curs meteo -clima arghius
TRANSCRIPT
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
1/107
UNIVERSITATEA BABES-BOLYAI,
FACULTATEA DE STIINTA MEDIULUI
METEOROLOGIE SI CLIMATORLOGIE
SUPORT DE CURS PENTRU UZ INTERN
(an III ISBE, an II GM, II IM, an II SM)
Titular de curs: lect. dr. Arghius Viorel
-2010-
1
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
2/107
Cuprins:
Partea I-a. Meteorologie
Cap.1. Introducere n Meteorologie
1.1. Definiia, obiectul i sarcinile meteorologiei1.2. Ramurile meteorologiei i legtura ei cu alte tiine
1.3. Relaiile meteorologiei cu diferite activiti umane
1.4. Scurt istoric al dezvoltrii meteorologiei
Cap.2. Atmosfera terestr
2.1. Atmosfera caracteristici generale
2.2. Compoziia aerului atmosferic
2.3. Stratificarea atmosfereiCap.3. Fluxuri radiative
3.1. Soarele i activitatea solar
3.2. Compoziia spectral a radiaiei solare
3.3. Constanta solar. Slbirea intensitii radiaiei solare la tercerea prin atmosfer
3.4. Fluxuri radiative
3.4.1. Radiaia solar direct (S)
3.4.2. Radiaia difuz (D)3.4.3. Radiaia total (Q)
3.4.4. Radiaia reflectat (R). Albedoul (A)
3.4.5. Radiaia terestr (T) i radiaia atmosferic (Ra). Radiaia efectiv (Re)
3.4.6. Bilanul radiativ-caloric
Cap.4. Temperatura aerului
4.1. Introducere
4.2. Transferul cldurii n atmosfer
4.3. Variaia n timp i spaiu a temperaturii aerului
4.3.1. Variaia diurn a temperaturii
4.3.2. Variaia anual a temperaturii
4.4. Procese adiabatice n atmosfer
4.4.1. Repartiia temperaturii pe vertical
4.4.2. Procese adiabatice n atmosfer
4.5. Inversiuni de temperatur
Cap. 5. Vaporii de ap din atmosfer
2
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
3/107
5.1. Sistemul de faze al apei
5.2. Originea i rspndirea vaporilor de ap n atmosfer
5.3. Mrimile care definesc umezeala atmosferic
Cap.6. Condensarea vaporilor de ap
6.1. Factori genetici ai condensrii
6.1.1. Rcirea aerului pn la punctul de rou
6.1.2. Prezena nucleelor de condensare
6.2. Forme de condensare a vaporilor de ap
6.2.1. Condensarea la nivelul substratului
6.2.2. Condensarea n stratul inferior al atmosferei ceaa
6.2.3. Condensarea n atmosfera liber norii
Cap.7. Precipitaiile atmosferice
7.1. Forme i tipuri de precipitaii
7.2. Geneza precipitaiilor
7.3. Variaia precipitaiilor la nivel global
7.4. Tipuri de regim pluviometric
7.4.1. Tipul ecuatorial:
7.4.2. Tipul subecuatorial
7.4.3. Tipul musonic
7.4.4. Tipul deertic-tropical
7.4.5. Tipul mediteranean
7.4.6. Tipul temperat
7.4.7. Tipul polar
Cap.8. Presiunea atmosferic
8.1. Generaliti
8.2. Variaia presiunii atmosferice cu nlimea8.3. Variaiile periodice i neperiodice ale presiunii
8.4. Cmpul baric, topografia baric, izobarele
8.5. Zonele de presiune ale Pmntului i principalele sisteme barice
Cap.9. Curenii atmosferici
9.1. Generaliti
9.2. Factorii care influeneaz viteza i direcia vntului la sol
9.2.1. Gradientul baric orizontal9.2.2. Fora de abatere a micrii de rotaie (fora Coriolis)
3
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
4/107
9.2.3. Fora de frecare
9.2.4. Fora centrifug
9.3. Factorii care influeneaz viteza i direcia vntului n altitudine
9.4. Clasificarea vnturilor
9.4.1. Circulaia general atmosferei. Vnturi permanente.
9.4.2. Vnturi locale
Cap.10. Mase de aeri fronturi atmosferice
10.1. Vremea
10.2. Masele de aer
10.3. Fronturile atmosferice
10.3.1. Frontul cald
10.3.2. Frontul rece
10.3.3. Frontul oclus
Cap. 11. Perturbaii atmosferice
11.1. Ciclonii extratropicali
11.1.1. Caracteristicile ciclonilor extratropicali
11.1.2. Geneza ciclonilor extratropicali
11.1.3. Structura ciclonului tnr
11.1.4. Repartiia ciclonilor extratropicali
11.2. Ciclonii tropicali
11.2.1. Trsturi generale
11.2.2. Condiii genetice
11.2.3. Rspndirea pe Glob
11.3. Tornadele
11.4. Fenomene de risc asociate norilor Cumulonimbus11.4.1. Ploile abundente11.4.2. Vijeliile
11.4.3. Descrcrile electrice
11.4.4. Grindina
11.5. Anticiclonii
4
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
5/107
Partea a II-a. Climatologia
Cap.1. Climatologia i ramurile acesteia
Cap.2. Factorii genetici ai climei
2.1. Factorii radiativi2.2. Factorii dinamici
2.2.1. Circulaia general a atmosferei
2.2.2. Rolul climatic al vnturilor permanente
2.2.3. Circulaia musonic
2.2.4. Rolul climatic al curenilor oceanici
2.3. Suprafaa activ ca factor climatic
2.3.1. Influena repartiiei uscat-ap asupra climei
2.3.2. Relieful i particularitile sale
2.3.3. Vegetaia
2.3.4. Stratul de zpadi ghea
2.4. Activitile i structurile antropice
Cap 3. Zonele i tipurile majore de clim ale globului
3.1. Climatele zonei calde
3.1.1. Climatul ecuatorial
3.1.2. Climatul subecuatorial
3.1.3. Climatul tropical-arid i subarid (,deertic i ,semideertic)
3.1.4. Climatul tropical-umed (,musonic)
3.2. Climatele zonei temperate
3.2.1. Climatul subtropical
3.2.2. Climatul temperat-oceanic
3.2.3. Climatul temperat-continental
3. 3. Climatele zonei reci
3.3.1. Clima subpolar
3.3.2. Clima polar
BIBLIOGRAFIE
5
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
6/107
Partea I-a. Meteorologie
Cap.1. Introducere n Meteorologie
1.1. Definiia, obiectul i sarcinile meteorologiei
Din punct de vedere etimologic, noiunea meteorologie provine din combinarea
cuvintelor greceti meteoron (fenomen produs n aer) i logos (tiin). Meteorologia este
tiina care se ocup cu studiul fenomenelor i a proceselor din atmosfera terestr. O altsarcin a meteorologiei este asociat previziunii principalelor fenomene i procese
meteorologice avnd la baz cunoaterea legitii fenomenelor i proceselor atmosferice.
Starea fizic a atmosferei la un moment dat i ntr-un anumit loc se numete vreme
caracterizat prin valori cantitative i calitative ale principalilor parametri : temperatura,
presiunea, umiditatea, direcia i viteza vntului, aspectul, tipul i nlimea norilor, cantitatea
i felul precipitaiilor, vizibilitatea, durata de strlucire a Soarelui etc. Observaii i msurtori
asupra elementelor meteorologice se efectueaz la posturi si staii meteorologice, observatoareaerologice, cu ajutorul sateliilori a radarului meteorologic etc.
1.2. Ramurile meteorologiei i legtura ei cu alte tiine
Principalele ramuri ale meteorologiei sunt:
- meteorologia general/fizica atmosferei cerceteaz, descrie i explic din punct de
vedere fizic fenomenele atmosferice;
- actinometria studiaz radiaia solar, terestr, atmosferic i bilanul radiativ
precum i fenomenele de absorbie, reflexie i difuzie a radiaiei ;
- meteorologia sinoptic analizeaz dinamica i termodinamica fenomenelor i a
proceselor atmosferice pe suprafee extinse n scopul previziunilor meteorologice;
- meteorologia dinamic ramura care se ocup cu studiul micrilor atmosferei i
transformrile energetice din atmosfer;
6
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
7/107
- aerologia/fizica atmosferei libere studiaz fenomenele i procesele din stratele mai
nalte ale atmosferei cu ajutorul sondajului aerian realizat prin intermediul radiosondelor,
rachetelori a sateliilor meteorologici;
- climatologia ramura care se ocup cu studierea principalelor tipuri i subtipuri de
clim. Clima se stabilete prin prelucrarea statistic a datelor de observaii i msurtori
reprezentnd regimul vremii stabilit pe o perioad mai ndelungat de timp i o suprafa mai
extins.
1.3. Relaiile meteorologiei cu diferite activiti umane
Condiiile de via i activitile economice sunt puternic influenate de fenomenele
atmosferice, cu att mai mult cu ct n ultima perioad de timp, Pmntul, este supus unui tot
mai accentuat stress demografic i se confrunt cu o cretere a intensitii i frecvenei
fenomenelor de risc.
n domeniul agricol, observaiile efectuate asupra principalilor parametri (temperatura
aerului, solului, precipitaiile, grosimea i rezerva de ap din stratul de zpad, durata i
intensitatea ngheului, secetei, etc), sunt deosebit de utile pentru activiti precum:
planificarea produciei, aclimatizarea de noi specii etc.
n sectorul transporturilor principalele elemente de interes sunt cele care pot induce o
stare de pericol, astfel:
- t. aeriene: nebulozitatea, vizibilitatea, ceaa, vntul, givrajul, fenomenele convective;
- t. maritime: cea, vnt, furtuni;
- t. feroviare: ploi care spal ecartamentul, vnturi puternice, furtuni, viscol,
temperaturi prea ridicate, depuneri solide;
- t. rutiere: cea, polei, strat de zpad, precipitaii abundente, temperaturi extreme.
Alte domenii/sectoare de activitate direct interesate de variabilitatea spaio-temporala elemetelor meteorologice sunt: medicina (unele fenomene pot duce la creterea incidenei
unor boli i chiar a mortalitii), industria, turismul (resurse bioclimatice, fenomenele
atmosferice de risc), activitile militare (anumite fenomene de risc ngreuneaz activitile
militare), construciile (durata i intensitatea ngheului, temperaturile extreme, furtunile etc).
7
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
8/107
1.4. Scurt istoric al dezvoltrii meteorologiei
La nivel mondial:
-observaii ocazionale, nesistematice asupra unor elemente meteorologice s-au efectuatnc din perioada antic (precipitaii n India i vnt n Grecia);
- n sec. IV .e.n. Hippocrat scrie prima climatologie concentrat n principal pe date deinteres medical; tot n perioada respectiv Aristotel scrie prima Meteorologie;
-perioad fr realizri importante pn n a doua parte a evului mediu;-meteorologia ncepe s se individualizeze ca ramur a fizicii n secolul al XVII-lea
odat cu inventarea instrumentelor meteorologice de baz : termometrul i barometrul; primul
termometru a fost realizat de Galileo Galilei n 1597 iar n anul 1643 Viviani construie te
primul barometru bazndu-se pe vestita experien a lui Toricelli;
-sec VIII-lea apar gradaiile termometrelor: Fahrenheit, Reaumuri Celsius; Saussureconstruiete higrometrul cu fir de pr iar Woltmann anemometrul;
- n sec. XIX apare scara Beufort, psihrometrul, pirheliometrul, anemometrul cu cupe,metoda sondajului aerian cu baloane iar meteorologia ncepe s se formeze ca tiin odat cu
organizarea observaiilor meteorologice regulate;
-dup primul rzboi mondial meteorologia se dezvolt ntr-un ritm accentuat contribuiieseniale la dezvoltarea acestei tiine avnd Bjerknes, Pogosian, Budko, Koppen, Berg,
Alisov.
n Romnia:
-primele observaii meteorologice se fac la Iai i Bucureti spre sfritul secolului alXVIII-lea;
- prima staie meteorologic a fost nfiinat n 1859 la Sulina dup terminarearzboiului Crimeei (1856) iar prima reea de staii meteorologice apare ntre anii 1880-1882;
- n 1984 ia natere Institutul Meteorologic Central iar n 1985 apare primul buletinmeteorologic.
8
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
9/107
Cap.2. Atmosfera terestr
2.1. Atmosfera caracteristici generale
Atmosfera nveliul de aer care nconjoar Pmntul, alctuit dintr-un amestec de
gaze, vapori de api substane solide fine.
Densitatea atmosferei scade accelerat odat cu creterea altitudinii, de la 1,250 kg/m
la suprafaa terestr la 0,41 kg/m la 10 km i 4 g/m la 40 km.
Masa total a atmosferei este egal cu 5,157 x 10 la 15 t, adic 1/1000000 din masa
Terrei. Din acesta, aproape 50 % este concentrat pn la 5 km i 99 % pn la 36 km.
Limita superioar a atmosferei (care stabilete grosimea acesteia) poate fi trasat cu
aproximaie acolo unde atomii gazelor mai uoare (H i He) au o densitate comparabil cu cea
din spaiul interplanetar (circa 10 000 km).
Forma atmosferei este asemntoare cu cea a Pmntului, adic elipsoidal, ca efect al
forei centrifuge, ns bombarea de la ecuator i turtirea de la poli sunt mai acentuate ca n
cazul Terrei. Forma pentru straturile superioare i mai ales pentru magnetosfera terestr se
aseamn cu cea de ,,par, ca efect al turtirii acesteia n partea expus ctre Soare, generat
de vntul solar. Forma sufer unele deformri periodice ca urmare a atraciei exercitate de
Soare i mai ales de Lun (maree atmosferic) i ca urmare a dilatrii produse sub aciunea
razelor solare n timpul zilei.
2.2. Compoziia aerului atmosferic
Atmosfera este un amestec mecanic de gaze, substane
solide i vapori de ap.
Pn la altitudini de circa 100 km ponderea diferitelor
gaze este foarte omogen (omosfera). Mai sus de aceast
altitudine compoziia chimic a atmosferei se schimb
(eterosfera), predominnd starea atomic a elementelor
chimice. Astfel, ntre 200-1000 km predomin oxigenul
atomic, iar mai sus de 500 km cea mai mare parte a azotului se
afl n stare atomic. ntre 1000 i 2000 km predomin heliul,iar la nimi mai mari hidrogenul.
9
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
10/107
Gazele care alctuiesc omosfera pot fi ncadrate n 2 mari grupe, dup ponderea
acestora n atmosfer:gaze principale, constante ca pondere, care dein un procent mai mare
n aerul atmosferic i gaze secundare.
Azotul i oxigenul sunt gazele predominante, care dein 99,03 % din volum. Urmeaz
ca pondere argonul cu un procent de 0,93 %.
Gazele secundare, dei stabile chimic, sunt prezente n aer n proporii mai reduse,
avnd, n plus, o variabilitate mai mare n timp. Acestea sunt: vaporii de ap, dioxidul de
carbon, neon, heliu, metan, cripton, hidrogen, oxid azotos, monoxid de carbon, xenon i ozon.
n plus se mai adaug o serie de alte gaze provenite n urma desfurrii activitilor
antropice: amoniac, NOx, hidrogen sulfurat, trioxid de sulf.
Vaporii de ap, rezultai n urma evaporrii apei i transpiraiei plantelori animalelor,
au o mare variabilitate spaio-temporal. Astfel, n regiunea intertropical ponderea lor poate
ajunge la 4 % din volum, scznd la mai puin de 1 % n regiunile tropicale i zonele
temperat-continentale n anotimpul de iarn. Coninutul de vapori scade rapid i pe vertical
de la 8-10 g/kg la nivelul mrii, pn la aproape 0,001 g/kg la 15 km. Msurtorile mai
recente au semnalat prezena vaporilori la nlimea de 100 km. Pe lng faptul c vaporii de
ap pot da natere, prin condensare, precipitaiilor atmosferice, acetia mai au i rolul de a
reine cldura provenit de la Soare i cea pierdut de Pmnt, favoriznd efectul de ser.
Dioxidul de carbon are o concentraie medie de 0,038 % din volum, acesta crescnd
mult n aerul de deasupra oraelor. n ultima perioad de timp se manifest o tendin de
cretere a concentraiei CO2 n atmosfer. Dioxidul de carbon provine att n urma
desfurrii unor procese naturale (respiraie, descompunerea materiilor organice, erupii
vulcanice), ct i pe cale antropic (arderea
combustibililor). Importana dioxidului de
carbon din punct de vedere meteorologic
este considerabil, acesta exercitndabsorbia selectiv asupra radiaiei solare i
terestre cu lungimi de und lung (radiaii
calorice), contribuind, n consecin, la
nclzirea aerului din atmosfera inferioar.
Ozonul. n atmosfera joas, ca
urmare a instabilitii accentuate a ozonului
molecular sub influen temperaturilorridicate, acesta este prezent doar sub form de urme n regiunile calde, avnd ponderi mai
10
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
11/107
ridicate nspre poli i n regiunile de munte. La nivelul atmosferei inferioare formarea acestui
gaz este favorizat de motoarele cu combustie intern, descrcri electrice etc. Ozonul poate fi
periculos cnd se afl concentrat n apropierea solului, fiind toxic pentru plante i iritant
pulmonar n cazul omului n cazul n care se depesc anumite concentraii. Concentraia
maxim n atmosfer se afl la nlimi de 20-25 km, strat care dac ar fi adus la presiunea de
la nivelul mrii ar avea grosimea de doar 3-4 mm. Importana acestui strat pentru viaa
Pmntului este deosebit prin faptul c oprete o parte din radiaiile ultraviolete provenite de
la Soare. n a doua jumtate a sec. al XX-lea, utilizarea excesiv a CFC-urilor
(clorofluorocarburi/freoni), n o serie de procese de fabricaie (frigidere, spray-uri, aparate de
aer condiionat), a dus la subierea stratului de ozon, culminnd cu apariia unei guri n
ptura de ozon deasupra Antarcticii (prima dat a fost descoperit n anul 1983). Acest
situaie a determinat luarea unor msuri pentru diminuarea i chiar stoparea utilizrii acestor
substane n producia industrial (Protocolul de la Montreal, 1897). De remarcat faptul c
aceti poluani sunt foarte stabili (durata medie de via variaz ntre 45 ani-CFC11 i 500 ani
CFC115), neputnd fi dizolvai de ploi, condiii n care cu toate msurile luate trebuie s
treac o bun perioad de timp pn ce stratul de ozon se va reface n totalitate.
Separat de gazele amintite, aerul mai conine diferite particule lichide i solide cu
proporii foarte variabile. Aerosolii, cum sunt denumite aceste particule, ating un numr
mediu de 8000-10000 particule / cm n apropierea solului (chiar cteva sute de mii /cm n
atmosfera oraelor), scznd la 100 particule/cm la 5 km nlime. Proveniena particulelor
este foarte divers (furtuni de praf, erupii vulcanice, incendii naturale etc.), fiind att de
origine natural (praf, cenu vulcanic, bacterii, polen, spori, sruri marine, praf cosmic), ct
i antropic (particule fine de crbune, cenu, ciment, praf, diveri oxizi etc.). Aerosolii au
un rol foarte important n cadrul procesului de condensare a vaporilor de ap, constituind
,,suportuln jurul crora se formeaz picturile de ap sau fulgii de zpad.
2.3. Stratificarea atmosferei
Avnd n vedere criteriul distribuiei temperaturii aerului n nlime se pot separa 5
strate principale ale atmosferei. Astfel, de la suprafaa terestr spre limita superioar a
atmosferei se succed: troposfera, stratosfera, mezosfera, termosfera (ionosfera) i exosfera,
separate de 4 zone de tranziie (tropopauza, stratopauza, mezopauza i termopauza).
11
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
12/107
Structura vertical a atmosferei
(http://burro.cwru.edu/Academics/Astr201/Atmosphere/structure.jpg)
a. Troposfera
- se extinde n parte inferioar a atmosferei pn la altitudini medii de 10-12 km (mai
sczute la poli - 8-10 km i mai ridicate la Ecuator 16-18 km);
- cuprinde 70-75 % din masa atmosferei i aproape ntreaga cantitate de vapori de ap;
- mediul celor mai importante fenomene meteorologice: precipitaii, depuneri de
ghea, cea, viscol, fulgere etc.
- caracter turbulent ca urmare a puternicei influene a suprafeei terestre, de unde i
denumirea (gr. tropos agitat) ;
- n condiii normale (fr izotermie sau inversiune de temperatur), temperatura scade
relativ constant, cu 5-6 C /km (gradient normal de temperatur), ajungnd la -35 - -65 C la
limita superioar a troposferei ; dup aceasta limit temperatura rmne relativ constant pn
la aproximativ 20 km;
- la limita superioar circul cureni de mare vitez (jet-streams), cu viteze medii de
100 km/h i viteze maxime estimate pn la 400-500 km/h; acetia bat de la vest la est, la
12
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
13/107
limita dintre tropopauza polari cea temperat pe de o parte (40-50 latitudine) i la limita
dintre tropopauza temperati cea tropical pe de alt parte (30 latitudine). n vara emisferei
nordice desupra paralelei de 20 lat. N acioneaz un curent de sens opus (est-vest) deasupra
sudului Asiei i nordului Africii.
b. Stratosfera
- extins deasupra troposferei, pn la nlimi de 48-50 km ;- include stratul de ozon, concentrat n principal ntre 20-25 km;- temperatura aerului nu se modific substanial pn la circa 20-25 km, crescnd
apoi cu 1-2 C/km pna la aproximativ -10 - 0 C la 50 km, ca efect al absorb iei radiaiilor
ultraviolete de ctre ozon ;
- sunt prezeni cureni orizontali de mare vitez care duc la amestecul turbulent alaerului;
- uneori pot fi observai nori sidefii, formai din cristale fine de ghea. Acetiadevin vizibili n momentul n care cristalele de ghea sublimate pe praful meteoric reflect
lumina solar.
c. Mezosfera
- se ntinde pn la altitudinea de 80-90 km;- temperatura scade cu 2-3 C /km, ajungnd n dreptul mezopauzei la -80 C;- apariia, dup apusul Soarelui, a norilor argintii formai din praf meteoric i
vulcanic.
d. Termosfera (Ionosfera)
- se extinde de la 80-90 km pn la 800-1000 km (ntre 60-700 km - ionosfera);- temperatura crete rapid ajungnd la circa 1000-2000 C la limita superioar, de
unde i denumirea de termosfer; temperaturile foarte ridicate se datoreaz absorbiei
radiaiilor solare UV, cu lungimi mici de und (0,2 ), de ctre oxigenul molecular (O2)
care se disociaz n doi atomi de oxigen;
- aer puternic ionizat (ionosfer), ca urmare a bombardrii atomilor gazelor rarefiatede ctre radiaiile UV, condiii n care atmosfera este plin de ioni liberi cu mare capacitate de
a reflecta undele radio de pe Terra. Ionizarea este mai puternic n unele strate notate cu litere,
mai importante pentru comunicaii fiind stratele E (100-120 km) i F2 (300-400 km);
13
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
14/107
- la nivelul acestui strat i fac apariia aurorele polare (boreale i australe), produsesub influena razelor catodice emise de ctre Soare, mai precis ca urmare a coliziunii dintre
protonii i electronii din fluxul radiativ solar cu atomii de oxigen i azot din atmosfer; aceste
fenomene optice au intensitate foarte pronunati sunt mai frecvente n perioadele cu erupii
solare puternice; nlimea medie a aurorelor polare este de circa 400-500 km, ns pot ajunge
i la altitudini de 1000 km.
Auror boreal
(http://www.pta.edu.pl/orion/
apodmain/apod/image/0603/aurora_andreassen_big.jpg)
!!!Deasupra altitudinii de 130 km aerul este att de rarefiat nct fiecare molecul
poate indica o alttemperatur.
e. Exosfera
- pn la nlimi de 10000 13000 km;
- temperaturi ridicate i aer foarte rarefiat;
- viteza particulelor atinge 12 km/s, multe dintre ele scpnd de atracia Pmntului
Un alt criteriu de difereniere a atmosferei pe vertical ia n considerare compoziia
chimic a atmosferei i ponderea gazelor. Din acest punct de vedere se pot separa:
14
http://www.pta.edu.pl/orion/http://www.pta.edu.pl/orion/ -
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
15/107
- homosfera extins pn la altitudini de cca. 100 km cu o compoziie chimic
omogeni predominarea oxigenului si azotului;
- heterosfera dincolo de 100 km, n care gazele sunt stratificate n ordinea masei lor
moleculare i atomice: stratul de oxigen atomic pn la cca. 1000 km, de heliu pn la 3500
km i cel de hidrogen atomic pn la 10000 km.
Deasupra exosferei se extinde magnetosferapn la distane de 64 000 km de Pmnt
n partea expus vntului solari 130 000 km n partea opus. Aceasta este generat cel mai
probabil de nucleul metalic al planetei.
Forma magnetosferei
(http://www.latrobe.edu.au/spacescience/swunit/images/sunearth.jpg)
15
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
16/107
Cap.3. Fluxuri radiative
3.1. Soarele i activitatea solar
Energia solar emis sub forma radiaiei electromagnetice i are originea n reaciile
nucleare din centrul Soarelui. n ciuda faptului c Pmntul primete doar a 2-a miliarda parte
din energia emis de Soare, aceasta reprezint sursa tuturor fenomenelor i proceselor
importante care iau natere la suprafa terestri n atmosfer.
Principalele caracteristici ale Soarelui sunt redate mai jos:
- raza este mai mare de 109 ori comparativ cu cea terestr;- distana medie Pmnt Soare este de 149,5 mil. km fiind mai mic al periheliu
(ianuarie, 147 mil. km) i mai mare la afeliu (iunie, 152 mil. Km);
- axa de rotaie a Pmntului este nclinat cu 6633 fa de planul elipticii (orbiteiterestre), situaie care, n condiiile micrii
de revoluie, conduce n majoritatea
locurilor de pe Terra la alternarea
anotimpurilor;
- este alctuit din gaze (98% H iHe);
- structura Soarelui: n interiornucleul cu temperaturi foarte ridicate 14
000 000C, urmat de zona radiativi zona
convectiv iar la exterior atmosfera solar
format din fotosfer, cromosfer i
coroan solar; temperatura medie la
suprafaa Soarelui este de 5800C;
- fenomene : pete solare (arealelecu temperaturile cele mai coborte 4230 C), protuberane solare, explozii solare.
Structura Soarelui(http://www.sflorg.com)
16
http://www.sflorg.com/http://www.sflorg.com/ -
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
17/107
3.2. Compoziia spectral a radiaiei solare
Soarele emite doucategorii de radiaie: radiaia termici radiaia corpuscular.
Radiaia termic (electromagnetic) este cea mai important prin prisma efectelor
asociate, fiindu-i specifice urmtoarele caracteristici:
- este asociat nu numai Soarelui, ci oricrui corp din natur cu o temperatur de peste
0K;
- nu necesit pentru trasmitere un mediu intermediar;
- viteza sa este de aproximativ 300000 km/s;
Radiaia corpuscular are o importan mai redus, transmitndu-se prin intermediul
particulelor elementare: protoni, electroni, neutroni.
Radiaia solar se transmite sub forma undelor, care au ca uniti de masur nm sau
ngstrom-ul (0,1 nm, adic a 10-a mil. parte dintr-un mm).
Totalitatea radiaiilor electromagnetice cu diferite
lungimi de und, emise de Soare i care ajung la suprafaa
terestr formeazspectrul radiativ solar.
Radiaiile se ncadreaz n diferite domenii, n
funcie de lungimea de und:
- radiaiile gama i X cu cele mai mici lungimi de
und (sub 2900 );
- domeniul radiaiilor ultraviolete (UV) radiaii
invizibile, cu lungimi de und scurte (2900-3600 ) i pronunat efect chimic;
Unde radiative(http://eosweb.larc.nasa.gov
)
- domeniul radiaiilor vizibile - lumina perceput de om, format prin combinarea
culorilor ROGVAIV; au lungimi de und cuprinse ntre 3600-7600 i efect caloric
pronunat;
- domeniul radiaiilorinfraroii (IR) radiaii cu
lungimi de und lungi, cuprinse
ntre 7600 i 3 000 000 i cu un
pronunat efect caloric;
Spectrul radiativ (www.shodor.org)
- microunde i unde radio
cu cele mai mari lungimi de und.
17
http://eosweb.larc.nasa.gov/EDDOCS/images/waves.gifhttp://eosweb.larc.nasa.gov/EDDOCS/images/waves.gif -
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
18/107
3.3. Constanta solar. Slbirea intensitii radiaiei solare la tercerea prin
atmosfer
Constanta solarreprezint cantitatea de energie caloric primit de la Soare, la limita
superioar a atmosferei, ntr-un minut, pe o suprafa de 1 cm, perpendicular pe direcia de
propagare a radiaiilor solare, la distana medie dintre Pmnt i Soare. Denumirea acestui
parametru este destul de sugestiv, avnd n vedere faptul c valorile lui oscileaz ntr-un
ecart de 5 %, n funcie de ciclicitatea petelor solare i distana Pmnt- Soare. Valoarea
medie acceptat la nivel internaional este de 1,96 cal/cm/min.
Din cantitatea de energie primit de sistemul terestru la limita superioar a atmosferei
numai o parte ajunge la suprafaa terestr, fluxul raditiv fiind modificat ca urmare a
fenomenelor de absorbie, difuzie, reflexie i refracie. Astfel, 20 % din energia radiativ este
reflectat de nori, 4 % de suprafaa activ a Terrei, 19 % absorbit de nori, 6 % difuzat de
atmosfer n spaiul cosmic, 26 % emis de atmosfer ctre suprafaa terestr sub forma
radiaiei difuze i a contraradiaiei atmosferice, n timp ce doar 25 % ajunge la suprafaa
terestr sub forma radiaiei directe.
Absorbia radiaiei solare este
un fenomen specific mai ales
domeniului undelor scurte. Astfel,
ozonul (O3) este responsabil pentru
absorbia aproape n totalitate a undelor
scurte UV (2200-2900 ), iar oxigenul
(O) i azotul (N) asupra undelor cu
lungimi de und mai mici de 2200 .
Absorbia se manifest i n
domeni
mprtierea radiaiei solare de ctre moleculele gazelor i
particule
care ajunge la suprafaa terestr, n funcie de nlimea Soarelui deasupra orizontului (0-90)
ul unelor termice, infraroii, culungimi mari de und, responsabile
pentru acest lucru fiind ndeosebi CO2
(100000-200000 ) i H2O (40000-80000 ). Acest fenomen are importan deosebit n
ceea ce privete regimul termic al Pmntului, favoriznd efectul de ser.
Difuzia reprezint
Slbirea intensitii radiaiei solare la tercerea prinatmosfer (http://ocw.usu.edu)
le aflate n suspensie. Difuzia se manifest cu deosebire n domeniul undelor vizibile.
Aceste procese acioneaz simultan, determinnd slbirea intensitii radiaiei solare
18
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
19/107
i implic
irect (S)
l de radiaie care provine direct de la Soare i care
ajunge neperturbat (nedifuzat, nereflectat, nerefractat) la suprafaa terestr.
I - intensitatea insolaiei perpendicular pe direcia de propagare a razelor solare
(dependent de latitudine);
I = z de dou ori pe an la Ecuator (la
echinoc ii) i o dat pe an n regiunile intertropicale.
te
ariaia zilnicdepinde de nlimea Soarelui deasupra orizontului fiind influenat de
transpa iaiei solare, n condiii
de tran
lorile maxime s-ar atinge n perioada
solstiiu
it grosimea atmosferei strbtute. n consecin reducerea cantitii de energie
radiativ este mai mare la poli i mai redus la Ecuator.
3.4. Fluxuri radiative
3.4.1. Radiaia solar d
Radiaia solar direct este fluxu
Fluxul radiaiei solare directe (S) pe suprafa orizontal, se numete insolaie
(cal/cm/min), intensitatea acesteia fiind determinat cu formula:
sII sinh'
=
ssinh nlimea Soarelui deasupra orizontului
I numai la zenit, situaie care se realizea
Variaia diurni anuala intensitii radiaiei solare direc
V
rena aerului, altitudine i latitudine. Astfel mersul zilnic al rad
sparen constant, descrie o curb a crei apex se suprapune momentului n care
Soarele ajunge n punctul cel mai nalt (orele 12,00). Amplitudinea variaiei este mai
accentuat la Ecuatori tot mai redus spre poli.
Variaia anual indic o dependen de latitudine i anumite caracteristici
regionale/zonale. n condiii de transparen a aerului, va
lui de var (iunie-iulie n emisfera nordic, decembrie-ianuarie n cea sudic) iar cele
minime la solstiiul de iarn. n multe locuri de pe glob (ex. regiunile tropical umede), ns,
maximele poteniale se suprapun solstiiilor de var, atunci cnd nebulozitatea are valori
ridicate, astfel nct, valorile maxime reale se ating, de obicei, puin nainte de debutul
19
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
20/107
sezonului ploios. n zona ecuatorial, regimul anual indic dou maxime suprapuse
echinociilori dou minime asociate solstiiilor. Variaia anual este mai accentuat la poli i
mai redus la Ecuator.
3.4.2. Radiaia difuz (D)
radiaia mprtiat de moleculele gazelor i de particulele
solide osfer. Radiaia difuz slbete radiaia solar direct, ns o
parte
r difuzante, de natura gazelori de lungimea de und a radiaiei.
e transparen al
aerului
diaia total (Q)
eprezint fluxul de radiaie primit la suprafaa terestr sub
form de radiaie directi difuz.
Variaia zi a Q indic un maxim n jurul amiezii, atingnd cele mai ridicate valori
n cond ii de cer translucid iar cele mai reduse n condiii cu cer noros.
a radiaiei totale n atmosfer, de la o
suprafa care separ dou medii cu proprieti diferite. n alt ordine de idei, radiaia
reflectat poate fi privit ca diferena dintre radiaia totali radiaia absorbit.
Radiaia difuz reprezint
i lichide aflate n atm
nsemnat din aceasta se ndreapt spre suprafaa terestr (circa 2 treimi din radiaia
difuzat).
Intensitatea radiaiei difuze (cal/cm/min) depinde de densitatea i mrimea
particulelo
Valorile acestui parametru sunt direct proporionale cu densitatea particulelor
difuzante (valori ridicate n nori, cea) i invers proporional cu gradul d
, altitudinea i nlimea Soarelui deasupra orizontului.
!Atunci cnd diametrul particulelor depete 12000 difuzia nceteaz , radiaia
reflectndu-se.
3.4.3. Ra
Radiaia total (global), r
DSQ += ; II sQ += sinh' D
lnic
i
3.4.4. Radiaia reflectat (R). Albedoul (A)
Radiaia reflectat - rentoarecerea parial
20
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
21/107
!Reflexia nu ine cont de lungimea de unda radiaiilor.
Capacitatea de reflexie se exprim prin intermediul albedoului.
( )%100=Q
R
Albedoul depinde de natura, rugozitatea i culoarea diferitelor entiti fizice precum i
de unghiul de inciden al razelor solare. Valorile acestui parametru, sunt cu att mai mari cu
ct corpurile reflectante sunt mai netede, lucioase, uscate i deschise la culoare.
ele medii ale
sistemu
Suprafa activ Albedou (%)
A
n tabelul de mai jos sunt redate valorile medii ale albedoului, determinate pentru
majoritatea tipurilor de suprafee active ale substratului terestru.
Diferena dintre valorile medii ale albedoului la suprafaa terestr i c
lui terestru sunt date de procesele de reflexie care au loc la nivelul atmosferei (mai
ales la nivelul norilor).
Valorile medii ale albedoului n funcie de suprafaa activ
Zpad proaspt uscat 80-98Zpad curat umed 60-70
Zpad murdar 40-50Ghea maritim 30-40
Nori 50-80Areale nisipoase deertice 30-40
Step uscat 20-30Pajite verde 26Pajite uscat 19Art ateuri usc 8-12Arturi umede 5-15
Pduri 3-10M aedia la suprafa
terestr15
Media pentru Pmnt caplanet
30
3.4.5. Radiaia tere a). Radiaia efectiv (Re)
ub influena procesului de nclzire al scoarei terestre, produs ca urmare a convertirii
radiaie diaiei
terestre este dependent, n consecin, de temperatura de la suprafaa Pmntului, variind
str (T) i radiaia atmosferic (R
S
i solare n radiaie caloric, aceasta emite propria radiaie (T). Valoarea ra
21
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
22/107
ntre 1
e ser.
H2O,
CH4 e
en
pozitive o p a, iarna), i
energie.
alorile acestui parametru depind de o serie de factori, mai importani fiind :
- umiditatea aerului valori mai mici n deert (pierdere puternic de cldurnoaptea) i mai mari la Ecuator;
nul radiativ-caloric
ul radiativ-caloric - diferena dintre energia primit sub form de radiaii
(S+D+
,2 cal/cm/min la temperaturi maxime (circa 80 C) i 0,1 cal/cm/min la temperaturi
minime (-80-90 C). Avnd n vedere mersul zilnic al temperaturii substratului, valorile
maxime diurne ale radiaiei terestre se suprapun amiezii iar cele minime nopii.
Specifice radiaiei terestre sunt undele infraroii, cu lungimi mari (40000-800000 ) i
pronunat efect caloric, care, n condiiile atmosferei terestre, sunt n mare msur
responsabile pentru efectul d
Reprezentarea schematic a modului de
formare a efectului de ser(http://staffwww.fullcoll.edu)
Radiaia terestr se propag n
atmosfer, fiind n mare msur absorbit
de gazele cu efect de ser (CO2,
tc.), proces care duce la nclzirea
stratului inferior al atmosferei i n
consecin, la reemisia de radiaii dinspre
atmosfer spre suprafaa terestr
(contraradiaia atmosferic). Fr efectul
de ser temperatura medie pe Pmnt ar fi
mai redus cu circa 30-40 C.
dintre T i Ra, indicnd n cazul valorilor
ar n cazul celor negative acumulare de
Radiaia efectiv se evalueaz ca difer
ierdere de cldur (noapte
ae RTR =
V
- nebulozitate;- vnt ;- altitudine.-3.4.6. Bila
Bilan
Ra) i cea pierdut (R+T).
22
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
23/107
( ) ( )TRRDSB A +++=
Valoarea bilanului radiativ condiioneaz starea termic a suprafeei terestre,temperaturile fiind pozitive dac ul indic valori pozitive. n regiunile temperate,
inclusiv la nivelul Romniei, valorile acestui parametru sunt pozitive ziua i n sezonul cald i
negativ
bilan
e noaptea i iarna. n zonele intertropicale, valorile medii lunare ale acestui parametru
sunt pozitive de-a lungul ntregului an, surplusul transferndu-se sub form de cureni
atmosferici spre zonele mai reci.
23
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
24/107
Cap.4. Temperatura aerului
4.1. Introducere
rincipala surs de cldur pentru suprafaa terestri atmosfer.
ac radiaia solar direct este n mai mic msur absorbit de gazele cu efect de ser (14
, K, F i este definit cu ajutorul a o serie de
arame
Grafic de co rare adoptat
4.2. T
Terrei este transmis aerului atmosferic prin
intermediul urmtoarelor procese/fenomene:
t de ser (H2O,CO2 etc.), ducnd la nclzirea
aerului
Radiaia solar este p
D
%), nu acelai lucru se poate spune despre radiaia terestr, cu lungimi de und mari, care este
principala surs caloric pentru nveliul de aer.
Temperatura aerului este o nsuire fizic care definete gradul de nclzire sau rcire
al acestuia. Acest element se msoar n grade C
p tri : temeperatura medie multianual, anual, lunar, zilnic, maxim, minim, extreme
absolute, amplitudine, numr de zile caracteristice (zile de iarna, de nghe, de var, tropicale,
nopi geroase i tropicale) etc.
nversie a temperaturii n funcie de scara de msu(http://mynasadata.larc.nasa.gov)
ransferul cldurii n atmosfer
Energia caloric a suprafeei active a
- radiaie terestr, infraroie, cu lungime mare de und i cu efect caloric pronunat,
absorbit n mare msur de gazele cu efec
din apropierea substratului. Cldura se transmite de la un strat la altul spre altitudine,
iar n timpul rcirii fluxul se inverseaz. Acest fenomen are un rol minor n ceea ce privete
transmiterea cldurii pe vertical;
24
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
25/107
- conductivitate caloric molecular ca urmare a conductivitii calorice reduse, se
poate nclzi un strat de cel mult civa centimetri grosime.
rtant n faza iniial a transferului
de cld
en poate avea la origine
caracte
e ale suprafeei active, care astfel induce diferene de presiune.
n ara noastr
iverse neregulariti;
- conve
altitudini de civa km (limita superioar a
prafeei tereste
pentru densita
ascensiunea aerulu
gie care le permite s se mite mai repede, astfel nct ele se
Att radiaia terestr ct i conductivitatea caloric molecular au un rol redus n
transmiterea cldurii pe vertical, ns un rol desebit de impo
ur de la suprafaa activ n stratul de aer imediat nvecinat.
- turbulen este o micare haotic, sub form de turbioane i cureni a unor volume
reduse de aer, de ordinul cmc, mc, zecilor de mc. Acest fenom
r termic sau dinamic:
- turbulena termic este asociat neuniformitii termice a aerului, asociate
variatelor microcompartiment
acest fenomen este specific ndeosebi vara, fiind semnalat vizual prin
tremurarea obiectelor;
- turbulena mecanic este determinat de deplasarea aerului deasupra
suprafeelor active cu d
cie micarea vertical (ascendenti descendent) a volumelor de aer, care
determin amestecarea stratelor pn la
troposferei). i acest fenomen poate fi att de origine termic ct i dinamic:
- convecia termic este determinat de nclzirea inegal a unor
compartimente mari ale su
(cmpuri agricole, pduri, lacuri) care
conduc la apariia stratificrii instabile
(aer cald i uor jos i aer mai rece i mai
greu deasupra). Curenii ascendeni
mpreun cu cei descendeni asociai
alctuiesc celule convective avnd viteze
care pot depi 20 m/s. Dup apariia produselor de condensare convecia este
susinut de energia eliberat sub forma
cldurii latente de vaporizare. Convecia
nceteaz la limita superioar a troposferei
te sau chiar mai mare, condiii n care
!!!Aerul cald este mai uor n condiiile n care, n timpul nclzirii unui volum de aer,moleculele gazelor absorb ener
Geneza fenomenului de convecie termic
(http://www.uoguelph.ca)
c aerul de deasupra are aceeai
i nceteaz;
25
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
26/107
ndeprteaz unele de celelalte i n consecin respectivul volumul de aer se dilat. n aceste
condiii scade densitatea aerului, iar aerul devine mai uor.
- convecia dinamic apare atunci cnd aerul n micare orizontal (sub form de vnt)
ntlnete n calea sa obstacole de mari dimensiuni (muni c.d. orografic, un alt strat de aer
cele m
transm
ldur
rmin
rcirea iune.
important rol n transferul termic pe suprafee
aerului
ilnice de temperatur se ating n intervalul orar
14,00-15,00, adic mai trziu cu circa 1-2 ore comparativ cu suprafaa terestr, iar minimele
nainte
termic medie diurn are anumite caracteristici:
elui deasupra orizontului;
maximelori a minimelor de
c.d. frontal).
Convecia i turbulena sunt procesele
ai importante n ceea ce privete
i
iterea cldurii pe vertical n atmosfer.
- condensarea vaporilor de ap este
nsoit de degajare de cldur sub forma
c i latente de vaporizare (600 cal/gH2O).
Prin sublimare se mai degaj o cantitate
suplimentar de energie (+80 cal/gH2O).
- advecia - indic deplasarea maselor de
aer pe orizontal, fenomen care dete
Fenomene de convecie i turbulendinamic (http://www.fas.org)
sau nclzirea aerului dintr-o reg Alturi de convecie acest fenomen are cel mai
extinse.
4.3. Variaia n timp i spaiu a temperaturii
4.3.1. Variaia diurn a temperaturii
n condiii normale, valorile maxime z
de rsritul Soarelui.
Amplitudinea termic diurn indic diferena n grade dintre temperaturile extreme dintimpul unei zile. Amplitudinea
- scade odat cu creterea latitudinii, de la circa 12C la tropice (maximele pot ajunge
i la peste 20 C) la 1-2 C la poli ;
- este mai mare vara i mai redus iarna la latitudini mijlocii i mari n funcie de
amplitudinea diurn a nlimii Soar
- pe uscat, scade odat cu creterea nlimii, ca urmare a slbirii influenei suprafeei
active pe msura creterii altitudinii; de asemenea momentele
26
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
27/107
tempe
pe usc
ne acolo unde maximele i minimele ntrzie cu circa 1 lun.
ru tipuri
ra
ontinentelori atunci cnd cerul este senin.
iferena n grade dintre temperaturile medii
lunare extreme din timpul unui an. Amplitudinea termic medie anual:
ariaia este mai mare
a
tur sufer ntrzieri (ex. la nlimea de 2000 m maxima diurn apare spre sear, iar
amplitudinea nu depete, n mod normal, 1 C);
- amplitudinile sunt mai ridicate deasupra formelor negative/concave de relief datorit
suprafeei mai mari de contact cu aerul, deasupra c
4.3.2. Variaia anual a temperaturii
Amplitudinea termic anual indic d
- crete de la Ecuador (1-5 C) spre poli (35 C), odat cu creterea variaiilor nlimii
Soarelui deasupra orizontului i a variaiilor lungimii nopii i a zilelor. V
t i n emisfera nordic;
- scade odat cu cresterea altitudinii i n locaiile cu forme convexe de relief;
- este mai redus pe ocea
n urma analizei variaiilor anuale de temperatur, pe Glob, se pot distingepat
de variaii anuale a temperaturii:
27
Tipuri de regim termic anual(de la stnga la dreapta i de sus
n jos: ecuatorial, tropical,
temperat oceanic i continental,polar)
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
28/107
- ecuatorial cu dou maxime i dou minime slab schiate dup echinocii (max apr, oct.) i dup solstiii (min. Ian i iul.); amplitudini reduse (1C pe oceane i
litoral i pn la 5 C pe uscat);
- tropical cu un maxim dup solstiiul de vari un minim dup solstiiul de iarn;amplitudini de 5C pe oceane i litoral i pn la 15 C pe uscat;
- temperat - cu un maxim dup solstiiul de vari un minim dup solstiiul de iarn;amplitudinea crete odat cu creterea latitudinii i deprtarea de oceane (de la 10
C pe litoral pn la 50-60 C pe continente);
- polar - cu un maxim dup solstiiul de vari un minim dup solstiiul de iarniamplitudini ridicate 25-65C;
4.4. Procese adiabatice n atmosfer
4.4.1. Repartiia temperaturii pe vertical
Repartiia temperaturii pe vertical este caracterizat prin gradientul termic vertical :
=DT/100m;
Gradientul termic vertical poate fi negativ, pozitiv i neutru. Acest parametru prezint
o variaie ridicat, atingnd valori i ridicate pe primele sute de
metrii (1C/100 m).
imb caloric (schimb redus radiativ i prin
ridic
urm
de volumului, iar n condiiile n care nu
descenden petrec invers, aerul comprimndu-se, fenomen careonduce la mrirea rezervei de energie i la creterea temperaturii.
medii de 0,65 C/100 m, ma
4.4.2. Procese adiabatice n atmosfer
Deplasarea convectiv ,,fr schconductivitate) cu mediul atmosferic nconjurtor se numete proces adiabatic, aerul care se
suferind transformri de volum, densitate i presiune.
Ridicarea unui volum de aer determin apariia destinderii adiabatice a acestuia ca
are a presiunii mai reduse din stratele mai nalte ale atmosferei. Acest fenomen este nsoit
un lucru mecanic care consum cldura din interiorul
exist schimb de cldur cu exteriorul, scade temperatura acelui volum de aer. n cazul
ei volumului de aer lucrurile sec
28
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
29/107
Procesele pseudoadiabatice apar atunci cnd n micarea de ascensiune a aerului peste
anumite pante muntoase se produc fenomene de condensare cu degajare de cldur astfel nct
temperatura volumului de aer sufer o
scdere mai redus pe vertical (sub 1
s
temperatura crete constant cu 1 C /100
m astfel nct la aceleai altitudini va fi
mai cald pe versantul opus circulaiei
!Un volum de aer se rcete pe msur ce urc, pentru c ajunge n strate din ce n
ce ma ste maxim la baz ), aerul se dilat , iar
moleculele pierd energie n situaia n care parcurg distane mai mari i consumenergie.
icei sute de metri);
stratificaie stabil;- prezena anumitor fenomene - este vizib
joase.
Clasificarea invesiunilor:
- dup altitudinea la care se produc:- la sol (mai periculoase n cazul spaiilo- n atmosfera liber.
C/100 m). Pe versantul opu
maselor de aer ca urmare a aciunii
proceselor de foehnizare.Reprezentarea schematic a formrii foehnului
!!
i puin dense (densitatea atmosferei e
4.5. Inversiuni de temperatur
Inversiunile de temperatur indic creterea temperaturii pe vertical, adic invers
comparativ cu situaia normal.
Invesiunile de temperatur sunt caracterizateprin:
- durat redus, n cursul dimineilor, n zona cald i ridicat, iarna, n zoneletemperate i reci;
- grosime redus n raport cu grosimea troposferei (de ob- intensitate caraterizat prin gradientul termic pozitiv ;- favorizarea polurii fiind un strat de reinere, n condiiile n care dezvolt
il uneori prin apariia ceii n spaiile
r poluate);
- dup genez:
29
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
30/107
- i. de radiaie (termice): stratul de aer n contact cu uprafaa terestr se rcete
ce
(pn la 500 m);
iv, de durat, a suprafeei active, n condiii de
);
ent conduce la comprimarea i
perat-
ie;
de aer mai cald peste uscatul mai rece;
ini temperate);
ui cald deasupra aerului mai rece.
Situaie cu stratificare termic normal (sus) i inversiune de temperatur (jos)
mai intens comparativ cu stratele de deasupra, asfel c temperatura crete pe
vertical (inversiuni la sol);
-nocturne specifice regimului anticiclonic, cu grosimi mari n anotimpul re
-de iarn prin rcirea porgresregim anticicloni persistent (pn la 1500 m
opicali - micarea descend
deplasarea unei mase
dnci i spaiile depresionare la latitud
carea aerul
-de zpad prin rcirea radiativi consum de cldur rezultat n urma topiriizpezii;
- i. dinamice:-de comprimare/anticiclonice: apar n anticiclonii tropicali stabili i cei
perioadici extratr
nclzirea adiabatic a aerului la nlimi de 1-2 km; n zonele tem
continentale i. dinamice se unesc uneori cu cele de radia
-ale vntului de altitudine ;-de advecie prin-orografice aerul mai rece i mai dens de pe culmi se scurge n vi (frecvent n
vile a
-frontale prin alune
30
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
31/107
Cap. 5. Vaporii de ap din atmosfer
Vaporii de ap joac un rol esenial n favorizarea efectului de ser, iar prin
ndensare constituie factorul primar al formrii norilori a precipitaiilco or.
de agregare (lichid,
solid iplu) la o
temperatur de 0,0075C i o tensiune a vaporilor de 6,1 mbar. n anumite condiii de mediu
apa poate trece dintr-o faz n alta prin intermediul proceselor de evaporare(lichid gazoas), condensare (gazoaslichid), sublimare (gazoassolid), desublimare
(solid zoas), nghe (lichidsolid) i dezghe (solidlichid).
condiii de temperaturi presiune constante, transformrile de stare sunt nsoite de
un important schimb de energie caloric, numai pentru evaporare consumndu-se circa 22%
din energia primit de la Soare. De remarcat faptul c moleculele de ap absorb sau cedeaz
energie fr a modifica temperatura apei n stare lichid sau a gheii, vorbindu-se n acest caz
despre un fel de temperatur ,,ascuns, sau ntr-o formulare tiinific, despre cldura
latent chimbrile de faze sunt nsoite de:
consum de energie: 597 cal/gH2O la evaporare (cldur latent de vaporizare), 80
cal/gH2O la topirea gheii (cldur latent de topire) i 597 cal/gH2O+80 cal/gH2O la
desublimare; n aceste procese e nevoie de o anumit energie pentru a rupe catenele
oleculelor de ap;
- eliberare de energie: 597 cal/gH2O la condensare (c
cal/gH2O la ngheul cal/gH2O n cadrul
procesului de sublimare (cldur latent de sub are).
O.
vaporilor de ap n atmosfer
5.1. Sistemul de faze al apei
Apa este un compus chimic care se poate prezenta n trei stri
i gazoas). Cele trei faze ating starea de echilibru (aa-numitul punct tr
-ga
n
. S
-
m
ldur latent
apei (cldur latent de solidificare) i 677
de condensare), 80
lim
Creterea temperaturii influeneaz valorile cldurii latente de vaporizare astfel nct la
temperatura de fierbere a apei (100C) nu mai e nevoie dect de 539 cal/gH2
5.2. Originea i rspndirea
Vaporii de ap reprezint unul dintre componentele gazoase ale aerului a cror
proporie este foarte variabil oscilnd de la aproape 0% n regiunile tropical uscate i cele
31
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
32/107
temperat-continentale (iarna) pn la 4 % n regiunea ecuatoriali regiunile tropical umede
(0,4-1,3 % n regiunea temperat).
O pondere covritoare din volumul de vapori de ap existent la nivelul atmosferei
terestre provin de pe suprafaa Oceanului Planetar prin intermediul procesului de evaporare
(86 %
lichidului, cu viteze i direcii variabile,
vaporilor de ap n atmosfer se
mnd apoi a fi transportai pe
vertical
era liber prin
vorizarea fenomenelor convective n condiiile n care densitatea lor nu reprezint dect 5
optimi
iteza de evaporare, adic cantitatea de ap evaporat ntr-un anumit interval de timp
(g/m/s
olurile argiloase cu ascensiune capilar mai accentuat seevapor
rocesul de transpiraie al plantelor.
!Evapotranspiraia procesul de pierdere combinat de umiditate de pe o anumitsuprafaatt prin evaporare directde pe sol cti prin transpiraia plantelor.
din toat apa evaporat anual, respectiv din 525000 km). Restul de 14 % se evapor de
pe suprafeele continentale: lacuri, cursuri de ap, mlatini, soluri, zpad i ghea,
transpiraia plantelor, vulcanism etc.
n condiiile apei n stare lichid, n funcie de temperatur, moleculele de ap se
deplaseaz dezordonat n interiorul
o parte din molecule nvingnd fora de
coeziune a apei i trecnd n mediul
atmosferic. Astfel iniial rspndirea
efectueaz prin intermediul proceselor
de difuzie molecular (evaporare)
ur
Reprezentare schematic a procesului de
evaporare (http://www.tapintoquality.com)
i orizontal avnd la baz procesele de difuzie turbulent, convecie i advecie. De
menionat faptul c nsui vaporii de ap contribuie la rspndirea lor n atmosf
fa
din densitatea aerului uscat.
V
), este direct proporional cu temperatura aerului, deficitul de saturaie i viteza
vntului i invers proporional cu presiunea atmosferic i salinitatea apei. Intensitatea
evaporrii mai este influenat, de asemenea, de:
- textura solurilor - de pe s mai mult ap;
- formele de relief - deasupra formelor pozitive de relief valori mai ridicate ca urmare
a schimbului turbulent mai intens;
- gradul de acoperire cu vegetaie evaporarea este mai accentuat deasupra solurilor
mpdurite n acest caz intevenind i p
32
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
33/107
5.3. Mrimile care definesc umezeala atmos
Proprietatea fizic a atmosferei asociat preze
de umiditate atmosferic. Principalii parametri asocia
- tensiunea vaporilor (e, mbar) presiunea
atmosferic. Tensiunea maxim (E)=tensiunea de satur
- umezeala absolut (a, g/m) cantitatea de
volum. U itatea a u
- umiditatea specific (s, g/kg) cantitatea
feric
nei vaporilor de ap poart denumirea
i umezelii aerului sunt:
proprie a vaporilor de ap n aerul
aie;
vapori de ap coninut n unitatea de
bsol t de saturaie;
de vapori de ap /unitatea de mas;
invariabil n raport cu schimbrile de temperaturi presiune a aerului;
- umiditatea relativ (R, %) exprim gradul de saturare al atmosferei cu vapori de
ap
miditatea maxim absolut (A)=umid
( )%100=a
R ; cnd a=A, RA
Creterea de temperatur determin scderea umiditii relative n condiiile n care
scade umiditatea absolut (a) (Fig.2);
=100 %, adic aerul este saturat cu vapori de ap
de aer pentru a
Modul n care umiditatea relativ se modific odat cuschimbarea temperaturii (HUPhysical Geography.net
- deficitul de saturaie (D, %) diferena dintre A i a sau E i e la o anumittemperatur.
aAD =
- punctul de rou () temperatura la care trebuie s coboare un volum
deveni saturat, la presiune constant. Dac e=E i a=A atunci t= .
33UH)
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
34/107
Cap.6. Condensarea vaporilor de ap
La temperaturi mai mari dect cele ale punctului de rou, dou molecule de ap care se
ciocnesc se resping reciproc. Dac temperatura scade moleculele au mai puin energie i semic
neaz. Astfel se formeaz legturi ntre unul dintre atomii de hidrogen ai unei molecule
de api atomul de ox ensare
turi foarte fine de ap). n aceste condiii moleculele nu mai au nevoie de atta energie
pentru a se m
2003).
rii
6.1.1. Rcirea aerului pn la punctul de rou
umiditatea r
n unitatea de volum
care se condenseaz sau sublimeaz alctuind picturi fine de ap sau ace de ghea.
cirea aerului pn la punctul de rou se realizeaz prin intermediul unei game
variate de procese: rcire prin radiaie nocturn, advecia maselor de aer cald, amestec a dou
mase de aer, procese adiabatice etc.
a nucleelor de condensare
Nucleele de condensare sunt particule microscopice solide sau lichide cu proprieti
higroscopice care se afl n stare de suspensie n aer. Nucleele de condensare au n principal
origine maritim alc nite n urma pulverizrii
apei de pe crestele valurilor. Mrimea lor variaz de la 0,1-1 m (rareori 5-6 m) iar
densitatea de la cteva mii scznd odat cu
creterea altitudinii. Cele mai active au raza de aproximativ 1 m nucleele cu dimensiuni mai
reduse
mai lent. n momentul n care un volum de aer ajunge la punctul de rou moleculele
fuzio
igen al alteia formnd iruri scurte asociate produselor de cond
(pic
enine elibernd o surplusul sub forma cldurii latente de vaporizare (Terra,
6.1. Factori genetici ai condens
Procesul de condensare se produce atunci cnd eE i aA adic atunci cnd
elativ atinge sau depete 100 %. Dac temperatura scade sub punctul de rou
atunci aerul devine suprasaturat rezultnd un surplus de vapori de ap
R
6.1.2. Prezen
tuind cristale fine de sruri higroscopice prove
de particule ntr-un cm pn la sute de mii/ cm
nefiind de obicei active. n aceste condiii numrul picturilor de ap din cea i
34
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
35/107
nori/unitatea de volum este ntotdeauna mai redus comparativ cu numrul nucleelor de
consensare.
6.2. Forme de condensare a vaporilor de ap
n funcie de nivelul la care se produce condensarea/sublimarea n atmosfer se
disting
ratului;
forme de condensare n stratul inferior al atmosferei;
peratur
corespu
ii orizontale.
oua este o form
lichid
caloric i conductivitate termic reduse. Astfel de condiii sunt ntrunite mai
ales de ctre vegetaie care include mari cantiti de celuloz i n plus are i o suprafa
radiativ entar de ap (mai rar n
pdure, acolo unde coronamentul ecraneaz procesul de rcire).
:
- forme de condensare la nivelul subst
-
- forme de condensare n atmosfera liber.
6.2.1. Condensarea la nivelul substratului
Condensarea/sublimarea la suprafaa de contact dintre aer i substrat (pe sol, roci,
plante, difrite obiecte etc.) apare n urma scderii temperaturii sub valoarea de tem
nztoare punctului de rou. n urma acestor procese iau natere produse de condensare
lichide (roua, depuneri lichide) sau solide (bruma, chiciura, poleiul, depuneri solide), reunite
sub denumirea generic de ,,precipita
a. Roua
R de condensare
de forma unor picturi fine de ap
care prin unire dau picturi mai mari. De
obicei apare n condiii cu aer umed i
turbulen slab n nopile senine, spre
sfritul anotimpului cald la latitudinitemperate, la temperaturi pozitive, n urma
rcirii substratului cauzat de radiaia
nocturn intens. Se formeaz pe suprafee
cu capacitate
mare, iar n urma transpiraiei rezult o cantitate suplim
35
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
36/107
b. Bruma
Bruma este un produs de sublimare care se
prezint n
ristale foarte fine de ghea, dezvoltat la suprafaa
solului
sub 0C. La latitudini temperate acest fenomen este
specific
. Chiciura
prezint sub forma unei ma
casant eaz
uctori e
calm at
ri sub -
ic
ot sepa
suprar
are vremea a fost rece (la
temperaturi ale suprafeelor mai mari de 0C depuneri lichide iar la temperaturi negative
depunseri solide depuneri solide de ghea opac).
Poleiul, specific n regiunea rii noastre la nceputul i sfritul iernii, se prezint subforma unui strat compact de ghea, dens, transparent sau opac. Apare n condiiile n care
sub forma unui strat albicios, alctuit di
c
sau a obiectelor a cror temperatur scade
mai ales n jumtatea rece a anului, cnd
temperatura scade sub 0C (mai frecvent la -2...-3
C). Bruma reprezint un pericol pentru unele specii de plante cultivate atunci cnd se
produce primvara trziu sau toamna devreme.
c
Chiciura se se cristaline alb,
direct pe plante
tc.). Astfel de
mosferic sau
10 C) i n
turi suprarcite i
ra dou tipuri
cite n contact
, cu structur foarte fin care se form
sau diferite obiecte (pe ramuri, garduri, cond
fenomene apar mai ales iarna n condiii de
vnt foarte slab, temperaturi sczute (uneo
prezena unor mase ceoase n care plutesc p
cristale de ghea. Dup modul de formare, se p
de chiciur:
- c. tare prin nghearea picturilor
cu diferite obiecte;
- c. moale prin sublimarea vaporilor n jurul nucleelor de ghea.
d. Depunerile solide i lichide iau natere, pe obiectele/suprafeele expuse vntului, cu
ocazia invaziilor de aer cald, umed i ceos n regiuni n c
e. Poleiul
36
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
37/107
pictur mperaturi negative (de obicei 0...-1C).
transporturile rutiere.
sferei ceaa
talelor de ghea rezultate n urma
aer din imediata vecintate a suprafeei
Ceaa poate lua natere i n condiiile n care umiditatea relativ nu atinge sau
depe cazul n care temperaturile sunt foarte sczute.
temperaturi negative i
lasificarea ceurilor
t fi clasificate dup mai multe criterii mai importante fiind procesele fizice
i cond
ile suprarcite de ploaie cad pe suprafee cu te
Poleiul reprezint un fenomen de risc ndeosebi pentru
6.2.2. Condensarea n stratul inferior al atmo
Acumularea picturilor de ap i a cris
condensrii/sublimrii vaporilor de ap n stratul de
terestre slbete transparena aerului dnd natere fenomenului de cea atunci cnd
vizibilitatea scade sub 1 km.
te 100 % n
Picturile de ap care formeaz ceaa variaz ntre 2-5 m la
chiar 50-60 m la temperaturi pozitive.
Dimesiunea relativ a nucleelor de condensare, particulelor de condensare i a picturilor de ploaie(http://apollo.lsc.vsc.edu)
C
Ceurile po
iiile locale implicate n geneza lor. Avnd n vedere aceti factori se pot separa:
- c. de radiaie caracteristice spaiilor continetale, cu o frecven mai ridicat n
zonele depresionare care apar n urma rcirii radiative a suprafeei terestre i implicit a aerului
din imediata vecintate;
37
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
38/107
- c. de evaporare apar atunci cnd temperatura aerului este mai redus comparativ cu
a suprafeelor de evaporare; frecvente dimineaa, toamna deasupra suprafeelor acvatice;
urent oceanic cald i unul rece, iar iarna n regiunile temperate;
lui cald n
condii
c. de amestec prin amestecul a dou mase de aer cu temperaturi diferite, aproape
saturate cu vapori de ap;
- c. urbane caracteristice spaiilor urbane depresionare, cu o frecven ridicat a
inversiunilor de temperatur i o concentrare ridicat de fabrici care evacueaz importante
cantiti de nuclee de condensare (fabrici de ciment, termocentrale).
6.2.3. Condensarea n atmosfera liber norii
Norii sunt hidrometeori constituii ca i ceaa din particule foarte fine de api ghea
aflate n sus ensie, deosebirea fa de cea constnd n formele complexe pe care le mbrac
i nlimea la care apar (n atmosfera liber). Acetia delimiteaz poriuni din atmosfer n
are se ntrunesc condiii propice condensrii.
. Clasificarea norilornaional a norilor a fost realizat de Luke Howard, farmacist
englezolului
al XIX
ional care reunete o serie de criterii (altitudinea la care se
dezvolt
- c. de advecie apar n condiiile n care mase de aer mai cald invadeaz regiuni la
nivelul crora suprafea terestr sau acvatic are temperaturi mai coborte. Acest tip de cea
de obicei acoper suprafee foarte extinse, avnd o frecven mai ridicat n spaiile litorale, n
locurile de contact dintre un c
- c. frontale specifice liniei de separare a dou mase de aer, confundndu-se n
spaiile mai nalte cu sistemele noroase; uneori apar nainte de trecerea frontu
ile n care aerul mai rece de sub front este strbtut de precipitaii ,,mai calde (cea
de evaporare);
-
p
c
a
Prima clasificare inter
pasionat de meteorologie, fiind influenat de sistemul denumirilor din biologie(familie, gen, specie, varietate). Primul atlas internaional de nori a aprut la sfritul sec
-lea, ulterior suferind nbuntiri succesive astfel nct n anul 1958, sub patronajul
OMM, apare atlasul n formatul care se pstreazi la ora actual.
Clasificarea interna
, geneza, forma) ncadreaz norii n 4 familii mprite la rndul lor n genuri, specii
i varieti :
- familia norilor superiori include genurile Cirrus (bucl) - Ci spissatus, uncinus,intortus, fibratus etc., Cirrostratus - Cs fibratus, nebulosus, Cirrocumulus - Cc stratiformis,
38
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
39/107
nebulosus, lenticularis, floccus; sunt nori de forma unor filamente, bancuri, benzi, pnze sau
straturi, de culoare alb, cu baza cuprins ntre 6000-10000 m, care nu genereaz precipitaii;
prevest
. Precipitaiile atmosferice
ilia norilor inferiori: Stratocumulus Sc undulatus, translucidus, lenticularis,
ormis, perlucidus, Stratus (strat) St - nebulosus, fractus, pannus,
Nimbostratus (Ns; nim
esc uneori, cu cteva ore nainte, apariia fronturilor atmosferice;
Principalele tipuri si subtipuri de nori (Thompson, 2002)
- familia norilor mijlocii cuprinde dou genuri Altocumulus Ac lenticularis,
castellanus, stratiformis i Altostratus As translucidus, opacus. Norii din aceast grup au
culoare cenuie sau albicioas, cu baza situat ntre 3000-5000 m
asociate cad rareori i n cantiti reduse.
- fam
castellatus, stratif
bus-ploaie). Norii din acest categorie se prezint sub forma unui strat
continuu sau destrmat, de culoare cenuie, cu baza destul de cobort (pn la 100 m),
putnd intra uneori chiar n contact cu ceaa. Cu deosebire norilor Ns le sunt caracteristice
precipitaiile de durat, ns cu intensitate redus.
39
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
40/107
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
41/107
Cap.7. Precipitaiile atmosferice
7.1. Forme i tipuri de precipitaii
Precipitatiile atmosferice cuprind totalitatea produselor de condensare si cristalizare a
vaporilor de apa din atmosfera, denumite si hidrometeori, care cad din nori sau cea si ajung
la suprafata pamantului.
Precipitaiile atmosferice sunt clasificate dup mai multe criterii :
a. dup modul n care au luat natere (genez):- de convecie termic;
Tipuri de precipitatii dup genez
(http://www.grc.k12.nf.ca/climatecanada/images/front_rain.gif)
. dup modul de manifestare:- precipitaii continue de lung sau sc rt durat ;- averse precipitaii cu durat redus i intensitate mare;- burni.c. dup starea de agregare:- lichide: ploaie, burnita ;- solide: ninsoare, grindin, mazariche;- sub ambele forme in acelasi timp (mixte): lapovita.d. dup forma de pploaia cu picturi de ap care variaz de la 0,5 la 5 mm;
siuni mai mici de 0,5 mm care cad din cea saunori stratiformi;
- frontale;- orografice.
b
u
recipitare:
-
- burnia picturi de ap de dimen
41
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
42/107
- lapovia cdere concomitent att sub form de zpad ct i de ploaie;
ente de ghea cu
ri care nsoesc aversele de ploaie;
recipitaiilor
Formarea produselor de precipitare este legat de creterea picturilor de ap sau a
celor n stare solid pn la o greutate suficient de mare ca s poat nvinge rezistena indus
de frecarea cu aerul sau curenii ascendeni.
Viteza de cdere liber a picturilor de ap sau a fulgilor de zpad este dependent de
mrimea i greutatea acestora atingndu-se la un moment dat o vitez constant numit v.
terminal. Viteza terminal n condiiile lipsei curenilor atmosferici variaz ntre 0,3 i 1,5
/s n cazul burniei, 0,3-2,5 m/s n cazul ninsorilor, atingnd circa 9 m/s n situaia cderii
celor mai mari picturi de ploaie (6-7 m se dezintegreaz la
atingerea unor vitez
pitaiilor (transformarea apei din
r s realizeze creterea
i suficient de rapid a particulelor mici de ap i transformarea lor n
(mecanismul de distilare) se realizeaz prin
n norii alctuii att din picturi de apbus sau Nimbostratus), adic
ransferul de vapori de ap, de pe picturile de ap pe
particu care uneori se topesc i se
transfo
- ninsoarea precipitaie solid alctuit din cristale fine de ghea;
- mzrichea precipitaie solid sub form de mici granule sferice sau conice (poate
fi moale sau tare);
- grindina precipitaie alctuit din granule, sfere sau fragm
dimensiuni de pn la 5 cm i izolat chiar mai ma
7.2. Geneza p
m
mm). Picturile mai mari de 6-7 m
e terminale de peste 10 m/s.
Factori genetici:
a. Condensarea procesul de baz n geneza preci
stare de vapori n picturi fine de ap) care, ns nu poate singu
continu, progresiv
precipitaii;
b. Mecanismul Bergeron-Findeisen
creterea cristalelor de ghea prin sublimaresuprarcite ct i din ace de ghea (de obicei nori Cumulonim
sisteme coloidale instabile; const n t
lele de ghea care se transform treptat n cristale de zpad
rm n picturi de ploaie pn la contactul cu solul;
42
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
43/107
a mecanismului de distilare
617772920-Wegener-Bergeron-Findeisen_proces01.jpg)
ii coaguleaz. Captura
este un proces asociat cderii
ionale i const n fuzionarea
n spatele ei crend condiii
rile neutre;
micarea brownian ;
- micarea turbulent i descendente mresc probabilitatea
ciocnirii picturilor.
!!! Ploaia poate fi generat i n mod artificial prin nsmnarea
norilor cu iodur ii i mrimii produselor de
condensare.
Reprezentare schematic
(http://www.kennislink.nl/upload/147072_962_1140
c. Coagularea (coalescena) care const n fuzionarea picturilor de ap ca urmare aciocnirii acestora prin :
- cdere liber gravitaionali ciocnirea picturilor procesul cel mai important care
asigur creterea picturilor de ap dup condensare. n acest caz picturile mai mari cu vitez
proporional mai mare le ajung pe altele mai mici iar n anumite condi
de siaj
gravita
mic
unor picturi de greutatea asemantoare pictura aflat mai jos creaz un
spaiu aerodinamic cu densitate mai
prielnice de captare pentru o pictur
care o urmeaz n imediata vecintate;
- atracie electric n nori
Cumulonimbus acolo unde curenii puternici favorizeaz separarea picturilor cu sarcini electrice contrare crescnd astfel
probabilitatea de ciocnire i fuzionare comparativ cu pictu
Procesul de coliziune-coalescenta
( http://www.srh.noaa.gov/ohx/educate/collision_coales.gif)
-
micrile ascendente
i intensificat
terea densitde argint, fenomen urmat de cre
43
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
44/107
7.3. Variaia precipitaiilor la nivel global
Cantitatea precipitaiilor difer foarte mult n timp i spaiu la nivel global ca urmare a
urmare a combinaiei favorabile sau mai puin favorabile a factorilor pluviogenetici (factori
dinamici, altitudinea, orientarea culmilor montane, deprtarea de oceane etc.). Astfel exist
regiuni cu precipitaii bogate tot timpul anului (zona ecuatorial, vestul continentelor la
latitudini temperate), z (arealele musonice i
i areal
de la civa mm n Deertul Atacama (sub 3 mm n nucleul cel mai
arid), p
rec
a
ipitaii bogate de tip convectiv aproape zilnice;
i 2 minime dup solstiii.
one i regiuni cu un sezon secetos i unul umed
ona subecuatorial) i areale permanent aride (deerturile tropicale i cele temperate precumz
e din regiunile polare). La nivel global cantitatea medie anual de precipitaii variaz
ntr-un ecart foarte larg,
n la peste 10000 mm n regiunea Assam din nord-estul Indiei (Mawsynram, 11,871
mm).
Cantitatea medie anual a p(http://www.climate-charts.com/im
ipitaiilor la nivel globalges/world-rainfall-map.png)
7.4. Tipuri de regim pluviometric
7.4.1. Tipul ecuatorial
- localizare: ntre latitudinile de 10 N i S (cu deosebire n spaiul aferent bazinelor
hidrografice Amazon, Congo i Arhipelagul Indonezian);
- prec
- 2 maxime slab evideniate la/dup echinocii
44
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
45/107
Iquitos, Peru 4 lat. S , Elevation: 104 m
7.4.2. Tipul subecuatorial
- localizare: ntre 5-12 n ambele emisfere (mai ales n Africa);
- precipitaii bogate de tip convectiv n perioada de var (perioada maxim de insolaie
din preajma solstiiului de var a fiecrei emisfere);
- perioada secetoas corespunztoare alizeului corespunztoare sezonului de iarn este
cu att mai lung cu ct ne apropiem de tropice.
in, Australia 12.5 S , Elevation: 27 m
sonul de var
aduce m
presiune mai mare;
- iarn reciei de aciune a
musonului (dinspre continent spre ocean);
Darw
7.4.3. Tipul musonic
- localizare: cu deosebire n Pen. India i Indochina
- precipitaii foarte abundente n timpul sezonului de var atunci cnd mu
ase de aer ncrcate cu o mare cantitate de vapori dinspre spaiile oceanice cu
a apare o perioad secetoas ca urmare a inversrii di
45
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
46/107
- include regiunea cu precipitaii maxime absolute (NE Indiei circa 10000-12000
mm).
localizare: ntre 15-35 n ambele emisfere, uneori la latitudini mai reduse;
precipitaii sczute cantitativ i neregulate ca urmare a regimului predominant
anticiclonic i a inversiunilor termice din alizee (cvasilipsa curenilor ascendeni);
include regiunea cu precipitaii minime absolute (Deertul Atacama 3-20 mm).
e Mrii Mediterane, California, Chile etc);
Mangalore, India 13 N , Elevation: 22 m
7.4.4. Tipul deertic-tropical
-
-
-
Berbera, Somalia 10.5 N , Elevation: 8 m
7.4.5. Tipul mediteranean
- localizare: la nord de tropicul Racului i la sud de tropicul Capricornului (spaiile
riveran
46
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
47/107
- var secetoas sub influena anticiclonilor subtropicali crora le sunt specifice mase
de aer uscat;
iarna regiunile sunt afectate de ciclonii latitudinilor mijlocii determinnd cderea
unor cantiti destul de mari de precipitaii, mai rar sub form solid
oceanic:
i S;
precipita caracter permanent i aactivit
iarna prec tivitii ciclonice.
, Elevation: 5 m
are: n interiorul continentelor la latitudini temperate;
- precipitaii tot mai reduse odat cu ndeprtarea de spaiile litorale;
-
Los Angeles, USA 34 N , Elevation: 37 m
7.4.6. Tipul temperat
- localizare: pe oceane i n vestul continentelor ntre 40-60 lat. N
ii bogate mai ales sub influena vnturilor de vest cu
ipitaiile sunt uor mai bogate ca urmare a intensificrii ac
-ii ciclonice intense;
-
London, England 51.5 N
- continental:
- localiz
47
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
48/107
- un maxim al precipitaiilor n anotimpul estival ca urmare a intensificrii conveciei
termice deasupra uscatului.
W
ceanic i cel continental.
polar
ne Antarcticii;
innipeg, Canada 50 N , Elevation: 240 m
- de tranziie ntre c.t. o
7.4.7. Tipul
- oceanic:
- localizare: Arctica i mrile i oceanele rivera
continental:
sume
maxim de
aproape nu
- precipitaii maxime iarna cu activitate ciclonic mai intens.-
- localizare: Groenlanda, Antarctica etc.
anuale reduse;
var cauzat de creterea umiditii aerului;
mai sub form solid.
-
-
-
Isachsen, Canada 79 N , Elevation: 35 m
48
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
49/107
Cap.8. Presiunea atmosferic
.1. Generaliti
resiunea atmosferic fora cu care aerul atmosferic apas asupra Pmntului egal
cu greutatea coloanei de aer cuprins ntre limita superioar a atmosferei i un punct dat.
al presiunea
e mercur nalt de
760 mm ) cu
, lat=45
(detalii exp 1643). Dac condiiile
de m de cele standard la valoarea
citit surare a presiunii
atmo
terea altitudinii ca urmare a scderii grosimii
i greu asupra Pmntului, mai accentuat ns n stratele inferioare,
unde se ei de atracie gravitaional a
Pmn se mai nregistreaz la 5,5 km i doar o zecime la
18,4 km
radientul baric vertical (variaia presiunii pe unitatea de distan n direcie vertical)
are o valoare normal de 12,8 mb/100 m n timp ce treapta baric (distana pe vertical pentru
care se ealizeaz o cretere/descretere a presiunii cu 1 mb) este de 7,8 m/mb (modificat de
temperatur: la ridicarea cu 1 C a temperaturii t.b. crete cu 4 %). Acest din urm parametru
servete pentru reducerea presiunii la nivelul mrii dac altitudinea nu depete 500 m.
Pentru dini mai mari se folosete formula La Place.
8
P
Presiunea atmosferic norm
loane d
(1013,3 mb, 1013,3 hPa, 1033 gf/cm
1 cm la t=0C, H=0 m
eriena lui E. Toricelli,
surare a presiunii difer
la barometru (instrument de m
sferice) se aplic corecii.
echilibrat de greutatea unei co
suprafaa seciunii de
8.2. Variaia presiunii atmosferice cu nlimea
Presiunea atmosferic scade odat cu cre
tii coloanei care apas
concentreaz marea mas a atmosferei, ca urmare a fore
tului (jumtate din presiunea la sol
).
G
r
altitu
49
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
50/107
Variaia presiunii atmosferice cu altitudinea
8.3. Variaiile periodice i neperiodice ale presiunii
Presiunea sufer variaii continue ca urmare a nclzirii inegale a diferitelor
compartimente ale suprafeei terestre sau a deplasrii maselor de aer cu temperaturi i
densiti diferite, factori care determin comprimarea sau destinderea aerului. Prognoza
acestor variaii st la baza prognozei vremii.
Ecartul de variaie a presiunii la nivelul scoarei terestre se ncadreaz n ecartul1078,3 mb (Barnaul, Siberia, ianuarie 1900-anticiclonul termic siberian) i 884 mb (Murato,
Japonia, septembrie 1934-taifun), rezultnd o amplitudine baric de 194,3 mb.
Variaia zilnic a presiunii scoate n eviden 2 maxime (orele 10 mai puternici 22)
i 2 minime (orele 4 i 16 mai puternic) puternic perturbate de activitatea ciclonic i
anticiclonic la latitudini medii. Amplitudinile barice diurne sunt mai accentuate la Ecuator
(3-4 mb) comparativ cu regiunile polare (aproape de 0 mb).
Variaia anual este dependent de latitudine, altitudine i natura suprafeei active.Astfel, se evideniaz cteva mari tipuri:
50
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
51/107
- continental cu un maxim de iarn i un minim de var bine evideniate n zona
temperat din emisfera nordic ca urmare a nclzirii i rcirii puternice a marilor mase
continentale (amplitudini de pn la 37 mb n Cmpia Siberiei);
oceanic cu un mers invers celui continental (amplitudini 5-6 mb la poli i 2-3 mb n
regiunile tropicale);
polari subpolar maxim primvara (temperaturi minime la nivelul gheii) i minim
iarna (activitatea ciclonic intens);
montan cu o maxim de vari o minim de iarn.
.4. Cmpul baric, topografia baric, izobarele
u ajutorul valorilor de presiune se pot reprezenta prin interpolare suprafeele
izobarice (de egal presiune atmosferic). Repartiia spaial a presiunii atmosferice
caracterizat prin sisteme de suprafee izobarice poart denumirea de cmp baric.
Temperatura i presiunea nu sunt uniform distribuite n atmosferi n consecin suprafeele
barice sunt deformate fa de suprafaa orizontal.
iniile care unesc punctele cu aceeai presiune atmosferic se numesc izobare acestea
fiind utilizate n construire mb). Izobarele sunt linii
urbe, sinuoase care nu se intersecteazi contureaz suprafee nchise.
e nivele se folosete metoda
topografiei barice care const n redarea pe harta cu izohipse (linii care unesc punctele cu
aceeai
e presiune atmosferic i fac apariia siteme cu
presiun
sau eliptice n
mosferic ridicat (cu o presiune
t asociate strile cu vreme stabil fiind sursa unor
-
-
-
8
C
L
a hrilor sinoptice (trasate din 5 n 5
c
Pentru reprezentarea presiunii atmosferice la diferit
presiune atmosferic n atmosfera liber) a nivelelor la care se situeaz o suprafa
izobaric fa de nivelul mrii (topografie baric absolut 850, 700, 500, 300 mb) sau fa
de alt suprafa baric (topografie baric relativ).
Ca urmare a modificrilor regionale d
e ridicat sau cobort (sisteme barice):a. ciclonul (D, L) este un sistem de presiune atmosferic sczut (cu o presiune care
nu depete 1010 mb n partea central), cu izobare nchise ovale
care presiunea scade de la periferie spre centru; i sunt asociate strile cu vreme
instabil; micarea n ciclon se produce n sens invers acelor de ceasornic n
emisfera nordici invers n cea sudic;
b. anticiclonul (M, H) este un sistem de presiune atcare nu este mai redus de 1020 mb n partea central), n care presiunea crete dela periferie spre centru; i sun
51
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
52/107
mase importante de aer (tropical, polar, arctic) ; micarea n anticiclon are direcii
inversate comparativ cu cea din ciclon;
c. talveg - sistem de presiune atmosferic cobort, n form de ,,vale alungit,
prelungirea ciclonului; favorizeaz apariia fronturilor atmosferice;
elungirea anticiclonului;
i anticicloni dispui sub form
de cruce.
ic (Thompson, 2002)
i i principalele sisteme barice
in em i hawaii) la nord i sud de talvegul
n
ngust deseori, situat ntre 2 anticicloni; are izobare deschise sub form de ,,V
situate n
d. dorsal - sistem de presiune atmosferic cobort, n form de ,,culme alungit,situat ntre 2 cicloni, n pr
e. a baric formaiune baric situat ntre 2 ciconi
Principalele forme de relief bar
8.5. Zonele de presiune ale Pmntulu
La nivelul Globului se contureaz cteva mari zone de presiune:
- un bru de presiune uor sczut sub forma unui talveg la ecuator;
- brurile de nalt presiune subtropicale (in emisfera sudica trei celule de presiune;
isfera nordica doua celule oceanice :azore
ecuatorial la latitudinea de 30
- brurile de presiune joas, axate pe paralela de 60, in zona latitudinilor medii pn
zona subarctic;
52
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
53/107
- centre permanente de nalt presiune (anticicloni termici) n zonele polare.
Zonele de presiune ale Terrei
rurile de presiune se deplaseaz sezonier pe ntinderea ctorva grade de latitudine.
misfera nordic prezint trsturi specifice din cauza marilor ntinderi de uscat ale
Americii de Nord i Asiei, respectiv deasupra uscatului, se dezvolt iarna centre de presiune
nalt, n schimb vara se dezvolt centre de joas presiune; deasupra oceanelor iau natere
formaiuni barice contrare celor de pe uscat. Astfel, iarna deasupra continentelor Asia i
America de Nord se formeaz anticicloni termici (anticiclonul siberian, anticiclonul
canadian) iar deasupra o (depresiunea aleutina si
depresiunea islandeza).
i umede ;
cate ;
vara si toamna provoaca scaderi bruste de temepratura,
B
E
ceanelor Pacific si Atlantic zone depresionare
Sisteme barice cu aciune asupra Romniei sunt:
- anticiclonul azoric - propulseaza mase de aer cald, umed ;
- depresiunea islandeza - in special iarna, genereaza mase de aer reci s
- anticiclonul siberian - in special iarna, genereaza mase de aer reci si us
- ciclonii mediteraneeni - iarna, genereaza in sudul tarii mase de aer calde si umede,
care produc ploi, lapovita, ninsori ;
- anticiclonul scandinav - prim
urmate de ingheturi;
53
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
54/107
- anticiclonul nord-african - in sud-vestul tarii genereaza mase de aer calde si uscate ;
ticiclonul groenlandez - in vestul tarii genereaza mase de aer rece.- an
54
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
55/107
Cap.9. Curenii atmosferici
9.1. Generaliti
urenii atmosferici includ totalitatea micrilor efectuate de aerul atmosferic.
ea mai simpl form este reprezentat de vnt, adic micarea aerului n direcie
orizontal, indus n principal de diferen
temperatur i presiune. Vntul ac
dinspre regiunile cu presiune ridicat
cu presiune atmosferic mai redus
rincipalii parametri as
.2. Factorii care influeneaz viteza i direcia vntului la sol
.2.1. Gradientul baric orizontal
ariaia presiunii pe unitatea de distan n direcia n care presiunea scade mai
accentu t poart denumirea de gradient baric. Vectorul asociat acestei fore este orientat
perpendicular pe izobare. n acest context dac suprafeele izobarice sunt paralele cu suprafaa
substratului i orizontale presiunea nu prezint variaii pe orizontal i n consecin nu
acioneaz vntul.
C
C
ele de
ioneaz
nspre cele
.
ociai vntului
/s),
P
sunt: direcia (roza vnturilor cu cele 16 puncte
cardina i intercardinale), viteza (m
structura (laminar, turbulenta, n rafale), durata, intensitatea (scara Beaufort) etc.
icrile pe vertical aprute ca urmare a dezvoltrii proceselor de turbulen,
convec icri turbionare etc. pot atinge n anumite condiii viteze mai mari de 100 m/s
(ex. n tornade).
le
M
ie, m
9
9
V
a
55
-
8/3/2019 Curs Meteo -Clima Arghius
56/107
Acesta este ns doar istnd
reparti inegale ale temperaturii i presiunii i nclinri diferite ale
suprafe de orizontal condiii care determin apariia
unui an orizontal i n consecini a vntului.
u ct distana dintre izobare este mai mic adic gradientul
mai ma
ontinentului nostru
g nui uragan n Marea Britanie (31,1 mb/111
efectul Coriolis)
de Cor
ceasornic, condiii n care
tunci cnd aerul se deplaseaz deasupra
suprafe
mic la rndul su, ns cu vitez diferit.
Astfel, er
pa, aerul etc.) sufer o abatere spre dreapta n emisfera no