Meteorologie-Climatologie Curs 8

download Meteorologie-Climatologie Curs 8

of 16

Transcript of Meteorologie-Climatologie Curs 8

Curs 8 ACTIVITATEA CICLONIC I ANTICICLONIC Din cele prezentate anterior, s-a putut constata c cele mai importante formaiuni barice care caracterizeaz relieful baric sunt: - ciclonii; - anticiclonii. De activitatea acestora se leag evoluia vremii i respectiv caracteristicile timpului. 8.1. CICLONII 8.1.1. Definiie i caracteristici Dup locul de formare, ciclonii posed diferite denumiri: - cicloni la latitudini tropicale (ciclonii tropicali); - cicloni sau depresiuni la latitudini temperate i subpolare (cicloni extratropicali sau subpolari); - taifunuri (typhoon) n regiunile mrilor Chinei; - tomade n Golful Mexic i S.U.A.; - hurricane sau uragane n Indiile de Vest (de la cuvntul populaiei btinae, aracan, cu aceeai semnificaie), sau cordonazos. Din momentul apariiei lor, ciclonii evolueaz continuu, migreaz de la locul de origine (devin cicloni migratori), acoperind teritorii vaste, dup care activitatea lor nceteaz, iar ei se sting. Pe glob se recunosc trei tipuri de cicloni migratori (Strahler, 1973): ciclonii extratropicali (care se produc la latitudini medii i mari, a cror intensitate poate varia de la o uoar perturbare atmosferic - pn la o furtun puternic. Ecaterina Ion-Bordei (2000) i mai numete i cicloni subpolari, sau ciclonii latitudinilor temperate; cicloni tropicali care se formeaz la latitudini mici, pe suprafaa oceanelor, care poate mbrca aspecte constrastante, de la o vreme uor agitat, pn la un uragan sau taifun distrugtor; tornada care este o furtun de proporii mai mici, care se dezvolt pe uscat, sub forma unui vrtej ciclonic cu vnturi extrem de puternice. Ciclonilor le sunt asociate i descrcrile electrice. ntr-o singur furtun ciclonic se pot produce numeroase furtuni cu descrcri electrice, iar uneori, n aceste furtuni se dezvolt simultan tornade. Ciclonii sunt forme negative ale reliefului baric, cu aspect de plnie, cazan sau depresiune geomorfologic, de unde i vine denumirea de depresiune baric. Pe hrile sinoptice (hri ale reliefului baric), ciclonii sunt reprezentai prin arii depresionare delimitate de izobare circulare sau curbilinii, sau elipsoidale nchise, cu densitate mai mare spre centru, unde presiunea este cea mai mic i din ce n ce mai puin dense spre exterior, unde presiunea este cea mai mare. n partea central se noteaz cu litera D (de la cuvntul "depresiune" baric) (fig.1). Ciclonul prezint cteva caracteristici (Strahler, 1973, Ciulache, 1985, Pop, 1988, Ecaterina Bordei-Ion, 2000, Mhra, 2001), dup cum urmeaz:

1

Fig. 1 Ciclon de latitudine medie urmrit timp de mai multe zile pe hri meteorologice de suprafa. Presiunile sunt date n milibari, iar temperaturile n grade Fahrenheit. Poriunile haurate reprezint zone de precipitaii Modificat i simplificat dup Harta Meteorologic Zilnic a U.S. Weather Bureau, de A. Strahler, 1973, Stadiul unui ciclon tnr.

Diametrul unui ciclon tnr este de 200-300 lan, iar al unui ciclon matur poate atinge 3 000 km. Uneori, ca n cazul huricanelor sau a taifunurilor tropicale, acesta poate fi foarte mic, circa 35 km, dei consecinele sunt dintre cele mai periculoase (Ecaterina Ion-Bordei, Simona Cpun, 2000). n mod obinuit ns, acest diametru atinge circa 1 000 km . Suprafaa ocupat de un ciclon tnr este de cteva sute de mii de km2, iar de un ciclon matur, de cteva milioane de km2. Adncimea unui ciclon este reliefat de presiunea acestuia la centru, tiut fiind c aceasta scade de la periferie spre centru. Cu ct un ciclon are presiunea mai sczut la centru, cu att se spune, c adncimea lui este mai mare i deci, activitatea lui, mai pronunat. Presiunea caracteristic unui ciclon este, de obicei, mai mic de 1 000 mb sau hPa (970 - 1000 hPa), dar excepional poate cobor pn la 935 mb. ntr-un ciclon extratropical la 875 mb ntr-un ciclon intratropical. 2

n literatura de specialitate se citeaz cea mai sczut presiune care a fost nregistrat pe glob a fost de 875.9 hPa n Oceanul Pacific, la 482 km vest de Insula Guam, la 24 septembrie 1958 (Ecaterina Ion-Bordei, Simona Cpun, 20(0).

Fig. 2 Schi idealizat a unui ciclon extratropical matur: A. Corpul ciclonului i micrile caracteristice: turbionar ascendente fa de o ax de simetrie; B. Proiecia n plan a unui ciclon matur cu fronturile sale i cu micrile caracteristice. (dup Kurz, 1998, citat de Ecaterina Ion Bordei, Simona Cpun, 2000 i Sabina tefan, 2004)

Micarea aerului i respectiv direcia vntului ntr-un ciclon este influenat de forele de frecare i forele Coriolis. n consecin n emisfera nordic micarea aerului se face invers acelor de ceasornic de la exterior spre centru i n sensul acelor de ceasornic n emisfera sudic, avnd caracter convergent la sol i divergent n altitudine. n plan vertical, n partea central, se dezvolt cureni de convecie, cu caracter ascendent, sub form de spiral, unde aerul cel mai cald i rarefiat datorit temperaturii mari i a presiunii mici, se nal, ridicnd n atmosfer vaporii de ap care, la limita superioar, se destind adiabatic, se rcesc i dup ce ating punctul de rou, condenseaz formnd sisteme noroase din care cad precipitaii Datorit presiunii mici din punctul central al ciclonului, aici predomin calmul atmosferic, unde se remarc uoare micri descendente ale aerului care destram sistemele noroase formnd aa numitul ochiul ciclonului. O influen o are i micarea spiralat a coloanei de aer cu tendin de abatere de la centru spre periferie. La periferia ciclonului, unde aerul vine n contact cu un anticiclon, micarea aerului n plan vertical este, de asemenea, descendent. Devierea vntului spre dreapta n emisfera nordic fa de gradientul baric orizontal este de 600C, iar fa de izobar, de 30 (deci face un unghi de 300 cu izobara), marcnd tendina de ducere a presiunii spre centru. n ambele emisfere, ns, vntul formeaz o spiral orientat spre interiorul ciclonului indicnd convergena liniilor de curent la sol i caracterul ascendent din partea central (Strahler, 1973). n micarea general a aerului, vntul va bate totdeauna la sol de la un anticiclon spre ciclon, n altitudine, de la ciclon la anticiclon. Viteza vntului este n continu cretere, concomitent cu adncirea ciclonului (scderea presiunii), respectiv de la centru (unde poate fi nul - ochiul ciclonului) spre periferie (unde devine maxim). Aceasta poate fi foarte mic dac ciclonul este slab dezvoltat i foarte mare dac gradientul baric este foarte ridicat ca n cazul unui ciclon matur. n medie, aceasta poate fi de 20 - 30 km/or, iar n cazuri excepionale poate atinge 80 - 100 km/or i chiar mai mult (Gh. Pop, 1988). 3

Cele mai mici viteze le au ciclonii tropicali din cauza contrastului termo-baric foarte mic. Temperatura este distribuit n conformitate cu presiunea. Cea mai mare temperatur este n partea central, unde presiunea este cea mai mic, iar cea mai redus, spre periferie, unde presiunea este mai mare. Ciclonul se remarc prin asimetrie termic prezentnd un sector cald care nainteaz de la stnga la dreapta, evideniat de frontul cald anterior, poziionat n partea estic i un sector rece care nainteaz de la dreapta la stnga, marcat de frontul rece posterior poziionat pe latura de vest (Ecaterina Ion-Bordei, Simona Cpun, 2000). . n cazul ciclonilor tineri, unde se delimiteaz foarte bine cele dou sectoare, n emisfera nordic, temperatura este mai mare n sectorul cald poziionat n partea sudic a ciclonului dinspre tropicul Racului i mai rece n cel nordic, dinspre pol. n emisfera sudic, sectorul cald este plasat n partea nordic, spre tropicul Capricornlui, iar cel rece n partea sudic, spre pol. ntr-un ciclon matur, temperatura, ca i presiunea tind s se omogenizeze. Umezeala aerului este dependent de temperatur. De regul, cea mai mare cantitate de umezeal se realizeaz n partea central, unde micrile ascendente, de tip convectiv, nal n atmosfer umezeala aerului care, atingnd plafonul de condensare, determin sisteme noroase cu dezvoltare mare din care cad precipitaii bogate. Direcia de deplasare a ciclonilor este de la vest spre est, dar sunt i situaii de evoluie a unor cicloni n lungul meridianelor, sau de la nord la sud. n cazuri excepionale, ciclonii se deplaseaz i de la est la vest, cazul Ciclonilor Mediteraneeni cu caracter retrograd, numii n literatura de specialitate francez, Perturbaii Mediteraneene. Deoarece ciclonii se deplaseaz, ei au caracter mobil. De regul, ciclonii apar n serii, sau familii de cicloni, foarte rar apar izolai i evolueaz mpreun de la vest la est, conform vnturilor dominante de vest de la latitudini temperate. Durata unui ciclon este de 1-2 zile pn la o sptmn. 8.1.2. Clasificarea ciclonilor Avnd la baz diferite criterii, ciclonii se pot clasifica astfel (S. Ciulache, 1985): Dup origine se disting: - cicloni locali ca urmare a regimului termic local al suprafeei active; - cicloni frontali, n lungul fronturilor atmosferice din troposfera medie, acolo unde se nregistreaz scderi dinamice ale presiunii; Dup nlime se remarc: - cicloni joi, la sol, care se formeaz numai n troposfera inferioar, avnd o dezvoltare vertical redus. Ei pot fi cicloni locali, sau membrii ai unei familii de cicloni mobili stadiul iniial de dezvoltare; - cicloni la nlime sunt prezeni n straturile nalte ale troposferei fiind asociai nucleelor de aer rece separate din curenii circumpolari principali; - cicloni nali, au dezvoltare vertical mare pornind de la sol, pstrndu-i izobarele nchise pn n troposfera superioar; ei sunt cicloni centrali, puin mobili. Fig 3. Cicloni i anticicloni Dup stadiul de evoluie se disting: - cicloni ideali (tineri) care se afl n stadiul de dezvoltare maxim, avnd cele fronturi (cald anterior i rece posterior) i cele dou sectoare (cald anterior i posterior) foarte bine conturate; - cicloni oclui, care se afl n ultima faz de evoluie, cnd aerul s-a omogenizat din punct de vedere termic, iar cele dou fronturi s-au contopit 4

Dup micare se pot distinge: - cicloni mobili care apar n lungul fronturilor principale i care evolueaz de la vest la est (cu dezvoltare normal), sau de la est la vest (cu dezvoltare retrograd); - cicloni staionari, care au o dezvoltare extrem de lent sau sunt imobili, De regul sunt cei care apar dup ocluzie. Dup poziia geografic sunt: - cicloni extratropicali, formai la latitudini medii i superioare; - cicloni tropicali mobili formai n zona intertropical. De asemenea se mai pot clasifica i dup vrst: - cicloni tineri; - cicloni maturi. Dup poziia pe care o ocup n cadrul unei serii sau familii de cicloni: - cicloni iniiali; - cicloni terminali. 8.1.3. Ciclonii extratropicali Aa dup cum s-a prezentat anterior, din aceasta categorie fac parte ciclonii care se nasc i evolueaz la nord i sud de tropice, respectiv ciclonii de la latitudini subpolare i temperate. Deplasarea lor se face de la vest ctre est conform vnturilor dominate de vest specifice acestor latitudini. 8.1.3.1. Geneza i evoluia ciclonilor extratropicali Problema genezei ciclonilor a preocupat mult pe meteorologi, mai ales pe cei din rile afectate de cicloni. Printre acestea se numr: Norvegia, care este adesea afectat de ciclonii oceanici de pe Atlantic, ca i rile mediteraneene (Frana, Italia, rile fostei Iugoslavia, Grecia, Bulgaria), care sunt destul de frecvent traversate de ciclonii cu evoluie normal de pe Marea Mediteran. i Romnia a fost preocupat de aceast problem, ea fiind traversat, att de ciclonii oceanici, ct i de cei Mediteraneeni, ntre care s-au studiat Ciclonii Mediteraneeni cu evoluie normal, care se deplaseaz de la stnga la dreapta, ct i ciclonii cu evoluie anormal retrograd, care se deplaseaz de la dreapta la stnga, adic de la est la vest. O contribuie portant la studierea acestor cicloni pe teritoriul Romniei au adus-o numeroi cercettori din INMH, printre care citm: C. orodoc, 1960, 1962, Rodica Stoian, 1960, Margareta Struu, 1966, i n colab., 1968, 1972, 1974; Topor i Stoica, 1965, Topor, 1970, A. Doneaud, 1958, 1970 etc. i mai ales Ecaterina Ion-Bordei (1983) care a lmurit rolul barajului orografic n geneza acestora. Formarea i evoluia ciclonului este strns legat de cea a anticiclonilor. Ciclonii i anticiclonii reprezint dou laturi opuse, contrarii ale unui proces general de dinamic a atmosferei, care nu pot fi separai deoarece evoluia unuia presupune geneza altuia. n marea majoritatea a cazurilor, ciclonii i anticiclonii apar, evolueaz i dispar la latitudini extratropicale, de-a lungul frontului polar care separ aerul tropical de cel polar . Asupra genezei lor s-au emis mai multe teorii. Astfel, dintre teoriile clasice citm: Teoria termic sau convectiv aprut n a doua jumtate a sec. XIX, se bazeaz pe influena proceselor de nclzire i rcire ale diferitelor regiuni geografice. Conform acestei teorii, aerul nclzit, mai puin dens i mai uor este ocupat de aerul rece, mai dens i mai greu. Odat intrat n micare, aerul este supus forelor de abatere, de frecare i forele centrifuge. Ca urmare, n stratul inferior din vecintatea suprafeei active, aerul se va deplasa invers acelor de ceasornic efectund o micare convergent, centripet, de la exterior spre centru genernd cicloni, iar n altitudine, o micare divergent, centrifug, de la centru spre exterior, conform acelor de ceasornic, deci o 5

micare tipic anticiclonilor. Micarea divergent este continuat cu coborrea aerului rece prin cureni descendeni care ia locul aerului cald n ascensiune (Stoica, Cristea, 1971 etc.). De asemenea, n cazul ntinderilor mari continentale, mai ales iarna, se produc rciri intense i de durat. Aerul rece, mai dens i mai greu se va deplasa pe orizontal, ctre regiunile mai calde, fiind supus acelorai fore de abatere de la traseul lui normal, determinnd la sol, o circulaie divergent de tip anticiclonic, iar n altitudine, convergent. Aceast teorie, dei este ntemeiat pe o baz fizic, nu poate explica apariia, dezvoltarea i deplasarea rapid a ciclonilor i anticiclonilor de la latitudini mijlocii, extratropicale . Teoria undelor frontale emis de coala Meteorologic Norvegian (J. Bjerknes, H. Solberg, 1920), conform creia, ciclonii, au la originea lor perturbaiile i deformrile ondulatorii care se produc de-a lungul fronturilor principale polar, arctic i antarctic. De aceea se mai numete i teoria ondulatorie. Deoarece masele de aer cald i rece separate prin suprafaa frontului principal sunt ntr-o permanent micare, rezult c i frontul principal este antrenat ntr-o micare ondulatorie continu. Undele frontale oscileaz de o parte sau alta a frontului principal, respectiv n domeniul aerului rece sau cald, n funcie de care frontul poart denumirea de front rece sau front cald, care dezvolt cureni de aer de sens contrar. Aerul rece se deplaseaz dup o component estic, iar cel cald, dup O component vestic. Undele cu amplitudini mai mici de 1000 km pot reveni la normal i n consecin se numesc unde stabile. Cele care depesc 1 000 km, deformaia frontului nu mai este reversibil, ea capat un caracter de durat mai marei devin unde instabile care vor genera perturbaiile ciclonice n lungul frontului polar. Aceasta determin ptrunderea aerului cald tropical tot mai adnc n masa de aer rece; n acest fel se va forma un front de aer cald n partea anterioar spre est, la contactul cu masa de aer rece i un front de aer rece spre partea posterioar spre vest, respectiv la contactul masei de aer rece cu cea de aer cald. Fig. 4. Structura ciclonului mobil tnr Structura ciclonului mobil i vremea Ciclonul are o structur asimetric. n stadiul dezvoltrii sale complete, aceasta este clar exprimat prin prezena n partea sudic a unui sector cald mai ngust i n partea nordic a unui sector rece, mult mai extins. Starea vremii determinat de trecerea unui ciclon tnr se difereniaz n funcie de poziia punctului de observaie, fa de punctul de convergen al ciclonului. Dac punctul de convergen trece pe la nord de punctul de observaie (seciunea B B') se pot distinge trei faze importante: trecerea frontului cald, trecerea sectorului cald, trecerea frontului rece. Conform schemei indicat de teoria undelor frontale (norvegian), ciclonul tnr are o structur asimetri Dup situarea geografic ciclonii se mpart n extratropicali i tropicali.

6

Ciclonii extratropicali sunt cei formai la latitudini medii i superioare. Ciclonii tropicali sunt ciclonii mobili ai zonei intertropicale. 8.1.4. Ciclonii tropicali Acetia sunt ciclonii care apar pe suprafeele oceanice n zona intertropical cuprin 8-100 i 15-200 latitudine nordic i sudic. Practic exist dou bruri de cicloni tropicali, si distane egale i paralele cu ecuatorul, n ambele emisfere (fig. 2). Ei apar ca nite vrtejuri noroase, de form circular, fr fronturi atmosferice (FI. Moldovan, 1999). Ei se dezvolt de-a lungul frontului tropical care separ aerul ecuatorial aerul tropical pe suprafeele oceanice cu ap cald, a crei temperatur este mai mic de 27C p grosime de civa metri. Autorul citat mai sus precizeaz c ciclonii tropicali funcioneaz c. uria main termic, transformnd cldura n micare (p. 69). La baza genezei ciclonilor tropicali st marea energie de instabilitate a maselor de aer, calde i foarte umede. Cldura latent de vaporizare consumat n procesele de evaporaie, este ulterior cedat prin condensarea vaporilor de ap nlai puternic n atmosfer, pe suprafee relativ reduse; aadar cldura latent de condensare este principala surs de energie cinetic a ciclonului. Aa se explic dezvoltarea aproape n exclusivitate a ciclonilor tropicali extrem de de violeni numai pe suprafee oceanice.

Fig. 6 Cele dou bruri de cicloni tropicali (dup D. Elsom, 2000)

Prezentm n continuare cteva caracteristici . Ciclonii tropicali complet dezvoltati au dimensiuni mult mai reduse dect ciclonii din zona temperat. Diametrul unui astfel de ciclon este de cteva sute (500-700 km) pn la maxim 1000 km, iar altitudinea pn la care se dezvolt este de 10-15 km pe vertical. Sunt delimitai de izobare circulare, foarte apropiate ntre ele, avnd presiunea minim la centru de 960-970 hPa, uneori mult sczut, 884 hPa, i chiar mai mic, 870 hPa. Gradienii barici sunt foarte mari ei se deplaseaz de la est spre vest, conform vnturilor. de est iar viteza vntului este de 30 - 50 m/s, respectiv de 100-180 km/or, uneori putnd atinge valori i mai mari 235-360 km/or, iar n anumite situaii, chiar 500 kmlor (Pop, 1988), ocupnd i afectnd spaii ntinse pe distane de 400 - 800 km; n coridorul alizeelor, ntre 10 i 20 N i S, viteza lor este de 10 - 20 km/or, iar n zona. vnturilor de vest, viteza lor crete la 30 - 60 km (Strahler, 1973). Presiunea foarte mic, gradienii i viteza mare a vntului contrasteaz cu situaia limitrof, n care presiunea este relativ uniform, circulaia aerului slab, calmul destul de ridicat. 7

Spre deosebire de ciclonii formai la latitudini medii, la ciclonii tropicali complet dezvoltai, n partea lor central se formeaz un nucleu cald cu micri descendente, mai reci, care determin destrmarea norilor i o transparen mare a aerului, denumit ochiul ciclonului. Diametrul ochiului ciclonului este de 20-50 km, iar temperatura n straturile mijlocii este cu 1018C mai mare dect a aerului din jur din cauza cldurii latente de condensare care este cedat atmosferei. Cu ct acest diametru este mai mic, cu att violena ciclonului este mai mare. Vzut din satelit, ciclonul sau uraganul pare un disc uria alctuit din nori, cu mijlocul senin ce reprezint ochiul ciclonului, sau inima ciclonului (fig. 7).

Fig. 7 a, Ciclonul Katrina, 2005 vazut din satelit

Fig. 7 b, Ciclonul Yasi, 02.02.2011

Masa noroas are o dezvoltare mare n jurul ochiului ciclonului, fiind alctuit din nori Cumulonimbus gigantici din care cad averse nsoite de oraje. Spre periferia ciclonului, aceasta se subiaz treptat, iar norii Cumulonimbus sunt nlocuii cu nori Stratocumulus, Stratus, Altostratus i Cirrostratus. Privit n seciune vertical se observ dispunerea sub form de amfiteatru a masei noroase, cu orientare de la periferie (unde este mai subire) spre centru (unde este mai groas). Ciclonii tropicali se formeaz numai n zonele latitudinale indicate i numai pe suprafeele de ap. n sectoarele unde se formeaz se produce o cupol de ap cu nlime de circa 1 m. Dac acest fenomen se produce n timpul fluxului, atunci un val uria de ap de 3 6 m nlime i cu efecte distructive nvlete peste rm, provocnd avarii instalaiilor portuare, ambarcaiunilor nautice, construciilor civile etc. Ciclonii tropicali nu se formeaz n zona ecuatorial din cauza forei Coriolis care este foarte mic, incapabil s determine micarea turbionar a aerului (Derek Elsom, 2000). Dup dezastrul ciclonului bengalez, din decembrie 1970, n urma cruia au murit 250000 de persoane, ca i a celui din Bangladesh din acelai an, cnd au fost ucii 1 000 000 persoane, OMM a iniiat un plan de aciune care urmrete (Mhra, 2000, Derek, 1993): - msuri privind mbuntirea sistemului de observaii; - mbuntirea sistemului de avertizare i de difuzare de date privind formarea ciclonilor tropicali, care s faciliteze luarea de msuri operative de salvare a vieilor omeneti i de reducere a pagubelor materiale - utilizarea metodelor numerice de supraveghere a ciclonilor tropicali; - prevederea mareelor i a revrsrilor cauzate de furtunile ciclonice i construirea unor ziduri de protecie n zonele afectate de acestea. Asemenea msuri de protecie au fost luate i n zonele de rm, unde se urmrete retragerea construciilor civile la o oarecare distan de rm n interiorul uscatului i ridicarea lor pe sol nalt pentru a nu mai fi afectate. Este necesar, totodat i instruirea populatiei, deoarece s-a constatat c multe victime n caz de cicloni tropicali se produc i datorit panicii populaiei necunosctoare. De aceea s-au instituionalizat mijloace de instrucie public i s-au construit adposturi anume amenajate pentru protecia i sigurana populaiei. 8

De asemenea, au fost luate msuri de pregtire a piloilor americani pentru a face fa unor situaii de furtuni ciclonice care provoac goluri de aer pe vertical. 8.2. ANTICICLONII 8.2.1. Definiie i caracteristici Activitatea ciclonic nu poate fi desprins de cea anticiclonic. Ciclonii i anticicloii constituie dou laturi ale unui proces general de dinamic a atmosferei care se condiioneaz reciproc i odat cu aceasta intr n relaii de reciprocitate i cu suprafaa activ asigurnd continuitatea circuitului global al transformrilor de energie, mas, de umezeal i de impuls n cadrul ntregului geosistem terestru. Anticiclonii reprezint deci, opusul ciclonilor. Ei sunt forme pozitive ale reliefului baric, care se reprezint pe harta sinoptic prin izobare nchise, mai rare n partea central unde presiunea este maxim i mai dense spre periferie unde presiunea este minim. n partea central se noteaz cu litera M, nsemnnd maxim baric (fig. 8). Uneori, acetia prezint prelungiri care constituie dorsale anticiclonice (fig. 8)

Dimensiunile anticiclonului sunt mai mari dect ale unui ciclon, iar uneori asemntoare.

Fig. 8 Schi idealizat a unui anticlon (cu micrile lui caracteristice) i proiecia n plan orizontal a acestuia

Fig. 9 Dorsale anticiclonice

Diametrul unui anticiclon tnr este de 200 - 300 km, ca i n cazul unui ciclon, iar al unui anticiclon matur, de peste 3 000 km. De regul, acesta este de numai 1 000 km. n cazuri excepionale, anticiclonii pot atinge diametre ntre 5 000 i 10 000 km, fiind de trei ori mai dect ale celor mai dezvoltai cicloni, cum sunt ciclonii Islandez i Aleutin. 9

Suprafaa ocupat de un anticiclon este de cteva sute de mii de km2 n cazul unui anticiclon tnr i de cteva milioane de km2 n cazul unui anticiclon matur. Cei mai puternici sunt cei care se dezvolt iarna pe continentul asiatic (Anticiclonul Siberian). Dei anticiclonii ocup spaii mari pe Terra, nu provoac dezastrele de talia celor determinate de cicloni. Ei sunt formaiuni de aer stabil i n consecin genereaz timp frumos, caracterizat prin cer senin i calm atmosfe Presiunea la centrul anticiclonului depete 1015 hPa, fiind de 1 020 - 1 030 hPa, n general izobara de 1015 hPa separ cmpul de presiune al unui ciclon de cel al unui anticiclon. n regiunile intertropicale poate depi 1 060 hPa, iar n cale extratropicale, 1 080 hPa pn la 1100 hPa. ntr-un anticiclon, presiunea scade de la centru spre periferie, unde vine n contact ciclon (Fig. 8,9). Micarea aerului ntr-un anticiclon este descendent n plan vertical n poriunea central (uor ascendent spre periferie unde vine n contact cu un ciclon) i divergent (centrifug) n p orizontal (fig. cit.). n seciune vertical, anticiclonul are o form de cupol, de relief pozitiv. n emisfera nordic, micarea aerului n plan orizontal, la sol este conform acelor de ceasornic, iar n cea sudic, invers acestora (v. Fig. 9). Vntul nclin sub un unghi de 30 fa de izobare, iar abaterile fa de gradientul baric orizontal pot fi de 20 ca i la ciclon. Temperatura se distribuie diferit: pe partea de est unde predomin vnturile de nord temperaturile sunt mai reduse, fiind mai rece, n timp ce pe latura de vest, unde predomin vnturile de sud, acestea sunt mai ridicate. Umezeala aerului este redus. Nebulozitatea este absent i transparena aerului mare. Curenii de aer descendeni destram norii i predomin timpul senin. Apar inversiuni termice care mpiedic convecia, deoarece predomin curenii de aer descendeni Din aceast cauz, din anticicloni nu cad precipitaii, sau dac se produc, acestea sunt slabe i cad din sectoarele lor periferice, unde vin n contact cu ciclonii. De asemenea, pe sol, din cauza rcirii radiative a suprafeei active, vaporii de ap rezultai din procesele de evaporaie i evapotranspiraie condenseaz sub forma depunerilor bogate de rou vara, sau formeaz ceuri, ori nori stratiformi n sezoanele de tranziie i iarna Datorit predominrii timpului senin, n zilele calde de var, se pot dezvolta local, cureni de, convecie termic care formeaz nori convectivi de mic extensiune de tipul Cumulus Humilis. Convecia termic distruge inversiunile de temperatur i dezvolt, uneori, nori de tipul Cumulonimbus din care cad precipitaii locale, de scurt durat, sub form de avers, cu intensitate mare, nsoite de grindin, vijelii, oraje, dup care, cerul se nsenineaz rapid. Datorit caracterului stabil al timpului ntr-un anticiclon nu se formeaz fronturi atmosferice, iar cele preexistente se distrug. Precipitaiile lipsesc, nefiind sisteme noroase care s le favorizeze. Totui pe la periferia lor, se poate prelinge aerul cald, care favorizeaz precipitaiile, relativ slabe, dup cum s-a preciza mai sus. Direcia de deplasare a anticiclonilor n emisfera nordic este de la nord-vest spre sud-est, conform cu direcia vntului din troposfer, la nlimi de 3 - 5 km (anticiclonii se dezvolt mai puin pe vertical dect ciclonii). Sunt i situaii de deplasare a anticiclonilor pe direcie nord-sud, meridional, mai frecvente dect n cazul ciclonilor. n genere, anticiclonii sunt mai puin mobili dect ciclonii. n ultimele faze de dezvoltare, au vitez de deplasare redus, mai ales n ultima faz; ei se pot menine multe zile consecutiv. 8.2.2. Clasificarea anticiclonilor Anticiclonii pot fi clasificai pe baza mai multor criterii (S. Ciulache, 1985; Pop, 1988; Moldovan, 1999; Ecaterina Ion-Bordei, Simona Cpun, 2000; Ecaterina Ion-Bordei, Gabriela Taulescu, 2008 etc.): 10

Dup origine se deosebesc: - anticiclonii termici de iarn formai din cauza rcirii radiative a suprafeei active continentale n timpul semestrului rece (ex. anticiclonii Est-Europeni, Siberian, Canadian); - anticiclonii dinamici, care au la baz cauze dinamice, pe suprafeele de ap (aa sunt anticiclonii subtropicali din ambele emisfere, ex. A. Azoric, A. Sud-Atlantic). Dup nlime se deosebesc: - anticicloni joi, la sol, cu dezvoltare vertical redus, n troposfera inferioar. Sunt asimetrici i reprezint faza iniial a anticiclonilor, - anticicloni la nlime, ntlnii numai n straturile nalte, fr a avea coresponden la sol; acetia ocup poziii n altitudine deasupra ciclonilor, - anticiclonii nali cu dezvoltare vertical mare, pstrndu-i izobarele nchise i n troposfera superioar. Sunt calzi, puin mobili i au micri descendente pronunate. Dup temperatur sunt: - anticicloni calzi, de bru tropical cu temperaturi superioare celor din troposfera superioar limitrof, cu mobilitate redus i nlime mare ct toat troposfera (deasupra lor, tropopauza este bombat); acetia sunt anticicloni de bru subtropical; - anticicloni reci de calot polar care se dezvolt n aer rece i numai n troposfera inferioar. La nlime le corespund formaiuni barice ciclonice; au la centru temperaturi foarte sczute -40 ... 50C i presiuni foarte mari, 1040 -1050 hPa. Dup micare se remarc: - anticicloni mobili, cei care se deplaseaz la latitudini medii, din sectorul vestic spre cel estic, n alternan cu ciclonii mobili. - anticiclonii staionari, care au deplasare foarte lent sau sunt imobili ntr-un interval mare de timp (mai ales cei subtropicali oceanici, sau continentali, de iarn). Dup poziia n serie se pot deosebi: - anticicloni iniiali, care deschid seria lor; - anticicloni finali, care nchid seria de cicloni sau anticicloni de invazie (transport aerul polar sau arctic spre sud producnd rcirea vremii). Dup poziia geografic sunt: - anticicloni arctici; - anticicloni antarctici; - anticicloni din zonele temperate, de origine termic (ex. siberian, canadian); - anticicloni subtropicali, calzi, de origine dinamic, situai pe oceane n emisfere, ntre 20 i 30, cu presiune de 1025 - 1030 hPa la centru, dup cum urmeaz: - Anticiclonul Azorelor (Nord -Atlantic); - Anticiclonul Hawaii (Nord - Pacific); - Anticiclonul Pacificului de Sud (Insula Patelui); - Anticiclonul Sud-Indian (Insula Mauritius); - Anticiclonul Sud - Atlantic (Insula Sf. Elena). Sabina tefan (2004) face urmtoarea clasificare a anticiclonilor (p. 337): - anticicloni reci care se deplaseaz lent; - anticicloni calzi care se deplaseaz lent; - anticicloni reci, mobili; -anticicloni reci mobili care devin anticicloni calzi care se deplaseaz lent.

11

Aceeai autoare face precizarea c anticiclonii reci mobili se dezvolt n mod obinuit n spatele frontului rece. Acetia sunt, de obicei, superficiali, rareori ating nivelul de 700 hPa; se caracterizeaz printr-un gradient termic mare i se deplaseaz n direcia vntului termic. De asemenea, Ecaterina Ion-Bordei (2000, 2008) face alt clasificare i anume: - anticicloni, calzi de bru tropical; - anticicloni reci de calot polar; - anticicloni termici de iarn; -anticicloni mobili polari (sau AMP-uri dup Leroux, 1993) cunoscui anterior ca: anticicloni tineri, anticicloni mobili sau nuclei mobili anticiclonici. 8.2.3. Geneza i evoluia unui anticiclon Ca i n cazul ciclonilor, i de ast dat la baza genezei i evoluiei anticiclonilor stau aceleai teorii, deoarece, am afirmat mai sus, c aceste dou forme barice evolueaz n corelaie, stimulndu-se reciproc (v. geneza ciclonilor). Acestea sunt: teoria termic care are la baz rcirea suprafeei active. ;. teoria norvegian; a undelor frontale care se bazeaz pe deformrile ondulatorii produse n lungul fronturilor principale polar, sau arctic. teoria advectivo - dinamic care se bazeaz pe variaiile structurii cmpului termo-baric din troposfer, conform creia, dac n altitudine, la 5,5 km nlime are loc o convergen, la suprafaa terestr se produce o divergen, respectiv, un anticiclon. La fel de valabil este i teoria undelor lungi planetare a lui Rossby (1947) care conduc la formarea ciclonilor i anticiclonilor mobili din lungul frontului polar. 8.2.4. Influena anticiclonilor asupra vremii Starea timpului, determinat de un anticiclon este n funcie de: nsuirile fizice ale maseloF~ de aer care l alctuiesc, de grosimea stratului de inversiune termic, de caracteristicile suprafeei, active i de anotimp. Menionm c un anume anticiclon se poate ncadra, dup diverse criterii, n mai multe categorii. De obicei, anticiclonii se caracterizeaz prin timp frumos, stabil fi de durat, aspect determinat de caracterul descendent al curenilor de aer, care destram sistemele noroase, posibil att vara, ct i iarna. Iarna, se poate produce, uneori pe timp nchis, precipitaii slabe, nensemnate cantitativ, extinse pe suprafee foarte mari, de tipul burniei, sau legate de trecerea fronturilor destrmare de la periferia anticiclonului, sau a fronturilor din altitudine (Stoica, 1960). Alteori, iarna, pe timp anticiclonic, vremea este senin, secetoas fi geroas, cu temperaturi minime coborte, rciri noctume, puternice, care accentueaz inversiunile de temperatur fi ceuri de radiaie. Vara, pe timp anticiclonic, vremea este senin, secetoas i clduroas, cu inversiuni termice noctume, care sunt distruse ziua de convecia termic; aceasta din urm poate crea, uneori, nori Cumulonimbus, din care pot cdea precipitaii convective cu caracter de grindin nsoite de vijelii i oraje. Rcirile noctume favorizeaz depunerile de rou, n cantiti bogate care pot acoperi pn la 1/3 din cantitatea medie multianual de precipitaii (Buiuc, 1990), iar uneori, formarea ceurilor de radiaie pe uscat, i de evaporaie pe suprafeele de ap. n general, regimul elementelor meteorologice este foarte clar exprimat i cu amplitudini apreciabile, mai ales pentru temperatur i umezeal. La periferia anticiclonilor se observ situaii de timp cu caracter de tranziie de la anticiclon la ciclon. Astfel, innd seama de poziia anticiclonului de o parte sau de alta a unui ciclon tnr prezentat anterior, se poate constata:

12

- n partea estic a anticiclonului (M), nvecinat cu cea vestic a ciclonului tnr (D), apar nori cumuliformi i stratiformi, care se diminueaz treptat. spre interiorul anticiclonului; - n partea sudic a anticiclonului (M), invecinat cu cea nordic a ciclonului (D), se pot observa nori Cirrus, Cirrostratus i Altostratus, chiar i Nimbostratus; - n partea vestic a anticiclonului (M), nvecinat cu cea estic a ciclonului (D) se remarc primele ale apariiei frontului cald, cu nori Cirrus, Cirrostratus i scderea presiunii, dup care apar norii Cumulus; - n partea nordic a anticiclonului (M), vecin cu cea sudic a ciclonului (D) se constat prezena unor nori stratiformi compaci, uneori i ceuri advective n semestrul rece i timp senin pe continente n semestrul cald. Schemele de variaie a timpului se modific de la caz la caz, n raport cu numeroasele cauze care complic i mai mult evoluia vremii. 8.2.5. Anticiclonii mobili polari Cercetrile moderne, bazate pe imagini satelitare, consider c principalul factor care modific strile de vreme i de clim din zona temperat, nu l constituie ciclonii extratropicali, ci anticiclonii mobili polari (AMP) (Leroux, 1993, Ecaterina Ion-Bordei, 2000, 2008). Acetia, formai deasupra calotelor de ghea din regiunile celor doi poli, transport pe la sol, spre latitudini mici (respectiv spre zonele tropicale), aerul rece polar sau arctic, care ia locul celui cald dirijat prin altitudine spre latitudinile mari (respectiv spre poli), realizndu-se astfel, o micare compensatorie. n deplasarea lor, AMP-urile se unesc formnd aglomerri de anticicloni, care constituie adevrate "baraje termice" n calea deplasrii ciclonilor extratropicali pe care i blocheaz. Scurgerea laminar de aer rece i dens polar prin intermediul AMP-urilor determin variaii nsemnate de presiune, temperatur, umezeala aerului, direcia vntului, nebulozitate i precipitaii care au loc continuu, ceea ce provoac modificri nsemnate de vreme i clim. 8.2.6. Anticiclonii care afecteaz continentul european Principali sunt: Anticiclonul Azoric, care este cald, de origine dinamic. Acesta genereaz nuclei mobili sau dorsale anticiclonice care ajung deasupra Europei dinspre Vest, Sud-Vest i Nord-Vest, pn n Romnia. Activitatea acestuia antreneaz periferic ciclonii oceanici rspunztori de maximul pluviometric principal din mai iunie, din Romnia. De aceea, Otetelianu a numit Anticiclonul Azoric, Musonul de var European. Anticiclonul Scandinav care alterneaz cu Anticiclonul Groenlandez. Ambii sunt anticicloni reci, de calot polar, cu direcie nord-sud i respectiv nord-vest spre sud-est sau chiar vest-est, n cazul nucleilor desprini din acesta din urm (groenlandez). Anticiclonul Scandinav trimite spre Romnia doi lobi care nconjur cununa carpatic periferic, favoriznd ciclogeneza orografic carpatic (Ecaterina Ion-Bordei, 1983). El este rspunztor de ngheuri, geruri i ninsori dintre cele mai timpurii care surprind uneori, culturile de toamn, spre sfritul perioadei de vegetaie, provocnd pagube. Anticiclonul Est - European, denumire dat de Ecaterina Ion - Bordei (1983), care l-a identificat i particularizat, se formeaz pe Cmpia Rus, n vestul Munilor Ural, prin aportul de aer rece polar din partea anticiclonilor Scandinav i Groenlandez. Acesta influeneaz vremea pe teritoriul continentului Europa de Est i implicit din Romnia. Se dezvolt iarna i este generator de ngheuri i geruri puternice, iar la interferena dorsalelor lui cu Ciclonii Mediteraneeni, determin viscole dintre cele mai violente, zpezi abundente i troieni mari de zpad. Pn la identificarea lui de ctre autoarea mai sus menionat, acesta era confundat cu Anticiclonul Siberian care influeneaz doar partea central-estic a continentului asiatic i este mult mai sever. El este rspunztor de polul frigului continental al Terrei de la Oimiakon (sub -70C), temperaturi care nu se realizeaz n sud-estul Europei. 13

Nuclei anticiclonici centrali - europeni, desprini din fiecare tip de anticiclon, cel desprins din Anticiclonul Azoric fiind cald, iar ceilali reci, care ajung i peste Romnia sub form de nuclei mobili, dorsale sau bruri anticiclonice care influeneaz vremea. Cea mai sever situaie de vreme este cea indus de dorsala anticicionic care acoper jumtatea nordic a Europei prin unirea Anticiclonului Est European cu Anticiclonul Azoric, n timp de iarn, situaie specific pentru viscole puternice i cderi masive de zpad. Este situaia care a caracterizat viscolul din 3 - 5. II. 1954, unic n secolul XX, pentru marea majoritate a teritoriului Romniei cnd stratul de zpad a atins grosimea maxim de 1,73m pe platforma meteorologic, la Clrai, iar troienile, 2 - 5 m nlime n sud-estul i estul Romniei (Diaconescu, 1954, Blescu, Beleag, 1962, Bogdan, 1969, 1980). 8.2.7. Traiectoriile anticiclonilor mobili n Europa Cercetrile ntreprinse pn n prezent au artat c anticiclonii mobili se deplaseaz n Europa cu o vitez mai redus, de 27 km/or, dect n America, unde evolueaz cu 36 kml/or, ca i viteza medie a ciclonilor. n Emisfera Sudic, datorit ntinderilor mari de ap, viteza acestora este mai mare; ea atinge 45 km/or n sudul Oceanului Atlantic (Frca, 1990, citat de Moldovan, 1999). B.P. Multanovski a stabilit urmtoarele traiectorii sau axe principale dup care se deplaseaz anticiclonii mobili peste continentul european (fig. 10): - axele Azorice au orientare vest-est, cu devieri spre nord-est peste Europa Central i de Sud; traiectoriile pornesc dintr-un centru comun, respectiv Insulele Azorice. Anticiclonii care se deplaseaz peste aceste axe, transport aer tropical, care determin nclziri puternice i fenomene de uscciune i secet; - axele polare normale, cu direcie nord-vest spre sud-est peste tot continentul european; peste acestea se deplaseaz anticiclonii de invazie. Ei pornesc din Groenlanda i transport aerul maritim arctic spre sud i sud-est, n Europa; - axele ultrapolare cu orientare nord-est spre sud-vest, cu centru de pornire din Insula Taimr. Ele se dirijeaz spre Europa de Est i Canada, iar anticiclonii respectivi transport mase de aer rece i uscat, continental, arctic care determin geruri mari n Europa de Est, Central i Sudic.

Fig. 10 Axele de deplasare a anticiclonilor mobili n Europa (dup Multanovski, citat de Gh. Pop, 1988)

Dinspre latitudinile mici se deplaseaz spre poli, anticicloni calzi, care transport aerul tropical, avnd o orientare de la est la vest i invers. Dinspre latitudinile mari (polare i arctice) se deplaseaz spre tropice, anticicloni mobili, care transport aerul rece mpreun cu tot cortegiul de fenomene nsoitoare: rciri masive, inversiuni termice, temperaturi minime foarte coborte, fenomene de iarn pronunate (nghe, polei, brum, ninsori i viscole care afecteaz uneori, rile sudice (sudul Europei, nordul Africii, Iordania, Israel etc.), fenomene de iarn neobinuite pentru aceste ri calde.

14

Convecia termic i evoluia vremii Convecia termic este un fenomen meteorologic caracteristic unei mase de aer instabil. Poate fi provocat de cauze dinamice (frontale sau orografice), dar i de cauze locale, ca urmare nclzirii neomogene a suprafeei active, respectiv a stratificaiei termice instabile a aerului. Convecia termic se dezvolt i ntr-o masa de aer stabil, anticiclonic, din cauza persistenei la centrul acestuia, a timpului senin, care favorizeaz insolaia, Convecia termic se caracterizeaz printr-un sistem de cureni ascendeni descendeni, care poate ocupa spaii mari (de 3000 10 000 km) pe vertical din atmosfer, pn la limita superioar a troposferei i chiar mai sus. Prin dezvoltarea conveciei termice se realizeaz o omogenizare a compoziiei aerului redistribuire a temperaturii pe vertical prin procese adiabatice, contribuind la transformarea maselor de aer. Convecia termic este nsoit de apariia norilor de convecie de tip Cumulus i Cumulonimbus, care constituie fenomenul meteorologic cel mai caracteristic. Norul Cumulonimbus atinge performana n complexitatea structural i varietatea formelor meteorologice: precipitaii sub form de averse, uneori grindin, fenomene orajoase, intensificri de vnt, vijelie etc. Acest nor, ca i orajele nsoitoare, au o durat relativ scurt, de 1-2 ore, timp n care, celula convectiv trece prin trei stadii, astfel (fig. 11): - stadiul incipient, cnd aerul din celula convectiv (mas de aer cu diametrul de la cteva sute pn la cteva mii de metri, care se nal pe o coloan vertical n atmosfer) are fora ascensional mare, fiind mai cald dect atmosfera ambiant, determinnd un curent de aer ascendent simplu, care se intensific progresiv alctuind norul cumuliform spre nlimi; - stadiul de maturitate, n care, nivelul de convecie a depit nivelul izotermei de 00C i n consecin apar condiii optime pentru condensarea vaporilor de ap, apariia picturilor de ap i a cristalelor de zpad, care cad, strbtnd norul de sus n jos. Picturile mari de ploaie, n cdere, exercit o frecare cu aerul ascendent, pe care l transform parial n aer descendent. n aceste condiii are loc o avers puternic de ploaie, nsoit de un flux puternic de aer umed, rcit la nlime. Acest aer rece ajuns la sol, se risipete genernd un vnt violent care precede aversa de ploaie (fig. 11 b'). Acest stadiu se caracterizeaz prin coexistena celor dou tipuri de cureni, ascendeni i descendeni, cu predominarea celor descendeni. n acest stadiu, curenii ascendeni ating viteze maxime de 110 km/or i chiar mai mari (Pop, 1988); - stadiul de disipare, sau de risipire a celulei convective se caracterizeaz prin predominarea numai a curenilor descendeni, iar cei ascendeni au ncetat complet (fig. 11 c). Norul i epuizeaz rezervade ap i dispare.

Fig. 11, Seciune schematic printr-un nor Cumulus pe cale de transformare n Cumulonimbus: a - stadiul incipient; b i b' - stadiul de maturitate; c - stadiul de disipare. (dup Byers i Braham, citat de Gh. Pop, 1988)

15

n genere, un nor orajos, presupune mase de aer cald i umede (foarte instabile), care au o frecven maxim n zona cald, sau n sectorul cald din zonele extratropicale. Ele sunt complet absente n regiunile polare. Cercetrile au dovedit c celulele convective permit regenerarea frontului orajos; ele avnd astfel o durat mai mare dect o singur celul convectiv . n timpul norului orajos, pe sol, vremea se caracterizeaz prin vnt violent i n rafale, cureni ascendenti i descendenti puternici, vizibilitate redus pn la 0 m din cauza densitii mari a produselor de condensare. n altitudine se pot forma simultan ploaie, zpad, grindin i cristale de ghea care pot mpiedica zborul avioanelor prin deteriorri mecanice, dezechilibrri i givraj. . Ploaia se amestec cu zpada, pn la mari nlimi, depind cu mult izoterma de 00C datorit energiei curenilor de aer ascendeni. Grindina se menine n interiorul norului, datorit curenilor ascendeni, o parte n cdere se topete pn la sol. Descrcrile electrice se produc numai dac temperatura aerului a cobort sub -28C. Cele mai numeroase descrcri electrice se produc pe fluxul curenilor descendeni cu averse de ploaie . Norul de oraj prezint o structur "microsinoptic" specific (Pop, 1988). Sub norul de oraj, unde predomin fluxul de aer rece descendent, se dezvolt un mic anticiclon, n spatele acestuia unde au loc cureni de aer ascendeni se formeaz un ciclon (fig. 12).

Fig. 12 Structura caracteristic a prii inferioare a sistemului orajos. C.A cureni ascendeni, C.D. cureni descendeni (dup Fujita, citat de Gh. Pop, 1988).

16