilelor cu temperatura maximă ≥30 oC (zile tropicale- tab. 21),

Tab. 21. Numărul mediu al zilelor cu temperatură maximă ≥ 30oC (zile tropicale) în perioada 1964 – 1998

Luna Staţia

I F M A M I I A S O N D An

Avrămeni - - - - 0,4 2,2 3,1 3,8 0,5 - - - 10,0 Dorohoi - - - 0,0 0,6 2,5 4,3 4,7 1,0 0,0 - - 13,1 Botoşani - - - 0,0 0,7 3,1 6,2 5,8 1,4 0,0 - - 17,3 Răuseni - - - - 1,4 4,6 7,1 6,3 1,3 0,0 - - 20,7 Cotnari - - - - 0,3 1,4 3,5 3,2 0,5 - - - 8,9 Podu Iloaiei - - - - 0,9 4,6 5,9 5,9 1,2 0,0 - - 18,5 Iaşi - - - 0,1 1,6 4,9 9,2 8,5 1,8 0,0 - - 26,1

- numărul nopţilor cu temperatura minimă ≥20 oC(nopţi tropicale), - numărul de zile cu temperatura medie peste 0o, 5o, 10o, 15o şi 20oC, - numărul zilelor cu temperaturi medii zilnice cuprinse între anumite praguri de la:

-29,9o C ÷ -25,0o C; -24,9o C ÷ -20,0o C ……….până la 25,1oC ÷ 30,0oC sau chiar pes-te- tab. 22 ;

Tab. 22. Numărul de zile cu temperaturi medii cuprinse între anumite limite la Botoşani (1971 – 1998)

zile cu temperaturi între I F M A M I I A S O N D -24,9 ÷ -20,0 3 1 - - - - - - - - - 3 -19,9 ÷ -15,0 19 9 - - - - - - - - 2 11 -14,9 ÷ -10,0 89 54 5 - - - - - - - 8 26 -9,9 ÷ -5,0 177 128 46 - - - - - - - 41 126 -4,9 ÷ 0,0 272 250 175 1 - - - - 3 21 185 301 0,1 ÷ 5,0 246 262 336 139 1 - - - 6 115 318 301 5,1 ÷ 10,0 61 77 233 336 65 2 - - 74 339 237 88 10,1 ÷ 15,0 1 10 68 296 330 106 37 77 362 324 45 12 15,1 ÷ 20,0 - - 5 68 386 433 396 452 342 64 4 - 20,1 ÷ 25,0 - - - - 83 284 397 316 52 5 - - 25,1 ÷ 30,0 - - - - 3 15 38 23 1 - - - 30,1 ÷ 35,0 - - - - - - - - - - - -

Pentru umiditatea relativă caracteristice sunt: - numărul zilelor în care umiditatea relativă a coborât la una din orele de observaţii la

valori ≤ 30% - tab. 23a, - numărul zilelor cu Ur ≤ 50% la una din orele de observaţi – tab. 23b, - numărul zilelor cu Ur ≥ 80% la ora 13oo – tab. 23c.

Tab.23a-c. Numărul de zile cu anumite caracteristici ale umidităţii relative

a)Zile cu Ur ≤ 30% la cel puţin una din orele de observaţie (1964 – 1998)

Page 167: Lab 24 nov

167

luna

staţia I F M A M I I A S O N D An

Dorohoi - 0,0 0,2 1,1 0,5 0,4 0,2 0,3 0,3 0,2 0,1 - 3,3 Botoşani 0,0 0,0 0,2 0,9 0,8 0,3 0,2 0,2 0,2 0,4 0,1 - 3,3 Răuseni - 0,1 0,2 1,0 1,2 0,4 0,1 0,4 0,3 0,4 0,0 - 4,1 Iaşi - 0,1 0,5 1,9 2,1 0,9 0,4 0,9 0,3 0,3 0,1 - 7,5

b)Zile cu Ur ≤ 50% la cel puţin una din orele de observaţie (1964 – 1998)

luna staţia

I F M A M I I A S O N D An

Dorohoi 2,1 2,6 6,1 12,9 14,4 11,5 11,6 13,1 12,3 8,8 3,5 1,3 100,2 Botoşani 1,7 2,7 8,2 13,3 15,4 12,3 13,3 14,2 12,2 8,6 3,8 1,5 107,2 Răuseni 0,5 1,6 6,5 12,3 15,0 13,3 11,7 13,8 12,5 8,0 2,4 0,9 98,5 Iaşi 1,1 2,7 8,8 16,6 17,3 15,8 16,0 18,6 15,8 10,2 3,0 1,4 127,3

c)Zile cu Ur ≥ 80% la ora1300 (1964 – 1998)

luna staţia

I F M A M I I A S O N D An

Dorohoi 16,3 13,6 10,7 5,6 3,8 3,1 2,3 3,1 4,1 5,8 14,1 18,1 100,6 Botoşani 15,1 11,5 9,8 5,8 3,8 3,6 3,5 3,3 4,1 5,6 12,9 15,9 94,9 Răuseni 18,0 12,8 10,0 5,7 3,6 3,3 3,0 2,6 3,7 5,1 13,2 18,8 99,8 Iaşi 17,2 12,3 9,5 4,3 3,7 2,9 2,6 2,3 3,2 5,0 12,8 17,9 93,7

Pentru durata de strălucire a Soarelui se determină numărul de zile cu Soare şi numărul de zile fără Soare.

În cazul vântului se determină numărul de zile în care viteza vântului a fost cuprinsă între limitele de 0-1, 2-5, 6-10, 11-15, 16-20, 21-24, 25-28, 29-34, 34-40 şi mai mar de 40m/s. Se mai pot determina zilele cu viteze medii ale vântului cuprinse între anumite praguri, numărul de zile cu vânt şi numărul de zile cu calm atmosferic.

În cazul precipitaţiilor importanţă prezintă cunoaşterea numărului de zile cu cantităţi de precipitaţii ≥ 0,1 mm, ≥ 1,0mm, ≥ 5,0mm, ≥ 10,0mm, ≥ 20,0mm, ≥ 30,0mm. Prezintă importanţă şi cunoaşterea numărului zilelor cu precipitaţii lichide şi a celor cu precipitaţii solide.

Pentru nebulozitate se determină obligatoriu numărul de cazuri (zile) cu grad de acoperire al cerului cu nori între 0-3,5 zecimi (zile senine) şi 7,6-10 zecimi (zile acoperite – tab. 24). De aseme-nea se determină frecvenţa diferitelor genuri de nori pe bolta cerească.

Tab. 24 Numărul mediu lunar şi anual al zilelor senine (0 - 3,5 zecimi), noroase (3,6 - 7,5 zecimi) şi acoperite (7,6 – 10,0 zecimi) în perioada 1964 – 1998

luna staţia

zile I F M A M I I A S O N D An

S 2,5 2,3 2,4 2,4 2,8 3,2 4,2 6,3 5,6 5,3 2,6 1,7 41,3 N 13,5 11,4 13,3 14,9 18,4 18,6 20,2 18,9 17,1 16,1 12,3 12,8 187,5 Dorohoi A 15,0 14,3 15,3 12,7 9,8 8,2 6,6 5,8 7,3 9,6 15,1 16,5 136,2 S 2,6 2,4 2,7 2,4 3,4 3,7 4,5 6,3 6,3 6,0 2,6 1,9 44,8 N 13,9 12,7 13,6 15,7 19,4 19,1 20,0 19,2 17,0 15,3 13,0 12,7 193,6 Avrămeni A 14,5 12,9 12,7 11,9 8,2 7,2 6,5 5,5 6,7 9,7 14,4 16,4 126,6 S 2,7 2,3 2,7 2,5 2,7 2,8 4,5 6,4 5,8 5,4 2,4 1,9 42,1 N 14,3 12,6 15,1 16,0 19,4 20,2 20,6 19,3 17,4 16,4 13,3 13,9 198,5 Botoşani A 14,0 13,1 13,2 11,5 8,9 7,0 5,9 5,3 6,8 9,2 14,3 15,2 124,4 S 3,1 2,3 2,9 2,5 3,0 3,2 4,4 6,3 6,1 5,7 2,5 1,9 43,9 N 14,0 12,5 14,3 16,5 19,6 20,3 20,7 19,7 17,6 17,0 13,2 14,2 199,6 Răuseni A 13,9 13,2 13,8 11,0 8,4 6,5 5,9 5,0 6,3 8,3 14,3 14,9 121,5 S 2,9 2,5 3,1 2,3 2,7 3,0 4,6 6,3 5,8 5,2 3,0 2,4 43,8 N 14,9 12,0 14,0 15,7 18,9 19,3 20,1 19,4 17,8 16,9 13,1 13,0 195,1 Cotnari A 13,2 13,5 13,9 12,0 9,4 7,7 6,3 5,3 6,4 8,9 13,9 15,6 126,1 S 3,0 2,3 2,5 2,6 3,3 3,6 4,7 6,9 6,0 5,7 2,9 1,9 45,4 N 14,7 13,3 14,4 15,2 18,0 18,5 20,0 19,0 18,1 16,8 14,6 13,8 196,4 Podu Iloaiei* A 13,3 12,4 14,1 12,2 9,7 7,9 6,3 5,1 5,9 8,5 12,5 15,3 123,2 S 2,6 1,9 2,2 2,1 2,8 3,1 3,9 5,5 5,2 4,7 2,5 2,1 38,6 N 12,9 11,4 12,4 15,1 17,2 18,7 20,7 19,5 18,4 17,0 12,3 12,2 187,8 Iaşi A 15,5 14,7 15,4 12,8 11,0 8,2 6,4 6,0 7,4 9,3 15,2 16,7 138,6

* Podu Iloaiei (1964 – 1993)

Page 168: Lab 24 nov

168

Şi în cazul fenomenelor atmosferice determinarea frecvenţei producerii acestora este un in-dice climatic de bază în caracterizarea lor, importanţă deosebită prezentând cunoaşterea numărului de zile în care s-au produs aversele de ploaie, rouă, bruma, viscolul etc – tab. 25.

Tab. 25 Numărul mediu lunar şi anual de zile cu lapoviţă şi averse de lapoviţă (1964 – 1998)

Lapoviţă I F M A M I I A S O N D An

Dorohoi 0,4 0,6 0,9 1,0 - - - - 0,02 0,3 0,8 0,9 4,92 Avrămeni 0,5 0,5 1,0 0,9 - - - - 0,02 0,1 0,9 0,7 4,66 Botoşani 0,5 0,9 0,9 0,8 0,02 - - - - 0,2 1,02 0,9 5,24 Răuseni 0,7 0,9 1,35 0,5 - - - - - 0,3 0,7 1,1 5,55 Cotnari 0,3 0,3 0,6 0,8 0,05 - - - - 0,3 0,8 0,7 3,85 Podu Iloaiei 1,1 1,2 1,0 0,6 - - - - - 0,16 0,9 1,23 6,19 Iaşi 1,6 1,9 2,1 1,0 - - - - - 0,6 1,3 2,2 10,4

Averse de lapoviţă

I F M A M I I A S O N D An

Dorohoi - - 0,086 0,086 - - - - 0,028 0,057 0,028 0,028 0,052 Avrămeni - - 0,028 0,17 - - - - - 0,028 0,11 - 0,084 Botoşani 0,028 - 0,028 0,086 - - - - - 0,028 0,057 - 0,045 Cotnari - 0,11 0,028 0,086 - - - - 0,028 - - - 0,063 Iaşi 0,028 0,028 0,17 0,028 0,028 - - - - 0,028 0,086 - 0,057

Frecvenţa se poate exprima în număr de cazuri (frecvenţa absolută) sau în procente din nu-mărul total de cazuri (frecvenţa relativă). Când se exprimă în procente pentru o perioadă mare ea echivalează cu probabilitatea de producere. De aceea, de multe ori termenii de frecvenţă şi de pro-babilitate se folosesc cu acelaşi sens.

Astfel, dacă determinăm frecvenţa producerii unui element sau fenomen pentru o perioadă lungă de timp, de ordinul zecilor de ani, se poate considera că pentru o perioadă viitoare, probabili-tatea producerii respectivului fenomen sau a diferitelor valori ale unui element climatologic va fi aceeaşi sau aproape aceeaşi.

Cu cât numărul anilor luaţi în calculul frecvenţei este mai mare, cu atât rezultatele probabi-lităţilor obţinute vor fi mai exacte, mai apropiate de realitate.

Însumând frecvenţele de producere a unor valori ale elementelor climatice de jos în sus, de la valorile cele mai mari la cele mai mici ale elementului respectiv, obţinem frecvenţa totală sau gradul de asigurare exprimat în valori absolute sau procente – tab. 26.

Tab. 26 Frecvenţa (F) şi asigurarea (A) a cantităţilor lunare de precipitaţii la Dorohoi (1960 – 1997)

I F M A M I I A S O N D precipitaţii

de la până la F A F A F A F A F A F A F A F A F A F A F A F A 0,1 ÷ 10,0 28,21 100,0 25,64 100,0 20,51 100,0 2,56 100,0 - - - - - - - - 12,82 100,0 23,08 100,0 12,82 100,0 17,96 100,0 10,1 ÷ 20,0 20,51 71,79 43,60 74,36 28,21 79,49 5,13 97,44 7,69 100,0 - - 7,69 100,0 2,56 100,0 23,08 87,18 25,64 76,92 20,51 87,18 25,64 82,04

20,1 ÷ 30,0 25,64 51,28 12,82 30,76 15,38 51,28 23,08 92,31 7,69 92,31 2,56 100,0 2,56 92,31 12,82 97,44 10,26 64,10 15,39 51,28 15,39 66,67 20,51 56,40 30,1 ÷ 40,0 10,26 25,64 2,56 17,94 12,82 35,90 7,69 69,23 5,13 84,62 5,13 97,44 5,13 89,75 12,82 84,62 17,96 53,84 12,82 35,89 17,95 51,28 17,95 35,89

40,1 ÷ 50,0 10,26 15,38 2,56 15,38 10,26 23,08 12,82 61,54 12,82 79,49 2,56 92,31 17,96 84,62 17,95 71,80 7,69 35,88 10,26 23,07 10,26 33,33 7,69 17,94

50,1 ÷ 60,0 - 5,12 7,69 12,82 12,82 12,82 20,52 48,72 15,38 66,67 12,82 89,75 2,56 66,66 15,38 53,85 5,13 28,19 2,56 12,81 15,39 23,07 5,13 10,25 60,1 ÷ 70,0 2,56 5,12 5,13 5,13 - - 12,82 28,20 5,13 51,29 17,96 76,93 5,13 64,10 10,26 38,47 2,56 23,06 7,69 10,25 2,56 7,68 2,56 5,12 70,1 ÷ 80,0 2,56 2,56 - - - - 7,69 15,38 12,82 46,16 12,82 58,97 12,82 58,97 10,26 28,21 2,56 20,50 2,56 2,56 2,56 5,12 2,56 2,56

80,1 ÷ 90,0 - - - - - - 5,13 7,69 5,13 33,34 15,39 46,15 15,39 46,15 5,13 17,95 7,69 17,94 - - - 2,56 - -

90,1 ÷ 100,0 - - - - - - - 2,56 7,69 28,21 - 30,76 2,56 30,76 - 12,82 5,13 10,25 - - 2,56 2,56 - - 100,1 ÷ 110,0 - - - - - - - 2,56 10,26 20,52 10,26 30,76 2,56 28,20 5,13 12,82 - 5,12 - - - - - -

110,1 ÷ 120,0 - - - - - - - 2,56 10,26 10,26 5,13 20,50 10,26 25,64 5,13 7,69 - 5,12 - - - - - -

120,1 ÷ 130,0 - - - - - - 2,56 2,56 - - 2,56 15,37 5,13 15,38 - 2,56 2,56 2,56 - - - - - - 130,1 ÷ 140,0 - - - - - - - - - - 2,56 12,81 2,56 10,25 - 2,56 2,56 2,56 - - - - - - 140,1 ÷ 150,0 - - - - - - - - - - 5,13 10,25 - 7,69 2,56 2,56 - - - - - - - -

150,1 ÷ 160,0 - - - - - - - - - - - 5,12 2,56 7,69 - - - - - - - - - - 160,1 ÷ 170,0 - - - - - - - - - - - 5,12 - 5,13 - - - - - - - - - -

170,1 ÷ 180,0 - - - - - - - - - - 2,56 5,12 - 5,13 - - - - - - - - - -

180,1 ÷ 190,0 - - - - - - - - - - - 2,56 5,13 5,13 - - - - - - - - - - 190,1 ÷ 200,0 - - - - - - - - - - - 2,56 - - - - - - - - - - - - 200,1 ÷ 210,0 - - - - - - - - - - - 2,56 - - - - - - - - - - - -

210,1 ÷ 220,0 - - - - - - - - - - - 2,56 - - - - - - - - - - - - 220,1 ÷ 230,0 - - - - - - - - - - 2,56 2,56 - - - - - - - - - - - - TOTAL 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0

Valorile cele mai mari ale unui element vor avea în general gradul de asigurare cel mai re-

dus, iar valorile cele mai mici gradul de asigurare cel mai ridicat (aspect valabil mai ales în cazul precipitaţiilor). Acest aspect nu este general valabil – de exemplu în cazul temperaturii (temperatu-rile minime absolute şi cele maxime absolute au un grad de asigurare foarte redus).

Page 169: Lab 24 nov

169

TEMĂ PRACTICĂ-1 1) Determinaţi valorile medii multianuale ale temperaturii aerului la staţia meteorologică

Suceava pentru lunile ianuarie şi iulie dispunând de valorile medii lunare ale temperaturii ae-rului din lunile în cauză pentru perioada 1950-2004 - tab. 27. 2) Comentaţi în două trei fraze, datele statistice de care dispuneţi şi interpretaţi rezulta-tele la care a-ţi ajuns. Tab. 27

Luna Anul I VII

1950 -9,0 18,9 1951 -3,0 18,1 1952 -0,6 19,1 1953 -4,4 20,2 1954 -12,6 18,5 1955 -3,5 17,6 1956 -2,6 17,6 1957 -3,6 19,1 1958 -2,2 19,2 1959 -2,3 20,9 1960 -4,1 18,6 1961 -5,9 17,4 1962 -2,5 17,0 1963 -12,3 20,0 1964 -8,0 18,3 1965 -3,6 17,8 1966 -5,5 19,0 1967 -6,5 19,1 1968 -5,0 17,4 1969 -8,8 17,0 1970 -1,4 19,5 1971 -3,3 17,1 1972 -7,4 19,6 1973 -5,3 18,6 1974 -4,3 16,9 1975 0,3 18,8 1976 -2,8 17,5 1977 -4,0 17,5 1978 -3,6 16,7 1979 -4,9 16,2 1980 -8,5 17,8 1981 -5,9 17,0 1982 -5,3 17,3 1983 1,1 18,2 1984 -1,2 16,3 1985 -10,0 17,5 1986 -2,2 17,8 1987 -9,9 20,3 1988 -1,3 20,1 1989 0,7 18,1 1990 -0,2 18,7 1991 -0,6 19,4 1992 -2,2 21,5 1993 -1,1 17,5 1994 1,1 20,5 1995 -3,2 20,9 1996 -6,9 17,6 1997 -5,0 18,4 199,8 -1,6 19,2 1999 -1,5 20,8 2000 -4,3 18,5 2001 -1,8 20,9 2002 -3,4 18,5 2003 -3,2 19,3 2004 -5,9 19,5

Total/ sumă Nr. ani Media

Page 170: Lab 24 nov

170

3) Calculaţi amplitudinea medie a variaţiilor de temperatură pentru fiecare lună în parte la staţia meteorologică Suceava. Cunoscând faptul că la Suceava luna ianuarie este cea mai ră-coroasă lună din an iar luna iunie cea mai caldă calculaţi şi amplitudinea medie anuală a variaţii-lor termice de la această staţie.

4) Comentaţi în două trei fraze, datele statistice de care dispuneţi şi interpretaţi rezulta-tele la care a-ţi ajuns.

5) Din şirurile de date de mai jos, provenite de la staţia meteorologică Botoşani din perioada 1961-1996 – tab. 28 şi care se referă la minimele şi maximele termice anuale selectaţi minima şi maxima termică absolută de la această staţie şi calculaţi amplitudinea maximă absolută a va-riaţiilor temperaturii pentru perioada considerată.

Tab. 28 Anul Minima anuală Data/luna Maxima anuală Data/luna 1961 -27,0 Ianuarie 34,8 VIII 1962 -18,9 29-XII 33,5 2-VI 1963 -30,3 20-I 36,4 8-VIII 1964 -21,9 11-I 34,8 3-VI 1965 -18,0 6-II 31,8 19-V 1966 -21,0 5-II 32,6 VII 1967 -20,5 1-II 33,9 5-VIII 1968 -19,0 12-I 36,1 8-VII 1969 -21,1 13-II 34,3 15-V 1970 -19,1 31-I 33,0 5-VIII 1971 -16,7 16-I 33,8 8-VIII 1972 -23,8 14-I 34,5 16-VI 1973 -18,4 26-I 38,6 18-VII 1974 -17,8 15-I 34,5 15-VII 1975 -15,8 28-I 31,6 25-VI 1976 -27,0 9-II 30,2 21-VI 1977 -19,7 5-I 31,6 26-VII 1978 -18,5 21-II 29,5 8-VII 1979 -17,0 22-I 33,4 3-VIII 1980 -23,0 18-I 33,0 10-VII 1981 -18,6 10-I 32,8 12-VI 1982 -17,0 11-I 31,8 7-IX 1983 -19,5 15-XII 32,6 11-IX 1984 -21,3 18-II 30,6 13-VII 1985 -28,0 14-I 35,3 30-VII 1986 -22,8 28-II 35,2 16-IX 1987 -25,4 31-I 37,5 24-XII 1988 -23,5 2-II 35,8 6-VII 1989 -13,7 11-XII 34,2 18-VIII 1990 -15,8 6-I 35,1 17-VIII 1991 -19,4 1-II 31,3 15-VII 1992 -18,0 22-I 36,4 11-VIII 1993 -26,0 26,27-XI 36,2 23-VIII 1994 -21,0 13-II 35,6 3-VIII 1995 -22,0 31-XII 34,5 16-VII 1996 -27,7 29,30-XII 35,2 10-VI

6)Comentaţi (interpretaţi) în două, trei fraze datele statistice de care dispuneţi şi rezultatele la care a-ţi ajuns.

7) Dispunând de sumele anuale/lunare de precipitaţii de la Iaşi din perioada 1891-2003 – tab. 29/30 şi împărţindu-le pe diferite intervale valorice, calculaţi:

a) frecvenţa diferitelor cantităţi de precipitaţii anuale/lunare exprimată ca număr de cazuri,

b frecvenţa exprimată în procente faţă de numărul total de ani/luni ai perioadei din care dispunem de date, c) gradul de asigurare al cantităţilor anuale/lunare de precipitaţii pe diferite intervale valorice.

Page 171: Lab 24 nov

- 171 -

Tab. 29

Anul Sume anuale de precipitaţii(mm)

Anul Sume anuale de precipitaţii(mm)

Anul Sume anuale de precipitaţii(mm)

1891 389,2 1941 668,9 1991 760,6

1892 381,9 1942 566,0 1992 450,4

1893 517,6 1943 449,4 1993 589,3

1894 381,8 1944 0,0 1994 409,4

1895 461,7 1945 294,0 1995 695,6

1896 285,8 1946 425,7 1996 782,7

1897 627,0 1947 609,9 1997 594,1

1898 402,2 1948 560,8 1998 609,9

1899 415,9 1949 599,9 1999 536,4

1900 614,5 1950 546,5 2000 355,0

1901 829,2 1951 399,1 2001 660,1

1902 413,4 1952 486,1 2002 497,6

1903 402,3 1953 356,1 2003 449,4

1904 512,9 1954 389,0

1905 537,3 1955 582,0

1906 477,3 1956 417,7

1907 497,7 1957 464,9

1908 538,4 1958 535,2

1909 581,1 1959 370,0

1910 540,7 1960 537,0

1911 648,4 1961 580,3

1912 669,3 1962 540,9

1913 485,3 1963 498,5

1914 552,0 1964 542,5

1915 0,0 1965 472,9

1916 460,7 1966 674,3

1917 414,1 1967 436,7

1918 0,0 1968 565,8

1919 0,0 1969 718,0

1920 382,3 1970 796,3

1921 434,7 1971 718,7

1922 584,0 1972 678,0

1923 584,1 1973 402,5

1924 414,1 1974 683,1

1925 410,8 1975 573,5

1926 558,9 1976 601,2

1927 564,6 1977 515,3

1928 462,6 1978 681,5

1929 395,9 1979 613,4

1930 547,7 1980 781,5

1931 533,8 1981 712,9

1932 729,1 1982 398,0

1933 821,8 1983 456,0

1934 345,8 1984 682,1

1935 347,1 1985 705,3

1936 524,5 1986 447,2

1937 506,0 1987 527,3

1938 482,3 1988 609,0

1939 353,1 1989 587,7

1940 754,0 1990 397,4

OBS: Intervalele valorice ce se recomandă a fi luate 250-299mm; 300-349mm; 350-399mm etc.

Page 172: Lab 24 nov

- 172 -

Tab. 30 Cantităţi de precipitaţii lunare, semestriale, anotimpuale şi anuale la Iaşi în perioada 1891-2003

Anul I F M A M I I A S O N D

1891 36,0 8,9 45,6 72,2 96,9 30,4 37,3 42,3 1,7 0,0 4,8 13,1

1892 6,2 1,5 49,2 48,4 30,3 105,1 29,1 24,4 18,0 39,0 22,6 8,1

1893 31,4 6,0 31,0 21,0 95,0 70,0 35,2 98,3 66,4 20,6 17,0 25,7

1894 0,7 2,7 27,1 13,8 117,4 55,6 23,2 75,1 27,6 14,2 1,5 25,9

1895 44,0 71,9 27,4 26,2 53,0 29,0 49,6 17,3 16,8 36,7 65,3 24,5

1896 4,9 8,4 23,2 25,0 28,0 18,8 27,9 45,1 32,7 6,8 42,1 22,9

1897 35,6 35,1 37,2 79,8 92,6 135,2 96,7 13,4 14,7 54,7 5,6 26,4

1898 13,6 22,1 29,3 71,0 35,0 28,7 94,1 53,2 25,6 24,8 0,4 4,4

1899 21,6 25,6 31,1 3,5 48,0 43,9 72,2 75,5 56,9 7,0 9,7 20,9

1900 23,2 45,2 95,3 60,5 12,9 68,2 106,7 73,1 22,5 51,8 25,4 29,7

1901 61,0 39,8 85,9 108,2 31,6 202,8 60,8 98,1 15,8 73,3 6,0 45,9

1902 18,2 14,6 41,1 16,1 43,1 60,4 37,6 55,9 47,5 30,5 0,0 48,4

1903 10,1 4,0 15,8 81,8 75,6 85,3 45,5 27,9 0,0 27,3 13,8 15,2

1904 5,5 11,7 67,7 7,4 48,5 44,8 12,2 53,0 165,5 21,5 68,3 6,8

1905 14,3 47,0 1,8 84,8 41,7 57,1 49,9 6,1 27,3 124,2 61,7 21,4

1906 33,0 10,8 17,3 41,7 82,5 92,2 72,3 27,8 14,3 10,9 31,0 43,5

1907 21,0 16,2 27,6 34,3 14,2 169,0 51,6 28,2 48,9 8,8 47,4 30,5

1908 17,3 38,0 22,0 26,2 22,2 77,2 60,1 46,2 81,7 67,0 44,0 36,5

1909 68,8 87,8 73,6 20,8 23,4 72,5 59,1 11,0 73,6 22,0 30,6 37,9

1910 52,0 48,3 4,5 29,9 37,3 26,5 156,2 40,5 11,1 49,8 73,3 11,3

1911 59,0 35,5 23,8 70,9 55,8 158,7 40,7 53,3 69,8 12,1 32,8 36,0

1912 52,1 24,6 12,1 37,8 80,4 51,7 71,9 62,1 164,3 48,8 49,6 13,9

1913 7,9 4,8 11,3 30,8 50,6 100,8 78,7 87,2 53,3 5,0 39,3 15,6

1914 13,3 2,1 50,0 31,4 70,2 104,5 97,1 24,4 72,4 41,4 36,9 8,3

1915 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

1916 21,6 12,6 38,4 27,3 69,0 25,7 78,6 7,6 10,6 84,1 63,8 21,4

1917 41,3 20,5 34,2 54,7 12,7 91,7 40,5 48,3 7,7 40,4 17,3 4,8

1918 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

1919 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

1920 53,2 16,4 33,0 21,7 35,3 85,0 26,2 29,3 14,5 19,0 32,6 16,1

1921 24,4 37,0 0,0 18,0 46,8 68,3 82,2 41,3 26,3 8,9 74,4 7,1

1922 30,1 13,8 36,6 66,4 60,4 108,8 21,2 76,1 34,6 70,2 50,9 14,9

1923 36,5 28,2 58,7 24,3 136,6 52,1 105,5 11,5 29,3 15,1 6,5 80,8

1924 21,5 16,0 15,5 76,7 19,5 45,4 59,4 82,2 29,3 0,2 41,2 7,2

1925 11,7 19,0 3,2 32,0 52,4 69,6 50,3 57,6 34,5 5,2 27,6 47,7

1926 9,6 17,0 18,0 27,5 126,3 74,5 124,8 71,5 20,7 24,6 0,0 44,5

1927 32,1 15,2 30,0 17,0 33,0 55,2 89,3 104,3 79,5 38,0 33,5 37,5

1928 2,3 42,3 5,5 29,3 50,7 44,2 50,5 68,8 39,7 27,8 44,6 56,9

1929 37,5 29,0 11,4 38,7 58,6 23,5 82,5 1,0 45,8 8,1 52,8 7,0

1930 1,7 4,0 41,3 66,6 98,7 32,0 28,9 90,5 13,5 37,5 31,5 101,5

1931 27,7 7,4 50,0 62,5 47,5 66,0 48,5 105,5 30,5 26,5 37,3 24,4

1932 52,0 63,6 69,3 34,4 73,4 195,0 36,0 69,6 34,4 63,3 24,7 13,4

1933 52,7 30,9 79,7 64,3 140,1 58,6 122,5 139,2 41,7 14,3 47,8 30,0

1934 29,9 14,6 6,7 5,2 55,1 20,1 86,6 40,5 27,7 23,8 30,8 4,8

1935 21,0 22,6 23,2 46,1 39,6 14,6 55,5 47,5 26,6 6,0 21,8 22,6

1936 15,7 39,7 18,3 39,9 37,8 113,3 78,0 80,9 19,1 28,7 30,3 22,8

1937 60,2 27,9 9,2 104,6 9,2 16,8 39,0 113,4 14,2 25,3 29,8 56,4

1938 21,7 37,2 10,2 27,8 61,1 34,1 53,2 60,1 61,2 60,9 20,9 33,9

1939 13,5 21,5 31,6 10,2 21,8 16,1 12,2 54,2 14,7 116,7 6,4 34,2

1940 48,0 44,9 16,2 70,8 106,1 132,2 63,7 41,6 27,9 71,4 48,6 82,6

1941 44,8 40,0 37,9 51,4 63,0 73,9 76,2 35,9 123,1 58,4 46,2 18,1

1942 72,1 24,1 5,8 70,4 34,4 119,6 82,7 2,7 7,3 27,3 108,8 10,8

1943 33,7 13,0 5,7 9,7 65,7 13,1 115,0 21,9 46,3 20,5 52,4 52,4

1944 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

Page 173: Lab 24 nov

- 173 -

1945 45,1 14,6 19,4 81,8 0,0 4,0 12,5 49,4 12,6 26,7 4,3 23,6

1946 21,0 23,7 7,0 6,5 25,0 129,7 25,9 21,2 41,9 41,9 37,4 44,5

1947 45,0 28,2 16,6 6,2 5,8 122,2 164,9 57,7 28,6 36,1 58,2 40,4

1948 52,2 18,2 42,0 2,2 77,0 134,9 119,7 53,0 30,2 9,5 11,1 10,8

1949 13,8 15,6 17,9 14,4 18,8 166,7 148,8 81,7 22,4 5,1 48,6 46,1

1950 13,9 5,4 35,6 55,1 53,3 65,6 74,1 126,1 15,1 65,5 21,3 15,5

1951 9,0 34,5 20,9 57,5 52,4 66,6 29,6 65,2 16,0 18,6 17,6 11,2

1952 11,4 57,2 25,9 11,6 26,0 123,6 37,8 17,5 11,1 63,3 74,6 26,1

1953 45,8 69,2 9,1 27,3 60,5 36,6 26,3 35,2 21,2 1,8 8,8 14,3

1954 24,1 36,9 2,5 15,7 40,6 70,3 20,4 67,6 34,3 19,8 39,8 17,0

1955 15,3 23,7 17,1 26,3 40,3 38,8 128,3 103,4 107,6 21,1 33,2 26,9

1956 25,3 57,1 28,1 30,0 15,1 36,3 17,3 54,2 65,5 14,9 17,0 56,9

1957 23,9 15,0 6,2 70,5 53,1 91,7 15,3 44,4 69,2 19,6 39,3 16,7

1958 20,4 36,5 20,4 84,2 13,1 120,6 31,2 98,1 25,4 34,5 41,4 9,4

1959 34,8 7,1 8,1 6,7 37,2 22,0 22,9 81,3 30,4 8,3 75,5 35,7

1960 53,0 27,0 6,1 19,9 120,2 17,1 20,1 38,1 33,5 39,0 111,2 51,8

1961 64,2 21,8 8,0 69,0 126,7 113,1 65,4 30,7 6,3 5,8 31,4 37,9

1962 19,2 50,7 65,0 42,4 55,9 62,6 62,6 20,6 51,8 2,2 88,4 19,5

1963 60,8 27,0 45,2 55,1 12,7 69,0 83,1 86,0 5,0 4,4 4,5 45,7

1964 6,5 27,2 47,2 24,4 33,4 90,5 56,1 28,7 131,9 43,0 32,1 21,5

1965 47,5 38,2 18,5 53,6 47,4 117,9 48,0 3,2 40,1 6,5 35,3 16,7

1966 158,7 29,6 81,9 30,9 11,3 77,3 42,7 86,0 30,7 15,0 88,4 21,8

1967 25,9 59,5 23,0 24,3 61,0 92,6 13,4 55,9 17,8 17,5 16,3 29,5

1968 59,3 47,1 29,9 6,9 55,4 58,4 101,3 18,3 79,1 57,5 27,1 25,0

1969 29,1 58,8 38,7 43,8 24,8 143,1 194,4 72,4 13,7 8,0 23,2 68,0

1970 29,6 56,8 23,9 95,8 143,2 72,8 115,1 154,5 23,9 28,8 19,9 32,0

1971 22,9 27,5 68,3 19,3 82,8 76,0 186,4 20,0 102,3 12,2 23,5 77,5

1972 13,4 9,7 13,8 51,7 50,3 91,5 64,2 162,3 74,4 98,3 41,9 6,5

1973 13,8 52,7 72,2 21,2 86,9 14,3 42,7 33,2 8,1 18,9 11,0 27,5

1974 13,0 11,7 2,1 22,7 93,0 88,8 202,2 43,0 93,4 42,6 43,6 27,0

1975 15,6 18,4 4,9 84,0 100,4 148,9 56,5 43,1 8,6 46,1 41,0 6,0

1976 43,2 6,9 21,9 56,4 33,1 68,1 77,0 58,8 117,1 35,0 48,5 35,3

1977 21,2 25,0 13,0 76,8 37,1 82,1 81,6 97,3 27,7 10,6 28,3 14,2

1978 3,3 47,7 28,8 84,7 138,6 73,9 99,2 55,6 79,8 9,0 18,9 42,0

1979 39,3 23,8 32,7 108,9 28,6 125,4 57,2 79,8 20,4 37,9 38,6 20,8

1980 18,3 14,1 53,6 78,9 80,6 133,4 176,5 38,4 22,5 40,0 71,0 54,0

1981 40,2 25,7 37,8 55,4 117,9 68,4 40,2 19,2 128,7 57,7 91,6 30,1

1982 16,7 36,9 31,2 46,3 7,0 107,8 61,8 33,7 0,0 16,8 16,5 23,3

1983 15,4 10,1 5,0 30,4 53,0 105,0 55,0 97,6 18,5 13,5 35,2 17,4

1984 26,0 65,6 54,6 97,3 78,2 116,3 86,0 26,3 34,9 13,3 49,9 33,7

1985 39,3 28,3 4,2 44,2 53,4 291,8 58,3 76,3 39,5 6,6 44,4 19,0

1986 18,5 44,3 8,4 35,7 2,2 156,3 82,0 36,1 4,8 30,1 6,9 21,9

1987 39,1 8,7 11,1 46,8 40,8 66,1 115,9 69,0 7,5 34,7 46,7 40,9

1988 51,5 21,3 47,6 84,6 114,4 95,7 62,2 24,8 35,4 13,8 9,7 48,0

1989 5,5 6,2 31,8 38,0 59,9 117,0 31,8 91,5 169,6 11,5 21,7 3,2

1990 14,7 21,1 2,4 69,7 49,5 56,8 64,2 11,7 14,2 23,9 13,7 55,5

1991 14,5 26,4 10,8 47,8 205,9 97,7 125,0 102,3 44,8 56,2 14,4 14,8

1992 12,6 9,7 56,6 34,1 52,4 125,2 32,6 9,3 55,1 21,8 15,8 25,2

1993 9,5 31,3 92,4 76,7 52,6 94,4 59,4 16,3 73,6 6,1 41,2 35,8

1994 17,3 9,1 11,1 18,0 49,6 65,4 24,7 89,0 5,6 52,3 25,6 41,7

1995 32,8 14,9 38,5 21,3 66,3 120,1 40,7 123,1 160,2 12,2 37,7 27,8

1996 31,7 40,8 27,3 44,1 46,6 70,1 71,4 109,9 183,5 31,4 77,9 48,0

1997 11,2 14,2 6,2 68,8 22,0 78,7 133,5 79,8 31,1 53,1 17,7 77,8

1998 34,7 9,9 65,1 30,1 50,6 17,8 117,4 33,1 37,3 146,4 54,5 12,6

1999 40,0 51,2 34,3 57,3 18,7 93,1 80,3 29,1 23,4 46,4 25,2 37,6

2000 28,1 30,4 32,0 30,7 7,6 39,4 68,5 32,6 42,3 6,3 20,4 16,7

2001 20,1 12,3 35,0 54,6 54,2 114,6 40,6 16,2 179,0 30,5 77,9 25,1

Page 174: Lab 24 nov

- 174 -

2002 10,1 3,2 31,9 15,3 31,1 42,0 171,8 33,2 29,8 60,5 64,6 4,1

2003 40,0 27,0 13,9 17,3 39,8 14,4 115,7 31,0 42,8 76,5 4,0 27,0

OBS: Intervalele valorice ce se recomandă a fi luate din 10 în 10mm (ex: 0,1 – 10,0mm; 10,1 – 20,0mm; 20,1 – 30,0mm etc.)

Page 175: Lab 24 nov

- 175 -

X. 3 Reprezentarea grafică a elementelor şi fenomenelor climatice

În urma prelucrării, datele privind elementele şi fenomenele climatice, sunt înscrise în tabele

sintetice, fiind folosite ulterior pentru interpretări de factură teoretică sau aplicativă. Datele prezentate sub formă de tabele constituie baza informativă a oricărui studiu climatic, folosind la conturarea regimului, distribuţiei, frecvenţei, a abaterilor faţă de normală (faţă de valorile medii multianuale) înregistrate de diferite elemente sau fenomene.

Însă, în analiză, folosirea datelor din tabele, este cel mai adesea greoaie şi lipsită de rezultatele scontate. O imagime mult mai clară, mai relevantă şi mai sugestivă asupra cantităţii, calităţii, dinamicii şi repartiţiei elementelor şi fenomenelor climatice ne este oferită de reprezentările grafice. Din această cauză, în studiile climatologice, tabelele sunt însoţite de cele mai multe ori de reprezentări grafice şi cartografice de diferite tipuri.

După numărul elementelor reprezentate pe unul şi acelaşi sistem de axe de coordonate reprezentările se împart în diagrame simple, denumite astfel, pentru că pe sistemul de axe se reprezintă un singur element sau fenomen climatic şi diagrame complexe, diferite de primele, deoarece pe acelaşi sistem de axe se reprezintă două sau mai multe elemente sau fenomene climatice, care de regulă se corelează între ele sub diferite aspecte.

După forma de reprezentare diagramele se clasifică în două grupe: diagrame rectangulare (cu linii, coloane) şi diagrame polare sau arelograme (sub formă de pătrate, cercuri sau alte figuri sau corpuri geometrice).

Prin plasarea reprezentărilor grafice pe hărţi se obţin cartodiagramele, produse cartografice ce înlesnesc analiza simultană, comparativă a variaţiilor în timp şi spaţiu a elementelor şi fenomenelor studiate.

Un alt produs cartografic sunt hărţile climatice propriu-zise.

*****

1)Diagramele rectangulare simple sunt destinate reprezentării frecvenţei sau evoluţiei în timp a elementelor şi fenomenelor climatice. În această categorie sunt incluse reprezentările grafice sub formă de curbe elementare, curbe cumulate, histograme simple şi cumulate şi izograme. 1a) Curbele elementare sunt reprezentările cel mai frecvent folosite. Ele se prezintă sub forma unor curbe sau linii frânte care unesc valorile medii sau extreme ale elementului, fenomenului sau mijlocul clasei frecvenţelor – fig. 100, 101.

Fig.100 Regimul anual al temperaturii aerului ( 0 C) la Darabani, Botoşani şi Iaşi(1896-1996) -Exemplul 1-

grade Celsius

-5

0

5

10

15

20

25

I F M A M I I A S O N D

Darabani Botoşani Iaşi

Page 176: Lab 24 nov

- 176 -

grade Celsius

29303132333435363738

56 5758 59 60 6162 63 64 6566 67 68 6970 71 72 7374 75 76 77 7879 80 81 8283 84 85 8687 88 89 9091 92 93 9495 96Dorohoi Iaşi

Fig.101 Variaţia temperaturilor minime absolute anuale(0 C ) la Dorohoi şi Iaşi (1956-1996

- Exemplul 2-

1b)Curbele cumulate – fig. 102 - se prezintă sub forma unor curbe sau linii frânte care unesc valorile medii ale frecvenţei parametrilor climatici ai unui element sau fenomen în aşa fel încât în final aceste reprezentări ne redau frecvenţa absolută sau relativă a elementului sau fenomenului re-spectiv pentru o anumită perioadă de timp (lună, an, mai mulţi ani).

Curbe cumulate

Fig. 102 Regimul anual al numărului de zile cu diferite cantităţi de precipitaţii la Dorohoi(1964-1998)

-Exemplul -3 Obs: Prin cumularea (însumarea) numărului de zile cu precipitaţii măsurabile (≥ 0,1mm) cu a numărului de zile în care nu cad precipitaţii

rezultă numărul de zile din luna respectivă

TEMA PRACTICA 3 Realizaţi reprezentări de tip curbe elementare pe baza exemplelor grafice date şi a datelor din tabelele de mai jos:

*Redaţi regimul anual al temperaturii aerului de la staţia meteorologică Vf. Omul din pe-rioada 1896-1975 pe baza datelor din tab. 27

Tab. 27 Mediile lunare şi anuale ale temperaturii aerului la Vf. Omul (1986 – 1975) I F M A M I I A S O N D An Vf. Omu

-10,6 -11,0 -8,4 -4,6 0,4 3,4 5,4 5,7 2,8 -0,6 -4,7 8,3 -2,5

**Redaţi regimul anual al temperaturii pe suprafaţa solului de la staţia meteorologică Oradea din perioada 1961-1975 pe baza datelor din tab. 28

Tab. 28 Mediile lunare şi anuale ale temperaturii aerului la Oradea (1961 – 1975) I F M A M I I A S O N D An Oradea -2,5 0,5 5,4 12,7 19,1 23,0 24,7 23,5 17,9 10,8 5,4 -0,2 11,7

Dorohoi

0

2

4

6

8

10

12

14

I F M A M I I A S O N D

zile

> 0,1 > 0,5 > 1,0 > 2,0 > 5,0 > 10,0 > 20,0 > 30,0

Page 177: Lab 24 nov

- 177 -

***Redaţi regimul anual al umidităţii relative a aerului la staţia meteorologică Bucu- reşti - Băneasa din perioada 1961-1970 pe baza datelor din tab. 29

Tab. 29 Mediile lunare şi anuale ale umidităţii aerului la Bucureşti - Băneasa (1961 – 1970) I F M A M I I A S O N D An Bucureşti Băneasa

89 87 79 70 70 69 65 73 70 76 85 89 77

****Realizaţi printr-o curbă simplă regimul anual al nebulozităţii totale la staţia meteorologică Sulina din perioada 1961-1975 utilizând datele din tab. 30

Tab. 30 Mediile lunare şi anuale ale nebulozităţii totale la Sulina(1961 – 1975) I F M A M I I A S O N D An

Sulina 7,2 7,3 6,8 5,6 5,0 3,8 3,0 2,9 3,6 4,6 6,6 7,5 5,3

*****Transpuneţi grafic sub formă de curbe elementare regimul anual al duratei strălucirii Soarelui la Cotnari pe baza a trei parametri ai acestui element: a mediilor lunare, maximelor şi minimelor lunare din perioada 1964-1998 – tab. 31

Tab. 31 Mersul anual al principalilor parametri ai duratei de strălucire a Soarelui la Cotnari (1964 – 1998)

Cotnari I F M A M I I A S O N D An Mediile lunare

84,5 96,7 139,1 175,4 243,0 260,4 285,4 273,1 210,4 159,9 85,0 73,1 2086,3

Maximele lunare

141,6 162,4 211,8 257,4 324,9 349,4 361,7 327,4 284,5 221,7 146,4 135,4 2338,0

Minimele lunare

32,2 83,2 116,5 163,7 187,0 233,8 215,3 107,4 76,4 34,3 25,6 1754,5 1754,5

******Conturaţi printr-un grafic de curbe elementare regimul temperaturii suprafeţei solului la staţia meteorologică Dorohoi în perioada 1961-1997 utilizând datele din tab. 32

Tab. 32 Mersul annual al principalilor parametri termici ai suprafeţei solului la Dorohoi (1961 – 1997)

I F M A M I I A S O N D An Medii lunare -4,5 -2,9 2,3 10,3 18,1 22,0 23,6 22,3 16,3 9,3 2,4 -1,8 9,8

Media maximelor zilnice

0,5 3,8 13,3 25,1 35,1 39,9 41,9 39,9 30,9 20,3 8,9 1,5 21,8

Media minimelor zilnice

-9,4 -7,5 -3,1 2,6 7,9 11,6 13,2 12,2 7,6 2,0 -1,8 -7,2 2,3

Maximele absolute lunare

18,0 30,4 39,5 50,3 57,7 58,6 61,1 61,3 51,3 47,2 31,5 18,3 61,3

Minimele absolute lunare

-32,8 -31,0 -28,0 -8,2 -4,3 2,4 5,2 4,2 -5,0 -10,5 -28,4 -34,6 -34,6

*******Transpuneţi grafic sub formă de curbe cumulate, regimul anual al numărului mediu de zile senine (0 - 3,5 zecimi), noroase (3,6 - 7,5 zecimi) şi acoperite (7,6 - 10,0 zecimi) de la staţia meteorologică Avrămeni din perioada 1964-1998 utilizând datele din tab. 33:

Tab. 33 Mersul annual al numărului de zile cu diferite caracteristici ale nebulozităţii la Avrămeni (1964 – 1998)

Nebulozitatea I F M A M I I A S O N D An Senine 2,6 2,4 2,7 2,4 3,4 3,7 4,5 6,3 6,3 6,0 2,6 1,9 44,8 Noroase 13,9 12,7 13,6 15,7 19,4 19,1 20,0 19,2 17,0 15,3 13,0 12,7 193,6 Acoperite 14,5 12,9 12,7 11,9 8,2 7,2 6,5 5,5 6,7 9,7 14,4 16,4 126,6

Obs: Prin cumularea (însumarea) numărului de zile senine, noroase şi acoperite din fiecare lună în parte rezultă numărul de zile din luna re-

spectivă.

*****

Histograma. Este o reprezentare grafică sub forma unei succesiuni de coloane alăturate, a căror înălţime corespunde cu valoarea elementului sau cu valoarea frecvenţei, iar lăţimea cu inter-valul de timp sau cu clasa de frecvenţă. Histogramele pot fi elementare (când reprezintă un singur element sau fenomen – fig. 103) şi cumulate - fig. 104, când reprezintă pe acelaşi sistem de axe în cadrul aceloraşi coloane diferiţi parametri ai unui element, două sau mai multe elemente sau fenomene diferite, în vederea comparării mai facile a caracteristicilor lor calitative şi cantitative.

Histogramele sunt utilizate frecvent la reprezentarea grafică a cantităţii precipitaţiilor at-mosferice, înălţimea coloanei corespunzând înălţimii coloanei de apă în mm care s-ar cumula în urma căderii ploilor sau topirii precipitaţiilor solide în condiţiile absenţei evaporaţiei, infiltraţiei în sol şi scurgerii superficiale.

Page 178: Lab 24 nov

- 178 -

Histograme elementare

Fig. 103 Regimul anual al precipitaţiilor atmosferice(mm) la Darabani (stânga sus), Dorohoi (dreapta sus), Podu Iloaiei (stânga jos) şi Iaşi (dreapta jos) în perioada 1962-1997

-Exemplul – 4

Histogramele sunt utilizate şi în reprezentarea grosimii stratului de zăpadă şi în transpunerea grafică a altor elemente sau fenomene climatice (mai ales atunci când este vorba de frecvenţa absolută sau relativă a numărului de zile cu anumite caracteristici ale umidităţii, pluviozităţii, sau a numărului de zile cu diferite fenomene meteorologice.

Histograme cumulate

0

20

40

60

80

100

%

I F M A M I I A S O N D An

Darabani

Senine

Noroase

Acoperite

0

20

40

60

80

100

%

I F M A M I I A S O N D An

Avrămeni

Senine

Noroase

Acoperite

0

20

40

60

80

100

%

I F M A M I I A S O N D An

Botoşani

Senine

Noroase

Acoperite

0

20

40

60

80

100

%

I F M A M I I A S O N D An

Răuseni

Senine

Noroase

Acoperite

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

I F M A M I I A S O N D

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

I F M A M I I A S O N D

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

I F M A M I I A S O N D

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

I F M A M I I A S O N D

Page 179: Lab 24 nov

- 179 -

0

20

40

60

80

100

%

I F M A M I I A S O N D An

Cotnari

Senine

Noroase

Acoperite

0

20

40

60

80

100

%

I F M A M I I A S O N D An

Podu Iloaiei

Senine

Noroase

Acoperite

TEMA PRACTICĂ 4

*Conturaţi printr-un grafic de tip histogramă elementară regimul anual al precipitaţiilor atmosferice la postul pluviometric Târgu Frumos din perioada 1962-1997 utilizând datele din tab. 34

Tab. 34 Mersul anual al sumelor medii lunare de precipitaţii la Târgu Frumos (1962 – 1997)

Luna I F M A M I I A S O N D An Târgu Frumos

21,4 21,7 25,1 46,8 60,2 72,5 66,4 55,0 41,4 24,5 28,9 25,3 489,2

**Conturaţi printr-un grafic de tip histogramă elementară evoluţia anuală medie a numărului de nopţi cu rouă de la staţia meteorologică Iaşi din perioada 1964 –1998 utilizând datele din tab. 35.

Tab. 35 Mersul annual al numărului mediu lunar de nopţi cu depuneri de rouă la Iaşi (1964 – 1998)

Luna I F M A M I I A S O N D An Iaşi 0,2 0,5 3,5 11,6 16,6 17,5 19,8 20,4 20,7 18,0 7,4 1,3 137,5

*** Conturaţi printr-un grafic de tip histogramă cumulată frecvenţa zilelor cu diferite durate de strălucire a Soarelui la Iaşi în perioada 1988-1998 – tab 36.

Tab. 36 Evoluţia anuală a frecvenţelor lunare a zilelor cu diferite durate de strălucire a Soarelui la Iaşi (1988 – 1998)

Luna I F M A M I I A S O N D An 0,0 40,46 27,33 22,87 16,96 5,57 4,24 2,34 4,1 10,93 15,85 34,86 45,74 19,27 0,1-5,0 38,12 34,44 35,19 30,3 22,73 22,42 13,48 13,48 22,72 30,79 36,66 36,08 28,03 5,1-10,0 21,42 37,59 36,36 32,14 32,7 22,69 24,04 29,93 38,48 47,21 28,48 18,18 28,03 10,1-15,0 - 0,64 5,58 20,6 39,00 43,65 60,14 52,49 27,87 6,15 - - 30,77 ≥ 15,1 - - - - - - - - - - - - -

Obs: Valorile din tabel reprezintă ponderi medii ale zilelor cu diferite durate de strălucire a Soarelui din numărul total de zile ale fiecărei

luni în parte pe total perioadă.

0

20

40

60

80

100

%

I F M A M I I A S O N D An

Iaşi

Senine

Noroase

Acoperite

Fig. 104. Frecvenţa lunară şi anuală a zilelor senine,

noroase şi acoperite la staţiile din Câmpia Moldovei (1964 – 1998)

- Exemplul – 5

Page 180: Lab 24 nov

- 180 -

****Reprezentaţi printr-un grafic de tip histogramă cumulată (%), pe baza datelor din tab. 37, regimul anual al numărului de zile cu cantităţi de precipitaţii ≥0,1mm, ≥1,0mm, ≥10,0mm şi ≥ 20,0mm la staţia meteorologică Timişoara în perioada 1961-1976 . Tab. 37 Evoluţia anuală a frecvenţelor lunare a zilelor cu diferite cantităţi de precipitaţii la Timişoara (1961 – 1976)

Luna

I F M A M I I A S O N D An

≥ 0, 1 11,5 10,9 11,1 11,9 11,8 12,8 10,5 8,8 17,7 7,5 13,0 12,9 130,4 ≥ 1, 0 6,5 6,7 6,6 7,9 8,4 8,9 7,9 6,7 6,1 4,9 8,9 8,5 88,0 ≥ 10, 0 1,7 1,5 1,1 2,2 3,1 2,5 3,1 2,2 1,4 2,4 3,0 2,4 26,6 ≥ 20, 0 0,2 0,2 0,2 0,3 0,5 0,8 0,9 0,5 0,4 0,4 0,2 0,2 4,8

Obs: Trebuie avut în vedere faptul că, diferenţa ca număr de zile până la 28, 29, 30 sau 31 de zile dintr-o lună, o reprezintă zilele în care

cantităţile de precipitaţii nu sunt măsurabile sau zilele fără precipitaţii.

***** Izogramele sau diagramele izopletare

Au fost introduse în literatura de specialitate de către Karl Troll în anul 1943. Pentru constru-irea acestor diagrame se pleacă de la un sistem de două axe rectangulare pe care se reprezintă simul-tan 3 variabile.

Pe abscisă (pe orizontală) se trec cele 24 de ore ale unei zile, iar pe ordonată (pe verticală) se trec lunile anului sau zilele lunii– fig. 105. La intersecţia celor două axe se notează valoarea ele-mentului reprezentat, apoi folosind metoda interpolării grafice vom determina unele valori interme-diare, de obicei întregi, după valori cunoscute, înscrise pe grafic. Aceste valori se unesc prin curbe – izoplete ce trec prin punctele cu aceeaşi valoare a elementului reprezentat. Reprezentările se vor numi termoizoplete în cazul temperaturii, anemoizoplete în cazul reprezentării vitezei vântului, nefoizoplete în cazul nebulozităţii, helioizoplete în cazul duratei de strălucire a Soarelui, barioizoplete în cazul reprezentării presiunii atmosferice etc. sau simplu diagramele izopletare ale respectivului element.

Prin această metodă se poate reprezenta grafic şi variaţia temperaturii aerului şi solului pe verticală până la anumite înălţimi sau adâncimi. În cazul acesta pe abscisă se va nota timpul (lunile anului, zilele lunii sau orele zilei), iar pe ordonată nivelul deasupra solului sau adâncimea din sol pentru care s-a măsurat temperatura aerului. Se înscriu apoi valorile de temperatură corespunzătoare lunii, zilei sau orei, iar după aceasta prin interpolare grafică, se vor trasa, după caz curbele izopletare ale temperaturii din grad în grad, din 2 în 2, sau din 5 în 5 oC, ce vor uni punctele cu aceeaşi valoare a temperaturii solului în adâncime sau ale aerului în înălţime.

Fig. 105 Reprezentarea izopletară a umidităţii aerului la Iaşi(1984-1998) -Exemplul – 6

Page 181: Lab 24 nov

- 181 -

Reprezentările izopletare ne ajută să ne formăm o imagine clară, corectă şi simultană asupra regimului diurn şi anual al elementului analizat, putând stabili de asemenea momentele specifice ale variaţiei în timp (atingerea maximului şi a minimului) precum şi limitele posibile (amplitudinea) în-tre care poate evolua elementul analizat şi interpretat.

TEMA PRACTICĂ – 5 Realizaţi reprezentarea de tip diagramă izopletară a umidităţii relative la Darabani în pe-

rioada 1987-1998 pe baza datelor din tab. 38: Tab. 38

L U N A

I F M A M I I A S O N D

1 89,5 87,6 83,5 83,2 81,8 85,0 86,3 83,2 89,4 89,7 92,0 92,2

2 89,7 87,8 84,8 84,4 83,4 87,0 88,1 85,4 91,1 90,4 92,2 92,2

3 89,8 88,3 86,0 85,7 85,4 88,1 90,1 87,2 92,5 91,6 93,0 92,2

4 90,4 88,8 86,7 86,8 87,5 89,8 91,4 89,3 93,2 92,2 93,3 92,2

5 90,6 89,3 87,3 88,4 88,4 90,6 92,1 90,3 94,1 92,7 93,3 92,3

6 90,8 89,6 87,8 89,0 88,2 89,7 91,1 90,6 94,6 93,2 93,7 92,3

7 91,2 89,8 87,3 88,6 86,7 86,1 88,6 88,8 94,1 93,4 93,8 92,6

8 90,8 89,8 87,3 85,4 81,8 81,2 81,6 82,6 87,0 92,1 93,7 92,5

9 90,7 88,6 84,4 80,0 74,0 75,0 76,0 76,0 84,3 88,3 92,4 91,7

10 90,1 87,0 80,2 74,0 67,3 69,3 70,5 71,3 76,0 83,0 90,3 91,3

11 88,2 84,2 75,8 69,4 62,5 64,8 63,2 64,7 72,7 78,3 87,7 90,7

12 87,0 81,5 72,6 65,6 58,5 61,7 60,2 60,1 68,6 72,5 84,6 89,0

13 84,8 79,2 70,3 63,2 56,6 60,0 58,7 58,1 66,2 69,5 82,8 87,7

14 85,0 78,4 69,5 61,8 56,2 58,8 56,6 56,4 65,1 68,0 82,1 87,6

15 85,5 77,5 69,1 61,8 55,4 58,5 56,9 56,1 58,7 67,4 82,2 88,0

16 86,5 77,7 69,0 62,1 56,3 58,8 57,0 57,1 66,4 69,1 75,8 89,0

17 87,2 78,7 70,5 63,5 58,4 60,2 58,3 59,1 68,8 72,0 85,4 89,3

18 87,7 79,4 73,0 66,3 61,5 62,5 63,5 62,8 73,0 75,1 87,2 90,1

19 88,1 81,7 75,2 69,6 64,6 66,6 65,7 66,7 76,8 77,6 87,6 93,0

20 88,3 82,7 77,0 72,6 69,6 70,6 69,8 70,7 79,2 77,8 88,8 91,2

21 88,5 84,0 78,5 75,3 72,2 73,7 73,4 72,6 82,1 82,1 89,6 91,5

22 89,0 84,7 80,3 77,5 75,1 77,0 76,7 76,0 84,1 84,4 90,0 92,1

23 89,1 85,6 81,6 79,2 78,3 80,1 79,7 78,4 86,4 86,3 90,7 93,2

O

R A

24 89,3 86,6 82,7 81,0 80,7 82,5 82,4 80,8 88,2 88,4 91,3 92,0 Obs 1: din lipsa de spaţiu tabelul nu a fost realizat cu lunile dintr-un an dispuse în partea stângă a tabelului şi cu orele dintr-o zi dispuse în

partea de sus a acestuia; când se va realiza reprezentarea izopletară în partea stângă vor fi trecute lunile, în partea dreaptă orele, deci tabelul va fi tran-spus; pentru realizarea temei este necesară o foaie de hârtie milimetrică şi o foaie de calc.

Obs 2 : pentru a veni în sprijinul realizării acestei teme prezentăm mai jos o reprezentare asemănătoare.

***** Diagramele rectangulare complexe

Aceste reprezentări grafice rezultă în urma asocierii a două sau mai multe elemente climatice pe acelaşi sistem de coordonate. Diagramele complexe sunt cunoscute şi sub denumirea de climograme sau climatograme. Au fost imaginate pentru prima dată de italianul Filippo Eredia, dar ulterior au fost utilizate de mulţi cercetători (G. Taylor, W. Köppen, H. Grisollet, H. Gaussen, de Martonne, H. Walter şi Lieth, Ch. Péguy), care în timp, au completat şi modificat tehnica de întocmire a lor.

Climograma de tip Ch. Péguy

Este o reprezentare rectangulară complexă care stabileşte corelaţii directe între temperatura aerului şi precipitaţiile atmosferice – fig. 106 realizată pe baza datelor din tab. 39, sau între tempera-tură şi umiditatea aerului, elemente climatice ce acţionează concomitent şi determinant asupra pro-ceselor fiziologice din cadrul lumii vii (plante, animale, om). Modalitatea de realizare a climogramei de tip Ch. Péguy Mai întâi se înscriu pe abscisă valorile temperaturii medii lunare (din 5 în 50C sau conform altei scări alese).

Page 182: Lab 24 nov

- 182 -

G - reprezintă luni glaciale uscate şi umede; F - luni reci , răcoroase, uscate şi umede; O - luni temperate; A – luni aride răcoroase şi umede; T – luni tropicale calde şi umede.

Fig. 106 Climograma de tip Péguy la staţia meteorologică Botoşani -Exemplul - 7

Tab.39 Regimul temperaturii aerului şi al precipitaţiilor atmosferice la Botoşani

Luna I F M A M I I A S O N D An Temperatura

aerului -3,4 -1,9 2,8 9,6 15,4 18,7 20,1 19,4 15,1 9,6 3,8 -0,9 9,0

Precipitaţiile atmosferice

23,6 21,6 28,8 47,7 69,3 90,5 82,4 59,4 42,9 31,2 31,0 27,3 559,7

Obs: pe baza datelor de mai sus – tab. 39 a fost construită reprezentarea de tip Péguy - fig. 106

Pe ordonată se înscriu sumele lunare medii ale cantităţilor de precipitaţii (din 50 în 50mm sau din 20 în 20mm) sau umiditatea aerului. Se ridică perpendiculare din dreptul valorilor lunare pentru fiecare element, iar la intersecţia lor se marchează cele 12 puncte, însoţite de iniţialele sau numărul de ordine al limitelor corespunzătoare. Cele 12 puncte de intersecţie ale valorilor lunare ale celor 2 elemente reprezentate pe grafic se unesc printr-o linie frântă din aproape în aproape: ianuarie cu februarie, februarie cu martie şi aşa mai departe, ultimele unindu-se valorile lunii decembrie cu cele ale lunii ianuarie. Se va obţine un grafic de formă poligonală (sau bipoligonală) închizând o suprafaţă (sau suprafeţe) mai mult sau mai puţin regulată (regulate) care poate (pot) avea diverse forme. Orientarea diagramei în cadrul celor două axe sau în cadrul sistemului de axe, evidenţiază anumite caracteristici ale climatului. Ex. 1. Când climograma este orientată după bisectoarea unghiului format de sistemul de axe, lunile cele mai reci sunt şi cele mai uscate, cele mai calde, mai ploioase, evidenţiind existenţa unui climat de tip temperat moderat, caracter pus în evidenţă şi de aspectul mai regulat, mai globular al climogramei. Ex. 2. Când climograma este orientată în lungul ordonatei indică existenţa unor mari contraste de precipitaţii în timpul anului, ca în cadrul climatului temperat musonic. Ex.3. Când climograma se desfăşoară mai mult în lungul abscisei, marchează diferenţe mari de temperatură şi reduse de precipitaţii ca în deşerturile şi podişurile interioare din interiorul uriaşului uscat asiatic.

Page 183: Lab 24 nov

- 183 -

Deci forma climogramei, dispoziţia şi desfăşurarea ei în cadrul sistemului de axe oferă indicaţii asupra tipului de climă, asupra perioadelor calde sau reci, ploioase sau secetoase din cursul anului, aspecte ce din punct de vedere practic prezintă o mare importanţă.

Din acest motiv climogramele Péguy sunt folosite frecvent în studierea şi clasificarea cli-matelor.

Tot Ch. Péguy, pe baza a numeroase calcule şi încercări de reprezentare grafică a datelor climatice din diferite regiuni ale globului a construit un triunghi, ţinând seama de anumite puncte considerate de către acesta critice, în variaţia celor două elemente asociate, triunghi care suprapus pe climograme serveşte la stabilirea caracterului climatic dominant al lunilor.

TEMA PRACTICĂ - 6

Realizaţi şi comentaţi diagrama de tip Péguy a staţiei meteorologice Iaşi pe baza următoarelor date climatice şi luând ca exemplu modelul de mai sus:

Luna I F M A M I I A S O N D An

Temperatura aerului

-4,0 -1,3 3,0 10,3 16,0 19,3 20,7 20,1 16,0 10,1 4,1 -0,8 9,5

Precipitaţiile atrmosferice

29,2 28,2 34,5 50,6 62,1 95,6 81,7 58,2 53,8 30,7 36,1 31,2 591,7

Atenţie! orice reprezentare grafică trebuie să aibă: titlu, scară verticală şi orizontală, legendă !!

Climogramele de tip Walter şi Lieth

Gaussen realizează în anul 1954 un sistem de reprezentare în care pe abscisă era trecut tim-pul (în luni – cele 12 luni ale anului) iar pe ordonată temperatura aerului şi precipitaţiile atmosferice în raportul 10C/2mm ( diviziunilor de 100, 200, 300 temperatură corespunzându-le diviziunile de 20mm, 40mm, respectiv 60mm precipitaţii).

Fig.107 Climograma de tip Walther - Lieth a staţiei meteorologice Sulina ( realizată pe baza a 60

ani de observaţii termice şi 55 de ani de observaţii pluviometrice) -Exemplul - 8 Legenda: 3m- altitudinea absolută a staţiei Sulina; 11,10C – temperatura medie multianuală la staţia Sulina; 359,0mm - precipitaţiile medii multianuale la staţia meteorologică Sulina; 37,50C – temperatura maximă absolută; 27,20C – maxima medie zilnică a lunii celei mai calde; 23,00C – amplitudinea medie anuală; -3,60C temperatura medie minimă a lunii celei mai reci ; -25,60C –minima termică absolută; 226 –numărul mediu al zilelor fără îngheţ; a - curba temperaturii; b - curba precipitaţiilor la scara 1/2; c - curba precipitaţiilor la scara 1/3; d - perioada de secetă; e - perioada de uscăciune; f - perioada umedă; g- lunile cu temperatură minimă absolută ≤ 00C; h - lunile cu temperatura medie ≤ 00C.

După plasarea grafică a valorilor termice şi pluviometrice aferente celor 12 luni din an şi după trasarea curbelor temperaturii şi precipitaţiilor, în funcţie cu raporturile ce se stabilesc între cele două curbe se apreciază care sunt lunile secetoase şi umede.

Tab. 40 Datele climatice pe baza cărora a fost construită diagrama de tip Walter – Lieth a staţiei meteorologice Sulina:

Sulina I F M A M I I A S O N D An Tz 1896 – 1975 -0,4 0,4 4,0 9,6 15,8 20,1 22,4 21,9 19,7 12,4 7,2 2,5 11,2 Pp mm 1896 – 1970 25,7 23,8 19,1 26,7 34,1 40,1 30,6 31,9 26,5 30,9 28,7 29,7 347,8

Page 184: Lab 24 nov

- 184 -

După Gaussen, erau considerate luni secetoase cele în care curba temperaturii se află deasupra celei de precipitaţii şi luni umede, lunile în care curba precipitaţiilor se situează deasupra curbei de temperatură. În 1960 H. Walter şi H. Lieth au preluat şi completat această metodă. Pe acelaşi sistem de axe autorii au reprezentat şi precipitaţiile în raportul 10C/3mm precipitaţii. Walter şi Lieth redau pe grafic:

– temperatura printr-o curbă continuă groasă; – precipitaţiile la scara 1/2 printr-o curbă continuă mai subţire;

– precipitaţiile la scara 1/3 printr-o curbă întreruptă; Cantităţile de precipitaţii >100mm sunt redate la scara 1/10, iar suprafaţa delimitată de

acestea este înnegrită. Autorii au separat şi identificat pe climogramă (fig.107): - perioada(-dele) umedă(-e) din an – când curbele precipitaţiilor se află deasupra

curbei de temperatură (acestea au fost haşurate cu linii verticale); - perioada(-dele) de uscăciune încadrată(-e) între curbele precipitaţiilor la scara 1/2 şi

1/3 (acestea au fost haşurate cu linii orizontale întrerupte); - şi perioada(-dele) secetoasă(-e) – delimitată(-e) de curba temperaturii (situată

deasupra curbei precipitaţiilor) şi cea a precipitaţiilor la scara ½ (situată dedesubt). Acestea au fost marcate prin puncte – suprafaţa punctată.

Suprafeţele menţionate redau pe verticală intensitatea, iar pe orizontală durata fenomenului. Sub abscisă autorii marchează : - lunile cu temperatura minimă absolută ≤ 00C, - lunile cu temperatura medie ≤ 00C, - numărul mediu anual de zile fără îngheţ. Climograma este însoţită şi de alte date climatice importante şi observaţii cum ar fi: - perioada din care provin datele de temperatură şi precipitaţii, - denumirea staţiei, - altitudinea, - media termică anuală; - suma medie anuală a precipitaţiilor; - maxima în 24 h; - maxima absolută a temperaturii, - maxima medie zilnică a lunii celei mai calde, - minima absolută a temperaturii, - minima medie zilnică a lunii celei mai reci.

Alte date necesare pentru ca diagrama să fie completă: – altitudinea staţiei = 3m – maxima termică absolută = 37,50C (20.VIII. 1946) – media maximelor zilnice din iulie = 27,20C – minima termică absolută = -25,60C (9.II.1929) – media minimelor zilnice din ianuarie = -3,60C – lunile cu temperatură minimă absolută ≤ 00C: (O, N, D, I, F, M, A) – lunile cu temperaturi medii ≤ 00C: – ianuarie – numărul mediu anual de zile fără îngheţ = 227 zile

Folosind datele medii multianuale de temperatură şi precipitaţii, de cele mai multe ori nu se pun în evidenţă cele trei categorii de perioade (umede, de uscăciune şi secetoase) care se produc în realitate la foarte multe staţii meteorologice de pe teritoriul României.

Pentru a ne forma o imagine corectă asupra climei unei zone sau regiuni, a unui anumit loc se recomandă construirea de climatograme anuale pentru întreaga perioadă studiată, sau dacă nu este posibil construirea măcar a climatogramei de sondaj pentru anii cei mai călduroşi şi secetoşi, călduroşi şi ploioşi, reci şi secetoşi sau reci şi ploioşi.

În fig. 108 sunt redate climogramele de tip Walter şi Lieth de la staţiile meteorologice din Câmpia Moldovei. Aceste climograme folosesc la analizarea fenomenelor de secetă şi uscăciune din această subunitate geografică.

Page 185: Lab 24 nov

- 185 -

Fig. 108

Page 186: Lab 24 nov

- 186 -

TEMA PRACTICĂ - 7 Realizaţi şi comentaţi diagrama de tip Walter-Lieth a staţiei meteorologice Suceava pe baza

datelor din tab. 41 şi de mai jos de acesta:

Tab. 41 Date climatologice de bază de la Suceava necesare pentru realizarea unei climograme de tip Walter şi Lieth pentru această staţie

I F M A M I I A S O N D An Maxima absolută

Minima absolută

T0C a aerului 1950-2001

-4,1 -2,7 1,2 8,1 13,6 17,0 18,5 17,9 13,6 8,4 2,7 -1,8 7,7 36,5 22/8 2000

-29,8 28/12 1996

Pp mm 1961-2000

23,7 22,1 27,8 51,9 79,6 98,6 97,6 63,2 47,3 31,7 30,4 26,2 600,1 85,8 18/7 1967

-

352m - altitudinea absolută a staţiei Suceava; 7,70C – temperatura medie multianuală la staţia Suceava; 600,1mm - precipitaţiile medii multianuale la staţia meteorologică Suceava; 36,50C – temperatura maximă absolută; 24,30C – maxima medie zilnică a lunii celei mai calde; 22,60C – amplitudinea medie anuală; -7,60C temperatura medie minimă a lunii celei mai reci ; -29,80C –minima termică absolută; 235 –numărul mediu al zilelor fără îngheţ.

***** Diagramele polare

Diagramele polare sunt folosite la reprezentarea grafică a variaţiei zilnice, lunare, anotim-puale sau anuale a unor elemente precum: temperatura aerului, precipitaţiile atmosferice, nebulozi-tatea atmosferică, frecvenţa sau viteza vântului pe direcţii etc.

Aceste reprezentări au forma unor sectoare de cerc sau a unor cercuri la care direcţiile, scara timpului etc. se reprezintă pe circumferinţa cercului. Perioada totală luată în analiză (zi, lună, an) este egală cu 3600. De asemenea în cazul frecvenţei sau vitezei vântului pe direcţii fiecărui punct cardinal sau intercardinal îi va corespunde o anumită poziţie pe circumferinţa cercului.

Modul de realizare a unor astfel de reprezentări: A. În cazul frecvenţei şi vitezei vântului( exemplu: fig.109 realizată pe baza datelor din tab 42)

* Se împarte circumferinţa cercului în 8 sectoare corespunzătoare celor 8 direcţii principale pe care se măsoară frecvenţa şi viteza vântului, fiecărei direcţii corespunzându-i o rază vectoare.

* Pe razele vectoare orientate spre centrul diagramei (a centrului cercului) se inserează elementele de identificare ale scărilor alese (scări redate în % în cazul frecvenţei şi în m/s în cazul vitezei), reprezentate de obicei prin linii scurte perpendiculare pe razele vectoare.

* Având ca repere centrul cercului şi scara de reprezentare a frecvenţei materializată pe razele vectoare, vom trasa cu centrul în locul de întâlnire al razelor vectoare un cerc prin care vom reprezenta frecvenţa calmului, raza acestuia corespunzând scării frecvenţei vântului pe direcţii.

* Pe razele vectoare, luând ca reper scările alese, se marchează locurile corespun-zătoare valorilor parametrilor ce se reprezintă (frecvenţa şi viteza), pe rând, începând de la o direcţie de origine (nord, 0 trigonometric sau 0 to-pografic).

* Aceste valori se unesc, una câte una, în cadrul aceluiaşi element, pe rând, în sensul acelor de ceasornic, rezultând diagramele dorite. Alungirea diagramelor pe o

anumită (pe anumite) direcţie (direcţii), denotă că pe acea (acele) direcţie (direcţii), frecvenţa sau viteza vântului este mai mare. În cazul aplatizării diagramelor pe anumite (anumită) direcţii

Fig.109 Roza frecvenţei vân-turilor şi a vitezei pe principalele di-recţii la staţia me-teorologică Cluj-Napoca - după V. Belozerov şi I. Far-caş-1971 (0,5cm= 2%= 1m/s; a= frecvenţa; b= viteza; c=calmul atmosferic) Exemplul – 8

Page 187: Lab 24 nov

- 187 -

(direcţie), rezultă că frecvenţa sau viteza vântului prezintă valori mai mici în cazul acestora (acesteia).

Tab.42 Frecvenţa (%) şi viteza medie anuală (m/s) la staţia meteorologică Cluj-Napoca (1947-1955) date climatologice pe baza cărora s-a construit fig.109

N NE E SE S SV V NV C Frecvenţa 3,0 8,5 6,6 7,9 2,5 2,9 10,4 12,8 45,4 Viteza 2,2 2,2 2,3 3,1 2,4 2,4 3,8 4,3 -

B. În cazul temperaturii razelor acesteia se construiesc folosind un grup de mai multe cercuri concentrice (3,4 după caz). Circumferinţa cercurilor se împarte în 12 părţi, 12 raze vectoare plecând din centrul cercurilor spre periferie, începând cu raza vectoare corespunzătoare lunii ianuarie (ce trece prin punctual 0 trigonometric sau 0 topografic). Razele vectoare corespunzătoare celorlalte luni vor fi trasate pe rând urmărind sensul acelor de ceasornic. Razele cercurilor cresc în general cu aceeaşi valoare de la un cerc la altul, lungimea lor în mm corespunzând creşterii temperaturii aerului. Pentru zonele montane înalte, primul cerc, poate fi în cazul României de -100C, urmându-i cercurile de 0, 10, 20 şi chiar 300C (în cazul zonelor cele mai calde din ţara noastră). Pe razele vectoare ale lunilor se marchează temperatura aferentă, aceste puncte fiind unite, obţinându-se în final roza temperaturii aerului la staţia respectivă pentru o perioadă medie de un an de zile. Roza termică poate fi realizată în afară de luni şi în alt mod. Atunci când cunoaştem temperaturile medii lunare ale vântului pe direcţii, putem realiza rozele termice ale lunilor respective (fig. 110)

C. În cazul precipitaţiilor atmosferice prin diagrame polare se poate reprezenta procentajul/mm din cantităţile de precipitaţii medii anuale deţinute de diferite secvenţe temporale ce întră în componenta unui an: sezoane, anotimpuri, luni – fig. 111.

În acest caz cantitatea anuală de precipitaţii este asimilată celor 3600 cât are un cerc, fiecărui sezon, anotimp sau luni revenindu-i o anumită cotă parte, reprezentată în grade din cele 3600 ale cercului. Construirea reprezentării, în cazul lunilor, va începe cu luna ianuarie, care va servi ca reper şi în sensul acelor de ceasornic. Vor fi determinate şi reprezentate prin areale deţinute din suprafaţa cercului (areale în formă de arce de cerc) cantităţile de precipitaţii (transpuse procentual/mm şi arealografic) ale fiecărei luni din an.

Botoşani

4,24 3,885,18

8,58

12,47

16,2814,82

10,68

7,71

5,61

5,57 4,91

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Fig. 111 Regimul anual al precipitaţiilor atmosferice(mm) la Botoşani (1962 – 1997) - Exemplul -10

Fig. 110 Roza termică a lunii ianuarie la staţia

Vf. Omul (după I. Farcaş) - Exemplul - 9

Page 188: Lab 24 nov

- 188 -

TEMA PRACICĂ - 8 • Construiţi şi comentaţi rozele frecvenţei (şi a calmului) şi a vitezei vântului la staţia

meteorologică Podu Iloaiei pe baza datelor multianuale din perioada 1964-1993 luate din tab. 43: Tab. 43 Frecvenţa(%) medie a vântului şi calmului şi viteza(m/s) a acestuia la Podu Iloaiei (1964 – 1998)

N NE E SE S SV V NV C Frecvenţa % 9,3 4,3 4,9 8,1 4,7 3,9 7,7 22,9 34,0 Viteza m/s 4,0 2,6 2,5 3,7 3,6 3,0 2,9 4,5 -

• Construiţi roza anuală a temperaturii aerului pentru staţia meteorologică Predeal

(1896-1975) pe baza datelor din tab. 44: Tab. 44 Mersul anual al temperaturilor medii lunare la Predeal (1896 – 1975)

Luna I F M A M I I A S O N D T0C -5,1 -4,4 -1,0 4,4 9,4 12,7 14,7 14,2 10,6 6,2 1,1 -3,1

• Reprezentaţi printr-o diagramă areolară evoluţia lunară a precipitaţiilor atmosferice (mm/%) din cadrul unui an mediu la staţia meteorologică Vlădeasa (1896-1970) şi interpretaţi rezultatele obţinute(Atenţie: datele sunt date în mm şi pot fi/sau nu transformate în procente care să acopere în final prin cumulare cele 3600 ale unui cerc, iar suma lor să fie 1058,3mm/100%).

Tab. 45 Mersul anual al sumelormedii lunare ale precipitaţiilor (mm) la Vlădeasa (1896 – 1975)

I F M A M I I A S O N D An Pp mm 71,8 75,8 64,8 67,1 127,0 141,3 126,4 118,5 78,4 50,4 71,5 71,4 1058,3 % - - - - - - - - - - - - -

grade - - - - - - - - - - - - -

***** Cartodiagramele

Cartodiagramele (fig. 112) sunt reprezentări complexe ce au la bază suportul cartografic pe care se înserează diverse reprezentări grafice. În felul acesta, se poate observa în acelaşi timp, cu multă acurateţe şi expresivitate, atât dispunerea spaţială a unui element sau fenomen, dar şi regi-mul acestuia pe diferite eşantioane de timp( multianual, anual, diurn etc.).

*****

Regimul anual al

cantităţilor maxime de precipitaţii în 24h

Fig. 112 Exemplul - 11

0

20

40

60

80

100

I F M A M I I A S O N D

0

20

40

60

80

100

I F M A M I I A S O N D0

20

40

60

80

I F M A M I I A S O N D

0

20

40

60

80

100

I F M A M I I A S O N D

0

50

100

150

200

I F M A M I I A S O N D

0

20

40

60

80

100

I F M A M I I A S O N D

0

50

100

150

I F M A M I I A S O N D

0

50

100

150

I F M A M I I A S O N D

Page 189: Lab 24 nov

- 189 -

Hărţile climatice

Hărţile climatice (fig. 113) sunt reprezentări cartografice complexe ce reprezintă repartiţia spaţială pe diferite perioade sau la diferite momente a unui sau mai multor elemente şi fenomene, sau a unor combinaţii ale acestora.

Fig. 113 Repartiţia teritorială a precipitaţiilor atmosferice din luna iunie în culoarul Rucăr-Bran

- Exemplul – 12

Page 190: Lab 24 nov

- 190 -

Fig. 114 Repartiţia teritorială a parametrilor umidităţii aerului deasupra Câmpiei Moldovei

Page 191: Lab 24 nov

- 191 -

Fig. 115 Repartiţia teritorială a cantităţilor anuale de precipitaţii în Câmpia Moldovei