OBSERVATII VIZUALE ASUPRA FENOMENELOR

ELECTRICE

1

CUPRINS

ARGUMENT

CAPITOLUL I - ATMOSFERA

1.1. Ce este atmosfera ?

1.2. Formarea atmosferei

1.3. Presiunea atmosferica

1.4. Fronturile atmosferice

1.5. Masele de aer

1.6. Presiunea aerului

CAPITOLUL II - ELECTROMETEORI

1.1. Ce este electrometeorul ?

1.2. Fulgerul

1.3. Trasnetul

1.4. Tunetul

2

1.5. Aurora polara

1.6. Orajul

1.7. Focul Sf. Elm

CONCLUZII

BIBLIOGRAFIE

ARGUMENT

Meteorologia este ştiinţa care se ocupă cu studiul fenomenelor care se petrec

în atmosferă. Denumirea de meteorologie provine de la cuvântul de origine greacă ,,

metoron ˝ adică ceea ce se petrec în aer şi ,,logos˝ ştiinţă, vorbire.

Din cele mai vechi timpuri, poate chiar de la pariţia lui, omul a fost interesat

indeaproape de schimbările vremii care se produceau în jurul lui. Trecerea de la o

zi frumoasă şi caldă la o alta rece şi vijelioasă, de la ploaie la trăsnete etc.au fost

fenomene care au impresionat puternic pe omul tuturor timpurilor. El a observat că

existenţa lui şi a celorlalte vieţuitoare precum şi a plantelor sunt strâns legate de

ceea ce se petrece în atmosferă.

Atmosfera este sediul unor fenomene luminoase care , din punct de vedere

meteorologic, dau unele indicaţii asupra stării timpului şi evoluţiei sale. Aceste

fenomene de datoresc refracţiei, reflexiei, difuziei luminii, precum şi stării electrice

a atmosferei.

Lucrarea de faţă cuprinde date şi informaţii despre fenomenele electrice din

atmosferă şi prezintă modul de formare şi de manifestare a acestor fenomene.

3

O deosebită am acordat-o fenomenelor orajoase ( fulgere ), care produc

pagube materiale şi chiar victime umane. Statisticile arată că în fiecare minut globul

pamântesc este lovit de aproximativ 1800 trăsnete, ceea ce înseamnă că anual cad

aproximativ un miliard de trăsnete. În fiecare zi trăsnetul omoară, pe intreg globul,

20 de persoane si răneşte 80.

O importanţă deosebită o au şi aurorele polare care ramân un spectacol unic,

grandios, pe care tehnica modernă îl face observabil nu numai de către locuitorii

latitudinilor mari, ci de toţi cei pentru care natura încă nu şi-a dezvăluit toate

misterele.

CAPITOLUL I

4

1.1. Ce este atmosfera?

Atmosfera este învelişul invizibil format din aerul care înconjoară planeta şi

constituie un element vital pentru existenţa omului.

Aceasta concentrează cea mai mare parte a mesei sale în primii 10 km ai

grosimii ei. În această pătură, compusă în cea mai mare parte din azot şi oxigen, se

deplaseazã masele de aer, mai mult sau mai puţin reci şi încărcate de nori, care fac

să fie ploaie sau timp frumos.

Protejează pământul de razele periculoase şi de corpurile cereşti care se abat

asupra lui.Moderează considerabil violenţele climatice la suprafaţa globului.Face să

ardă, înainte de a atinge solul, aproape toate corpurile cereşti care intră în

atmosferă.

Reflectă 57% din radiaţiile solare, mai ales din cele mai periculoase, si reţin, ca

într-o seră, o bună parte din căldura acumulată de sol. Datorită acestui fenomen,

planeta nu cunoaşte diferenţe uriaşe de temperatură între poli şi Ecuator (diferenţa

maximă nu atinge1500 C), între anotimpul rece şi cel cald, sau între noapte şi zi în

acelaşi loc.

Nu este mereu în repaus: cicloane tropicale sau viscole îngheţate ne-o amintesc

din plin. Aceste mişcări violente de aer sunt dublate, în general, de efecte

“sălbatice”: trombe de apă, scăderi bruşte de temperatură, furtuni de zăpadă,

canicule… Aceste catastrofe au totuşi domeniul lor de predicţie; în regiunile

tropicale nu se întâlnesc viscole, şi nici taifune în zonele reci. Aflate între cele două,

regiunile temperate riscă să cunoască, în mod excepţional, neplăcerile amândurora.

Este foarte mobilă, foarte sensibilă la cele mai mici modificări, frecvente în

regiunile temperate. Astfel, în ciuda observaţiilor şi calculelor lor, meteorologilor le

este foarte dificil să prevadă cu certitudine, cu mai mult de trei zile înainte,

schimbările de timp.

Face de asemenea parte dintr-o planetă în care omul îşi lasă din ce în ce mai

mult urmele prin activităţile lui, dar mai ales prin poluare si prin degradări. Este

probabil ca, din această cauză, clima să fie uşor modificată. De exemplu, astăzi se

pune problema de a se şti dacă praful aruncat în atmosferă provoacă răcire sau

încălzire la scara planetei.

5

Este menţinută in jurul Pământului de forţa de atracţie a acestuia. Forma

atmosferei este asemănătoare cu cea a Pământului, însă este mai turtită la poli şi

mai bombată la Ecuator.

Este formată din:

a. azot - 78%

b. oxigen – 21% - este un gaz foarte important pentru că

întreţine viaţa şi arderea;

c. dioxid de carbon - absoarbe căldura, împiedicând răcirea

atmosferei şi a suprafeţei terestre în timpul nopţii;

d. ozonul – formează un strat la cca. 20-30 km înălţime, al cărui rol este de a

proteja Pământul de radiaţiile ultraviolete.

Nu este la fel pe toată grosimea ei. Astfel, cu cât ne îndepărtăm de suprafaţa

terestră, ea se rarefiază şi îşi modifică temperatura. Pe baza acestor modificări, au

fost deosebite 5 straturi atmosferice:

a. Troposfera (“sfera schimbărilor”) - se desfăşoară, în medie, până la 12

km altitudine (deasupra polilor are 8 km grosime, iar deasupra Ecuatorului

18 km). Ea este cel mai important strat atmosferic. Face parte din învelişul

geografic. Aici se află concentrată aproximativ 90% din toată cantitatea de

aer (din cauza atracţiei Pământului), se formează norii, precipitaţiile,

vânturile şi se desfăşoară viaţa şi activitatea omului.

b. Stratosfera – conţine pătura de ozon care absoarbe cea mai mare parte a

radiaţiilor ultraviolete. Dacă ar pătrunde în totalitate până la suprafaţa

terestră, aceste radiaţii ar distruge viaţa de pe planetă.

c. Mezosfera

d. Ionosfera - reflectă undele radio, făcând posibile comunicaţiile.

e. Exosfera – nu conţine decât particule extrem de rare de hidrogen.

Este incoloră. Totuşi, troposfera pare albastră, iar când este încărcată cu

diferite particule de praf sau cu vapori de apă, capătă nuanţe roşii-violete sau

cenuşii-albicioase. În straturile înalte ale atmosferei, totul este întunecat, negru, din

cauza rarefierii gazelor. În troposferă se produc anumite fenomene electrice şi

optice, luminoase şi sonore, cum sunt fulgerele, tunetele şi curcubeul. În ionosfera

6

regiunilor polare se produc aurorele polare. Tot în ionosferă are loc aprinderea

meteoriţilor şi a meteorilor;

Poate fi poluată prin industrie, automobile, etc. Împotriva poluării se pot lua

unele măsuri: instalarea de filtre la coşurile fabricilor şi uzinelor, menţinerea

pădurilor şi re plantarea lor, oprirea fabricilor extrem de poluate şi interzicerea

experienţelor nucleare.

1.2. Formarea atmosferei

Procesele de formare a atmosferei sunt legate de compoziţia sa chimică, care la

rândul său a influenţat procesele climatice. În urmă cu 4,56 miliarde de ani, când a

avut loc formarea globului pământesc, hidrogenul (H2) şi heliul (He) erau deja

prezente. Ulterior, datorită densităţii scăzute a acestor două gaze, ele nu vor mai

putea fi atrase de planetă, disipându-se progresiv în spaţiul cosmic.

Datorită procesului de răcire lentă a Terrei, respectiv a activităţii vulcanice, au

fost aduse la suprafaţă diverse gaze, care rezultaseră din reacţiile chimice ale

straturilor interne ale globului. Prin aceste procese a luat naştere o atmosferă cu o

compoziţie de circa 80 % vapori de apă (H2O), 10 % de bioxid de carbon (CO2) şi 5

până la 7 % hidrogen sulfurat. Această combinaţie de gaze poate fi şi astăzi întâlnită

în emanaţiile şi erupţiile vulcanice.

Lipsa precipitaţiilor din acea perioadă de formare este explicabilă că în ciuda

prezenţei apei, inclusiv în stare de vaporii de apă, suprafaţa fierbinte a Pământului

nu permitea condensarea acestora.

Provenienţa apei pe pământ este, de fapt, o temă controversată. Prin scăderea

temperaturii atmosferei sub punctul de fierbere al apei, aerul saturat, adesea supra-

saturat cu vapori de apă, determină condensarea apei sub forma unor ploi de scurtă

durată. În această perioadă, s-au format, foarte probabil, mările şi oceanele.

7

Radiaţia ultravioletă intensă a determinat o descompunere fotochimică a

moleculelor de apă, metan şi amoniac, prin acest proces acumulându-se bioxid de

carbon şi azot. Gazele mai uşoare, precum hidrogenul şi heliul au urcat în straturile

superioare ale atmosferei, ulterior disipându-se în spaţiul cosmic pe când gazele mai

grele, aidoma bioxidului de carbon, s-au dizolvat în mare parte în apa oceanelor.

Azotul inert din punct de vedere chimic, în condiţiile existente atunci, a rămas

neschimbat în atmosferă, fiind încă înainte cu circa 3,4 miliarde de ani partea

componentă cea mai importantă a atmosferei.

Oxigenul O2 care joacă un rol esenţial în evoluţia şi existenţa vieţii pe pământ,

a apărut sub formă liberă, gazoasă, acum circa 3,5 miliarde de ani, fiind eliberat

datorită activităţii de fotosinteză a bacteriilor care descompuseseră produsele ce

conţineau grupe cianhidrice.

Oxigenul format s-a dizolvat în mare parte în apa oceanelor oxidând metalele

feroase. În urmă cu circa 350 milioane de ani, o parte din oxigen a format prin

ionizare în straturile superioare a atmosferei ozonul, combinaţie alotropică a

oxigenului, ce protejează pământul de razele ultraviolete. Se consideră că, începând

cu acea perioadă şi pănâ astăzi, compoziţia aerului atmosferic rămâne relativ

stabilă.

1.3. Presiunea atmosferică

- ca toate corpurile, atmosfera are o greutate proprie. Prin urmare, atmosfera

apasă asupra suprafeţei terestre cu o forţă care se numeşte “presiune

atmosferică”. aceasta nu se manifestă doar de sus în jos, ci în toate direcţiile;

- aceasta nu se manifestă doar de sus în jos, ci din toate direcţiile. Presiunea

atmosferică se măsoară pe unitatea de suprafaţă, iar instrumentul de măsurare

se numeşte barometru;

8

- valoarea presiunii, citită pe barometru, se exprimă în mm coloană de mercur.

Când valoarea este de 760 mm coloană de mercur, avemde-a face cu o presiune

normală, cvare se înregistrează la temperatură de 00 C şi la 0 m altitudine

- când valoarea înregistrată este mai mare de 760 mm coloană de mercur, atunci

presiunea este înaltă (sau maximă), iar dacă valoarea înregistrată este mai mică

de 760 mm, presiunea este joasă (sau minimă);

- din cauza rarefierii aerului, presiunea atmosferică scade odată cu crşterea

altitudinii. În acelaaşi timp, presiunea se modifică în funcţie de temperatura

aerului (scade odată cu creşterea temperaturii şi creşte odată cu scăderea

temperaturii);

- când aerul se încălzeşte, se dilată şi se ridică, formându-se un centru de joasă

presiune, numit ciclon. Când este rece, aerul dvine mai dens şi mai greu,

apărând astfel un centru de înaltă presiune, numit anticiclon;

- în funcţie de aceşti factori (temperatura şi altitudinea), pe Glob s-au format zone

permanente de minimă şi de maximă presiune:

-zona minimelor ecuatoriale (de o parte şi de alta a Ecuatorului, până la 50

altitudine);

-zonele maximelor subtropicale (la aproximativ 300 latitudine nordică şi

sudică);

-zonele minimelor subpolare (la aproximativ 600 latitudine nordică şi sudică);

-zonele maximelor polare (în regiunea polilor);

1.4. Fronturile atmosferice

Existenta concomitenta pe suprafata terestra a unei multitudini de mase de aer

cu proprietati fizice deosebiteface ca intre ele sa se inregistreze contacte variate, ce

capata caracterul unor suprafete slab inclinate numite fonturi atmosferice. In

lungul acestora, miscarea maselor impusa de diferentele de presiune dintre ele se

realizeaza diferit. De regula, masa activa o onlocuieste pe cea slaba, stationara,

proces in care regiunea este traversata de frontul de aer, producandu-se vant

9

puternic, nori, precipitatii bogate, modificarea rapida a temperaturii, a umezelii etc.

In interval de cateva ore masa de aer activ o inlocuieste pe cea stationara,

producand o modificare radicala a volorilor elementelor meteorologice.

Cu cat diferentele de temperatura si umiditate dintre cele doua mase sunt mai

accentuate, cu atat frontul este mai scurt iar procesul de inlocuire a unei mase de

catre cealalta este mai rapid si invers.

Se disting mai multe tipuri de fronturi de aer, cel mai frecvent fiind criteriu de

deplasare a masei active, care are un anumit potential caloric. In acest sens se

separa:

Front atmosferic cald. Front atmosferic oclus.

Fronturi reci, dezvoltate la contactul dintre masele de aer rece, care sunt

active si patrund sub mase calde (stationare), pe care le disloca. Se dezvolta la

inceput nori cirrus, apoi cumulonimbus, ce dau precipitatii; pe masura indepartarii

aerului cald de cel rec temperatura devine tot mai scazuta.

Fronturi calde, apar la contactul dintre o masa rece stationara si una

calda activa. Aceasta din urma va urca peste cea rece si o va impinge concomitent.

Rezulta nori cirrus, nimbus (dau precipitatii bogate). Dupa trecerea frontului masa

calda domina, cerul va deveni senin, iar temperaturile vor creste.

1.5. Masele de aer

Analiza de amanunt a troposferei releva faptul ca in cadrul ei se pot diferentia

volume de aer cu dimensiuni diferite care se caracterizeaza, fiecare, prin anumite

valori de temperatura, presiune, incarcatura de vapori de apa, si care au dinamica

10

si evolutia distincte. Aceste volume de aer, relativ omogene, care se intind pe

suprafete de cateva mii de kilometri patrati si a caror inaltime urca de la cativa

kilometri la limita superioara a troposferei, poarta numele de mase de aer.

Caracteristicile si-le dobandesc prin contactul direct cu suprafata terestra si prin

schimbul de energie intre doua medii diferite.

Acest proces este puternic influentat si diversificat, spatial si temporal, de

forma sferica a Pamantului, de inclinarea axei terestre asociata cu miscarea de

revolutie, de faptul ca suprafata terestra corespunde unei asocieri de medii acvatice

si de uscat. De aici concluzia ca exista un numar mare de mase de aer care se pot

diferentia dupa criteriile:

- caracteristica termica sunt mase de aer cald (la tropice, la Ecuator) si

mase de aer rece (in regiunile polare si subpolare);

- caracteristica dinamica sunt mase de aer stabile, care stationeaza

deasupra unei regiuni geografice (la tropice, in regiunile polare), si mase instabile,

care strabat mai multe regiuni, modificandu-si relativ repede trasaturile (indeosebi

in zona temperata);

- regiunea geografica deasupra careia se formeaza (mase arctice, mase

polare, mase tropicale, mase oceanice si mase continentale); este criteriul cel mai des

folosit, intrucat defineste cel mai clar caracteristicile termodinamice ale maselor.

1.6. Presiunea aerului

Aerul este un fluid compresibil care exercita o presiune permanenta asupra

Terrei, aceasta avand la nivelul marii valoarea de 1 kg/cm . Acest parametru este

influentat de temperatura si de altitudine. Presiunea scade cu altitudine conform

unei legi logaritmice, la inceput mai repede si apoi din ce in ce mai incet, datorita

rarefierii aerului. In general, in partea inferioara a troposferei scade cu un milibar

la fiecare 8 km.

Presiunea medie la nivelul marii este de 1015 mbari, ajungand la 900 mbari in

ciclonii tropicali si la 1060 mbari in ariile anticiclonale cu presiune mare. Pe

majoritatea hartilor meteorologice presiunea, masurata in diferite puncte, este

redusa la cea de la nivelul marii, ceea ce favorizeaza reprezentarea prin izolinii

11

numite izobare (liniile ce unesc punctele cu aceeasi presiune). Presiunea atmosferica

este mai ridicate in regiunile cu temperaturi scazute si mai redusa acolo unde se

inregistreaza temperaturi mai mari. Ca urmare, regional se dezvolta areale cu

presiune mare (numite anticicloni) si areale cu presiune mica (cicloni). Existenta lor

determina deplasarea in plan orizontal a maselor de aer dinspre centrele de maxima

presiune spre centrele de minima presiune.

Valorile de presiune inregistreaza si slabe oscilatii diurne. Ele sunt mai

evidente in regiunile ecuatoriale si tropicale, unde maximele se produc dimineata

(orele 8 -10), si seara (orele 20 - 22). In regiunile temperate se adauga schimbarile

frecvente determinate de evolutia circulatiei atmosferice.

CAPITOLUL II

12

1.1. Ce este electrometeorul?

13

ELECTROMETEORUL este o manifestare vizibila si sonora a electricitatii

atmosferei; un asemenea fenomen meteorologic corespunde atat descarcarilor

electrice discontinue ca fulgerul si tunetul, cat si descarcarilor electrice lente, mai

mult sau mai putin continue, cum sunt focul Sf.Elm si aurorele polare.

TIPURILE DE ELECTROMETEORI: -fulger

-trasnet

-tunet

-aurora polara

-oraj

-focul Sf. Elm

1.2. Fulgerul

FULGERUL este o manifestare luminoasa care insoteste o descarcare brusca

de electricitete atmosferica;poate pleca dintr-un nor sau se poate produce in

interiorul norului.

Se pot observa trei tipuri principale de fulgere:

14

-descarcarile la sol (traznetele) au forma unei scantei imense intre nor si sol

care prezinta ramificatii orientate in jos si care urmeaza un canal principal net

conturat (fulger in linie sau banda)

-descarcari interne (fulgere in panza) se produc in interiorul norului orajos

si se manifesta printr-o iluminare difuza in care nu este posibil ă se identifice un

canal net.Tot in aceasta categorie intra”fulgerele de caldura”care constau in licariri

difuze observate la orizont.

-descarcari atmosferice (fulgerul liniar) se observa sub forma unor

descarcari sinuoase,adesea ramificate care pleaca dintr-un nor orajos,fara ca sa

atinga solul.De asemenea,fulgerul urmeaza un canal bine limitat,prezinta o parte

relativ lunga si aproximativ orizontala.

Dupa aspectul descarcarii,fulgerele se impart in urmatoarele categorii:

-fulgere liniare ce au aspectul unor fasii luminoase care serpuiesc in

aer.Acest tip de fulger este format dintr-un canal de descarcare cu diametrul de 5-

60 cm,din care pornesc ramificatii.Lungimea fulgerului principal atinge 2-20 km si

uneori depaseste aceasta lungime.Fulgeru este format,de fapt,dintr-o succesiune de

descarcari ce se produc la intervale foarte mici de cateva milionimi de secunda.

-fulgerul plat sau difuz,cu intensitatea luminoasa mult mai redusa decat

a fulgerelor liniare,apare ca o descarcare luminescenta ce ocupa o suprafata intinsa

a suprafetei norilor.Acest fulger este rezultatul descarcarilor produse de picaturile

de apa din nori;de aceea acesta apare si in norii Stratus,cum si in ceata,nefiind

insotit de tunet.Acest fulger,difuz,nu trebuie confundat cu fulgerul liniar produs in

dreptul orizontului si care lumineaza si patura de nori din vecinatate.

-fulgerul sferic sau globular care se prezinta ca un glob de foc avand

marimea unui mar sau a unui pepene.Acesta coboara pe pamant,unde se deplseaza

cu iuteala moderata putand patrunde si in interiorul cladirilor,uneori disparand

fara zgomot,iar alteori producand explozii puternice prin forta de expansiune a

gazelor ce se afla comprimate in interiorul globului de foc.

-fulgere in forma de boabe sau matanii se produc rar si fac tranzitia de

la cele liniare la cele globulare.Acest fel de descarcari ar putea fi si o iluzie

optica,din cauza ca descarcarea prezinta in drumul ei diferite intensitati luminoase.

15

1.3. Trasnetul

Trasnetul este o descarcare electrica in scanteie care se produce in atmosfera

terestra, fie intre doi nori, fie intre un nor si pamant.Norii de furtuna se incarca in

partea lor inferioara, in special, cu sarcina negativa, iar aceasta incarca prin

influenta suprafata pamantului cu sarcina pozitiva.Cand norul se deplaseaza, zona

de sarcina pozitiva de pe pamant il urmareste ca o umbra.Norul si pamantul pot fi

considerati drept armaturile unui condensator intre care tensiunea electrica atinge

valori de ordinul zecilor si chiar al sutelor de milioane de volti.Daca tensiunea dintre

doi nori sau dintre nori si pamant devine suficient de mare apare o descarcare

electrica foarete puternica numita trasnet.Exista multe forme de trasnete:

trasnetul liniar;

trasnetul superficial;

trasnetul globular;

trasnetul perlat;etc.

In majoritatea cazurilor, scanteia trasnetului, la inceput foarte mica si

anemica incepe in dreptul norilor si se alungeste in directia pamantului, aceasta

fiind o descarcare preliminara care creaza in aer ceva in genul unui canal bun

conducator de electricitate si care se deplaseaza spre pamant circa 50 de m cu o

viteza egala cu 50000 km/s.Dupa un timp foarte scurt (zeci de milionimi de secunda)

de la disparitia primei descarcari apare o alta descarcare preliminara care se

16

apropie si mai mult de pamant si care se intrerupe din nou.Uneori au loc zeci de

descarcari preliminare.Dupa ce descarcarea preliminara ajunge la pamant sau la un

obiect aflat in legatura electrica cu pamantul, apare o luminozitate foarte puternica

a canalului parcurs de scanteie, mai intai in dreptul pamantului apoi din ce in ce

mai sus spre nori.Acum a aparut descarcarea principala a trasnetului, care se

deplaseaza de la pamant spre nor.Deci au dreptate atat cei care sustin ca trasnetul il

loveste pe om de sus, cat si cei care afirma ca il loveste de jos, din pamant.

In canalul trasnetului aerul este complet ionizat, substanta fiind aici sub forma

de plasma.Datorita degajarii unei mari cantitati de energie intr-un interval de timp

foarte scurt, in canalul subtire de plasma are loc un salt brusc al presiunii care

produce unde de soc acustice (tunetul).

1.4. Tunetul

TUNETUL este zgomotul sec sau bubuitul surd care insoteste fulgerul.

Simbolul tunetului se intrebuinteaza numai in cazul cand observatorul aude tunetul,

dar nu vede fulgerul.

Fulgerele si trasnetele sunt insotite de zgomote puternice numite tunete.

Producerea unui fulger este urmata, in scurt timp de aparitia tunetului, ce

reprezinta sunetul produs la descarcare.

In jurul tunetului numit,,canalul fulgerului’’aerul inconjurator atinge

temperaturi de 30.0000C care este de 5 ori mai mare ca temperatura de suprafata a

soarelui. Aceasta supraincalzire brusca a aeruluiduce la o dilatare masiva asemenea

unei exploziicu un zgomot puternic numit tunet.

Decalajul intre producerea fulgerului si receptia tunetului se datoreaza

diferentei dintre vitezele de propagare a celor doua unde luminoasa si acustica.

17

1.5. Aurora polara

AURORELE POLARE sunt fenomene luminoase in atmosfera inalta, care apar sub forma de arcuri, benzi, draperii sau perdele.

Aurora australă în Wellington, Noua Zeelandă.

18

Aurora boreală în Alaska

Aurora polară este un fenomen optic ce constă într-o strălucire intensă

observată pe cerul nocturn în regiunile din proximitatea zonelor polare, ca rezultat

al impactului particulelor de vânt solar în câmpul magnetic terestru. Când apare în

emisfera nordică, fenomenul e cunoscut sub numele de aurora boreală.

Mecanism

Aurora apare în mod obişnuit atât ca o strălucire difuză cât şi ca o cortină

extinsă în spaţiu orizontal. Câteodată se formează arcuri care îşi pot schimba forma

permanent. Fiecare cortină este compusă dintr-o serie de raze paralele şi aliniate pe

direcţia liniilor de câmp magnetic, sugerând faptul că fenomenul de pe planeta

noastră este aliniat cu câmpul magnetic terestru. De asemenea, variabilitatea unor

anumiţi factori poate determina formarea de linii aurore de tonalităţi şi culori

diferite.

Auroră australă înregistrată la 22:50 (ora locală) în Lakes Entrance, Victoria,

Australia

Aurora polară terestră

Aurora polară terestră e provocată de ciocnirea unor particule încărcate

electric (de exemplu electroni) din magnetosferă cu atomi din straturile superioare

ale atmosferei terestre, aflate la altitudini de peste 80 km. Aceste particule electrice

au o energie de 1 până la 15 keV iar coliziunea lor cu atomii de gaz din atmosferă

19

determină energizarea acestora din urmă. Prin fiecare coliziune o parte din energia

particulei este transmisă atomului atins, într-un proces de ionizare, disociere şi

excitare a particulelor. În timpul ionizării, electronii se desprind de atom, care

încarcă energie şi determină un efect de ionizare de tip domino în alţi atomi.

În general, efectul luminos este dominat de emisiunea de atomi de oxigen în

straturile superioare ale atmosferei (aproximativ 200 de kilometri de altitudine),

care produce tonalitatea verde. Când se produc furtuni puternice, straturile

inferioare ale atmosferei sunt atinse de vântul solar (la aproximativ 100 de kilometri

altitudine), producând tonalitatea roşu închis prin emisiunea de atomi de azot

(predominantă) şi oxigen. Atomii de oxigen emit tonalităţi de culori variate, deşi, de

cele mai multe ori, se întâlnesc roşul sau verdele.

Fenomenul poate apărea şi ca o luminescenţă ultravioletă, violetă sau albastră,

datorată atomilor de azot, prima dintre acestea putând fi foarte bine observată din

spaţiu (dar nu de pe Pământ, pentru că atmosfera absoarbe razele UV). Satelitul

NASA Polar a observat efectul în raze X, imaginile ilustrând precipitaţii de electroni

de energie ridicată.

Interacţiunea între moleculele de oxigen şi azot, ambele generatoare de

tonalităţi ale culorii verde, creează efectul de „linie verde aurorală”, fenomen

regăsit în imaginile de mai jos, produse de Staţia Spaţială Internaţională. În acelaşi

fel, interacţiunea dintre aceşti atomi poate produce efectul de „linie roşie aurorală”,

deşi mai rar şi prezent în altitudini mai ridicate.

Magnetosferă schematică a TerreiPlaneta noastră este atinsă permanent de vânturi solare, fluxuri rarefiate de

plasmă caldă (gaz de electroni liberi şi cationi) emise de Soare în toate direcţiile, ca

20

rezultat al temperaturii înalte a coroanei solare, stratul exterior al stelei. Pe durata

furtunilor magnetice, fluxurile pot fi mai puternice, asemenea câmpului magnetic

interplanetar apărut între două corpuri celeste, determinând conturbarea ionosferei

în răspuns la furtuni. Asemenea tulburări afectează calitatea comunicaţiilor radio

sau a sistemelor de navigare, putând afecta astronauţii din aceste regiuni, celulele

solare ale sateliţilor artificiali, indicaţia busolelor şi acţiunea radarelor. Acţiunea

ionosferei este complexă şi dificil de modelat, îngreunând prezicerea fenomenelor de

acest tip.

Magnetosfera terestră este o regiune din spaţiu dominată de câmp magnetic.

Ea se constituie ca un obstacol în drumul vântului solar, cauzând dispersarea sa pe

sensul de întoarcere. Lăţimea sa este de aproximativ 190 000 Km, iar în timpul

nopţilor o lungă coadă magnetică se extinde pe distanţe chiar şi mai mari.

Aurorele sunt încadrate în general în regiuni cu format oval, apropiate

polurilor magnetice. Când activitatea efectului este calmă, regiunea dispune de o

dimensiune medie de 3 mii de kilometri, putând varia până la 4 sau 5 mii de

kilometri când vânturile solare se intensifică.

Sursa de energie a aurorelor este dată de vânturile solare care circulă pe

Terra. Atât magnetosfera, cât şi vânturile solare pod conduce electricitate. Este

cunoscut faptul că dacă două conductoare electrice legate într-un circuit electric

sunt introduse într-un câmp magnetic, iar unul dintre ele se deplasează în jurul

celuilalt, în circuit este generat un curent electric. Generatoarele electrice şi

dinamurile utilizează acest principiu, însă conductoarele tradiţionale pot fi înlocuite

de plasme sau chiar alte fluide. În acest context, vântul solare şi magnetosfera sunt

fluide conductoare de electricitate cu mişcare relativă, fiind astfel capabile să

genereze curent electric, care produce efect luminos.

Cum polurile magnetice şi geografice ale planetei noastre nu sunt aliniate, în

acelaşi fel regiunile aurorale nu sunt aliniate cu polul geografic. Cele mai bune

puncte de observaţie a aurorelor se găsesc în Canada pentru aurorele boreale şi pe

insula Tazmania sau în sudul Noii Zeelande pentru aurorele australe.

21

Auroră cauzată de testul nuclear american Starfish Prime

Aurora artificiala

Aurorele se pot forma de asemenea prin explozii nucleare în straturile

superioare ale atmosferei (la 400 Km). Acest fenomen a fost demonstrat prin aurora

artificială creată în urma testului nuclear american Starfish Prime la 9 iulie 1962.

Atunci, cerul din regiunea Oceanului Pacific a fost iluminat de către auroră pentru

mai mult de şapte minute. Acest efect a fost anticipat de omul de ştiinţă Nicholas

Christofilos, care lucrase la alte proiecte referitoare la exploziile nucleare.

Auroră polară produsă în laborator

Lucrările lui Carl Stormer în domeniul mişcării particulelor electrificate în câmp

magnetic au facilitat comprehensiunea mecanismului de formare a aurorelor. În

deceniul 1950 a fost descoperită emisia de materie a Soarelui, denumită vânt solar,

efect care explică, între altele, şi poziţionarea cozii cometei, întotdeauna opusă faţă

22

de Soare. Această teorie a fost formulată de fizicianul american Newman Parker în

1957, fiind confirmată în anul următor de satelitul Explorer I. Începând de atunci,

explorarea spaţială a permis augumentarea cunoştinţelor despre aurorele terestre,

şi totodată observarea fenomenului pe alte planete, ca Jupiter şi Saturn.

Aurora în folclor

Aurora boreală

În ciuda unei descrieri marcante, nu sunt relatări în literatura scandinavă care să

susţină această afirmaţie. Deşi activitatea aurorală este frecventă astăzi în

Scandinavia şi Islanda, e posibil ca polul nord magnetic să fi fost situat destul de

departe de această zonă în secolele anterioare documentării mitologiei nordice,

explicându-se astfel lipsa de referinţe.

Auroră boreală văzută de pe Staţia Spaţială Internaţională

23

Un vechi nume scandinav pentru Luminile Nordului se traduce ca fulger de

scrumbie. Se credea că luminile erau reflexe lansate de mari maldăre de scrumbii

spre cer. O altă sursă scandinavă se referă la focurile care înconjoară extremele

nordică şi sudică a lumii. Această sursă evidenţiază faptul că nordicii au reuşit să se

aventureze în Antarctica, deşi o singură referinţă este insuficientă pentru a extrage

o concluzie solidă.

Numele finlandez pentru auroră este revontulet, care semnifică focuri de vulpe.

Potrivit legendei, vulpile de foc trăiau în Laponia, iar revontulet erau scânteile pe

care le scoteau acestea cu cozile lor.

În estoniană se cheamă virmalised, spirite din regate înalte. În anumite legende

acestea au caracter negativ în timp ce în altele sunt personaje pozitive.

Poză a unei aurore australe făcută în 2005 de satelitul NASA IMAGE,

suprapusă digital peste „Blue Marble”

În folclorul leton, în special dacă este de culoare roşie şi apare iarnă, aurorele

sunt considerate a fi sufletele războinicilor morţi, semn precursor unui mare

dezastru (război sau foamete).

24

O coroană aurorală

Auroră boreală văzută de pe Staţia

Spaţială Internaţională

Trei momente ale unei aurore de pe

Saturn capturate de telescopul spaţial

Hubble

Auroră boreală capturată în

Suedia

Aurora Boreală, văzuta de la 11 000 m

altitudine, Canada

1.6. Orajul

ORAJUL reprezinta una sau mai multe descarcari bruste de electricitate

atmosferica ce se manifesta printr-o lumina scurta si intensa (fulger) si printr-un

zgomot sec sau bubuit surd (tunet).

Orajele sunt asociate norilor de convectie (Cumulonimbus) si sunt in general

insotite de precipitatii care, atunci cand ating solul au caracter de aversa si pot fi

sub forma de ploaie,ninsoare,mazariche moale sau tare ori grindina. In anumite

conditii sinoptice,orajele pot să nu fie insotite de precipitatii.

25

1.7. Focul Sf. Elm

FOCUL SF.ELM reprezinta o descarcare electrica luminoasa in atmosfera,sub

forma de panase sau egrete violete sau verzui,net vizibile pe timp de noapte.

Focul Sf. Elm - apare în orele premergătoare orajelor

(descărcărilor electrice) pe vârfurile ascuţite. În conditiile în

care câmpul electric al atmosferei are valori mari, se produce

un flux de electroni ce dau o anumită luminozitate

26

CONCLUZII

În atmosferă se produc descărcări electrice luminoase sau sonore numite electrometeori.

Descărcările electrice pot fi dicontinue ( fulgerul şi tunetul ) şi lente, mai mult sau mai puţin continue ( aurorele polare şi focul Sf. Elm).

Fulgerele se pot produce în interiorul norilor sau între nori şi sol.

Aurorele polare sunt fenomene electrice spectaculoase care apar sub diferite forme.

Aurorele polare sunt fenomene luminoase care se deosebesc de fotometeori prin variaţiile în aspect şi culoare pe care le capătă de-a lungul evoluţiei lor.

Orajele sunt cunoscute ca hazarde naturale datorită pagubelor materiale pe care le produc.

27

BIBLIOGRAFIE

1. BACINSCHI, D., PLATAGEA, GH., 1971 - Meteorologie, climatologie şi

hidrologie - Manual pentru licee de specialitate, Ed. Didactică şi Pedagogică,

Bucureşti

2. CIULACHE, S., 2002 – Meteorologie şi climatologie , Ed. Universitară ,

Bucureşti

3. CRISTEA, N., STOICA, C., 1971 - Meteorologie generală, Ed. Tehnică,

Bucureşti

4. STOICA, C., CRISTEA, N., 1958 – Meteorologie generală, Ed. Tehnică,

Bucureşti

*** Instrucţiuni pentru Staţiile Meteorologice, 1995, Institutul Naţional de

Meteorologie şi Hidrologie, Bucureşti

***http://ro.wikipedia.org/

28