Curs Meteorologie UMC

7/25/2019 Curs Meteorologie UMC

1/79

Universitatea Maritim din Constana

METEOROLOGIE i HIDROLOGIE MARIN I

Suport de curs

Anul II Navigaie

Semestrul I

Titular de curs:

Confereniar univ.dr. Brndua CHIOTOROIU

Not: Suportul de curs conine extrase din diferite lucrri de

specialitate, cu citarea sursei bibliografice.


2/79

Bibliografie recomandata

Bowditch N., The American practical navigator. An epitome of navigation, Pub. No.9, National

Imagery and Mapping Agency, USA, 2002 ed.Chiotoroiu B., Meteorologie si Hidrologie marina I, suport de curs, Biblioteca UMC, 2008.Chiotoroiu B., Hidrometeorologie fluviala, Edit. ExPonto, Constanta, 2001Negut L., Meteorologie maritima, Editura Sport-Turism , Bucuresti, 1983.Pescaru C., Pescaru Al., Meteorologie marin, Editura Nautica, Constana, 2005Pop Gh., Introducere n meteorologie i climatologie, Editura tiinific i Enciclopedic,Bucureti, 1988Ticovschi A. , Diaconu DC, Meteorologie si Hidrologie. Lucrri practice. Edit Univ. Buc, 2004.***Ghiduri si regulamente ale OMM***Admiralty Routeing Charts, UK Hydrographic Office.***Browns Nautical Almanac, publ. Brown, son & Ferguson, Ltd., UK, 2005***Maritime Meteorology, 2nded., Thomas Reed Publications, 1997.

***Meteorology for Mariners, Meteorological Office, 3rd

ed., 8th

impression, London, HMSO,1996.***The Mariners Handbook(NP 100), 7th ed., UK Hydrographic Office, 1999.***www.weather.gmdss.org***www.metoffice.gov


3/79

1.1. SURSE DE DATE I METODE DE CERCETARE N

METEOROLOGIA MARIN.

1.2. SERVICII METEOROLOGICE MARITIME.

1.1. Meteorologia este o ramur a tiinelor geofizice care se ocup cu studiul structurii icompoziiei atmosferei, al proprietilor fizice i al proceselor i fenomenelor care au loc ncuprinsul ei. Scopul meteorologiei este elaborarea de prognoze pe termen scurt i mediu.

n pregtirea unui voiaj exist o etap de documentare, care presupune consultareadiferitelor categorii de documente i hri, inclusiv a hrilor cu date climatologice (de exempluRouteing charts). Aceste date climatologice sunt valori medii multianuale ale unor parametrimeteorologici sau hidrologici. Climatologiase ocup deci cu studiul regimului strilor de vremesemnalate n decursul unei perioade ndelungate de ani (minim 30 de ani) ntr-un spaiudeterminat.

Metode de cercetare folosite n meteorologie

Metodele de cercetare sunt:1.Observaia meteorologic permite obinerea de date referitoare la procesele i

fenomenele atmosferice. Observaia meteorologiceste:1.1.-vizual (determinarea norilor, precipitaiilor, a unor fenomeneatmosferice etc)1.2.-instrumental (se realizeaz cu ajutorul aparatelor i instrumenteloe meteorologice).Observaiile meteorologice pot fi: orare, sinoptice (care se fac din 3 n 3 ore),

climatologice (din 6 n 6 ore) sau experimentale (care se realizeaz ori de cte ori este nevoie).2.Metoda experimentului cu ajutorul creia se pot cerceta procesele i fenomenele

meteorologice n condiii de laborator, create i dirijate n funcie de scopul urmrit.

Sursele de date meteorologice sunt:

1. Staiile meteorologice clasice i automatecarepot fi-staii meteorologice cu program sinoptic (observaiile se fac din 3 n 3 ore) i climatologic

(observaiile se fac din 6 n 6 ore);-staii radar ;-staii de radiosondaj;-staii cu platforme pentru sondajulcu balonul pilot;-staii cu program de radioactivitate;-staii cu program agrometeorologic;-staii cu program actinometric.-staie pentru prelucrarea datelor transmise de sateliii meteorologici

-staie pentru msurarea electricitii.n biroul staiei :-sunt instalate aparatele de msurare a presiunii atmosferice;-se verific datele nregistrate;-se transcriu datele de observaie din registrele staiei n tabelele meteorologice;-se descifreaz diagramele de la aparatele nregistratoare.Pe platforma meteorologic sunt instalate instrumentele i aparatele meteorologice cu

care se efectueaz cea mai mare parte a observaiilor meteorologice.Amplasarea platformei meteorologice se face:-n spaii deschise, reprezentative pentru regiunea n care se gsete;-departe de influena obstacolelor (la distane de 10-20 de ori nlimea obstacolelor mici,

respectiv mari);

-pe suprafee netede, nierbate;-la dimensiuni standard de 26x26 metri;Amplasarea aparatelor meteorologice se face pe mai multe aliniamente, de la nord (unde

este accesul pe platform) la sud, dup cum urmeaz:


4/79

-pe 1-ul aliniament se amplaseaz giruetele i chiciurometrul;-urmeaz adposturile meteorologice n interiorul crora se afl aparate i instrumente pentrudeterminarea temperaturii i umezelii aerului.-pe al 3-lea aliniament sunt instalate pluviometrele i pluviograful, care servesc la msurarea inregistrarea cantitilor de ap provenite din ploi i ninsori, chiciurometrul si mira nivometrica;-pe al 4-lea aliniament, n partea sudic a platformei, se instaleaz heliograful, platformaactinometric i termometrele de sol.

2. Radarul meteorologicUrmrete determinarea prezenei, configuraiei, evoluiei i deplasrii sistemelor noroase

i orajelor pe o raz de 200-300 km n jurul staiei radari msurarea caracteristicilor vntului naltitudine. Funcionarea se bazeaz pe proprietatea undelor electromagnetice de a fi reflectatede obstacolele cu dimensiuni mai mari dect jumtatea lungimii lor de und sau de a fi difuzatede particulele aflate n suspensie n atmosfer.

3. Sondajul de vant cu balonul pilot.Folosetebaloane pilot umplute cu hidrogen, urmrite de la sol cu teodolite. Viteza de

deplasare a balonului este deci imprimat de viteza ascensional proprie i de viteza curenilorverticali sau orizontali de aer; nsumarea lor d viteza rezultant, respectiv mrimea care se

determin prin sondajul aerian.

4. RadiosondaSe folosete pentru determinarea presiunii, temperaturii, umezelii aerului la diferi te

nlimi n atmosfer. Poate conine senzori i pentru determinarea altor parametri.Include emitor radio de putere mica, receptor de presiune, de temperatur; de

umezeal, cilindrul codificator, radioteodolitul (aparat complex cu care se urmrete balonulpilot, indiferent de tipul de nori). El recepioneaz semnalele ultrascurte ale radioemitoruluiconectat la radiosonda lansat n atmosfer, determinndu-i nencetat coordonatele unghiulare.Transmiterea de ctre radiosond a datelor privitoare la presiune, temperatur, umezeal seface prin diverse combinaii de impulsuri scurte i lungi de joas frecven care se constituientr-un cod special.n pauza dintre semnalele codificate, radiosonda emite impulsuri de naltfrecven (peste 2000 impulsuri pe secund) necesare pentru determinarea coordonatelor eiunghiulare.

5. Laserul meteorologic: LidarulEste folosit pentru determinarea plafonului norilor, detectarea apariiei la orizont a ceii

sau pclei invizibile cu ochiul liber, precum i a direciei i vitezei vntului (prin urmrireadiverselor particule transportate de acesta). Conine un emitor de microundeelectromagnetice, un receptor i o instalaie de comand i nregistrare, prevzut cuosciloscop.

6. Sateliii meteorologiciSunt

mijloace tehnice mobile sau staionare cu ajutorul crora atmosfera terestr poate ficercetat eficient de la nlimi foarte mari. La bordul fiecrui satelit exist una sau mai multecamere de televiziune care pot transmite imagini (evoluia sistemelor noroase) de pe emisferaterestr luminat de Soare. Sateliii meteorologici sunt prevzui i cu camere de televiziunesensibile la radiaii infraroii, ceea ce permite obinerea de imagini ale norilor aflai deasupraemisferei terestre neluminate de Soare.

1.2. Servicii meteorologice maritime.Coninutul i modul de transmitere a informaiei meteorologice ctre utilizatorii maritimi

(nave, platforme off-shore) sunt stabilite i actualizate periodic de ctre OrganizaiaMeteorologic Mondial (OMM).

Misiunea OMM include i furnizarea prognozelor meteorologice de bun calitate i a

serviciilor de avertizare pentru a crete sigurana vieii pe mare.Rspunderea OMM de a furniza astfel de servicii, ca i rolul OMM n coordonarea acestorservicii sunt menionate i n Convenia Internaional privind Sigurana Vieii pe Mare(International Convention for the Safety of Life at Sea - SOLAS), adoptat n 1974.


5/79

Serviciile meteorologice pentru largul mrii trebuie s includ:-furnizarea de avertismente i buletine meteorologice referitoare la starea vremii i starea mrii;-furnizarea de informaii hidrometeorologice pentru operaiunile de salvare i cutare pe mare;-date climatologice pentru zona respectiv;-informaii detaliate i recomandri furnizate de experi.

Transmiterea informaiei meteorologice ctre nave se face prin folosirea sistemelor dedifuzare al Sistemului GMDSS (Global Maritime Distress and Safety System GMDSS). GMDSSeste un sistem integrat de comunicaii care folosete comunicaii radio i prin satelii. Sistemulprevede obligaia navelor de a fi echipate cu receptoare Inmarsat* i Navtex** ca s primeascautomat informaii privind sigurana navigaiei, inclusive informaii hidrometeorologice.

*INMARSAT este un sistem de comunicaii prin satelit, care dateaz din anul 1979. Tipurile deStaii terminal Inmarsat de la bordul navelor recunoscute de ctre GMDSS sunt: Inmarsat B, C i F77. PrinInmarsat C este posibil stocarea de date, transmiterea de date i mesagerie prin Internet ntre coast-nav, nav-nav, nav-coast precum i trimiterea de alerte de primejdie preformatate, ctre un centru decoordonare a activitilor de salvare pe mare. Serviciul Inmarsat C SafetyNET este un serviciu de difuzareprin satelit a informaiei privind sigurana navigaiei, inclusiv a avertismentelor meteorologice pentru largulmrii.

**NAVTEX este un mijloc de recepie a informaiei privind sigurana navigaiei la bordul navei,incluznd : avertismente de navigaie, prognoze i avize de vreme rea, informaii privind a ctiviti desalvare i cutare pe mare.Receptorul Navtex este un receptor radio de dimensiuni i costuri relativ mici,cu posibilitatea de imprimare instantanee a informaiei recepionate. Frecvena de transmitere a mesajeloreste de 518 kHz,n limba englez.

Oceanul Planetar este divizat n areale pentru care au fost desemnate anumite ServiciiMeteorologice Naionale responsabile cu transmiterea informaiei la bordul navelor aflate narealele respective. Transmiterea de avertismente meteorologice i buletine privind starea vremiii a mrii pentru zonele care nu pot fi acoperite de sistemul N avtex, se face prin sistemulSafetyNET.

Serviciile Meteorologice Naionale au responsabilitatea elaborrii prognozelor i

avertismentelor de vreme rea pentru o anumit zon METAREA, partial sau n totalitatea zonei ipe cea a transferului acestor prognoze i avertismente ctre un serviciu desemnat cutransmiterea informaiei ctre navele aflate ntr-o anumit zon METAREA.

Zonele METAREA (METeorological service AREAS) sunt n prezentn numr de 21.


6/79

Structura buletinelor meteorologice pentru largul mrii trebuie respectat de ctre toateserviciile meteorologice naionale responsabile cu elaborarea lor. Un buletin meteorologictransmis la bordul navelor trebuie s conin 3 pri:

Partea I:Avizele de furtun(sau fenomene meteorologice periculoase)-se transmite de cel putin 2 ori pe zi, text, lb. englez;-se transmite imediat i se repet la fiecare 6 minute dac vremea se nrutete;-avertismentele privind furtunile pe mare sau ciclonii tropicali trebuie s conin

urmtoarele informaii: tipul de avertizare, data emiterii, descrierea perturbaiei atmosferice ipresiunea n centru; localizarea centrului furtunii (lat. i long.), zona afectat, fora sau vitezavntului i direcia, starea mrii, alte informaii.

Partea II:Analiza situaiei meteorologiceconine:-data i ora emiterii (UTC);-descrierea principalelor caracteristici ale vremii, respectiv a situaiei reprezentate pe

harta meteorologic la sol;-direcia i viteza de deplasare a sistemelor de presiune (cicloni, anticicloni) i a

perturbaiilor tropicale: informaii despre valoarea presiunii n centrul ciclonilor/anticiclonilor,localizarea centrului, deplasri sau modificri ale presiunii atmosferice, respectiv slbirea sauintensificarea ciclonilor/anticiclonilor.

- fora sau viteza vntului i direcia;-fenomenele atmosferice i vizibilitatea;-starea gheurilor marine.-caracteristicile valurilor (de vnt i hul), ale gheurilor n deriv i ale curenilor.

Partea III: Prognoza.Contine:-perioada de valabilitate a prognozei;


7/79

-zona METAREA;-date despre viteza/fora vntului, direcia vntului, starea mrii, vizibilitate, depuneri deghea pe corpul navei; caracteristicile gheurilor marine.-informaii despre alte fenomene precum valuri anormale etc.-prognoza conine termeni descriptivi pentru fenomenele atmosferice, vizibilitate, stareamrii.

Exemplu de mesaj NAVTEX (buletin meteo) pt METAREA I, coninnd cele 3 pri:

HIGH SEAS BULLETIN FOR METAREA 1ISSUED AT 0800 UTC ON TUESDAY 08 OCTOBER 2013BY THE MET OFFICE, EXETER, UNITED KINGDOMFOR THE PERIOD 0800 UTC ON TUESDAY 08 OCTOBER UNTIL 0800UTC ON WEDNESDAY 09 OCTOBER 2013

Part 1:

NO STORMS

Part 2:

GENERAL SYNOPSISAT 080000UTC, LOW 65 NORTH 29 WEST 1011 EXPECTED 63 NORTH09 WEST 1002 BY 090000UTC. LOW 61 NORTH 05 WEST 1008EXPECTED 64 NORTH 09 EAST 997 BY SAME TIME. LOW 73 NORTH04 WEST 994 EXPECTED 74 NORTH 05 EAST 998 BY THAT TIME.AT 080000UTC, LOW 45 NORTH 39 WEST 999 EXPECTED 42 NORTH39 WEST 1000 BY 090000UTC. HIGH 48 NORTH 05 WEST 1026EXPECTED 50 NORTH 17 WEST 1031 BY SAME TIME. HIGH 64NORTH 15 WEST 1017 EXPECTED 70 NORTH 36 WEST 1028 BY THATTIME. NEW HIGH EXPECTED 58 NORTH 28 WEST 1031 BY090000UTC

Part 3:

AREA FORECASTS FOR THE NEXT 24 HOURS

SOLEVARIABLE OR SOUTHWESTERLY 4, BECOMING NORTHWESTERLY 4 OR5. MODERATE OR ROUGH. MAINLY FAIR. MODERATE OR GOOD,OCCASIONALLY POOR AT FIRSTSHANNONVARIABLE MAINLY WEST 4, BECOMING NORTHWEST 4 OR 5. ROUGH,BECOMING MODERATE. FAIR. GOODROCKALLWESTERLY VEERING NORTHWESTERLY 5 TO 7, PERHAPS GALE 8 INNORTH LATER. ROUGH. SHOWERS. GOODBAILEY

VARIABLE 4 BECOMING NORTHWESTERLY 6 TO GALE 8, PERHAPSSEVERE GALE 9 LATER. ROUGH. OCCASIONAL RAIN THEN SQUALLYSHOWERS. MODERATE OR GOOD, OCCASIONALLY POOR AT FIRSTFAEROES

Observaie:n partea 3 (Prognoza) sunt detaliate informaii pentru diferitele subzone din cadrulMETAREA I (Sole, Shannon etc.). Limitele acestor subzone pot fi observate pe harta urmtoare.


8/79

Bibliografie:

1. Chiotoroiu B., Meteorologie si Hidrologie marina I, suport de curs, Biblioteca UMC, 2008.2.www.weather.gmdss.org


9/79

2. ATMOSFERA. COMPOZIIE, STRUCTUR, PROPRIETI FIZICE.

2.1. COMPOZIIA ATMOSFEREI.

Atmosfera este nveliul gazos al Pmntului care se rarefiaz odat cu nlimea ireprezint un amestec de:- gazedintre care unele se pstreaz n proporii constante pn la nlimea de 100

km;- gaze care se caracterizeaz prin proporii variabile care depind de nlime sau de

caracteristicile suprafeei terestre active;- vapori de ap;- particule solide.

Compoziia chimic a gazelor din aerul atmosferic (pn la 20 km nlime):Azot N2 78.08 %Oxigen O2 20.9 %

Argon A 0.9 %Neon Ne

0.036 %Heliu HeKripton KrHidrogen H2Xenon XeRadon Rn

Azotul i oxigenulsunt gazele principale predominante, dein 99.03% ca volum. Celelaltegaze mpreun reprezint doar 0.97% din volum. Proporia gazelor este constant n atmosferainferioar.Argonul, neonul, heliul, kriptonul, xenonul i radonulsunt inerte chimic. Radonul este

radioactiv.Gazele secundare sunt prezente n aer n proporii reduse: dioxidul de carbon - CO2,oxidul de carbon - CO, metanul - CH4, ozonul - O3.

Dioxidul de carbon CO2 - concentraia crete lent. Concentraii mari se nregistreaz nzonele industriale sau cu activitate vulcanic. Este un produs de ardere dar provine i dinprocese precum respiraia sau descompunerile organice.

Oxidul de carbon COare proporie redus n aer.Metanul CH4 este rezultatul descompunerii materiei organice. Este prezent n cantiti

mici n atmosfer.Ozonul O3este starea alotropic triatomic a oxigenului. Se gsete n proporii mai mari

n atmosfer ntre 25 i 50 km nlime.Vaporii de ap sunt un gaz principal, cu proporie variabil n timp i spaiu (0-4% din

volum).Particulele solide i lichide se afl n suspensie i dispersie n aerul atmosferic ialctuiesc n totalitatea lor aerosolii. Aerosolii sunt n concentraie mare n straturile atmosfericeinferioare, de 7000-9000 particule/cm3de aer. Concentraia lor scade cu altitudinea la sub 100particule pe cm3la 5 km altitudine. Au origine natural i antropic.

Aerosolii naturali : praful cosmic, cenua vulcanic, particulele de fum, de praf, materiiorganice (polen, spori de plante, bacterii), srurile marine (higroscopice, sunt nuclee decondensare a vaporilor de ap).

Aerosolii antropogeni rezult din arderea combustibililor, activitatea industrial,transporturi. Ex: particulele de fum, cenu, ciment, oxizi, praf.

Poluare, nocivitate:

Aerosolii reduc transparena aerului, slbesc radiaia solar i sunt particule periculoasepentru om i vieuitoare. Sunt nocivi n funcie de densitate, durata persistenei n aer,comportament chimic. Efectul duntor crete dac se asociaz particule naturale i antropice(ex smog).


10/79

-Derivaii oxigenai ai sulfului (SO2, SO3) provenii din arderea crbunilor cu coninutridicat de pirite sau a ieiului cu sulfuri altereaz puritatea aerului.

-Hidrocarburile i oxizii de azotemii prin eapamentele autovehiculelorsau de uzine sautermocentrale, asociate cu gaze organice i particule, sub aciunea radiaiei solare alctuiescsmogul oxidant (fotochimic) care este cel mai nociv poluant al atmosferei din marile centreindustriale.

-Oxidul de carbon COeste un gaz poluant care provine din eapamentul autovehiculelor

i alte procese de ardere.-Metalele sunt n aer sub form de pulberi, soluii, vapori de sruri i compui organo-metalici. Ex:plumbulrezult din tetraetilena de plumb (adaos antidetonant al benzinei);

-nichelul, titanul, berilul, staniul, arseniul, vanadiul se gsesc n produsele de ardere acrbunilor i benzinei.

-Insecticidele i vopselele degaj mercur, arseniu i plumb.

2.2. STRUCTURA ATMOSFEREI

nveliul de aer cntrete 52 x 1014 tone metrice, ceea ce reprezint a 25-a parte din

masa hidrosferei (nveliul de ap al Pmntului) i mai puin de o milionime din masa globuluiterestru. Jumtate din aceast mas este situat pn la nlimea de 5 km iar 9/10 la nlimimai mici de 16 km.

Forma atmosferei se aseamn cu forma Pmntului, dar este mai bombat la Ecuator imai turtit la Poli. Limita superioar a atmosferei se consider a fi la nlimea de 3000 km.Repartiia temperaturii aerului pe vertical este criteriul cel mai des folosit pentru clasificareastraturilor atmosferei terestre. n funcie de acest criteriu se disting:

1. TROPOSFERA ( 0-11 km)Tropopauza2. STRATOSFERA (11-32 km)Stratopauza3. MEZOSFERA (32-80 km)Mezopauza4. TERMOSFERA (80-1000 km)Termopauza5. EXOSFERA (1000-3000 km)

1.TROPOSFERA-este situat n imediata vecintate a suprafeei Pmntului;-estestratul cu cea mai mare densitate a aerului-cuprinde 75% din masa atmosferei i 95% din cantitatea de vapori de ap.-Aici se produc toate procesele i fenomenele ce au loc n atmosfer.-Grosimea stratului variaz ntre 8 km la Poli i 18 km la Ecuator, la latitudini medii fiind

de 11 km.-Temperatura aerului scade cu altitudinea n medie cu 0.6 C la 100 metri (valoarea mediea gradientului termic vertical yt la latitudini temperate). La ecuator la limita superioar atroposferei temperatura aerului atinge -80 C, iar la Poli -50 C.

Troposfera este stratul cel mai turbulent al atmosferei. n cuprinsul acestui strat se producmicri de convecie (pe vertical) i care au ca efect omogenizarea aerului, micri de advecie(pe orizontal), avnd ca efect formarea vnturilor i modificarea vremii i turbulene (sub formde vrtejuri, care sunt foarte rare).n troposfer se formeaz toate tipurile de nori, determinnd toate tipurile de precipitaii.

Tropopauza este un strat de trecere de 2-3 km grosime care prezint urmtoarelecaracteristici:

-este discontinuu (prezint rupturi);

-exist cureni de aer cu viteze foarte mari, care determin schimbri brute ale vremii lanivelul solului;

-are grosimi diferite, mai mari deasupra polilor, mai reduse deasupra Ecuatorului.


11/79

Datorit diferenelor mari de temperatur, apar diferene mari de presiune care determinapariia unor cureni cu viteza de peste 700 km/h (cureni jet = jet stream) care se deplaseaz dela vest la est, nu sunt continui i pot fi asemnai cu fluvii cu limi de 500 km i cu traiectoriemeandrat.

2.STRATOSFERA este stratul cu temperatura constant (strat de izotermie). Aceastconstatare a fost posibil odat cu lansarea primelor rachete, cnd s-a observat c pe o distande 11-25 km temperatura aerului rmne constant. Pe distana de 25-32 km temperaturacrete pn la 0 C datorit prezenei ozonului (respectiv absorbiei radiaiilor ultraviolete care seface cu degajare de caldur). Se disting 2 substraturi: a) 11-25 km i b) 25-32 km.Se pot forma nori din cristale fine de ghea datorit vaporilor de ap care depesctropopauza, la 25 km nlime.

Stratopauzaeste stratul de trecere de la stratosfer la mezosfer. Unii autori considera

c limita superioar a stratosferei i a stratopauzei s-ar situa la 50 km.3.MEZOSFERA (OZONOSFERA)conine o mare parte din ozonul din atmosfera terestr,

aflat n concentraii mari ndeosebi la 40-55 km nlime. Acest strat se extinde de la nlimi de40-55 km pn la nlimi de 80 i chiar 100 km. Din punct de vedere termic exist diferenieri pelatitudine, temperatura aerului scznd pn la valori de -80 i chiar -110 C la limita superioara acestui strat.

Mezopauzaeste stratul de trecere de la mezosfer la termosfer.

4.TERMOSFERAeste stratul n care se nregistreaz cele mai ridicate temperaturi, de+2000 i chiar +3000 C, datorit ionizrii puternice a aerului de ctre radiaiile X, , corpuscularei ultraviolete care vin de la Soare.


12/79

Variaia pe vertical a temperaturii aerului n atmosfera terestr

Acest strat se extinde pn la nlimi de 1000 2000 km. La peste 600 km nlimetemperatura scade treptat. n cuprinsul acestui strat se produce reflexia total a undelor lungi,medii, scurte i seformeaz aurorele polare datorit radiaiilor corpusculare ale Soarelui ce seciocnesc de moleculele de aer, orientndu-se dup liniile de cmp (de for ale cmpuluimagnetic) ale Pmntului, aglomerate spre polii Pmntului.

TERMOPAUZA= strat subire de tranziie.

5. EXOSFERA(10003000 km ) este stratul limit al atmosferei terestre. Moleculele de

aer se gsesc la distane de 100 200 km una de alta.Observaii: Termenul de ionosfer se refer la proprietile electrice ale atmosferei, respectivlaionizarea gazelor constituente ale atmosferei la nlimi cuprinse ntre 70 i 480 km.Substraturile identificate poart denumirea de regiunea D, E i F. Regiunea D secaracterizeaz prin absorbia undelor de nalt frecven i reflectarea puternic a undelor dejoas frecven n timpul zilei, noaptea acest strat reducndu-se sau disprnd.Regiunea E,situat la peste 85 km nlime se reduce noaptea i variaz puternic i n funcie de anotimp. nacest strat sunt reflectate undele lungi pn la frecvena de 3.5 MHz. Regiunea F este situat lanlimi de 120-480 km i reflect undele scurte pn la frecvena de 7.5 MHz datoritconcentraiei mari de electroni.

Bibliografie:

1. Chiotoroiu B., Meteorologie si Hidrologie marina I, suport de curs, Biblioteca UMC, 2008.2.Chiotoroiu B., Hidrometeorologie fluviala, Edit. ExPonto, Constanta, 2001.


13/79

3. RADIAIA SOLAR. TERMICA ATMOSFEREI JOASE.VARIATII IN TIMP SI SPATIU ALE TEMPERATURII AERULUI.

3.1. RADIAIA SOLAR.

Soarele este unica surs de energie caloric a suprafeei terestre. Are un volum de1300000 ori mai mare dect al Pmntului. Emite 3216 x 1027 cal/min din care Pmntulprimete a 2-a miliarda parte. Este format din gaze n stare incandescent. Centrul Soarelui estealctuit din hidrogen 50%, heliu 40% i restul este un amestec de elemente grele n staregazoas.

Cldura (energia) imens degajat de Soare provine din reaciile termonucleare dininteriorul Soarelui (fuziunea nucleelor de hidrogen i formarea heliului).

Aceast energiese rspndete n spaiul cosmic sub form de radiaii de diferite tipuri:raze X, , ultraviolete, raze luminoase, infraroii, corpusculare, alctuind spectrul solar.

Temperatura suprafeei radiante a Soarelui este de 6000 C, cldura transmindu-se princonducie i convecie. Soarele degaj o cantitate de cldur egal cu 3.216 x 1027 cal/min(valoarea medie).

La nivelul superior al atmosferei se primete numai o parte din aceast energie radiant.Energia primit la limita superioar a atmosferei, pe o suprafa de 1 cm2, perpendicular perazele solare este de 1.88 cal/min/cm2 valoare numit constant solar.

De la acest nivel apar fenomenele de absorbie, difuzie i reflexie a elementelor spectrului.Cantitatea de energie primit la suprafaa Pmntului este influenat i de nclinarea axeiPmntului, de micarea de rotaie, de forma de geoid a acestuia, care determin nclinarearazelor solare fa de suprafaa acestuia, durata zilelor i a nopilor precum i formareaanotimpurilor.

La trecerea prin atmosfer radiaia solar este modificat:Soare 180 km - energia radiant ramne constant;

180 km 80 km - razele X, Y, corpusculare sunt absorbite n totalitate (se produceionizarea) ducnd la existena unor temperaturi foarte ridicate;80 km 55 km - razele luminoase (vizibile) sunt difuzate n toate direciile, fenomen

numit Rayleigh;55 km 40 km 25 km se produce absorbia aproape n totalitate (98 %) a radiaiilor

ultraviolete cu formarea stratului de ozon.n troposfer, bioxidul de carbon CO2 i vaporii de ap absorb o parte din radiaiile

infraroii (raze calorice), iar o alt parte este reflectat napoi n spaiu. La suprafaa Pmntuluise produce un ultim fenomen de reflexie al energiei calorice ce poart denumirea de ,,albedo(acesta exprim capacitatea suprafeei terestre de a reflecta radiaia solar, se exprim nprocente i este mai mare deasupra suprafeelor de culoare deschis i mai mic deasuprasuprafeelor de culoare nchis).

In urma proceselor de absorbie i difuzie a radiaiei solare n atmosfer, la suprafaaterestr ajung 57% din radiaia primit la limita superioar a atmosferei.

Bilanul radiativ-caloric la suprafaa terestr reprezint diferena dintre cantitatea deenergie radiant primit i cea consumat. Dintre fluxurile radiative primite sau cedate desuprafaa terestr, cele mai importante sunt:

Radiaia solara direct (insolaia) (S) reprezint cantitatea de energie radiant primit desuprafaa Pmntului pe o suprafa de 1cm2/min. Crete odat cu rsritul Soarelui i scadespre apus. Atinge valoarea maxim la amiaz i minim la rsrit i la apus.

Radiaia difuz (D) este cantitatea de energie primit de suprafaa terestr dup ceaceasta a fost difuzat de nori sau de particulele n suspensie din atmosfer i variaz inversproporional cu transparena;

Radiaia global(Q) este suma dintre radiaia difuz i radiaia direct (kcal/min.);Cea mai mare valoare anual a radiaiei globale Q, de 200 kcal/cm2/an se nregistreaz n

deerturile tropicale iar cea mai mic, de 70 -80 kcal/cm2/an n zonele polare.


14/79

Radiaia reflectat(Rs) este funcie de natura suprafeei terestre i de unghiul de incidena razelor solare. Albedoul se noteaz cu A i reprezint partea din radiaia solar total,reflectat de suprafaa terestr : A= Rs/Q % ;

Radiaia terestrsau emisia terestr (Et) este radiaia pe lungimi de und lung, degajatde suprafaa Pmntului;

Contraradiaia atmosferei(Ea) este radiaia pierdut de straturile atmosferice inferioare, oparte fiind ndreptat spre suprafaa terestr i o alt parte spre straturile atmosferice superioare;

Radiaia efectiv (Re) reprezint diferena dintre emisia terestr i contraradiaiaatmosferei Re = EtEa.n form simplificat, bilanul radiativ-caloric la suprafaa terestr (care se exprim n

kcal/cm2/min) se poate scrie astfel :B= S + D + Ea - Rs - Et = Q (1 - A) - Re .

Bilanul este pozitiv ziua i negativ noaptea. Se modific n funcie de latitudine ianotimpuri: este pozitiv n perioada cald a anului i negativ n perioada rece i este pozitiv nregiunile ecuatoriale i tropicale. Cldura acumulat n aceste regiuni este transmis prin cureniiatmosferici i oceanici spre latitudinile superioare unde bilanul este negativ.

Bilanul determin repartiia temperaturii la suprafaa terestr i deci influeneaz procesulde evaporare, de formare a ceurilor, de topire a zpezii etc. Diferene importante apar ntre

suprafeele de uscat i cele acvatice care se nclzesc diferit: Uscatul se va nclzi mai rapid iintens fa de apa care se nclzete mai lent i moderat. Pierderea de cldur de ctre uscat seface la fel de repede cum a fost primit, n timp ce n cazul apei se face mai lent. Apa trebuie sabsoarb o cantitate de cldur de cinci ori mai mare dect uscatul pentru a-i ridicatemperatura la aceeai valoare cu cea a uscatului.

3.2. TERMICA ATMOSFEREI JOASE

Transferul cldurii n atmosferRadiaia solar constituie sursa principal de cldur pentru suprafaa terestr i

atmosferic. Energia solar transformat n cldur de suprafaa terestr este transmis aeruluiatmosferic prin:

-radiaie terestr-conductivitate caloric molecular-turbulen-convecie-advecie-schimbrile de faz ale apei.

1.Radiaia terestr infraroie, de und lung, cu efect caloric pronunat, este absorbit

selectiv de vaporii de ap i dioxidul de carbon i, ca urmare, stratul de aer din apropierea soluluise nclzete. Cldura se transmite, n continuare, tot pe cale radiativ, de la strat la strat, naltitudine. Fluxul de cldur este orientat invers n timpul rcirii suprafeei terestre active, dinsprestraturile de aer mai nalte ctre cele inferioare. Acest proces este continuu, dar are ns un rolminor n mecanismul transmiterii cldurii de la suprafaa terestr n atmosfer.

2. Conductivitatea caloric molecular are, de asemenea, un rol nesemnificativ ntransmiterea cldurii dinspre suprafaa terestr ctre aerul nconjurtor, coeficientul deconductivitate caloric a aerului fiind foarte sczut. Pe aceast cale se poate nclzi cel mult unstrat de aer de civa centimetri grosime.

3. Turbulena este un sistem de micare haotic, dup traiectorii complexe, sub form deturbioane i cureni de dimensiuni variabile a diferitelor volume mici de aer, numite elementeleturbulenei. Dimensiunile elementelor turbulenei sunt de ordinul centimetrilor, metrilor i chiar a

zecilor de metri. Micarea aerului care are, totdeauna, caracter turbulent, mai ales n straturileatmosferice inferioare, poate fi origine termic i dinamic (mecanic).a) Turbulena termic este determinat de fora aerostatic creat de neuniformizarea

termic a aerului. Intensitatea micrii turbulente va fi cu att mai mare cu ct diferenele de


15/79

temperatur pe vertical i pe orizontal dintre volumele de aer vor fi mai accentuate.Fenomenul este determinat de inegala nclzire a diferitelor compartimente mici ale suprafeeiterestre active.

b) Turbulena dinamic, care nu este condiionat de temperatura aerului, se dezvolt nmasele de aer deplasate de vnt, n urma frecrii cu suprafaa terestr. Intensitatea ei este nraport cu viteza vntului i gradul de rugozitate a suprafeei terestre.

Turbulena termic i dinamic pot aciona simultan, mai cu seama n timpul zilei,

determinnd caracterul complex i intensificarea turbulenei.4. Conveciaeste micarea vertical neorganizat avolumelor de aer, n sens ascendent idescendent, care amestec straturile de aer pe diferite grosimi, uneori pn la limita superioara troposferei. Dup condiiile de genez se deosebete o convecie termic i o conveciedinamic(mecanic).

a) Prin amplificare, turbulena termic se poate transforma n convecie termic, cauza fiindnclzirea inegal a unor compartimente mai mari ale suprafeei terestre (suprafee acvatice,suprafee cu cldiri, pduri .a.).

n locul micrilor turbionare haotice, de dimensiuni mai reduse, ncep s predomine,treptat, micri ascensionale puternice sub forma de jeturi cu viteze de la civa m/s pn lapeste 20m/s uneori. Alturi de curenii convectivi ascendeni apar i curenii descendeni, cuviteze mai mici, care pot ocupa, de asemenea, suprafee mari. Curenii ascendeni asociai cu cei

descendeni alctuiesc celulele convective. Prezena lor este indicat de nori caracteristici de tipconvectiv.

Dezvoltarea conveciei termice este condiionat de o anumit stratificaie termic a aeruluidin troposfer (stratificaia instabil sau convectiv).

b) Convecia dinamiceste micarea ascendent forat a maselor de aer deplasate devnt, cnd acesta ntlnete un obstacol de mari dimensiuni. n cazul cnd ascensiunea forat aaerului este determinat de versanii reliefului muntos convecia este orografic, iar cnd aerulcald i mai uor alunec ascendent deasupra unei mase de aer mai rece i mai dens, conveciaeste frontal.

Turbulena i convecia efectueaz cel mai important transfer de energie caloric pevertical n troposfer,dinspre straturile de aer inferioare, mai nclzite, spre cele superioare,mai reci.

5. Transferul de cldur n atmosfer se realizeaz i prin deplasarea aerului pe orizontal,fenomen numit advecie.Deplasarea orizontal a aerului mai cald sau mai rece poate determinao cretere sau o coborre, local a temperaturii, cu alte cuvinte variaia termic advectivpozitiv, respectivnegativ.

6. Schimbrile de faz ale apei.Apa din atmosfera terestr se gsete n trei stri de agregare: gazoas (vapori), lichid

(cea, nori, precipitaii lichide) i solid (cristale de ghea sau fulgi de zpad, grindin,depuneri de ghea etc.). Trecerile dintr-o faz a apei n alta se realizeaz prin evaporare,condensare, sublimare, ngheare, topire.

Transformrile de faz ale apei n cadrul procesului de evaporare i de condensareefectueaz astfel un transfer remarcabil de cldur ntre suprafaa terestr i atmosfer.

Condensarea vaporilor n aerul atmosfericeste nsoit de o important

degajare deenergie sub forma cldurii latente de vaporizare, cantitativ egal cu cea consumat n procesulde evaporare. Vaporii de ap, rezultai prin procesul evaporrii de la suprafaa terestr, suntantrenai de micrile turbulente i convective spre straturile atmosferice superioare unde secondenseaz, cednd cldur aerului.

ngheareapicturilor de ap este nsoit de o nou degajare de cldur (cca 80 cal/g).n concluzie n procesul de nclzire a aerului atmosferic, rolul principal l dein micrile

verticale i orizontale ale acestuia. Transmiterea cldurii de la suprafaa terestr ctre aerulnconjurtor se face n special prin turbuleni prin convecie.


16/79

3.3. VARIATII IN TIMP ISPATIU ALE TEMPERATURII AERULUI.

Temperatura aerului n apropierea suprafeei terestre variaz n funcie de unghiul deinciden al razelor solare:

-cantitatea de radiaie (cldur, energie) primit de suprafaa terestr este maxim cnd

razele soarelui cad perpendicular pe suprafaa respectiv (Soarele la zenit). -cu ct crete nclinarea razelor solare, cu att energia se va repartiza pe o suprafa maimare, deci aportul de energie pe unitatea de suprafa va fi mai mic.

Acest lucru este exprimat de legea Lambert (legea sinusului):Intensitatea energiei calorice pe unitatea de suprafa variaz proporional cu sinusul

unghiului de inciden a razelor solare.Lat 90 la poli, sin 90 = 0Lat 0 la Ec., sin 0 = 1 (max).In concluzie regiunile intertropicale (ecuatoriale) primesc o cantitate mai mare de energie

caloric fa de regiunile temperate i polare pentru c nlimea Soarelui deasupra orizontuluieste maxim n timpul anului.

La latitudini polare unghiul de inciden al razelor solare este tot timpul mic, aceste regiuni

sunt defavorizate, primind mai puin radiaie solar (energie caloric) pe cm2.n concluzie temperatura solului, suprafeelor acvatice i aerului (msurat la 2 m inaltime)

este mai mare la ecuator i mai mic la poli.

1. Considernd acelasi loc de pe glob vom avea urmtoarele variatii de temperatur:a.periodice: diurn (zilnica) i sezonier;n cazul variaiei diurne temperatura prezint un maxim la cca. 2-3 ore dup ce soarele a

trecut la meridian (la verticala locului) si un minim inainte dersritul soarelui.n cadrul variatiei sezoniere temperatura prezint un maxim vara si un minim iarna.b. neperiodice (accidentale) ale temperaturii sunt produse deperturbatii atmosferice ca de

exemplu invazii de aer (cald sau rece).

Curentii oceanici modifica temperatura aerului : curentii oceanici calzi determina crestereatemperaturii aerului iar cei reci determina scaderea temperaturii aerului (analiza hrii distributieitemperaturii pe Glob in luna ianuarie).

Distributia temperaturii la nivelul mrii este reprezentat pe hrile climatologice (exemplulurmtor) prinizoterme* din 5 n 5C.

*Izotermele reprezint liniile ce unesc toate punctele cu aceeasi temperatur.

Variatia temperaturii n nltime.Temperatura n general scade cu nltimea. Uneori ntre sol i 10 m pot fi variaii de

temperatur de 5C pn la 10C. n nlime temperatura scade; peste 5 km, temperatura scadecu 6.5C/km pn la tropopauz (-45C la pol si -80C la ecuator).n atmosfer aerul care urc se destinde si ca urmare se rceste (n mod adiabatic) iar la

miscrile descendente se nclzete.


17/79

Sursa: Pop Gh., 1981

Procese adiabatice. Gradientul temperaturiiGradientul termic vertical reprezint variatia temperaturii pentru o diferen de nivel de

100 m. n meteorologie pentru ntocmirea diagramelor aerologice (obtinute n urma sondajelor

radio n altitudine), se foloseste, pentru aerul uscat, valoarea de 1C/100 m (gradientul adiabaticuscat), iar pentru aerul umed saturat, valoarea de 0.5-0.6C/100 m (gradientul adiabatic umed).

n interiorul unei mase de aer care urc, scderea de temperatur se realizeaz dupgradientul adiabatic uscat (temperatura scade cu 1C/100 m), iar dup condensare, scderea seproduce dup gradientul adiabatic saturat (temperatura scade cu 0,5C/100 m).

Inversiune, izotermieZona de inversiuneeste zona n care temperatura cresteodat nltimea.Izotermiaeste reprezentat de zona n care temperatura este stationarcu cresterea de

nltime.Cauzele care produc inversiunile si izotermiile sunt multiple:-

radiatia nocturn n noptile senine;

- invazii de aer rece care produc inversiuni la sol;- comprimarea aerului, invazii de aer pe diferite straturi, pturi de nori, cldura de

condensare a vaporilor de ap;- fronturile meteorologice care produc inversiuni sau izotermii n altitudine.n situatia inversiunilor la sol se produce ceata ce are ca efect micsorararea vizibilittii.

Amplitudinea termicAmplitudinea termic diurn este diferena, n grade, dintre valoarea maxim i cea

minim a temperaturii din cursul unei zile.Amplitudinea oscilaiilor diurne ale temperaturii constituie o trstur de baz a regimului

termic i depinde de: 1.latitudine, 2.anotimpuri, 3.altitudine, 4.relief, 5.natura suprafeei 6.

nebulozitate 7.vnt. 8.nlimea Soarelui deasupra orizontului la amiaz, care la rndul ei scadepe msur ce naintm spre latitudini superioare.Amplitudinea diurn a temperaturii este mai mare n regiunile deertice subtropicale i

scade spre cei doi poli.


18/79

Ex.-zona tropical prezint amplitudini diurne de aproximativ 12C-zona temperat de 8-9C-regiunile subpolare de 3-4C-regiunile polare 1-2C.La latitudini mijlocii i superioare amplitudinea diurn este mai mare vara (8-12C) i mai

mic iarna (2-4C), n funcie de nlimea Soarelui la amiaz.

La poli, n timpul zilei polare, amplitudinea diurn este n jur de 1C, iar n timpul nopii polare oscilaiile dispar. n anotimpurile de tranziie amplitudinile pot atinge cteva grade.n zona intertropical, dei amplitudinea diurn prezint variaii mici, se nregistreaz totui,

n regiunile deertice din aceast zon cele mai mari amplitudini (20-22C).

Amplitudinea termic anual este diferena n grade dintre temperatura medie a luniicelei mai calde i a lunii celei mai reci a anului reprezint.

Ea depinde de latitudine: paralel cu creterea latitudinii, cresc i amplitudinile anuale a letemperaturii, atingnd valorile cele mai ridicate n regiuni polare, mai ales pe continente. Aici, lanlimea Soarelui deasupra orizontului, la amiaz, este din ce n ce mai mic, iar inegalitateazilelor i a nopilor n timpul anului este mare.

Cele mai mici amplitudini termice anuale se nregistreaz pe mri sau zone de litoral i pe

insulele cu suprafee mici, iar cele mai mari pe continente.

Bibliografie:

1.Chiotoroiu B., Meteorologie si Hidrologie marina I, suport de curs, Biblioteca UMC,2008.

2.Chiotoroiu B., Hidrometeorologie fluvial, Editura ExPonto, Constana, 2001 (cap. 3.1)3.Pop Gh., Introducere n meteorologie i climatologie, Editura tiinific i Enciclopedic,

Bucureti, 1988 (cap.3.2, 3.3).


19/79

4. APARATE I INSTRUMENTE FOLOSITEPENTRU MSURAREA TEMPERATURII AERULUI.

4.1. Scri termometriceIntervalul dintre cele dou puncte termice de referin reprezint scara

termometric, intervalul mpr it ntr-un numr variabil de pri egale, fiecare dintre ele

reprezentnd un grad de temperatur. Sunt cunoscute mai multe scride temperatur:1.-scara Celsiusintrodusde astronomul i fizicianul suedez Anders Celsius n 1742,este divizatde la 0-100C, n 100 de priegale;

2.-scara Fahrenheitmpr itn 180 dc priegale (32-212).Intre cele 2 scride temperatur apare o relaiedc egalitate, de forma:

C = F-32100 180Simplificnd, proporiilede mai sus, devin:C = F-325 93.-scara Kelvin este o unitate de msurpentru intervalele de temperatur, egalcu

1/273,15 din temperatura absoluta punctului triplu al apei. La aceastscarse noteaz

cu 0K cea mai cobort temperatur posibil (-273,15C). Mrimea gradelor detemperatur n scara Kelvin este egal cu cea a gradelor din scara Celsius (1K=1C),deosebirea fiind datde locul de marcare al valorii zero.

4.2. Lichide termometrice1. Mercurul este un metal lichid de culoare alb-argintie. Hidrargirul Hg (argintul

viu) are punctul de nghe la -38,87C i punctul de fierbere la 356,95C. Are uncoeficient de dilatare foarte mare, fiind adesea utilizat n termometrele cu care semsoartemperaturi ridicate (ordinare i de maxim).

2. Alcoolul are punctul de fierbere la 78,5C iar punctul de nghe la -117,3C, fiindfolosit la msurareatemperaturilor minime.

4.3.Instrumente si aparate de masura a temperaturii aerului

Termometrul meteorologic ordinar (psihrometric)Constructie:Este alctuit dintr-un rezervor cu mercur, un tub capilar de sticl i o scara termometric

confecionat din porelan. Scara termometric divizat n grade i zecimi de grad are ca limite-35C i 55C sau 60C.Instalare: pe un stativ special n primul adpost meteorologic, fiind folosit la determinarea

temperaturii i umezelii aerului. Din acest motiv i denumirea de termometru uscat" saupsihrometric".

Observatii: Mai nti se citesc zecimile de grad i apoi gradele ntregi. In perioadele cnd

temperatura aerului scade sub -25C este obligatoriu s se fac determinri comparative att latermometrul ordinar ct i la termometrul de minim, ntruct indicaiile termometrului uscat" numai prezint siguran. Cand temperatura aerului este sub -36C, observaiile se fac numai latermometrul de minim.

Termometrul de maximSe folosete pentru msurarea celei mai ridicate temperaturi a aerului dintr-un anumit

interval de timp, fiind un termometru cu mercur.Constructie: Termometrul de maxim se deosebete de cel ordinar prin dimensiunea sa

mai redus, scara fiind divizat din 0,5C n 0,5C (avnd o precizie mai redus dect n cazulcelui ordinar), ntre limitele de -30C i +50C (sau peste).

Determinarea celei mai ridicate temperaturi a aerului se bazeaz pe o particularitate deconstruciecare const ntr-o ngustare a tubului capilar prin intermediul unui dinte (tift) de sticl

sudat la partea inferioar a rezervorului. Aceast ngustare este un orificiu inelar, foarte ngust,prin care hidrargirul din rezervor poate urca, sub form de picturi, n tubul capilar, atunci cndtemperatura creste (se genereaz o for de dilatare). Cnd temperatura aerului scade, mercurulnu se poate retrage n rezervor, deoarece n dreptul orificiului inelar fora de frecare este mai


20/79

mare dect fora de coeziune a hidrargirului. Astfel, coloana termometric va rmne n dreptuldiviziunii celei mai mari temperaturi produse n intervalul dintre dou observaii.

Instalare:n primul adpost meteorologic, uor nclinat spre rezervor.Observatii Dup nscrierea valorii citite, termometrul de maxim se scoate din

suport i se scutur la fel ca un termometru medical, pn cnd coloana se ntregete.

Termometrul de minim msoar cea mai sczut temperatur a aerului dintr-unanumit interval de timp, fiind un termometru meteorologic cu alcool.

Constructie:-are dimensiuni mai mari ale rezervorului ce-i confer o inerie mai mare, ferindu-l de

influena microoscilaiilor termice momentane;

-forma rezervorului cu alcool este diferita dar cu suprafata marita de contact cu aerul;-n tubul capilar se afla un indice mobil de sticla, cu capetele bombate, ce se poate

deplasa n interiorul coloanei de alcool numai in sens retrograd (spre rezervor), adic numaiatunci cnd temperatura aerului scade i deci, cnd alcoolul se contract i se retrage nrezervor. Acest lucru este posibil deoarece fora de frecare a capetelor sale de pereii tubuluicapilar este mai mic dect fora de rezisten a peliculei superficiale.

Temperatura minim a aerului este dat de diviziunea de pe scara termometric de lacaptul din dreapta al indicelui (captul opus rezervorului).

Instalare :n primul adpost meteorologic, in stativul de termometre, n poziie orizontal,cu piesa receptoare orientata spre stnga, fa de observator.

Observatii: Dup notarea valorii temperaturii minime, termometrul se opereaz": sentoarce cu rezervorul n sus pentru ca indicele s se deplaseze n interiorul tubului capilar, pnajunge la captul coloanei de alcool.


21/79

Termometre nregistratoare (Termografe)Instalare:Termografele se instaleaz n cel de-al doilea adpost meteorologic (mpreun cu

higrografele), avnd piesa receptoare la 200 cm deasupra suprafeei active. Ele nregistreaz nmod continuu.

Sunt formate din trei pri principale:1.partea receptoare care percepe variaiile de temperatur;

2.partea transmitoare ce transmite i amplific deformarea piesei receptoare;3.partea nregistratoare ce cuprinde un tambur cilindric n interiorul cruia se gsete unmecanism cu ceasornic; pe acest tambur se prinde o termograma, care se schimb zilnic sausptmnal, n funcie de etalonarea mecanismului cu ceasornic.

1.La termografele cu lam bimetalic piesa receptoare este o lam bimetalic curbat,rezultat din sudarea a dou lame de metale cu coeficieni de dilatare diferii. In funcie devariaiile de temperatur, cele 2 lame se deformeaza diferit.

2.Deformarile se transmit i se amplific de sistemul de prghii de care se leagi care face legtura cu cel nregistrator.

3.Termograma este diagrama pe care penia nregistratoare nscrie variaiile continue aletemperaturii aerului. Pe suprafaa sa sunt trasate linii drepte orizontale ce indic gradele detemperatur i linii curbe verticale care indic timpul (minute, ore, zile).

BibliografieTicovschi A. , Diaconu DC, Meteorologie si Hidrologie. Lucrri practice. Edit Univ. Buc,2004.


22/79

UMEZEALA AERULUI

5. VAPORII DE AP DIN ATMOSFER. PROCESE FIZICE DETRANSFORMARE. MARIMI HIGROMETRICE.

5.1. Vaporii de ap din atmosfera terestr. Procese fizice de transformare.

Apa din atmosfera terestr se gsete n trei stri de agregare: gazoas (vapori), lichid(cea, nori, precipitaii lichide) i solid (cristale de ghea sau fulgi de zpad, grindin,depuneri de ghea etc.). Sub influena variaiilor de temperatur, cele trei stri pot trece din unan alta sau pot coexista. Starea de echilibru n care cele trei stri pot coexista se numete puncttriplu i se realizeaz la temperatura t= 0.0096 C i presiunea (tensiunea vaporilor) p=6.1 mb.

Principala surs a vaporilor de ap din atmosfer o constituie mrile i oceanele: dintotalul apei evaporate de la suprafaa Globului, 86% revine mrilor i oceanelor i 14 %suprafeelor continentale.

Trecerile dintr-o faz a apei n alta se realizeaz prin evaporare, condensare, sublimare,ngheare, topire.

Evaporarea reprezint trecerea apei din faza lichid n faza gazoas. Procesul sedesfoar cu consum de energie numit cldur latent de vaporizare.

Vaporii de ap rezultai sunt absorbii de atmosfer n funcie de umiditatea itemperatura aerului. Atmosfera nesaturat primete o cantitate mai mare de vapori atunci cndaerul este cald i mai mic atunci cnd aerul este rece.

Dac crete temperatura aerului se ridic i limita de saturaie. Schimbrile detemperatur pot face ca o atmosfer saturat s devin nesaturat i invers: dac cretetemperatura masa de aer devine nesaturat; dac scade temperatura, masa de aer devinesaturat.

Evaporarea depinde i de viteza vntului: crete odat cu creterea vitezei vntului. Evaporarea este mai mare deasupra oceanelor dect deasupra uscatului.

Condensareareprezint trecerea apei din faza gazoas n faza lichid i se datoreaz nprincipal scderii temperaturii aerului. Condiiile necesare producerii condensrii sunt :1.-Asigurarea strii de saturaie cu vapori de ap i rcirea masei de aer, respectiv

scderea temperaturii pn la valoarea punctului de rou;2.-Existena nucleelor de condensare.

1.Condiia fundamental pentru producerea condensrii este rcirea aerului. Se poateproduce prin:

1.1.-rcirea direct prin radiaie a suprafeei terestre sauacvatice. Procesul este frecventnoaptea n condiii de cer senin. Dac temperatura suprafeei terestre sau a corpurilor careplutesc pe suprafeele acvatice atinge punctul de rou, condensarea se produce direct peacestea.

1.2.-rcirea prin advecie a unei mase de aer cald deplasat peste o suprafa rece (deexemplu deplasarea aerului cald peste suprafee acvatice strbtute de cureni reci);1.3.-amestecul a dou mase de aer cu umiditate mare dar cu temperaturi diferite; 1.4.-rcirea adiabatic a aerului n micare ascensional. La o anumit nlime aerul

umed atinge punctul de rou, dup care ncepe condensarea.

2.Nucleele de condensare: sunt particule microscopice, cu proprieti higroscopice, solidei lichide, aflate n suspensie n aer, de natur i provenien diferite. Sunt formate din pulberi deorigine mineral, vulcanic, industrial,sare marin etc. Mrimea nucleelor este variabil,diametrul = 0.1 i 5-6 microni, concentraia lor variaz de la cteva mii pn la zeci de mii pe cmcub de aer.


23/79

5.2. Mrimi higrometrice

a) Tensiunea vaporilor de ap (e) [mb], [hPa] etc.Este presiunea exercitat de vaporii de ap n cadrul presiunii generale a atmosferei.Tensiunea maxim de saturaie a vaporilor de ap (E) este tensiunea vaporilor caresatureaz aerul la o temperatur dat.Dac e < E aerul este nesaturat cu vapori de ap;

e = E aerul este saturat cu vapori de ap;e > E aerul este suprasaturat cu vapori de ap.

b) Umezeala absolut (a) se msoar n [g/m3] i este cantitatea de vapori de ap,exprimat n grame, raportat la un volum de 1 m 3 de aer. Exprim chiar densitateavaporilor de ap. Umezeala absolut maxim A este cantitatea de vapori necesarpentru a satura aerul la o temperatur dat.

c) Umezeala relativ (r)se msoar n [%]

100E

er

;100

A

ar

Dac e atinge valoarea E, r =100%d) Punctul de rou () se msoar n [ C] i este temperatura la care vaporii de apdintr-un volum satureaz aerul. Cnd tensiunea vaporilor e atinge valoarea maxim (E)i temperatura aerului devine egal cu , orice scdere a temperaturii masei de aervadetermina condensarea vaporilor.

e) Deficitul de saturaie Dse msoar n [mb]D= E-e

Bibliografie:

Chiotoroiu B., Hidrometeorologie fluvial, Editura ExPonto, Constana, 2001


24/79

6. APARATE I INSTRUMENTE FOLOSITE PENTRU MSURAREAUMIDITII AERULUI.

6.1. Metoda psihrometric: se masoara indirect (prin calcul) e - tensiunea vaporilorde apa.

Pe baza valorii calculate a lui e, se extrag apoi din tablele psihrometrice valori alecelorlalte marimi higrometrice (r, a, D, ).PsihrometreleConstructie:-doua termometre identice, unul avand rezervorul acoperit cu tifon care se umezeste in

timpul efectuarii masuratorilor (termometrul umed) , iar celalalt masoara temperatura aerului inmediu uscat (termometru uscat).

-o morisca care se pune in functiune dupa umezirea tifonului; are rol de a antrena aerul lanivelul rezervorului pentru a grabi evaporarea.

Functionare:-Pe tifonul umezit se produce evaporarea (cu consum de energie). Temperatura indicata

de termometrul umed va fi deci mai mica decat cea indicata de termometrul uscat al

psihrometrului. Diferenta de temperatura dintre cele doua termometre (diferenta psihrometrica)este cu atat mai mare cu cat aerul este mai uscat, iar evaporarea mai intensa .

Observatii:Tensiunea reala a vaporilor de apa (e) se determina dupa relatia :

e = E- A x p (t- t)E tensiunea maxima a vaporilor de apa la temperatura suprafetei evaporate.Aconstanta psihrometrica care depinde de viteza curentului de aer din jurul rezervoarelortermometrelorp- presiunea atmosferica ;t- temperatura indicata de termometrul uscat;t-temperatura indicata de termometrul umed.

6.2. Metoda higrometrica: se determina direct r(umezeala relativa).Higrometrele si higrografele.Higrometrele de absorbtie cu fir de pr se bazeaza pe proprietatea firului de par uman

de a se alungi cand umezeala aerului creste si de a se scurta cand umezeala scade.In higrometrie se folosesc de regula fire de par omenesc blond ce prezinta un numar

foarte redus de pigmenti , ce le confera o sensibiltate mai mare fata de variatiile umezeliiaerului.Firele de par sunt supuse inainte de utilizare unor proese de spalare, degresare si sunt

apoi testate in camere higroscopice.


25/79

Constructie:-Piesa receptoare este un fir de par omenesc , blond si degresat care iti modifica

lungimea in functie de cantitatea de vapori de apa absorbita si condensate in porii sai liberi . Infunctie de variatiile starii de umiditate a aerului , acul higrometrului se deplaseaza dinsprestanga spre dreapta cand gradul de umezeala a aerului este in crestere si , de la dreapta lastanga atunci cand umezeala aerului este in scadere .

-Cele mai importante alungiri ale firului de par se produc la valori ale umezelii aerului

cuprinse intre 0 si 45% , iar pe masura ce aceasta creste , firul de par se lungeste din ce in cemai putin , avand o sensibilitate mai redusa . De aceea scara aparatului nu are diviziuni egale:acestea sunt mai departate la valori sub 45% ale umezelii relative si mai dese la valori de 45-100%.

Higrografele (higrometre inregistratoare) sunt formate ca si in cazul termografelor din treiparti componente :

-Partea receptoare cuprinde un manunchi sau mai multe manunchiuri de fire de paromenesc blond si degresat ce pot fi dispuse orizontal sau vertical in functie de tipul higrografului

-Partea transmitatoare este data de un sistem de parghii care amplifica si transmitdeformarile suferite de manunchiul de fire;

-Partea inregistratoare alcatuita din tamburul cilindric pe care se infasoara diagrama sicare prin itermediul unui mecanism cu ceasornic efectueaza o turatie complete in 24 de ore , la

higrografele zilnice sau de o saptamana , la cele saptamanale.

Bibliografie:Ticovschi A. , Diaconu DC, Meteorologie si Hidrologie. Lucrri practice. Edit Univ. Buc,

2004.

www.russell-scientific.co.ukwww.wikipedia.org
http://www.russell-scientific.co.uk/http://www.russell-scientific.co.uk/


26/79

7. NORII. NEBULOZITATEA.

FENOMENELE ATMOSFERICE.

7.1. Norii sunt rezultatul procesului de condensare i cristalizare din atmosfera liber,fiind sisteme coloidale formate din picturi de ap i cristale de ghea, n stare de suspensie

sau semisuspensie, formai ca urmare a condensrii la diferite nlimi, ntr-un spaiu saturat.Condiiile de formare ale norilor sunt scderea temperaturii aerului pn la atingerea

temperaturii punctului de rou, umiditatea relativ de 100% i existena moleculelor decondensare n jurul crora se produce condensarea i sublimarea vaporilor de ap.

Dimensiunile picturilor de ap sau a cristalelor de ghea variaz de la 3-4 pn la 200microni astfel nct acestea s fie capabile s nving fora curenilor ascendeni. Cretereadimensiunilor picturilor de ap se face prin contopirea particulelor mici sau transformarea celorexistente n nuclee de condensare. n general norii sunt formai din picturi de ap n stare desuprarcire, precum i din cristale de ghea la temperaturi mai mici de -10 C.

n cadrul fiecrui nor exist trei nivele, n funcie de cantitatea de vapori de ap i decondiiile existente.

1. nivelul de condensare - nivelul la care masele de aer sunt saturate, temperatura maseide aer T atingnd valoarea punctului de rou : T = (temperatura punctului de rou);

2. nivelul de izotermie masele de aer continu s se ridice atingnd acest nivel t= ct.(exist un echilibru al maselor de aer ce urc i coboar);

3. nivelul de convecie masele de aer urc pn cnd ajung la temperatura acestuinivel.

Clasificarea norilor :-dup form:-nori stratificai. Denumirea se ncheie cu cuvntul ,,stratus (din lat.sternere = a turti) i

sunt sub forma unor straturi de diferite culori;-nori cumuliformi. Denumirea se ncheie cu cuvntul ,,cumulus (din lat. Cumulus =

grmad) i sunt sub forma unor ngrmdiri de particule. Aceti nori nu dau precipitaii;

-nori ondulai se formeaz atunci cnd masa de aer n deplasare trece peste mai multeculmi muntoase;-nori filamentoi au form de filamente, se formeaz la nlimi mari i se compun din

cristale de ghea, prevestesc nrutirea vremii.-dup genez:- nori convectivi se formeaz n zona cald, n fiecare zi, cu extindere mare pe vertical,

iar la latitudini medii iau natere vara i dau ploi toreniale ;- nori frontali sunt cei mai des ntlnii i nsoesc fronturile atmosferice;- nori de radiaie se formeaz n timpul nopii, pn la rsritul Soarelui n urma rcirii

aerului, fiind nori de mic nlime, dispar dup rsritul Soarelui.-dup compoziie:- nori formai din picturi de ap (apoi) se formeaz pn la 6000 m;

- nori formai din cristale de ghea : de la 6000 m n sus;- nori micti (2000-6000 m) cu ap i ghea.-dup altitudine(nlimea bazei norului):1.Norii superiori (CH) se formeaz de la 6000 m n sus, sunt de culoare alb, formai din

cristale de ghea, sunt nori frontali, nu dau precipitaii dar prevestesc nrutirea vremii, nureduc strlucirea Soarelui sau a Lunii.

Cirrus (Ci) nori filamentoi, fibroi, apar cu ~1000Km naintea frontului, prevestindnrutirea vremii (Cirrus uncinus - Ci unc)

Cirrostratus (Cs)nori frontali, cu cristale de ghea, de forma unor pnze stratificate,ce pot acoperi parial sau total cerul. Apar imediat dup norii Cirrus. Suprapui p este Soare daufenomenul numit ,,halo.

Cirrocumulus (Cc) apar sub forma unor grmezi mrunte, apar i dispar repede,

nsoind norii Cirrus. Sunt compui numai din cristale de ghea.2.Norii mijlocii (CM) se formeaz ntre 2000-6000 m altitudine, au culoare alb-cenuie,

fiind alctuii din cristale de ghea i ap.


27/79

Altostratus (As) de culoare cenuie sub form de pnze, se vd ca nite peteluminoase cnd acoper Soarele i Luna, sunt nori frontali, care dau precipitaii.

Altocumulus (Ac)grmezi de culoare cenuie, care nu dau precipitaii i apar colorain rou seara i dimineaa (Altocumulus lenticularis dau precipitaii cu picturi mari i rare).

3.Norii inferiori (CL)se formeaz pn la 2000 m. Sunt alctuii numai din picturi de ap,au culoarea cenuie i n general dau precipitaii obinuite :

Stratus (St)se formeaz la cea mai mic altitudine, se confund cu pcla, de foarte

multe ori sunt sub forma unor straturi ntunecate suprapuse, dau precipitaii sub form de burni.Nimbostratus(din lat. Nimbus = nor din care cade ploaie) - (Ns),se formeaz n etajulinferior, iar vrfurile lor trec n etajul mijlociu (1500-2000 m).

Stratocumulus (Sc)sunt sub form de grmezi stratificate, se formeaz numai seara idimineaa, nudau precipitaii i indic vreme bun sau n curs de mbuntire.

4.Norii cu dezvoltare pe vertical (CL)sunt nori convectivi, a cror baz poate fi la 150-200 m, iar vrfurile lor la peste 8000 m.

Cumulus (Cu) sunt sub forma unor grmezi cu baza ntunecat i vrfurile albe, apardup-amiaza, au dezvoltare vertical i apoi se extind pe orizontal. Indic o vreme frumoas(norii Congestus dau ploi de scurt durat 3 minute, cu picturi foarte mari).

Cumulonimbus (Cb)se extind pe vertical, sunt nori de furtun cu baza ntunecat ivrfuri albe, partea superioar lund frecvent form de nicoval. Baza poate fi la 500 m iar vrful

la peste 7500 m i dau averse cu descrcri electrice. Din bazele inferioare ale norilor sedesprind tornadele (pe uscat), trombele marine (pe mare), deplasndu-se cu viteze foarte mari ifiind caracteristice zonelor ecuatoriale.

Ci

Cs


28/79

Cc

.................................................................................................................................

As

Ac


29/79

Ns

.....................................................................................................................................

St

Sc

........................................................................................................................................


30/79

Cu

Cb

.........................................................................................................................................

Repartiia pe vertical a diferitelor genuri de noriXXXXX particule n stare lichid\\\\\\\\\\\\\ particule n stare solid


31/79

Nebulozitatea reprezint gradul de acoperire a cerului cu nori i se exprim prinintermediul unei scri de la 0 la 8 sau de la 0 la 10 (optimi sau zecimi de cer acoperit). Semneleconvenionale folosite pe hri pentru reprezentarea nebulozitii sunt:

Semnele convenionale folosite pentru reprezentarea pe hrile meteorologice la sol a norilorsunt:

Bibliografie1.Chiotoroiu B., Meteorologie si Hidrologie marina I, suport de curs, Biblioteca UMC, 2008.2.Chiotoroiu B., Hidrometeorologie fluvial, Editura ExPonto, Constana, 2001.

3.Pop Gh., Introducere n meteorologie i climatologie, Editura tiinific i Enciclopedic,Bucureti, 1988.4.www.metoffice.gov


32/79

7.2. FENOMENELE ATMOSFERICE

1.Hidrometeorii constau dintr-o aglomerare de particule de ap lichide sau solide, ncdere sau n suspensie n atmosfer, spulberate de vnt de la suprafaa solului, depuse peobiectele de pe sol sau aflate n atmosfera liber.

Se mpart n patru grupe n funcie de procesele fizice care le dau natere:

a.Precipitaiile atmosferice solide sau lichide, care cad sau constituie virga (precipitaiicare se evapor n cdere): ploaie (averse), burni, ninsoare, lapovi, mzriche, granule deghea, grindin.

b.Suspensiile de particule lichide sau solide de ap n atmosfer:ace de ghea, ceuri(cu cer vizibil/invizibil, dens, slab etc).

c. Particule lichide sau solide de ap ridicate de vnt de la suprafaa solului: transport dezpad la sol, n altitudine, viscol, tromb.

d. Particule lichide sau solide de ap care se produc pe suprafaa solului sau pe diverseobiecte : rou, brum, chiciur, polei.

Termenii folosii n buletinele meteorologice recepionate n lb. Englez la bordul navei pentrumeteori sunt :

Ploaie = rainAverse de ploaie = showers (of rain)Burnita = drizzleNinsoare = snowAverse de ninsoare = showers of snowLapovita = rain and snowMazariche = snow grains, small hailGranule de gheata = ice grains; zapada grauntoasa = ice pelletsGrindina = hailCeata = FOGAce de gheata (ceata cu ace de gheata) =type of fog (diamond dust)Aer cetos =type of fog (mist)Ceata densa la sol=thick fog

Transport de zapada la sol = drifting snowTransport de zapada in altitudine = blowing snowViscol = blizzardTromba marina = water spoutRoua = dewBruma = white frostChiciura = rimePolei = ice, frost

2.Litometeoriisunt particule solide de natur mineral aflate n suspensie n atmosferca : pcla, praful, nisipul, fumul sau particule transportate de vnt, formnd uneori furtuni de prafsau de nisip, vrtejuri de praf sau nisip etc.

a. Suspensii: pcl, praf, nisip, fumb.Ridicai de pe sol:transport , vrtej, furtunde praf sau nisip.

Termenii folosii n buletinele meteorologice recepionate n lb. Englez la bordul navei ptlitometeori sunt :

Fum = smokePacla = hazeTransport de praf sau nisip = dust or sand transportVartej/furtuna de praf sau nisip = dust or sandwhirl/storm

3.Fotometeorii sunt fenomene luminoase ce au loc n atmosfer. Se produc prinrefracia, difracia sau interferena luminii solare sau a Lunii cnd razele trec prin atmosfer, prinnori, cea.

Haloul este un cerc colorat n jurul Soarelui sau Lunii cu raza unghiular de 22 sau 46grade. Se formeaz n prezena norilor Cirrostratus care conin ace fine de ghea.


33/79

Curcubeul are forma unor grupuri de arcuri concentrice diferit colorate ca rezultat alfenomenelor de refracie i reflexie suferite de razele de solare n picturile de ap dintr-un norde ploaie sau dintr-o mas ceoas.

Mirajul const n apariia imaginilor obiectelor aflate la mari distane dup orizontul vizibil(insule, nave, oaze) sau apariia imaginii rsturnate a obiectelor vizibile. Cauza principal estedifracia luminii n atmosfer cu distribuie anormal a densitii aerului cu nlimea.

Mirajul inferior se formeaz cnd stratul de aer din apropierea suprafeei terestre este

puternic nclzit, iar deasupra acestiua sunt straturi mai reci, deci densitatea aerului crete cunlimea. Imaginea virtual, rsturnat, apare sub obiectul rsturnat la orizont. Este frecventntlnit n deerturi, sau n timpul verii la latitudini medii.

Mirajul superior se observ cnd densitatea aerului scade cu nlimea, jos este un stratde aer mai rece i mai dens, iar deasupra lui straturi de aer mai calde i mai puin dense.Imaginea virtual i rsturnat apare deasupra obiectului situat la orizont sau chiar sub orizont.Este caracteristic n zonele mrilor reci, polare, a ntinderilor acoperite cu ghea sau zpad.

Mirajul multiplu, sau Fata Morgana, o complexitate de miraje, cu imagini variabile n timpi spaiu, fiind determinat de o refracie i reflexie total, apare cnd straturile de aer cu diferitedensiti i schimb poziia. Micndu-se ncet fr a se amesteca, pstrnd deci imagineaintacta a obiectului, dar cu marginile dublate sau uor unduite.

Coroanele (solar, lunar) apar sub forma unor cercuri luminoase i colorate n jurul

soarelui i lunii, provocate de un strat subire de nori ca urmare a difraciei luminii prin picturilede ap ntrepuse ntre astru i ochiul observatorului. Dac picturile de ap au acelai diametru,lumina alb este difuzat pe inele concentrice. Sunt fenomene care anun ploaie.

Fenomenul Gloriaia natere cnd un observator se gsete ntre Soare i un nor sau unstrat de cea, umbra observatorului se proiecteaz pe nor (cea) mrit (dublat sau triplat,datorit conului de lumin).

Inelul Bishopapare sub forma unui cerc rou nchis, centrat pe Soare sau pe Lun, cu oraz sferic de 10-40 . Este consecinadifraciei suferit de radiaiile luminoase n prezena uneimari cantiti de praf pe unitate de volum, n straturile nalte ale atmosferei.

Termenii folosii n buletinele meteorologice recepionate n lb. Englez la bordul navei ptfotometeori sunt :

Halo = haloIrizatii =irisationsCurcubeu=rainbowCoroana solara/lunara=coronaGloria =GloryMiraj=mirage

4.Electrometeorii(sursa Pescaru, 2005)Sunt manifestri vizibile sau sonore ale electricitii atmosferice. Ele pot corespunde unor

descrcri electrice discontinue (fulgerul, tunetul) sau unor descrcri mai mult sau mai puincontinue (aurorele polare). Descrcrile electrice discontinue produc fenomenul de oraj (fulgere

nsoite de tunete), denumit n lb. englez thunderstorm (furtun convectiv cu descrcrielectrice, nsoit sau nu de precipitaii).Fulgerele sunt descrcri electrice determinate de diferena de potenial electric*, creat

de sarcinile electrice diferite, dintre un nor i suprafaa terestr, dintre doi nori situai la nlimidiferite, dintre dou extremiti ale aceluiai nor i mai rar, chiar ntre un nor i o poriune acerului lipsit de nori.

*Picturile de ap ce formeaz norii conin o anumit cantitate de electricitate, deci i norulrespectiv va fi ncrcat din punct de vedere electric. Picturile de ap conin n centru electricitatepozitiv, iar la suprafa electricitate negativ. Sarcinile electrice ale particulelor noroase nu suntdistribuite uniform n masa norului. Cele mai multe i mai mari sarcini electrice le are norul orajos,cu mare dezvoltare pe vertical, de tip Cumulonimbus. Datorit separrii i concentrrii sarcinilorelectrice de semn contrat n diferite pri ale norului, se creaz cmpuri electrice puternice, ninteriorul i exteriorul norului. Aceasta face ca ntre diferite pri ale unui nor sau ntre nor isuprafaa terestr s produc descrcri electrice.


34/79

Majoritatea fulgerelor se produc vertical sau oblic. Din zonele ncrcate cu electricitatenegativ ncepe s se scurg electricitatea, printr-un canal de scurgere, cu un diametru depn la 60 cm, n direcia zonelor cu electricitate pozitiv. ntre aceste pr i se produce odescrcare electric, de culoare albstruie, cu durat de fraciuni de secund, ce strbatedistane de la cteva sute de metri la civa kilometri. Un fulger, n canalul de scurgere dezvoltao temperatur de aproximativ 18 000 C, o tensiune de peste 1 000 000 voli i o intensitate de200000 amperi. Funcie de aspectul descrcrii, fulgerele pot fi liniare, sub form de boabe sau

mrgele, globular.Tunetele sunt zgomote puternice, sub form de bubuituri sau huruit continuu, carensoesc fulgerele. n timpul descrcrii electrice, deci la producerea fulgerului, se produce onclzire foarte rapid i puternic a aerului pe direcia de descrcare a fulgerului. Din cauza uneiastfel de nclziri aerul i mrete volumul ca n cazul unei explozii i se rspndete n toatedireciile, cu o vitez iniial de 15 km/s; viteza se micoreaz foarte mult pe parcurs,transformndu-se ntr-o und normal de sunet, scznd rapid i temperatura din canalul descurgere. n timpul rcirii, aerul din canalse comprim brusc, provocnd cel de-al doilea zgomot.Aceste zgomote sunt reflectate de nori, de suprafaa terestr i de obiectele de pe aceastsuprafa, producnd un ecou repetat, determinnd tunete prelungite.

Fulgerul i tunetul se produc n acelai timp, dar datorit vitezei de deplasare n spaiu aluminii, 300 000 km/s i a sunetului, 330 m/s, se vede nti fulgerul i apoi se aude tunetul.

Trsnetele iau natere cnd descrcarea electric se produce ntre nori i suprafaaterestr, sau obiecte de pe aceast suprafa. Dac norii au baza aproape de suprafaa terestr,suprafaa aflat sub ei se electrizeaz prin inducie. Prile inferioare ale norilor conin de obiceielectricitate negativ. Suprafaa terestr, datorit cderii picturilor de ploaie ce coninelectricitate pozitiv, se ncarc cu electricitate de acest semn. ntre nori i pmnt, se producen pemanen un schimb de sarcini. Fiind atras de sarcina negativ a norului, electricitateapozitiv a pmntului va fi concentrat, mai ales, n prile cele mai nalte, turnuri, couri defabrici, acoperiuri de cldiri. Cu ct construcia este mai nalt, cu att stratul de aer izolatoreste mai mic, favoriznd apariia descrcrii electrice. Lungimea unui trsnet poate fi pn la 3km i durata de zecimi de secund.

Trsnetele sunt atrase de toate corpurile bune conductoare de electricitate de pePmnt, ns ntodeauna va alege direcia cu conductibilitate electric cea mai mare i de aceearareori cade n linie drept.

Noiunea de orajse utilizeaz n locul celei de furtun, denumind, de fapt, manifestrileelectrice din atmosfer, ce nsoesc aversele de ploaie, din norii Cumulonimbus.

Aurorele polaresunt fenomene de luminiscen a gazelor rarefiate din atmosfera nalt,provocate de fluxul plasmei solare. Particulele elementare din plasma solar, ncrcate electric,se ciocnesc de atomii i moleculele de aer, puternic ionizate, din termosfer, rezultatul fiindfenomenele luminoase sub form de draperii, benzi, arcuri, raze, n continu micare, de culoridiverse, numite aurore boreale, n emisfera nordic i aureole australe, n emisfera sudic.Predomin culorile rou intens, galben, alb-glbui, verde albastru, specifice gazelor atmosferice,stiut fiinf faptul c diferite gaze dau lumini diferite, de exemplu, argonul d o lumin albastr, iarneonul, o culoare roie. Faptul c se manifest cel mai vizibil i frecvent n regiunile polare , este

urmarea rolului de uria magnet pe care-l joac Pmntul, determinnd n jurul su un cmpmagnetic, spre cei doi poli magnetici.

Termenii folosii n buletinele meteorologice recepionate n lb. Englez la bordul navei ptfotometeori sunt :

Fulger = lightningTunet = thunderOraj = thunderstormAurora polara = aurora

Bibliografie1. Chiotoroiu B., Meteorologie si Hidrologie marina I, suport de curs, Biblioteca UMC,

2008.2.Pescaru C., Pescaru Al., Meteorologie marin, Editura Nautica, Constana, 2005

(Electrometeorii)


35/79

8. CEURILE I VIZIBILITATEA.CONDENSAREA LA NIVELUL SUPRAFEEI TERESTRE.

8.1. Ceurile (Condensarea n atmosfera inferioar)

Daca vizibilitatea, in directie orizontala, se reduce sub 1 km, aglomerarea produselor decondensare din straturile atmosferice inferioare dau fenomenul de cea. Cand densitateaproduselor de condensare este mica, iar vizibilitatea orizontala este sub 10 km, dar peste 1 km,avem fenomenul de aer ceos.

Pcla poate fi cauzat de acumularea impuritilor solide in aer, care favorizeazacondensarea. Se deosebeste opcl umed, cnd umezeala relativa este mai mare de 70% si opcl uscat, cnd umezeala relativa este sub 70%.

Ceurile se formeaz, de obicei, la o umezeala relativa a aerului sub 100%, deoarece inasemenea situatii exista in aer un exces de nuclee de condensare active. La temperaturi foartejoase, sub -30C, microcristalele de gheata, care alcatuiesc ceata, se pot forma prin sublimare laumiditati relative de sau chiar sub 80%, deoarece in aceasta situatie, starea de saturatie fata degheata este mai cobort dect deasupra apei lichide.

Pentru ca ceaa s se menin este necesar ca dup formarea ei, tensiunea vaporilor sdepeasc saturaia, n raport cu particulele care o alctuiesc.

Cele mai importante condiii de formare a ceii sunt deci:-existena unei mase de aer saturat cu vapori de ap-scderea temperaturii pn la atingerea punctului de rou-existena unui vnt slab sau calm.Ceaa poate fi alcatuit din picturi foarte fine de ap sau din microcristale de ghea sau

din ambele, dependent de condiiile de temperatur din timpul condensrii. Picturile de cea sepot menine n stare de suprafuziune pn la -20...-40C.

Datorit dimensiunilor reduse, particulele care alctuiesc ceurile plutesc n aer. Avnd ovitez de cdere proprie foarte mic, ele pot fi purtate uor dintr-un loc intr-altul de catre curentiide aer si se pot mentine, in suspensie, timp indelungat.

Clasificarea ceurilorCriterii:1.n funcie de genez (procesele fizice care determina aparitia ceturilor)a)-Ceata de radiatie, caracteristica zonelor continentale, se formeaza la caderea serii, ca

urmare a scderii temperaturii, prin racirea radiativa a suprafetei terestre si a stratului de aerinferior cu care este in contact, racire ce se transmite apoi treptat si in straturile mai inalte.

Cand racirea prin radiatie se produce numai in stratul de aer de la suprafata terestra ianastere ceata joasa de radiatie. Grosimea ei nu depete 10 m.

Ceturile de radiatie joase sunt mai frecvente toamna, de seara pana dimineata. Sementin in timpul noptii si dispar prin incalzire la cteva ore dupa rasaritul Soarelui.

b)- ceaa de evaporarese formeaz cnd o mas de aer rece se deplaseaz peste osuprafa acvatic cald (n zonele polare apare tot timpul anului, iar la latitudini medii semanifest toamna i primvara deasupra lacurilor).

c)-Ceata de advectie se formeaza ca urmare a deplasrii unei mase de aer mai calde siumede deasupra unei suprafee reci. Este mai frecventa in sezonul rece si se poate dezvolta pegrosimi de cteva sute de metri i pe suprafee mari. Are extindere vertical de 400 -600 m,uneori se poate confunda cu norii Stratus.n aceast categorie intr:

Ceata aerului tropical apare in timpul deplasarii aerului tropical maritim spre latitudinisuperioare, peste suprafete continentale mai reci, indeosebi iarna. Se poate mentine si pe vantmai intens, cu precadere in anotimpul rece, fiind insotita de burnite si chiciura bogata. Densitateaei este mai mica in stratul de la sol, dar creste cu inaltimea. Poate acoperi suprafete vaste.

Ceata de litoral este cauzata de deplasarea aerului maritim mai cald spre interiorul

uscatului racit in timpul iernii si se poate extinde pe sute de km spre interiorul continentelor.Poate atinge grosimi mari atunci cand suprafata continentala este puternic racita prin radiatie.Apare frecvent in multe regiuni ale globului, la latitudini mijlocii si superioare.


36/79

Ceata maritima se formeaza pe suprafetele intinse ale marilor si oceanelor, ca urmare adeplasarii maselor de aer maritime, mai calde, catre sectoare cu o temperatura mult mai sczut.Conditii deosebit de favorabile apar in regiunile de intlnire a curentilor oceanici calzi si reci.

d)- ceaa caracteristic regimului ciclonicse deplaseaz sub form de valuri dintr-un locn altul, deci persist i la viteze mari ale vntului, reprezentnd un pericol mare pentru navigaiei poate devia chiar i undele sonore cu 90 sau mai mult.

e)- ceaa de pant (ascendent)se formeaz cnd o mas de aer cald i umed

alunec pe panta unui deal sau a unui munte.f)- ceaa frontalnsoete frontul atmosferic (mai ales frontul cald, n anumite condiiicombinat cu fumul produs de centrele industriale formeaz smogul.

Alte criterii:2.Dupa conditiile sinoptice generale in care apar:-ceturi formate n interiorul aceleiasi mase de aerinclud ceurile de racire, cu variantele:

ceata de radiatie; ceata de advectie; ceata de versant.-ceturi frontale, formate in zona de contact a maselor de aer, cu insusiri fizice diferite.

3.n funcie de distana de vizibilitate- ceaa foarte dens (vizibilitate sub 50 m);

- ceaa dens (vizibilitate ntre 50m i 200m);- ceaa moderat (vizibilitate ntre 200m i 500m);- ceaa slab (vizibilitate ntre 500m i 1000m).

8.2. Vizibilitateareprezint distana la care un reper poate fi descoperit ca form, culoarei claritate. Vizibilitatea este influenat de transparena aerului (cantitatea de impuriti solidesau lichide ce se gsesc n aer), culoarea i claritatea reperului, dimensiunile i luminozitateareperului, luminozitatea fondului i caracteristicile vederii observatorului.

Reducerea vizibilitii orizontale ca urmare a formrii ceurilor reprezint un pericol major pentrunavigaia pe mare. Buletinele meteorologice transmise prin radio sau navtex ctre navigatorifolosesc termenii descriptivi (n limba englez) din tabelul de mai jos.

Scara vizibilitiiGradul Semnificaia Termeni descriptivi

folosii n buletinelemeteorologice

Vizibilitatea

1 Vizibilitate foarte rea Very bad visibility Sub 200 m2 Vizibilitate rea Bad visibility 200-500 m3 Vizibilitate foarte

redusVery poor visibility 500-1000 m

4 Vizibilitate redus Poor visibility 0.5-1 Mm5 Vizibilitate medie Indiferent visibility 1-2 Mm

6 Vizibilitate moderat Moderate visibility 2-5 Mm7 Vizibilitate bun Good visibility 5-10 Mm8 Vizibilitate foarte bun Very good visibility 10-25 Mm9 Vizibilitate excepional Excellent visibility >25 Mm

Bibliografie

1.Chiotoroiu B., Hidrometeorologie fluvial, Editura ExPonto, Constana, 2001.


37/79

8.3. Condensarea vaporilor de ap la suprafaa terestr(Pop Gh., 1988)

Suprafetele de contact aer si sol sau aer si apa si stratul subtire de aer in contact cuacestea trebuie sa inregistreze o scadere a temperaturii pana la valoarea punctului de rouacorespunzator continutului de vapori de apa din aer. Produsele de condensare lichide sau solidese vor forma direct pe suprafetele racite. Asa iau natere : roua, bruma, depuneri le l ichide iso l ide.

Cnd condensarea valorilor de apa are loc in aer, coborarea temperaturii determinastarea de supraracire a produselor de condensare. Acestea ajunse in contact cu solul sau cudiverse obiecte continua sa creasca dupa inghetare prin sublimare, generand doua forme deprecipitatii solide : chiciura si poleiul.

Rouase formeaza in noptile senine, vara, cand suprafaa terestr se rcete prin radiaienocturna sub punctul de roua, care ramane totusi pozitiv. Aerul trebuie sa fie umed, iar miscareaturbulenta slaba. Roua este alcatuita din picaturi fine de apa provenite din condensarea vaporilorde apa continuti in aerul de deasupra solului, care unindu-se dau picaturi mai mari, vizibile. Sedepune pe suprafetele si obiectele descoperite, cu o capacitate calorica mica si o conductivitatetermica redusa, de ex. plante.

Brumaeste un prodes de sublimare a vaporilor de apa alcatuita din cristale foarte fine degheata depuse sub forma unui strat albicios, pe suprafata solului sau a diferitelor obiecte de la

sol a caror temperatura scade sub 0 (toamna, iarna si primavara). Conditiile de formare abrumei sunt similare cu roua: umiditatea suficienta, nopti senine, calme, dar reci (-2...-3C),radiatie nocturna intensa, vnt slab, covor vegetal.

Chiciura este o masa cristalina alba, frmicioas, cu aspect de zpad, care seformeaza direct pe obiecte din natura (copaci, conductori aerieni, obiecte metalice etc.), subforma unui strat alcatuit din ace de gheata, dispuse perpendicular. Se formeaz pe vremelinistita, cu vnt slab, temperaturi sub 0C si prezenta unor mase de aer umede, ceoase, in careplutesc picaturi suprarcite si nuclee de ghea. Aerul trebuie sa fie suprasaturat in raport cugheata, ceea ce asigura sublimarea vaporilor in jurul nucleelor de gheata care se depun peobiecte, dar care rezulta si din inghetarea picaturilor supraracite prin ciocnire cu diverse obiecte.

Obs.Depunerea gheii pe nav (ice accretion)poate atinge grosimi considerabile n anumite condiii

atmosferice. Informaiile privind viteza de depunere i grosimea depunerilor pe nav sunt coninute n codulSHIP.

Depunerile lichide si solidese formeaza cu ocazia invaziilor de aer mai cald si umed cese deplaseaza peste regiuni in care vremea a fost rece. Daca advectia de aer umed se producedupa o perioada de ger, care a rcit suprafetele sub 0C, atunci se vor forma depuneri solide.Ele au aspect de cruste de ghea alba, opaca, microcristalina, dezvoltata prin sublimare pesuprafetele reci, expuse vntului, avnd grosimi de cativa milimetri.

Poleiuleste un strat compact de ghea densa, transparenta sau opaca. Se formeaza caurmare a inghetarii picaturilor de ploaie suprarcite, care cad pe suprafete cu temperaturi maimici de 0,1C, pn la 1,0C. Supraracirea picaturilor de ploaie se produce in timpul caderii lor,cnd strbat un strat de aer cu temperatura sub 0C. Grosimea si transpa renta stratului de

gheata depus depinde de marimea picaturilor, durata ploii, grosimea si temperatura stratului deaer rece pe care il strabate ploaia in cadere.


38/79

SEMNELE CONVENIONALE SI TERMENII DESCRIPTIVI PENTRU REPREZENTAREA PEHRILE METEOROLOGICE A METEORILOR SI RESPECTIV TRANSMITEREAINFORMATIEI IN CLAR LA BORDUL NAVEI:


39/79


40/79


41/79


42/79

Bibliografie1. Chiotoroiu B., Meteorologie si Hidrologie marina I, suport de curs, Biblioteca UMC,

2008.2.Chiotoroiu B., Hidrometeorologie fluvial, Editura ExPonto, Constana, 2001.3.Pop Gh., Introducere n meteorologie i climatologie, Editura tiinific i Enciclopedic,

Bucureti, 1988.4.www.metoffice.gov.


43/79

9. PRESIUNEA ATMOSFERIC. VARIAIA N TIMP I SPAIU.INSTRUMENTE FOLOSITE PENTRU MASURAREA PRESIUNII ATMOSFERICE.

9.1. Variaia presiunii atmosferice n timp i spaiu.

Presiunea atmosfericeste fora cu care aerul atmosferic apas pe unitatea de suprafa

SFp i se msoar n [mb], [mmcol.Hg], [hPa], [dyne/cm2], [torr].

1 mm col.Hg =3

4mb =

3

4hPa

nlimea atmosferei este infinit, astfel c apsarea exercitat de o coloan de aer pe osuprafa determinat, situat la oanumit nlime va fi mai redus dect apsarea nregistratpe acea suprafa la nivelul mrii.

Presiunea normal stabilit la nivelul mrii, lat. , temperatura de 0 C, pe osuprafa de 1cm2, este egal cu nlimea unei coloane de mercur de 760 mm col.Hg, respectivcu 1013,2 mb.

Variaiile zilnice ale presiunii atmosferice

n zona intertropical aceste variaii sunt mai bine puse n eviden : maximele i minimele serepet, de regul, la aceleai ore (ora local).Prima maxim se produce n jurul orei 10.00, a doua maxim n jurul orei 22.00.Prima minim n jurul orei 04.00, a doua minim n jurul orei 16.00.Oscilaia are caracter semidiurn i de aceea este denumit i maree barometric.

Variaiile anuale ale presiunii atmosferice prezint particulariti zonale n funcie dealtitudine i de raportul dintre suprafaa oceanului i uscatului dintr-o anumit regiunegeografic:

1.Tipul continental este caracteristic suprafeelor de uscat din interiorul continentelor (dela latitudini mijlocii i mari). Amplitudinea variaiilor de presiune scade din interiorul uscatuluispre ocean. n regiunile temperate ea este de pn la 12 mb. Tipul continental se caracterizeazprintr-un maxim de presiune iarna i un minim vara.

2.Tipul oceanic prezint diferenieri ntre regiunile polare i cele de la latitudini medii. nregiunile polare variaia anual a presiunii atmosferice prezint un maxim de var i un minim deiarn, n timp ce la latitudini medii prezint dou maxime (vara i iarna) i dou minime(primvara i toamna). Amplitudinea variaiilor de presiune nu depete 4 mb.

3.Tipul polar i subpolar se caracterizeaz printr-un maxim de primvar i un minim deiarn. Influena regimului presiunii din suprafeele continentale nvecinate determin n zonaarctic o variaie cu dou maxime (primvara i toamna) i dou minime (iarna i vara).

Variaiile neperiodice ale presiunii atmosferice denumite i perturbaii sunt datoratenclzirii inegale a straturilor atmosferice inferioare. Sensul variaiei neperiodice este estimat cuajutorul tendinei barice.Aceasta este un element important n prognoza vremii i arat

creterea sau scderea presiunii n cele 3 ore premergtoare momentului observaiei:h3p .

n codurile meteorologice se codific: appp unde aeste tendina baric i este codificatcu cifre de la 0 la 8, corespunztoare creterii sau descreterii presiunii iar ppp este valoareatendinei barice. Celor 9 cifre le corespund semnele convenionale reprezentate maijos, care setranspun pe hrile meteorologice la sol:

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Exemplu: 2015se decodific astfel : 2presiune n cretere iar 015presiunea a

crescut cu 1.5 mb (hPa) n ultimele 3 ore.


44/79

9.2. GRADIENTUL BARIC

Gradientul baric orizontal (Gb)reprezint diferena de presiune dintre dou puncte a douizobare alturate, fiind orientat perpendicular pe izobare, dinspre zona de presiune mare sprezona de presiune mic.Gb = -p/n (semnul minus indic orientarea gradientului n direcia scderii presiuniiatmosferice).

Gradientul baric vertical este orientat dinspre straturile atmosferice inferioare spre celesuperioare, n sensul scderii presiunii atmosferice. Presiunea atmosferic scade cu altitudineadeoarece

Curs Meteorologie UMC

Documents

Transcript of Curs Meteorologie UMC