elemente de meteorologie

download elemente de meteorologie

of 42

Transcript of elemente de meteorologie

CUPRINS

1. Observaii meteorologice. Reeaua de staii i posturi mteorologice n Romnia ...............................................................................................................2 2. Fluxurile radiative ..............................................................................................5 3. Msurarea temperaturii aerului .....................................................................13 4. Msurarea temperaturii solului ......................................................................16 5. Msurarea umiditii aerului ..........................................................................21 6. Msurarea precipitaiilor atmosferice .....................................27 7. Msurarea duratei de strlucire a Soarelui ...................................................30 8. Observaii asupra stratului de zpad 32 9. Observaii asupra norilor ................................................................................36

1

1.

Observaii meteorologice. Reeaua de staii i posturi mteorologice n Romnia

Primele staii meteorologice de pe teritoriul rii noastre au nceput s funcioneze n secolul al XIX-lea, n 1859 nfiinndu-se staia meteorologic de la Sulina n cadrul Comisiei Dunrene i a fost condus de inginerul Kuhll. Aceast staie a funcionat fr ntrerupere, cu excepia perioadei celui de-al doilea rzboi modial. La 30 iulie 1884 ia fiin la Bucureti Serviciul Meteorologic al Romniei, al crui prim director a fost tefan Hepites, iar un an mai trziu apare primul buletin meteorologic. Primul rzboi mondial a dterminat distrugerea unei bune pri din reeaua staiilor meteorlogice, producndu-se o ntrerupere a irului de date meteo pentru intervalul 1916-1926. n anul 1951 Romnia ia parte la primul Congres al Organizaiei Meteorologice Mondiale, organizaie specializat a O.N.U. Aceast organitaie are sediul la Geneva, a fost infiinat n 1947 dar i ncepe activitatea n 1951. Astzi activitatea staiilor i posturilor meteorologice este coordonat de Agenia Naional de Meterologie (A.N.M) ce are n subordine 147 de staii climatice i peste 729 de posturi pluviometrice. Sunt 7 centre meteorologice regionale prin care datele climatice i totalitatea informaiilor meteorologice din teritoriu ajung la centrul de la Bucureti. Aceste centre sunt: Bucureti pentru Muntenia; Iai pentru Moldova; Craiova pentru Oltenia; Constana pentru Dobrogea; Cluj-Napoca pentru Ardealul de Nord; Sibiu pentru Ardealul de Sud.

Staia MeteorologicAre n alctuire trei elemente: biroul staiei, platforma meteorologic i platforma nivometric. n biroul staiei se fac determinri ce vizeaz valorile presiunii atmosferice folosindu-se barometrul ce mercur; are loc verificarea exacitii datelor nregistrate; se transcriu datele de2

observaie din registrul de staie n tabele meteorologice; se descifreaz diagramele de la aparatele nregistratoare. Pe platforma nivometric se efectueaz determinri privind structura i densitatea zpezii dar i msurtori ale grosimii stratului de nea. Platforma meteorologic reprezint suprafaa de teren special amenajat pe care sunt instalate majoritatea instrumentelor i aparatelor meteorologice cu care se efectueaz la staii cea mai mare parte a observaiilor meteorologice. Amplasarea platformei meteorologice trebuie s se fac n condiii reprezentative, n spaii deschise, caracteristice pentru regiunea n care se afl, departe de influena oricror obstacole, care ar putea introduce o serie de modificri cantitative asupra valorilor elementelor meteorologice, nespecifice regiunii respective. Dimensiunile platformei meteorologice sunt variate, n funcie de volumul determinrilor efectuate. Platforma meteorologic standard este un ptrat de 26 x 26 m orientat pe direciile nord-sud i est-vest. Aparatele i instrumentele meteorologice sunt instalate pe platforma meteorologic astfel nct s se evite umbrirea unora de ctre altele. n partea nordic a platformei se amplaseaz giruetele i chiciurometrul de-a lungul unui aliniament orientat vest-est. n al doilea plan se gsesc adposturile meteorologice, n interiorul crora se afl aparatele i instrumentele cu care se determin temperatura i umezeala aerului. Adpostul psihrometric conine instrumentele cu citire direct pentru msurarea temperaturii i umiditii aerului iar adpostul pentru aparatele nregistratoare este prevzut cu un termograf i un heliograf. Pe al treilea aliniament sunt poziionate instrumentele pluviometrice: pluviograful pentru nregistrarea continu a cantitii de ap czute, a duratei i intensitii acesteia i pluviometrele ce msoar cantitatea de ap provenit din ploi i ninsori. Heliograful i termometrele de sol se instaleaz n partea sundic a platformei meteorologice i evetual complexul actinometric.

Modul de efectuare a observaiilor meteorologice la staii3

Pentru ca valorile din observaiile meteorologice s poat fi comparate ntre ele, platfoemele meteorologice i instrumentaia uzitat trebuie s corespund unor cerine universal recunsocute. Observaiile meteorlogice la staii asupra elementelor i fenomenelor meteorologice se efectueaz pa cale vizual i instrumental.

Programul observaiilornainte de orele de observaie, meteorologul de serviciu are obligaia s execute rondul preliminar, ocazie cu care verific funcionalitatea aparatelor i instrumentelor. Orele climatologice de baz, dup timpul solar mediu local sunt 01, 07, 13 i 19, iar pentru staiile cu program sinoptic observaiile se efectueaz la orele 02, 05, 08, 11, 14, 17, 20 i 23 dup ora oficial o Bucuretiului.

Staii Meteorologice AutomateSeriile de staii meteorologice automate mici, de tip MAWS, reprezint noua generaie de staii meteorolgice sutomate executate att pentru instalarea permanent, ct i pentru aplicaii unde este necesar transportarea lor n teren. MAWS prezint caracteristici de nalt performan ntr-o form foarte compact. Utiliznd tehnologie sofisticat, uor de operat, MAWS este alegerea ideal pentru un domeniu larg de aplicai meteorolgice care solicit msuri meteorologice precise i de ncredere, efectuate cu costuri sczute. Senzorii de baz msoar: parametrii vntului (vitez i direcie); temperatura; umiditatea relativ i cantitatea de de precipitaii. n plus se poate msura, de exemplu: temperatura solului i a apei; radiaia solar i nivelul apei. Aceste staii se utilizeaz pentru: aplicaii n domeniul militar; protecie civil; studii de impact asupra mediului; msuri n cazuri de avarie; rezolvarea problemelor legate de reziduuri; cercetri.

4

2. Fluxurile radiative

Atmosfera terestr este spaiul n cuprinsul cruia se manifest aciunea unei serii largi de fluxuri de radiaii care n cea mai mare parte i au originea n activitatea de la nivelul Soarelui. Spectrul radiativ solar include mai multe categorii de radiaii: corpusculare, electromagnetice. n practic cele mai folosite noiuni legate de rediaiile de la nivelul atmosferei sunt: radiaia solar direct, radiaia solar difuz, radiaia global, radiaia reflectat, radiaia atmosferei, radiaia terestr, radiaia efectiv i bilanul radiativ. Fluxul energiei radiative reprezint energia radiant primit de o suprafa n unitatea de timp i se exprim n cal/ /min.

Rolul cel mai nsemnat n procesul complex de slbire a intensitii radiaiei i n modificarea compoziiei spectrale, l are procesul de difuzie a radiaiilor solare, care reprezint de fapt o refelxie n toate direciile. n practica de specialitate se urmrete determinarea cantitii de energie radiant (F) incident pe o anumit suprafa (S). Deoarece n meteorologie se folosesc, n marea majoritate a cazurilor, uniti de msur calorice pentru definirea fluxurilor radiative, principiul de construcie al instrumentelor uzitate n radiometrie se bazeaz pe o serie de metode printre care se numr: metoda calorimetric, metoda termometric, metoda curentului de ap i metoda de compensare a efectului caloric.

Msurarea intensitii radiaiei solare directeIntensitatea radiaiei solare directe se definete ca fiind cantitatea de cldur, exprimat n calorii, pe care o primete, n timp de 1 minut, o suprafa egal cu 1 unitate de timp la limita superioar a atmosferei. , dispus perpendicular

pe direcia razelor, deosebit valoric esenial de aceea recepionat de aceiai suprafa, n aceiai

5

La staiile radiometrice din Romnia intensitatea radiaiei solare directe se msoar cu diferite tipuri de pirheliometre i radiometre. Cele mai uzitate sunt: radiometrul termoelectric AT 50, pirheliometrul calorimeric Michelson, radiometrul bimetalic Michelson i pirheliometrul cu compensaie electric Angstrom. Radiometrul termoelectric RT 50 Este un instrument radiometric simplu care funcionaz pe principiul producerii unui curent termoelectirc prin nclzirea difereniat, sub influena radiaiilor solare a termosudurilor care alctuiesc piesa receptoare. Piesa receptoare este alctuit dintr-un disc de argint, prevzut cu un orificiu nnegrit cu negru de fum pe partea expus spre Soare, pentru a putea absorbi n totalitate, razele solare directe. Termosudurile centrale i periferice sunt unite printr-un conductor, care iese n afara tubului radiometric situat n spatele capsulei metalice care protejeaz piesa receptoare i termobateria. Tubul radiometric este vopsit n negru la interior, unde se gsesc 4 diagrame care au menirea de a elimina influena vnturilor i a mpiedica refelxia razelor solare. Intensitatea radiaiei solare directe (I) rezult din nmulirea numrului de diviziuni (N) cu care deviaz acul galvanometrului cu factorul de transformare K (5 MA = 1 cal/ I = N.K Pirheliometrul calorimeric Michelson Constituie unul dintre cele mai vechi tipuri de pirheliometre, fiind un instrument radiometric absolut alctuit dintr-un tub sub forma literei U, nnegrit n interior orin care circul un curent de ap. Pe partea interioar exist o serie de diafragme, care au rolul de a micora suprafaa orificiului de ptrundere a razelor solare, fcndu-le s cad sub forma unui flux radiativ. min):

6

n interiorul tubului se gsesc extremitile unor conductori de platin legate n circuitul unui termometru electric. n ideea de a limita influenele mediului nconjurtor, tubul pirheliometrului este introdus ntr-un tub Dewar, cu perei dubli, argintai din care s-a scos aerul. Cantitatea de cldur absorbit de tub este rezultatul aciunii radiaiei solare directe ce cade pe suprafaa diafragmei (s) ce limiteaz fasciculul de raze, a intensitii acestuia (I) i care poate fi exprimat prin produsul Is.

Radiometrul bimetalic Michelson Este un instrument relativ, care, pentru a afla intensitatea radiaiei solare directe n valori absolute (cal/ min sau ly/ / min), nmulete valorile citite pe scara micrometric cu un

factor de transformare. n componena acestui radiometru intr piesa receptoare, microscopul, tubul radiometric i suportul instrumentului. Piesa receptoare este protejat de tubul radiometric fiind format dintr-o lam bimetalic cu o grosime de 0,07 mm i o lime de 2 mm, obinut prin laminarea la cald a dou foie metalice una de fier i cealalt de invar. Aceast lamel, pe partea alctuit din fier, este acoperit cu negru de fum, fixat prin mbibare cu alcool. Expus aciunii radiaiilor solare cu partea nnegrit, lamela lui metalic se va nclzi i se va curba n direcia invarului. Tubul radiometric este nnegrit cu negru de fum n interior i are cldura specific i coeficientul de conductibilitate termic mult mai mare dect lama bimetalic. Microscopul este plasat la unul din capetele tubului radiometric, iar la cellalt capt se instaleaz piesa receptoare. Pirhelimetrul cu compensaie electric Angstrom Se compune dintr-un tub pirheliometric, o pies receptoare, suportul tubului pirheliometric cu mecanismul de reglare, un galvanometru, un miliampermetr, o baterie i un reostat.

7

n interiorul tubului metalic nnegrit se gsesc dou lamele identice de manganin, acoperite cu negru de fum pe prile luminate de Soare. Suprafeele opuse sunt acoperite cu un start izolator desupra cruia sunt lipite sudurile de manganin i constantan ale unui cuplu termoelectric, legate la bornele galvanometrului. n timpul msurtorilor pirheliometrul se orienteaz cu fantele perpendicular pe direcia razelor solare, cu precizarea c una din fante este acoperit cu un ecran special, astfel nct s opreasc ptrunderea razelor pe lamela 2 , care rmne mai rece. Diferena de temperatur aprut ntre cele dou lamele generez un curent termoelectric, care va fi indicat de acul glvanometrului. Intensitatea (I) radiaiei solare directe se exprim prin relaia: I= K

Msurarea intensitii radiaiei solare difuze i globalePentru determinarea intensitii radiaiei solare difuze i totale (globale) se apeleaz la diferite tipuri de piranometre care pot fi absolute (la care intensitatea se exprim n cal/ nmulesc cu un factor de transformare). La staiile actinometrice din Romnia cele mai folosite instrumente sunt piranometrul absolut Angstrom, piranometrul relativ Arago-Davy, piranometrul termoelectric Ianievski. Piranometrul absolut Angstrom Exprim valorile intensitii radiaiei difuze i globale n cal/ . min sau ly/min. sunt .min

ori ly/min) sau relative (ce determin intensitatea radiaiilor n uniti convenionale care se

Piesa receptoare este dat de dou perechi de lame subiri da manganin, dintre care dou sunt vopsite cu negru de fum i absorb n totalitate radiaiile incidente, iar celelalte acoperite cu alb de mgneziu refelctnd aproape n totalitate fluxurile solare. Aceste lame sunt dispuse alternative i sunt protejate de o calot semisferic, ce permite trecerea radiaiilor difuze de und scurt (0,34 0,25) i le reine pe cele de und lung, emise de atmosfer sau de corpurile din jur. Trebuie aminti faptul c, fluxul radiaiei difuze este n funcie de nlimea

8

Soarelui deasupra orizontului, nebulozitate, transparena atmosferei, latitudine, altitudine, dar i de prezena sau absena stratului de zpad. Pentru determinarea radiaiei difuze piesa receptoare se umbrete cu ajutorul unui ecran special, iar pentru msurarea radiaiei globale, ecranul respective se ndeprteaz. De prile inferioare al lamelor sunt prinse sudurile unor cupluri termoelectrice din manganin i constantin, iar n acest circuit se conecteaz un galvanometru. Sub influena radiaiei difuze sau globale, lamele vopsite cu negru de fum se nclzesc n comparaie cu cele albe, care rmn la temperatura mediului nconjurtor. Diferena de temperatur generez un current termoelectric, care va fi indicat de acul galvanometrului. Deoarece numrul de diviziuni (n) de pe scala galvanometrului este proporional cu intensitatea radiaiei solare difuze sau globale (I): I=c.n Piranometrul relativ Arago-Davy Este alctuit din dou termometre identice, unul are rezervorul acoperit cu negru de fum iar cellalt cu alb de magneziu. Ambele rezervoare termometrice sunt protejate mpotriva aciunii vntului i preciitaiilor cu cte un balon de sticl, n care se afl vid. n vederea efecturii determinrilor intensitii radiaiei solare difuze sau globale, termometrele se instaleaz n poziie orizontal, citindu-se temperaturile indicate de cele dou termometre ( - termometrul cu rezervorul nnegrit; - termometrul cu rezervorul acoperit cu

alb de magneziu). Apoi se calculeaz diferena de temperatur dintre cele dou termometre iar valorea obinut se nmulete cu factorul de transformare (B) obinndu-se: I=B( )

Piranometrul termoelectric Ianievski Este un instrument radiometric relativ ce folosete ca pies receptoare o termobaterie ptrat cu latura de 3 cm, ce are n componen o serie de banzi subiri da manganin i constantan, legate n serie. O parte din aceste benzi au suprafaa exterioar acoperit cu negru de fum, iar restul sunt colorate cu alb de magneziu, asemenea unei table de ah.9

Datorit capacitii diferite de absorbie a razelor solare de ctre benzile albe i negre, termosudurile se nclzesc diferit, generndu-se astfel un curent termoelectric a crui intensitate, msurat de acul unui galvanometru, este proporionat cu intensitatea radiaiei solare. Termobateria piranometrului este izolat de marginea plcii metalice cu un strat de hrtie special. De la nivelul termosudurilor marginale se poziioneaz conductorii, care fac legtura cu galvanometrul. Suportul piranometrului se fixeaz pe un trepied fiind prevzut cu o prghie pentru fixarea tijei.

Msurarea intensitii radiaiei reflectateRadiaia total care ajunge la suprafaa terestr este parial absorbit contribuind la nclzirea solului i parial reflectat sub numele de radiaie reflectat sau reflex. Proprietatea sau capacitatea de reflexie a diferitelor suprafee active (zpad, sol, vegetaie, ap, etc) constituie albedoul, care reprezint raportul dintre radiaia reflectat (Rs) i cea global (Q), pe care o primete acea suprafa, redat sub forma:

Determinarea intensitii radiaiei reflectate se face cu ajutorul albedometrelor de staie i portabile, al fotoelementului cu seleniu i al solarimetrului Gorczynschi, aparate ce msoar albedoul diferitelor tipuri de suprafee active. Albedometrul de staie Piesa receptoare e acestui instrument radiometric este reprezentat de un cap de piranometru ce se instaleaz pe un suport, care-i permite rotirea cu 180, msurnd astfel i valorile radiaiei reflectate. Msurarea valorilor albedoului presupune determinarea intensitii radiaiei globale (Q), realizat cu piesa receptoare orientat ctre bolta cereasc i apoi, dterminarea intensitii radiaiei reflectate (Rs), care se face cu piesa receptoare orientat ctre suprafaa creia i se msoar albedoul. Ulterior, cele dou valori se introduc n relaia albedoului, acestea exprimndu-se n procente.10

Albedometrul portabil Acest instrument actinmetric se uziteaz n cadrul cercetrilor tiinifice microclimatice avnd rolul de sesiza eventualele deosebiri microclimatice avnd rolul de a sesiza eventualele deosebiri microclimatice, dintr-un anumit areal n funcie de diferitele tipuri de suprafa activ. Fotoelementul cu seleniu Face parte din categoria fotoelementelor cu strat de blocare ce msoar capacitatea de reflecie a diverselor tipuri de suprafee. Stratul de blocare se formeaz ntre stratul de seleniu i pelicula fin de aur. Piesa receptoare a fotoelementului este dat de o plcu de fier peste care se aplic un strat de seleniu, iar peste acesta se gsete o pelicul extrem de fin de aur sau platin. Razele solare traverseaz pelicula de aur i ptrund n stratul de seleniu din ai crui atomi smulg un numr oarecare de electroni. Acetia trec n pelicula situat la suprafaa fotoelementului, dar nu se mai pot ntoarce n semiconductor din cauza stratului de blocare. Intensitatea fotocurentului (I) este proporional cu fluxul luminos (R) ce cade pe suprafaa fotoelementului: I=KxR Solarimetrul Gorezynski Se folosete pentru determinarea intenitii radiaiei directe, difuze, globale, reflectate fiind considerat un instrument radiometric complex. Funcionarea acestuia se bazeaz producerea unui curent termoelectric, ce nclzete n mod diferit sudurile cuplului termoelectric, expuse i ferite radiaiilor. Intensitatea curentului produs va fi obinut indirect, pe baza valorii tensiunii curentului exprimat n milivoli.

11

Msurarea intensitii radiaiei efectiven natur se produc concomitent dou fluxuri opuse de radiaii infraroii pe unde lungi, unul ndreptat din atmosfer spre suprafaa terestr (radiaia atmosferei sus (radiaia terestr ) i altul ndreptat n ).

). Diferena dintre cele dou fluxuri se numete radiaia efectiv (

Pentru msurarea intensitii radiaiei efective se folosesc aparate rediometrice de tipul pirgeometrelor, cel mai uzitat la staiile din ar fiind tipul Savinov-Ianievski. Funcionarea acestuia se bazeaz pe formarea unui curent termoelectric a crui intensitate se msoar cu un galvanometru. Receptorul, n acest caz, este alctuit din patru lame de manganin sau de cupru, instalate n poziie orizontal, dou dintre ele au prile superioare acoperite cu negru de platin, iar celelalte dou sunt nichelate sau aurite. De prile interioare ale lamelor sunt lipite sudurile unei baterii termoelectrice din manganin, n circuitul cruia se leag un galvanometru.

Msurarea bilanului radiaiilorBilaul de radiaii se definete ca fiind diferena dintre fluxurile radiative primite i cele emise de o suprafa oarecare. n ecuaia bilanului radiaiei sunt implicate valorile radiaiei solare, ale radiaiei atmosferice i ale radiaiei terestre, care att la nivelul suprafeei terestre ct i n atmosfer sufer schimburi continue de energie radiant. Prin urmare, putem vorbi de un bilan radiativ al suprafeei terestre, al atmosferei i al sistemului Pmnt atmosfer. Valorile bilanului radiativ se determin cu ajutorul unui instrument radiometric special, ce funcioneaz pe principiul producerii curenilor termoelectrici, numit bilanometru.

12

3. Msurarea temperaturii aerului

Temperatura caracterizeaz starea de nclzire sau de rcire a unui corp. Orice variaie n starea de nclzire a unui corp, produce o schimbare a proprietailor sau a caracteristicilor fizice i geometrice ale acestui corp. Aceast schimbare constituie principiul care se afl la baza construciei instrumentelor pentru determinarea temperaturii, adic a termometrelor. Cu ajutorul termometrului se stabilete raportul care exist ntre caracteristicile sau proprietaile unui corp i ntre temperatur deoarece termometrul introdus n mediul ce se cerceteaz capt temperatura acestuia datorit schimbului de cldur i a tendinei de stabilire a echilibrului termic. Intervalul dintre cele dou puncte termice de referin reprezint scara termometric. Sunt cunoscute mai multe scri de temperatur: a) scara Celsius, este divizat de la 0-100C, n 100 de pri egale;b) scara Reaumur divizat n 80 de pri egale (0-80) gradul Reaumur fiin astfel mai

mare dect gradul Celsius;c) scara Fahrenheit mprit n 180 de pri egale (32-212); d) scara Kelvin este o unitate de msur pentru intervalele de temperatur egal cu

1/273,15 din temperatura punctului triplu al apei. n majoritatea rilor lumii se uziteaz termometre gradate n scara Celsius sau Fahrenheit. Lichidele termometrice cele mai folosite n practic sunt: mercurul, alcoolul i toluenul.

13

Termometrul meteorologic ordinar (psihrometric) Are o construcie simpl fiind alctuit dintr-un rezervor cu mercur (de form sferic, troconic sau cilindric), un tub capilar de sticl (0,2-0,3 mm diametru), i o scar termometric confecionat din porelan sau din opal. Pe scara termometric divizat n grade i zecimi de grad se ncepe de la -35C i se termin cu 55C sau 60C. Termometrul ordinar se instaleaz pe un stativ special n primul adpost meteorologic, fiind folosit la determinarea temperaturii i umezelii aerului. Din acest motiv i determinarea de termometru uscat sau psihrometric. Termometrul de maxim Termometrul de maxim delin temperatura cea mia ridicat ce se produce ntr-un interval de timp, de pild n 24 de ore. Aspectul acestui termometru este asemntor cu al termometrului ordinar, deosebindu-se de acesta numai printr-un amnunt de construcie, care dintr-un dinte de sticl, sudat la partea inferioar a rezervorului i care trecnd prin mijlocul rezervorului, ptrunde i n partea inferioar a tubului capilar. Acest termometru funcioneaz astfel: presupunnd c temperatura mediului crete, alcoolul din rezervorul principal se va dilata i va mpinge coloana de mercur nspre ramura cu rezervorul de nivelare. Temperatura din momentul observaiei se poate citi la unul din capetele coloanei de mercur din termometru. Lucrurile se petrec invers n cazul scderii temperaturii. Dup citirea temperaturilor, termometrul se pregtete pentru observaia urmtoare, aducnd cu ajutorul unui mic magnet cei 2 indici tangeni la capetele coloanei de mercur din ambele ramuri. Tubul capilar al termometrului este fixat pe o plac de porelan sau de sticl, pe care se afl scara gradat a termometrului. Astfel termograful de tip sovietic are lama bimetalic format dintr-o plac de oel i una de invar (oel cu 35% nichel, 0,5% carbon i 0,5% mangan) al crui coeficient de dilataie este foarte mic fa de al lamei de oel.

14

Sensibilitatea lamei biometrice se mrete dac aceasta se fixeaz la unul din capete. Deformarea sub influena variaiilor de temperatur se va produce astfel, numai spre captul liber al acesteia, de care se leag sistemul de transmisie.

Termometrul de minim Termometrul de minim se caracterizeaz printr-o serie de particulariti de construcie: dimensiuni mai mari ale rezervorlui ce-I confer o inerie mai mare, ferindu-l de influena microoscilaiilor termice momentane;-

forma rzervorului cu alcool poate fi , ferindu-l de influena microoscilaiilor termice momentane;

-

forma rzervorului cu alcool poate fi cilindric, asementoare unei furci sau forma literei U, mrind suprafaa de contact cu aerul;

-

prezena n tubul capilar a unui indice mobil, confecionat din porelan sau sticl, cu capetele bombate, ce se poate deplasa n interiorul coloanei de alcool;

Se instaleaz n primul adpost meteorologic, pe furca inferioar a stativului de termometre, n poziie orizontal, cu piesa receptoare orientat spre stnga, fa de cel care efectueaz determinarea. Acesta msoar cea mai sczut temperatur a aerului dintr-un anumitinterval de timp, fiind un termometrumeteorologic cu alcool. Termograful Termograful este un aparat format dintr-o cutie metalic sau d ebonit, prevzut cu un capac ce se poate deschide, permitnd reglarea i ntoarcerea mecanismulti de ceasornic ce se afl in interiorul cutiei. n interiorul cutiei, pe peretele din spate, se afl fixat o bar metalic care se bifucr i prinde solid lama bimetalic. ncovoiere sau deformarea acesteia, sub influena temperaturii se15

face numai ctre captul liber al acesteia, de care se sudeaz vergeaua metalic care ptrunde printr-un orificiu n cutia termografului, unde prin intermediul unui tift se articuleaz cu o lam vertical, iar cellalt capt al lamei este fixat de braul care ptrunde ntr-un ax cu suspensie mobil ce poart i prghia peniei nregistratoare. Sistemul acesta de prghii transmite deformarea lamei bimetalice care deplaseaz penia pe diagrama ce se fixeaz pe cilindrul antrenat de mecanismul de ceasornic.

4. Msurarea temperaturii solului

Temperatura solului reprezint elementul de care depinde nclzirea aerului din imediata apropiere a solului, ea influennd procesele de evaporare, de transformare a materiei organice din sol, de dizolvare sau precipitare a unor sruri solubile. Regimul temperaturii solului este determinat de cantitatea de energie solar incident pe suprafaa lui, precum i de schimburile reciproce de cldur cu atmosfera i cu startele mai adnci ale solului. Observaiile privind temperatura solului n cadrul staiilor meteorologice se fac att la suprafa ct i n adncimea lui, iar n timpul iernii, cnd se produc ninsori, termometrele sunt meninute permanent deasupra stratului de zpad, ntruct ele determin temperatura la nivelul suprafeei active, reprezentat n acest anotimp de zpad.

Msurarea temperaturii suprafeei solului sau zpezii pe parcela lipsit de vegetaien cadrul acestor determinri se folosesc instrumente termometrice aerologice reprezentate de termometrul ordinar, termometrul de maxim i cel de minim. Ele sunt instalate pe o parcel cu solul alinat i nivelat, situat n sudul platformei meteorologice, avnd rezervoarele pe jumtate introduse n sol. Distana dintre termometre trebuie s fie de 10 cm, ele

16

fiind aezate n poziie orizontal, cu excepia celui de maxim, care este puin nclinat (5) spre rezervor. n privina orarului observaiile, acestea se efectueaz zilnic la termenele climatologice reprezentate de orele 01, 07, 13 i 19, precizia msurtorilor fiind de 0,1 C. Observatorul citete mai nti termometrul ordinar, apoi captul coloanei de alcool i al indicelui iar la sfrit, termometrul de maxim. Acesta trebuid s se apropie de termometre dinspre nord, pentru a nu le umbri. In funcie de strile de timp n care se fac msurtorile apar urmtoarele siluaii: n timpii sezonului cald. termometrul de minim se ridic de pe sol dup observaia climatologic de la ora 07 (pentru a se proteja de temperaturile ridicate din timpul zilei) i, se repoziioneaz cu aproximativ 60 de minute nainte de observaia de la ora ll); atunci cnd temperaturile suprafeei solului sau zpezii se apropie de 36"C. termometrul ordinar i cel de maxim se ridic de pe platform, deoarece funcionarea lor devine improbabil; Posibilitatea nregistrrii unor temperaturi extrem de ridicate la nivelul suprafeei solului face ca limitele scrilor termometrice s fie mai largi (ntre 35 i 70; sau chiar si 80C). Protecia termometrelor contra ngheului se asigur prin ungerea rezervoarelor i a prilor care vin n contact cu stilul sau zpada cu un amestec de vaselin i ulei minerale. Termometrul de sol tip Savinov Temperatura solului prezint mare importan pentru meteorologie deoarece acesta reprezint suprafaa activ la nivelul creia se face schimbul de cldur cu aerul atmosferic. Temperatura solului depinde de o serie de proprieti fizice ale acestuia, precum stuctura, culoarea, porozitatea care la rndul lor determin cldura specific, conductibilitatea termic i caloric a solului. Temperatura suprafeei solului se determin cu ajutorul termometrului ordinar i a termometrelor de extreme (de minim i de maxim), asemntoare celor folosite la17

determinarea temperaturii aerului, n timp ce temperatura pn la adncimea de 20 cm se msoar vertical. Msurarea temperaturii solului la suprafa i la adncimi mici se face pe parcela lipsit de vegetaie (4/6 m), cu sol afnat prin spare i mrunit pn la adncimea de 25 30 cm. Termometrele de tip Savinov sunt termometre cu mercur i formeaz serii de cte 4 pentru adncimile de 5, 10, 15, 20 cm. Rezervorul acestor termometre este cilindric, cu diametrul de 6 8 mm, de acesta fiind sudat tubul capilar, a crui lungime variaz n funcie de adncimea pentru care este folosit termometrul. Scala termometrelor este gradat din 0,5 n 0,5 C, de la -15C la +45/45C. Caracteristic acestui tip de termometru este faptul c rezervorul face cu tija un unghi de 135, fiind posibil instalarea lor n sol cu rezervorul orizontal. Scala gradat are aceleai dimensiuni pentru toate termometrele i este fixat la extremitatea tijei opuse rezervorului. Tubul capilar, de la rezervor pn la captul scalei este nvelit cu vat sau cenu fin pentru a umple etan tubul de sticl protector, ca s nu se formeze cureni de aer n jurul tubului capilar, ca urmare a condiiilor termice diferite n interiorul i la exteriorul solului. Partea termometrului care rmne n afara solului este susinut cu o furc fcut din 2 bee care se leag mpreun cu tija. Termometrele Savinov se introduc n sol din 10 n 10 cm pe o direcie est vest, la 20 cm este de termometrele pentru msurarea temperaturii la suprafaa solului. Termometrele de sol model german (Junkalor) De regul se instaleaz pe parcela dezgolit de vegetaie n serii de cte 6 i respectiv 10 termometre. Seria de 6 (destinat msurrii temperaturii la adncimi de 2, 5, 10, 15, 20 i respectiv 30 de cm) este alctuit din termometre cu tubul cotit n unghi de 135 i cu scara pe partea exterioar unghiului. Datorit acestei particulariti de construcie, partea inferioar, cotit, a fiecrui termometru se introduce n sol n poziie vertical, iar tija rmas afar formeaz cu suprafaa orizontal a solului un unghi de 45 ceea ce d posibilitatea citirii uoare a indicaiilor de pe scar.18

cu termometrele Savinov, iar pn la 320 cm cu termometrele de sol cu tragere

Fiind lipsite de carcase metalice protectoare, geotermometrele cu tuburi cotite se instaleaz pe un suport confecionat din lemn orientat spre direcia E-V. Distana dintre termometrele astfel instalate este de 10 cm, cel mai puin adnc (2 cm) aflndu-se n partea de est a suportului, iar cel mai adnc (30cm) n partea de vest. Scrile sunt orientate ctre nord. La aceste termometre de sol scara este gradat ntre limitele de -35 i +40. Zecimile de grad se apreciaz ca i la termometrele abinuite din ochi.

Termometrele drepte tip Junkalor Se amplaseaz n poziie vertical la adncimile de 40, 60, 80 i 100 cm, ele fiind protejate de tuburi metalice, ce fac posibil funcionarea pe parcela lipsit de vegetaie i n timpul iernii. Aceste termometre au scara gradat, de regul din 0,2 n 0,2C, ntre limitele de -30C i +40C, iar adncimea de amplasare n sol a rezervorului termometric se marcheaz cu vopsea pe tubul de protecie. Termometrele de sol cu tragere vertical Intr n dotarea staiilor meteo i sunt folosite pentru determinarea temperaturii solului la adncimi cuprinse ntre 2 i 100 cm. De regul se instaleaz pe parcela dezgolit de vegetaie n serii de cte 6 i respectiv 10 termometre. Seria de 6 (msurari ntre 2-30 cm) este alctuit din termometre cu tubul cotit n unghi de 135 i cu scara pe partea exterioar a unghiului. Partea inferioar cotit a fiecrui termometru se introduce n sol n poziie vertical, iar tija rmas afar formeaz cu suprafaa orizontal a solului un unghi de 45, ceea ce d posibilitatea citirii uoare a indicaiilor de pe scar. Se instaleaz pe un suport din lemn orientant pe directie E-V. Distana ntre termometrele astel instalate este de 10 cm, cel mai puin adnc (2 cm) aflndu-se n partea de Est a suportului, iar cel mai adnc (30cm) n partea de V. Scrile lor sunt orientate ctre nord.19

La aceast serie se adaug pe aceiai direcie 4 termometre drepte protejate de tuburi metalice. Acestea se instaleaza n poziie vertical la adncimi de 40, 60, 80 i 100 cm, cel mai adnc fiind situat la extremitatea vestic a seriei de 10 termometre astfel realizat. Intervalele ntre termometrele drepte sunt de 20 cm, scrile lor sunt lizibile prin fanta longitudinal practicat n tubul metalic protector. Scara este gradat de regul din 0.2C n 0,2C ntre limitele de -30C i +40C. Termometrul sond tip Sohin Acest tip de termometru se utilizeaz n practica agricol putndu-se realiza profile termice expediionare de sondaj pe suprafee agricole extinse i pe soluri diferite. ntre pereii inferiori ai tubului metalic protector i rezervor se gsete pilitur de cupru cu coeficient de conductibilitate caloric mare. De asemenea, partea inferioar a acestui tub de protecie este ascuit la vrf pentru a putea fi mai uor introdus n sol, n timp ce la partea superioar se gsete un disc metalic, uzitat pentru introducerea, prin apsare, termometrului n sol.

Msurarea adncimii de nghe a soluluin timpul sezonului rece la staiile cu program agrometeorologic se determin i adncimea pn la care nghe solul, obinndu-se o serie de date utile pentru activitatea din domeniul agriculturii, construciilor sau urbanisticii. Adncimea de nghe a solului se msoar cu geoglaciometrul Danilin, ce are ca baz de funcionare proprietatea apei distilate de a nghea la temperatura de 0C. Aceasta se instaleaz n sol ctre sfritul toamnei, concomitent cu eventuala producere a temperaturilor negative i se ridic n a doua decad a primverii, dup dezgheul total al solului.

Codificarea strii suprafeei soluluiCifr de cod 0 1 Starea suprafeei solului Uscata (fr o cantitate vizibil de praf sau nisip). Umeda (fr bltoace)20

2 3 4 5 6 7 8 9

mbibat (apa stagneaz la suprafaa solului n bltoace mai mari sau mai mici). ngheat Sol acoperit cu polei sau ghea, fr zpad sau zpad care se topete Zpad sau zpad care se topete (cu sau fr ghea). care acoper mai puin dc jumtate din terenul vizibil. Zapad sau zpad care se topete (cu sau fr ghea), care acoper cel puin jumtate din suprafaa solului, dar nu complet. Ghea, zpad sau zpad in curs de topire, care acoper complet suprafaa solului. Zpad uscata, pufoas, praf sau pulbere de nisip, care acoper mai mult de jumtate din suprafaa solului, dar nu complet. Zpad uscat, n pulbere, praf sau pulbere de nisip, care acoper tot terenul vizibil.

5. Msurarea umiditii aerului

Umezeala sau umiditatea aerului este definit prin coninutul n vapori de ap existeni la un moment dat n atmosfer. Este o nsuire important a aerului att din punct de vedere meteorologic cr i bioclimatic. Gradul de umiditate are o mare importan din punct de vedere meteorologic, deoarece vaporii de ap influeneaz bilanul radiativ-caloric al aerului, prin absoria radiaiilor de und lung iar prin condensare genereaz norii, ceaa, precipitaiile lichide i solide. Cantitatea de vapori de ap din atmosfer se exprim prin diferii parametri sau mrimi fizice, cum sunt: tensiunea vaporilor de ap, umezeala absolut, umezeala specific, umezeala relativ, temperatura punctului de rou, deficitul de saturaie, starea higrometric.a) Tensiunea vaporilor de ap sau fora elastic (e sau

) reprezint presiunea parial ce

revine vaporilor de ap dintr-un volum de aer. Ea se exprim n milimetri coloan de mercur sau n milibari (hectopascali); La o anumit temperatur, cantitatea de vapori dintr-un volum de aer poate crete pn la o valoare limit numit tensiune maxim a vaporilor sau tensiune de saturaie (E);

21

b) Umezeala absolut (a) reprezint cantitatea de vapori de ap pe care o conine 1

de

aer la o anumit temperatur. Cantitate de vapori care satureaz un umezeal absolut maxim sau de saturaie (A);

de aer se numete

c) Umezeala specific (s) reprezint cantitatea de vapori de ap pe care o conine 1 kg de aer

umed. Se exprim in g/kg i poate fi redat sub forma: n care:

- greutatea vaporilor de ap;- greutatea aerului umed; e tensiunea vaporilor de ap; p presiunea atmosferic; Cantitatea de vapori care satureaz un kilogram de aer se numete umezeal specific maxim sau de saturaie (S).d) Umezeala relativ (f) este mrimea care reprezint cel mai bine gradul de saturaie a

aerului cu vapori de ap. Ea indic n procente, ct din cantitatea vaporilor de ap necesar condensrii exist la un moment dat n atmosfer, stiind c pentru aerul saturat, are valoarea de 100%. Ea reprezint raportul procentual dintre tensiunea vaporilor (e) i tensiunea de saturaie (E):

n funcie de valoarea umiditii relative, aerul se caracterizeaz din punct de vedere higrometric: f > 100% f = 100% f = 91-99% f = 81-90% f = 51-80% - suprasaturat; - saturat; - foarte umed; - umed; - normal;22

f = 31-50% f 30%

- uscat; - foarte uscat;

e) Temperatura punctului de rou reprezint temperatura la care vaporii de ap ajung s

satureze aerul. Ca orice temperatur se exprim n grade Celsius;f) Deficitul de saturaie reprezint diferena dintre tensiunea maxim a vaporilor de ap i

tensiunea real la un moment dat; g) Starea higrometric (Sh) reprezint raportul dintre greutatea vaporilor de ap i greutatea aerului uscat dintr-un metru cub de aer:

Instrumente de msurare a umiditii aeruluiLa staiile meteorologice din Romnia, pentru msurarea valorilor umezeii aerului, se folosesc aparate cu citire direct (psihrometre i higrometrice), iar ce nregistratoare, higrografe de diferite tipuri. Psihrometrele sunt instrumente prin intermediul crora se determin tensiunea vaporilor de ap din aer i umezeala relativ a acestuia. Partea principal a acestora este dat de dou termometre identice, unul avnd rezervorul acoperit cu tifon care se unezete n timpul efecturii msurtorilor (termometrul umed), iar cellalt msoar temperatura aerului n mediu uscat (termometru uscat). Diferena de temperatur dintre cele dou termometre (diferena psihrometric) este cu att mai mare cu ct aerul este mai uscat, iar evaporarea mai intens. n condiii naturale, factorii principali care condiioneaz evaporarea sunt: resursele de ap, resursele energetice i amestecul turbulent care mijlocete rspndirea vaporilor de ap. Psihrometrele cu aspiraie

23

Sunt acele instrumente meteorologice la care ventilaia aerului n jurul rezervoarelor termometrelor se face prin mijlocirea unor dispozitive speciale, ele cptnd i denumirea de psihrometre cu ventilaie artificial. Dintre acestea, mai frecvent uzitate sunt: psihrometrul de staie cu doz dubl i psihrometrul tip Assmann. a) Psihrometrul de staie cu ventilaie artificial se instaleaz n primul adpost meteorologic, n poziie vertical, pe acelai stativ cu termometrele de maxim i minim. Rolul moritii aspiratoare este acela de a aspira un curent de aer prin tuburile de aspiraie, ventilnd astfel rezervoarele celor dou termometre (umed i uscat). Prin rotire, morica determin formarea, n jurul rezervoarelor, a unui curent de aer cu vitez constant ce va contribui la evaporarea apei de pe tifonul umezit cu ap distilat (tifonul va fi umezit, n mod obligatoriu, la fiecare termen de oberaie). n cadrul expediiilor de cercetare microclimatic se uziteaz psihrometre cu ventilaie artificial de tip Assmann, ce sunt uor transportabile i ofer posibilitatea de a efectua msurtori n plin soare, datorit unei monturi metalice nichelate ce protejeaz cele dou rezervoare termometrice. Psihrometre fr aspiraie n aceast categorie intr acele psihrometre la care viteza curentului de aer din jurul celor dou rezervoare termometrice nu este constant. La staiile meteorologice din ar mai folosite sunt psihrometrele de tip August i psihrometrul de tip pratie. Tabelele psihrometrice Sunt folosite pentru aflarea caracteristicilor umezelii aerului deoarece n urma msurtorilor psihrometrice se obin dou valori termice, obinute de termometrul uscat i termometrul umed. La staiile meteorologice din Romnia se uziteaz, dup caz, dou tipuri de tabele: Assmann i Savici. Tabelele psihrometrice Assmann cuprind trei sectiuni: - n prima seciune se gsesc valorile tensiunii maxime de saturaie deasupra apei i deasupra gheii, la temperaturi ale aerului cuprinse ntre -35 i +100C;

24

- n a doua seciune sunt notate valorile tenisunii vaporilor i cele ale umezelii relative ale aerului, calculate pentru diferite temperaturi indicate de termometrele uscate i umede, la Umezeala relativa (%) 0 10 20 30 40 50 60 79.2 70 80 90 100

Raportul dintre alungirea parial 0.0 20,9 38.8 52.8 63.7 72,2 i umila a llrului de pir (%) presiunea de 755 mm;

85.2 90.5 95,4 100

- cea de-a treia seciune conine tensiunea vaporilor de ap raportat la diferite valori ale umezelii relative dar i anumite mrimi ale temperaturii citite pe scara termometrului uscat. Tabelele psihrometrice Savici sunt mai frecvent utilizate la staiile meteorologice din Romnia, fiind editate la Sankt Petersburg n 1963, i se deosebesc de tabelele Assmann prin faptul c fora elastic a vaporilor de ap (e) este exprimat n milibari (mb). Higrometrele Pentru determinarea valorilor umezelii relative a aerului se folosesc higrometre de absorie ce se mpart n: - higrometre de absorie cu fir de pr; - higrometre de absorie cu membran organic. Higrometrele de absorie cu fir de pr se gsesc la majoritatea staiilor meteorologice din tar, n aceast categorie intrnd higrometrele de tip Koppe i higrometrele de tip Fuess. n higrometrie se folosesc, de regul fire de pr omenesc blond ce prezint un numr foarte redus de pigmeni, ce le confer o sensibilitate mai mare fa de variaiile umezelii aerului. Higrometrele funcioneaz bazndu-se pe proprietatea firelor de pr de a se alungi n contact cu aerul umed i de a se scutura cnd acesta este uscat.

Raportul dintre alungirea parial l total a firului de pr la diferite valori ale umezelii relative

Higrometrul de tip Koppe se instaleaz n primul adpost meteorologic, n spatele psihrometrului de staie, n poziie vertical.25

Piesa receptoare a acestui instrument cu citire direct este un fir de pr omenesc, blond i degresat care i modific lungimea n funcie de cantitatea de vapori de ap absorbit i condensat n porii si liberi. n funcie de variaiile strii de umiditate a aerului, acul higrometrului Koppe se deplaseaz dinspre stnga spre dreapta cnd gradul de umezeal a aerului este n cretere i, de la dreapta la stnga, atunci cnd umezeala aerului este n scdere. Msurtorile higrometrice se efectueaz zilnic la orele climatologice 01, 07, 13 i 19, iar valorile obinute se noteaz n registrul de staie n procente ntregi. Higrometrul de tip Fuess se deosebete de cel precedent prin faptul c piesa sensibil pentru umezeal este alctuit din 1-4 fire de pr, el fiind prevzut cu un cadru circular. Este un instrument higrometric precis, mai puin rspndit la staiile meteorologice.

Higrometrele de absorie cu membran organic Funcionalitatea i modul de construcie ale acestor higrometre se bazeaz pe modificrile dimensiunii unei membrane organice (vezic urinar, instestine) sub influena umezelii aerului, ca urmare a proprietii sale de higroscopicitate. Hirometrul rusesc de tip M-39 este un exemplu n acest caz, acesta prezentnd un mare neajuns, deoarece, n condiii termice ridicate exist riscul ntinderii pn la refuz a membranei, care se poate rupe.

Higrografele Mai sunt numite i higrometre nregistratoare, ele nregistrnd nencetat variaia umezelii relative a aerului. Higrograful se instaleaz pe podeaua celui de-al doilea adpost meteorologic, alturi de termograf, la nlimea de 2 m deasupra suprafeei solului. nregistratoarele de umezeal sunt formate, ca i n cazul termografelor, din trei pri componente:

26

- partea receptoare cuprinde un mnunchi sau mai multe mnunchiuri de fire de pr omenesc, blond i degresat, ce pot fi dispuse orizontal sau vertical, n funcie de tipul higrografului; - partea transmitoare este dat de un sistem de prghii, care amplific i transimt deformrile suferite de mnunchiul de fire; - partea nregistratoare, alctuit din braul prghiei de nregistrare tamburul cilindric pe care se nfoar diagrama (higrograma) i care prin intermediul unui mecanism cu ceasornic efectueaz o turaie complet n 24 de ore, higrografele zilnice sau de o sptmn, la cele sptmnale. La staiile meteorologice din tara noastr se utilizeaz diverse tipuri de higrografe (Junkalor, Fuess, Richard, Lambercht, Fischer sau de tip rusesc), care difer ntre ele prin mici amnunte de construcie.

6. Msurarea precipitaiilor atmosferice

Precipitaiile atmosferice reprezint produsele finale ale condensrii i sublimrii vaporilor dc ap, constituind totalitatea particulelor de ap lichid i solid care cad din sistemele noroase i ating suprafaa Pmntului. Ele pot fi sub form de: ploaie, zpad, lapovi, burni, mzriche sau grindin. mpreun cu depunerile pe suprafaa terestr (rou, bruma, chiciura, poleiul), alctuiesc fenomenele hidrometeorice.27

n ara noastr primele observaii pluviometrice au fost realizate de tefan Hepites, la sfritul secolului al XlX-lea, iar n Europa primele msurtori dateaz din anul 1677, ele fiind organizate n Anglia. Pentru caracterizarea regimului precipitaiilor se utilizeaz o serie de mrimi pluviometrice: a b a) cantitatea de precipitaii exprimat n mm grosime strat de ap sau l/m2 (un strat gros b) imensitatea precipitaiilor care red cantitatea de ap czut ntr-o unitate de limp pc o c) zi cu precipitaii, este considerat acea zi n care au czut precipitaii n cantiti msurabile 0,1 mm); d) cantitatea maxim de precipitaii czut n 24 de ore. Valorile respective sunt solicitate pentru lucrrile de proiectare hidrotehnic i agrotehnic, la construirea oraelor n scopul dimensionrii conductelor i canalelor de drenare a apelor provenite din precipitaii; c d e) numrul zilelor cu anumite cantiti de precipitaii; f) frecvena zilelor cu anumite forme dc precipitaii (ploaie, zpad). de 1 mm corespunde unei cantiti de ap de un litru repartizat uniform pe o suprafa de 1 m2); unitate de suprafa (l/mJ/min.). Dup intensitate se deosebesc ploi toreniale.i ploi netoreniale;

Pluviometrul de tip I.M.CPe platformele meteorologice se gsesc ntotdeauna dou pluviometre, care se fixeaz pe laturile de est i de vest ale unui stlp vertical de lemn Unul este descoperit, fiind pluviometrul de serviciu, iar cellalt este de rezerv. In ultima perioad, la staiile meteorologice exist un al treilea piuviometru numit pluviometrn avertizor". Un astfel de piuviometru este alctuit din trei pr|i componente: 1. receptor; 2. colector; 3. dispozitivul de zpad: 4. eprubeta pluviometric. Apa colectat n piuviometru se msoar cu ajutorul unei eprubete din sticl cu diametrul interior gradat n 100 de diviziuni, marcate din 10 n 10, cu cifre. Distana dintre dou cifre consecutive constituie 1 mm nlimea coloanei de ap care a czut pe suprafaa de 200 cm 2.28

Cnd nu se dispune de eprubet, msurarea cantitii de precipitaii se poate face cu ajutorul unui cilindru gradat, in acest caz, numrul de gradaii al cilindrului (cm3) se mparte la numrul egal cu o zecime din suprafaa de colectare a vasului. Determinarea cantitii de ap rezultat in urma precipitaiilor lichide sau solide se face la orele 07 i 19 timp local, n toate zilele n care s-a produs hidrometeorul.

PluviografulMai sunt numite i pluvionietre nregistratoare, ce monitorizeaz n mod continuu cantitatea, durata i intensitatea precipitaiilor lichide. La staiile meteorologice din Romnia se gsesc pluviografe de tip Hellmann i pluviografe de concepie ruseasc. Aceste aparate nregistratoare pot fi zilnice sau sptmnale, n funcie de mecanismul cu ceasornic fixat n tamburul cilindric, pe care se instaleaz pluviograma, n alctuirea unui pluviograf intr un receptor, un colector i nregistratorul. n cazul precipitaiilor lichide continue, cnd nivelul apei acumulate crete nencetat, penia va nscrie intre valorile 0 i 10 ale pluviogramei o linie ascendent, mai mult sau mai puin nclinat, n funcie de intensitatea ploii. nregistratorul este reprezentat, ca i n cazul termografelor sau higrografelor. de un tambur cu un diametru mai mare, pe care se fixeaz pluviograma. Pe aceast diagram se noteaz numele staiei meteorologice i data instalrii i ridicrii pluvio-gramei. Dac pluviograful a funcionat corect pe tot parcursul nregistrrii cantitii de precipitaii atmosferice, pe pluviograme se va constata c: - nregistrarea ncepe de la linia zero" a pluviogramei i de la linia vertical cate indic ora 1900; - cantitatea de ap nregistrat pe pluviogram concord cu cea msurat in vasul de control; - penia inscriptoare nscrie curbe subiri i uniforme, iar n situaiile cnd nu s-au produs precipitaii nregistrarea are forma unei linii perfect orizontale. Pluviograful se instaleaz pe platforma meteorologic, pe aceiai linie cu pluviomctrele, cu meniunea c, carcasa de protecie a pieselor se ancoreaz din trei pri cu cabluri de srm.

29

Valorile obinute n urma msurtorilor efectuate se noteaz n tabelele meteorologice TM-4. Regimul anual al precipitaiilor atmosferice se analizeaz cu ajutorul sumelor lunare i anolimpuale. el indicnd modul de distribuie a precipitaiilor pe diferite perioade ale anului. Aceast distribuie se numete regim pluviometric, depinznd de circulaia general a atmosferei i de factorii geografici locali.

7. Msurarea duratei de strlucire a SoareluiDurata de strlucire a Soarelui reprezint o caracteristic climatic important a fiecrei regiuni. Valorile ei prezint att importan teoretic pentru caracterizarea, condiiilor climatice ale unei regiuni n calculul indirect al bilanului radiativ, ct i o mare valoare aplicativ n agronomie, balneologie, turism.

30

Raportul dintre durata cfectiv (d) i durata astronomic (D) a strlucirii Soarelui reprezint valoarea fraciei de insolaie (F):

Ea scoate n eviden rolul nebulozitii n reducerea duratei strlucirii Soarelui, fiind un parametru meteorologic cu aplicabilitate practic n domeniu precum ar fi: urbanistic, construcii, agricultur, balneologie, etc. Durata de strlucire a Soarelui se exprim n ore i zecimi de or i se nregistreaz cu ajutorul heliografului. La staiile meteorologice din ara noastr se folosete heliograful Campbell-Stockcs reprezentat prin trei tipuri: Fuess, Metra-Praha i Universal.

Heliograful de tip FuessReceptorul pentru razele solare este o sfer masiv de sticl, cu un diametru de 10 cm, care se fixeaz pe un suport metalic i, care, concentreaz razele de lumin solar intr-un focar. Concentric cu sfera de sticl, heliograful prezint o montur mctalic, situat fa de aceasta la o deprtare egal cu distana focal a lentilei, astfel c razele solare ajungnd pe sfer, converg, formnd pata focal chiur pe aceast montur n care se instaleaz diagramele. Diagramele folosite la heliograf pentru nregistrarea duratei de strlucire a Soarelui se numesc heliograme. Pe acestea se imprim o dung carbonizat cnd Soarele strlucete pe bolta cereasc. n funcie de nlimea Soarelui deasupra orizontului din cursul unui au (pata focal nu se produce cu acelai loc), hcliografele vor fi poziionate diferit, n raport cu anotimpurile (nlimea Soarelui deasupra orizontului este mare vara i mic iarna). Heliograful trebuie s fie ntotdeauna orientat cu partea interioar a niei metalice spre sud. El se instaleaz n partea sudic a platformei meteorologice la 1.50 m deasupra suprafeei terestre. Heliograful se schimb zilnic dup momentul apusului Soarelui, n cazul heliografelor tip Fuess i Mendra, i la ora 12 i dup apusul Soarelui la tipul Universal. Dup scoaterea heliogramei de pe heliograf se stabilete lungimea total a poriunilor arse, exprimat n ore i zecimi de or, pe fiecare interval orar. Dac dra carbonizat acoper un ntreg interval orar, sub arsur se va nscrie cu creionul cifra 1.0. Cnd nregistrarea are forma unui punct, atunci ea se consider a fi egal cu 0,1.31

Heliograful universalSe caracterizeaz prin faptul c montura port-heliograme este mobil, el putnd fi folosit pentru toate latitudinile. De asemenea, prile componente ale heliografului sunt fixate pe un suport metalic montat prin intermediul unor uruburi pe o plac de lemn. Heliograful Universal utilizeaz numai dou feluri de heliograme: drepte (ntre 1 martie - 15 aprilie i 1 septembrie - 15 octombrie.), plasate n anurile de la mijlocul monturii i curbe (ntre 16 aprilie - 31 august i 16 octombrie - 28 februarie) ce se instaleaz n perechea de jgheaburi inferioar. Att heliogramele drepte ct i cele curbe se schimb de dou ori pe zi: o dat la ora 12 i o dat dup apusul Soarelui. Numrul zilelor cu Soare reprezint o alt caracteristic climatic ce vine s completeze imaginea asupra duratei strlucirii Soarelui. Se consider zi cu Soare, ziua n care Soarele a strlucit indiferent de durat. Intereseaz, de asemenea, numrul cel mai mare de zile cu Soare din fiecare lun i anul In care s-a realizat Atunci cnd se prelucreaz datele duratei efective de strlucire a Soarelui, trebuie avut n vedere i repartiia geografic a valorilor, repartiie ce trebuie privita n legtur cu cauzele care o influeneaz.

8. Observaii asupra stratului de zpadDin punct de vedere climatologic, stratul de zpad care acoper solul, in timpul sezonului rece. are o importan deosebit, datorit grosimii, structurii i densitii ce-l caracterizeaz. Datorit conductibilitii sale reduse, stratul de zpad joac rol protector pentru sol contra ngheurilor radiative i advective. De asemenea, stratul de zpad, datorit

32

proprietilor sale radiative, genereaz scderea accentuat a temperaturii stratului de aer din vecintatea lui. La staiile meteorologice se efectueaz observaii zilnice, att vizuale ct i instrumentale, ce vizeaz: determinarea gradului de acoperire cu zpad a solului i a modului de aezare a stratului de zpad; msurarea grosimii stratului de zpad; determinarea densitii, structurii i echivalentului de ap al stratului de zpad.

Determinarea gradului de acoperire cu zpad a solului i a modului de aezare a stratului de zpad.Aceste observaii sunt vizuale i se efectueaz zilnic la ora 700, iar punctul de observare trebuie s rmn mereu acelai i, s cuprind orizontul vizibil al staiei. Pentru determinarea gradului de acoperire cu zpad, se mparte orizontul vizibil din jurul staiei n zece pri egale i, se apreciaz cte pri din mprejurimile vizibile ale staiei prezint nveli de zpad. Astfel, cnd zpada acoper n ntregime tot terenul vizibil din jurul staiei, cifra care corespunde gradului de acoperire este 10, iar cnd aceasta lipsete, cifra este 0. Modul de aezare aljstralului de zpad se apreciaz prin urmtoarele calificative: - uniform (fr troiene); - neuniform (cu troiene mici); - foarte neuniform j(cu troiene mari). Rezultatele obinute n urma acestor determinri se noteaz n registrul meteorologic RMIM, n rubrica Fenomene meteorologice prin semne convenionale

Msurarea grosimii stratului de zpadDeoarece grosimea stratului de zpad depinde de aciunea vntului i de prezena diferitelor obstacole, este necesar ca aceast determinare s se efectueze pe parcele speciale (degajate sau adpostite), amenajate n jurul staiilor meteorologice. Stratul de zpad apare ca dat medie cu circa dou sptmni mai trziu dect data de producere a primelor ninsori i dispare cam tot cu att mai devreme, comparativ cu data medie a ultimelor ninsori.33

Parcela liber (degajat) are o suprafa de 400 m i trebuie s permit circulaia liber a aerului, fapt pentru care se impune ca distana dintre marginile ei i cele mai apropiate obstacole s fie cel puin de 20 de ori mai mare dect nlimea acestora. Parcela adpostit are aceiai suprafa (400 m) ca i parcela degajat, ea putnd fi amplasat n interiorul unei pduri. ntr-un parc sau o livad. Marginile ei trebuie s fie la cel puin 10 m distan de obstacolele din jur. Se folosesc ntotdeauna trei rigle nivometrice, care se instaleaz n mijlocul parcelei de observaii. n acelai loc (an de an). Ele sunt poziionate n vrfurile unui triunghi echilateral cu latura de 10 m. Cele trei rigle se citesc zilnic, dup determinarea gradului de acoperire cu zpad, chiar dac nu a mai nins, dac grosimea stratului de zpad nu s-a schimbat n ultimele 24 de ore. Riglele nivometrice sunt confecionate din lemn uscat, fiind lungi de 180 cm. late de 6 cm i groase de 2,5 cm, iar diviziunile impare sunt vopsite n negru. Riglele nivometrice portabile au dimensiuni mai reduse (180 x 4 x 2 cm) i sunt uzitate n cadrul expediiilor microclimatice i pentru efectuarea periodic de profile nivometrice. Pentru calcularea grosimii medii decadice a stratului de zpad se mparte suma datelor zilnice la numrul zilelor cu strat de zpad. Grosimea medie decadic a stratului de zpad variaz de la 5-20 cm (decada a treia a lunii ianuarie), n regiunile de cmpie, pn la 10-20 cm (decada a doua a lunii februarie), pentru regiunile deluroase i 50-100 cm (decada a treia a lunilor februarie i martie sau prima decad a lunii aprilie). n regiunile de munte.

Determinarea densitii stratului de zpadDeterminarea densitii stratului de zpad se efectueaz pentadic, n zilele de 5, 10, 15, 20, 25 i n ultima zi a lunii, dac stratul de zpad este de cel puin 5 cm. Cunoaterea densitii permite calculul rezervei de ap din sol dar, i aprecierea conductibilitii termice a stratului de zpad. Cu ct stratul de zpad este mai compact, avnd astfel o densitate mare, cu att va avea o termoconductibilitate redus, ce faciliteaz transmiterea temperaturilor sczute din mediul exterior.34

Determinarea densitii stratului de zpad se efectueaz cu ajutorul densimetrului cu balan. Acesta este alctuit dintr-un cilindru metalic folosit pentru msurarea nlimii coloanei de zpad i o balan compus din dou brae de alam nichelate. Pentru determinarea densitii stratului de zpad se recolteaz trei probe. ntotdeauna din locuri cu strat dc zpad intact, notndu-se n registrul meteorologic IM, in rubricile Proba 1, Proba 2, Proba 3". Rezultatele cclor trei msurtori, efectuate pe parcela cu riglele dc zpad fixe, se mediaz astfel: d = (d, + d2 + d3) : 3 n care d - densitatea medie.

Determinarea structurii zpeziiEste o observaie vizual ce se realizeaz n acelai timp cu determinarea densitii zpezii, prin urmtoarele caracteristici din tabel. Cifr de cod 0 I 2 3 4 5 6 7 8 9 Structura zpezii Zpada proaspt, in pulbere Zpad proaspt, afnat (pufoas) Zpad proaspt, lipicioasa Zpad veche (afnat) Zpad veche dens Zpad veche umeda Zpad pufoasa cu crust la suprafaa Zpad dens cu crust la suprafaa Zpad umed cu crust la suprafa Zpada ngheat, compact

Determinarea echivalentului n ap al stratului de zpadPentru a carateriza ct mai exact cantitatea de ap rezultat n urma topirii stratului de zpad, adic echivalentul n ap al stratului de zpad, se organizeaz periodic ridicri nivometrice. Echivalentul n ap al stratului de zpad, se poate calcula pe baza relaiei:35

E = d x h x 10 n care E echivalentul n ap exprimat n l/m2 (mm/m2); d - densitatea stratului de zpad g/ 10 - constant de transformare. ):

h - inlpimea stratului de zpad exprimat in cm;

9. Observaii asupra norilorAerul care nconjoar suprafaa pmntului conine vapori de ap, a crui cantitate variaz n funcie de temperatura aerului. Umezeala aerului este rezultatul evaporrii apelor de pe suprafaa solului. Astfel, vaporii de ap ptrund n atmosfer nencetat. saturnd aerul ntr-o msur mai mare sau mai mic. In timpul scderii temperaturii aerului, vaporii de ap se transform n picturi mici de ap, proces numit condensare. Pentru condensarea vaporilor de36

ap, este necesar existena unor particule foarte mici, higroscopice. pe care vaporii de ap se aeaz sub form de picturi mrunte de ap sau de cristale de ghea. n aer se afl o cantitate mare de asemenea particule, care se numesc nuclee de condensare. Pentru condensarea vaporilor de ap, este necesar ca aerul s se rceasc i s devin saturat. Rcirea aerului se poate produce prin contactul cu suprafaa solului sau prin dilatarea aerului, in timpul micrilor ascendente. Norii reprezint produsele primare ale condensrii sau sublimrii vaporilor de ap n atmosfera liber, alctuind, ca i ceaa, un sistem vizibil din particule minuscule de ap sau din cristale fine de ghea aflate in suspensie. Formarea unui nor cuprinde dou stadii: - ascensiunea aerului umed nesaturat pn la atingerea nivelului de condensare; - ascensiunea aerului umed saturat dup atingerea nivelului de condensare n primul stadiu, pentru formarea unui nor sunt necesare urmtoarele elemente: - condiii care s produc aerului umed nesaturat un impuls suficient de puternic, nct s imprime fora necesar ascensiunii pn la niveluri ct mai nalte din atmosfer; - condiii de stratificare ale atmosferei, care s favorizeze micarea ascendent a aerului umed nesaturat. ncepnd de la nivelul atins, ca urmare a impulsului iniial; - aerul antrenat n micare ascendent s fie suficient de umed, pentru c n timpul ascensiunii, rcirea datorat destinderii s determine creterea umezelii lui relative, pn se atinge starea de saturaie. Criteriile care stau la baza diferitelor clasificri ale sistemelor noroase sunt forma, nlimea, geneza i structura lor microfizic. n funcie de structura microfizic, norii se grupeaz in trei categorii: a - nori de ap, alctuii din picturi de ap, uneori amestecate cu picturi suprarcite; - nori de ghea, alctuii din cristale sau particule de ghea; - nori mixti, alctuii dintr-un amestec de picturi de ap suprarcit i particule de ghea. n categoria norilor de ap intr: Stratus, Stratocumulus dar i Alto- cumulus (n special vara). n schimb ca nori de ghea se disting: Cirrus, Cirrostratus, Cirrocumulus (mpreun cu picturi de ap), partea superioar a norilor Altostratus, Nimbostratus, Cumulonimbus. Iarna, norii Altostratus sunt constituii in ntregime din cristale de ghea. n categoria norilor mixi fac parte: Altostratus, Nimbostratus, Cumulonimbus i Cumulus, n faza de trecere la Cumulonimbus37

n funcie de aspectul exterior pe care l mbrac diferitele sisteme noroase. grupele de nori au cptat numele de genuri, iar subdiviziunile lor, specii i varieti. La staiile meteorologice observaiile asupra norilor se efectueaz att vizual ct i instrumental, privind urmtoarele aspecte: nebulozitatea; determinarea genului, speciei i varietii norilor; nlimea plafonului de nori.

Determinarea i notarea nebulozitiiNebulozitatea reprezint gradul de acoperire cu nori a bolii cereti la un moment dat, ntr-o localitate sau ntr-o regiune. Este o observaie vizual ce se exprim n zecimi sau optimi, n care se consider bolta cereasc un ntreg mprit imaginar n zece pri egale (climatic) sau n opt pri egale (sinoptic), apreciindu-se cte pri din acest ntreg sunt acoperite cu nori. Cnd nebulozitatea este de 10/10 sau 8/8 nseamn c bolta cereasc este complet acoperit cu nori; cnd este de 5/10 sau 4/8, numai jumtate din bolta cereasc va fi acoperit, iar la 0/10 sau 0/8, cerul este senin. n registrele de staie RM-IM, nebulozitatea sub o zecime se noteaz cu urme (urme de nori), iar cea de peste 9/10 (7/8), dar sub 10/10 (8/8) - acoperire cu sprturi - se noteaz cu 10/10 sau 8/8. La aprecierea nebulozitii, nu se iau n considerare spaiile dintre elementele constitutive ale norilor, cum ar fi, de exemplu: filamentele, crligele, benzile ce caracterizeaz morfologia anumitor nori (Stratocumulus, Altocumulus. Cirius). Unele dificulti n determinarea nebuloziti apar n nopii ntunecoase, fr lun, cnd exist nori Cirrus sau Altostratus subiri, prin care stelele dau o luminozitate slab. n acest caz se va ine seama de aspectul cerului i forma norilor existeni naintea apariiei ntunercului.

Determinarea i notarea felului norilor (genului, speciei i varietii)Complexitatea proceselor din atmosfer face ca norii i asocierile dintre acetia s fie supuse unor variaii permanente n registrul de observaii RM-1M se noteaz abrevierile i simbolurile corespunztoare norilor, menionndu-se, mai nti, norii care au ponderea cea mai mare din suprafaa bolii cereti.

38

n vederea identificrii genului, speciei i varietii de nori, dar i a caracteristicilor suplimentare a norilor - origin i a celor anex se face apel i la o scrie de indici ajuttori cum sunt: culoarea i luminana norilor; nlimea i structura acestora, norii-origin care implic observarea permanent a solului, meteorii cu care un nor este asociat. Observaiile care se fac asupra sistemelor noroase. la orele 01, 07, 13 i 19 trebuie s nceap cu stabilirea corect a genurilor, speciilor i varietilor lor. Clasificarea norilor Genuri Specii Varieti Particulariti suplimentare i nori anex Mamma Nori origine Genitus fibratus intortus uncinus radiatus spissatus vertebratus castallanus duplicatus floccus stratiformis undulatus lenticularis lacunosus castellanus floccus fibratus duplicatus nebulosus undulatus stratiformis translucidus lenticularis perlucidus castellanus opacus floccus duplcatus undulatus radiatus laumosus Altostratus translucidus opacus duplicatus undulatus radiatus Cirrocumulus Altocumulus Cumulonimbus Mutatus Cirrostratus

Cirrus

virga mamma

-

Cirrocumulus

Cirrus Cirrostratus Altocumulus Cirrus Cirrocumulus Altostratus Cirrocumulus Altostratus Nimbostratus Stratocumulus

-

Cirrostratus

Cirrocumulus Cumulonimbus Cumulus Cumulonimbus

virga mamma

Altocumulus

virga praecipitatio pannus mamma

Altocumulus Cumulonimbus

Cirrostratus Nimbostratus

39

Nimbostratus

-

praecipitatio virga pannus mamma virga precipitatio

Cumulus Cumulonimbus Altostratus Nimbostratus Cumulus Cumulonimbus

Altocumulus Altostratus Stratocumulus Altocumulus Nimbostratus Stratus

Stratocumulus

stratiformis translucidus lenticularis perlucidus castellanus opacus duplicatus undulatus radiatus lacunosus . nebulousus opacus fractus translucidus undulatus humtlis mediocris congestus fractus calvus capillatus

precipitatio

Stratus

Nimbostratus Cumulus Cumulonimbus Altocumulus Stratocumulus

Stratocumulus

radiants

Cumulus

pileus velum virga praecipitatio arcus panus tuba praecipitatio virga pannus incus mamma pileus velum arcus tuba

Stratocumulus Stratus

-

Cumulonimbus

Altocumulus Altostratus Nimbostratus Stratocumulus Cumulus

Cumulus

Determinarea nlimii i altitudinii norilorPrin nlimea sau plafonul unui nor se nelege nlimea acestora n punctul de observaie fa de sol. Altitudinea unui nor reprezint distana vertical dintre nivelul mrii i nivelul la care se afl baza norului respectiv. Determinarea nlimii norilor se poale face vizual (cum este cazul majoritii staiilor meteorologice din Romnia) sau instrumental (balon-pilol, ceilometru). Determinarea instrumental a nlimii bazei norilor se caracterizeaz printr-o mare precizie, iar aparatele folosite sunt reprezentate de balonul-pilot i de ceilometru

40

a) Determinarea nlimii bazei norilor cu balonul-pilot se practic n condiiile n care sistemele noroase acoper cel puin jumtate din bolta cereasc, iar vntul bate din sens opus direciei de deplasare a norilor. b) Determinarea nlimii bazei norilor cu ceilometrul se poate face att ziua ct i noaptea, n limitele a 50-2000 m, ntr-un timp foarte scurt (3-4 minute). Ceilometrul cu laser CT25K este un senzor din noua generaie care se bazeaz pe tehnologia LIDAR (dioda cu laser pentru detectarea luminii) i este utilizat n general pentru detectarea norilor, a precipitaiilor i a altor obstacole care mpiedic observarea i determinarea precis a nlimii norilor i a vizibilitii verticale. Domeniul de msur al CT25K se extinde pn la 7,5 km, acoperind cele mai multe nlimi la care apar nori deni. Acest instrument meteorologic este capabil s raporteze simultan pn la 3 straturi de nori. El detecteaz precis baza norilor n condiii de cea, ploaie, ninsoare i pcl. Dac baza norului este ntunecat, senzorul msoar i raporteaz vizibilitatea vertical. CT25K este utilizat ca sistem de sine stttor sau poate fi integrat ca senzor ntr-un sistem meteorologic care include numeroi senzori, monitoare i computere centrale.

41

42