+ All Categories
Home > Documents > Meteoro Logie

Meteoro Logie

Date post: 08-Feb-2018
Category:
Upload: pintilei-parfene-stefan
View: 231 times
Download: 4 times
Share this document with a friend

of 144

Transcript
  • 7/22/2019 Meteoro Logie

    1/144

    UNIVERISTATEA DIN BACUFACULTATEA DE INGINERIE

    IULIANA LAZR

    METEOROLOGIE I CLIMATOLOGIE

    Note de curs

    EDITURA ALMA MATER BACU

    2009

  • 7/22/2019 Meteoro Logie

    2/144

    Descrierea CIP a Bibliotecii Naionale a Romniei

    LAZR, IULIANAMeteorologie i climatologie : note de curs/ Iuliana Lazr. -

    Bacu : Alma Mater, 2009

    Bibliogr.

    ISBN 978-606-527-020-6

    551.5

  • 7/22/2019 Meteoro Logie

    3/144

    3

    Cuvnt nainte

    Prezenta lucrare a fost conceputca suport de

    curs pentru studenii Universitii din Bacu.

    Ea nu reprezint o lucrare de autor, priimportante fiind inspirate din alte lucrri de

    referin menionate n bibliografie. Multe

    dintre imaginile folosite sunt preluate de pe

    Internet.

    Autorul

  • 7/22/2019 Meteoro Logie

    4/144

    4

  • 7/22/2019 Meteoro Logie

    5/144

    5

    Cuprins

    Cap.1. Noiuni introductive 7Cap.2. Atmosfera ca obiect de studiu a meteorologiei 14Cap.3. nclzirea Pmntului i a atmosferei 22Cap.4. Temperatura aerului 29Cap.5. Presiunea atmosferici circulaia generala aerului 41Cap.6. Vaporii de apa in atmosfera 52Cap.7. Precipitaiile atmosferice 64Cap.8. Circulaia generala aerului. Meteorologia sinoptic 72Cap.9. Fronturi atmosferice 83Cap.10. Noiuni generale de climatologie 91Cap.11. Clima Romniei 98Cap.12. Schimbri climatice. nclzirea global 107Cap.13. Poluarea atmosferei 119Anexe 125Msurarea presiunii atmosferice 128Msurarea temperaturii 133Msurarea umiditii aerului 137Observaiile meteorologice 141Bibliografie 144

  • 7/22/2019 Meteoro Logie

    6/144

    6

  • 7/22/2019 Meteoro Logie

    7/144

    7

    Cap.1. Noiuni introductive

    Formula specialitii

    Meteorologia este stiina care se ocup cu studiul atmosferei terestre i afenomenelor fizice care se produc n ea.

    Meteorologia aparine grupului tiinelor care au drept obiect de studiuPamntul, avnd ca domeniu de preocupri: cercetarea, descoperirea i cunoatereastructurii, compoziiei, nsuirilor, proceselor i fenomenelor atmosferei precum i alegilor care o guverneaz.

    Meteorologia reunete astzi, ca i pe vremea lui Aristotel, ansamblulcunotinelor despre atmosferi fenomenele ce se petrec n cuprinsul ei; difernumaicantitatea i calitatea acestora, n cretere continu. Obiectul de studiu al Meteorologieieste, aadar, aerul atmosferic adicultimul nvelicontinuu al Pmntului.

    Metodele de lucru sunt proprii sau din domenii conexe (observaia, analiza isinteza, analogia, experimentul, simularea i modelarea matematic, etc.).

    Scopul este complex dar se poate cuprinde n ideea c: printr-o ct mai buncunoatere a atmosferei s se poat prognoza mersul vremii pe diferite intervale,fenomenele calamitare, schimbrile nefaste de vreme dar i eventualele variaiiatmosferice seculare cu impact asupra ntregului ansamblu de mediu.

    Atmosfera nu este aadar un simplu mediu fizic gazos cruia dac-isimplificm ipotetic complexitatea, i putem aplica legile fizice specifice (ale gazelor,ale fluidelor) iar rezultatele, desigur n domeniul prezumiilor de cercetare, s nemulumeasc. Exist astzi un asemenea curent puternic n lumea meteorologicdeoarece folosirea exploziva modelrii matematice pentru atmosferi micrile ei nu

    poate fi conceputdect simplificnd la maximum realitatea de micare a particulelor deaer din natur. Studentul ecolog trebuie s tie de la nceput acest fapt precum i peacela cmeteorologia prognostic(indiferent de intervalul de timp prognozat) opereazcu modele, cu scenarii de evoluie probabilisticce decurg din calcul, opereazdecicu scheme conceptuale bazate pe o analogie cazuisticamplce ine implicit de timpultrecut.

    Realitatea atmosferic este ns, n orice moment i n orice loc, mult mainuanatdect modelele imaginat i tocmai n domeniul manifestrilor atmosferice dedetaliu adicpunctuale, de aceea prognozele nu pot fi, n mod absolut, exacte pentruorice punct geografic.

    Invizibila atmosfereste un nvelict se poate de real i deosebit de complex al

    planetei noastre; este un dat iniial al sistemului, o componentabioticindispensabilamediului natural unic, al Terrei, cu un rol structural i funcional perfect stabilit, rol pecare omul se strduiete s-l neleag, reuind deocamdat, numai parial i nesigur sofac.

    Fa de litosfera i hidrosfera planetei, cu care se afl n raporturi de cvasi-egalitate privind meninerea condiiilor abiotice favorabile, de baz, necesare vieii,atmosfera are n plus, o mare libertate de micare a particulelor sale peste celelaltenveliuri (care nu se pot desprinde de corpul planetar); masele de aer survoleaz

    planeta n lungul meridianelor i al paralelor ignornd orice granie de stat sau naturale,orice coordonate.

  • 7/22/2019 Meteoro Logie

    8/144

    8

    Prin aceast libertate de survol aerul atmosferic este cel care d eficiencircuitului apei n natureste cel care poartla mari distane suspensii solide sau lichidede provenien natural, cosmic sau antropic; aerul atmosferic, constituind ultimulnvelial planetei, este cel care filtreaz radiaia Soarelui reinnd numai att ct este

    necesar pentru perpetuarea vieii n sistem, respingnd restul prin proprietile sale, datedintru nceput.Climatologia este ramura cea mai geografic a meteorologiei, ea transform

    informaia observaional instantanee i punctiform, asupra aerului troposferic, nFOND DE DATE de referin, cu acoperire geograficpe termen lung (din punct devedere al timpului istoric), fond strict necesar n realizarea oricror sinteze (diagnostice,actuale sau prognostice) privind comportamentul atmosferei n imediata apropiere ascoarei terestre.

    Cea mai expresiv definiie a CLIMATOLOGIEI, dintre multiplele definiiintlnite n cursurile sau tratatele de geografie de larg circulaie este: subramurameteorologiei care studiaz regimul multianual al vremii n funcie de condiiile

    geografice specifice unei localiti, zone, ri, continent sau chiar al ntregului globterestru.

    Ea este n plin dezvoltare, subdiviziunile aprute dovedind-o, iat cteva:microclimatologia, topoclimatologia, paleoclimatologia, climatografia, schimbriclimatice, etc.

    Climatologia pare mai apropiat de domeniul geografic al cunoaterii umaneasupra naturii pentru cscopul su de baz- obinerea produselor de sintezmeteo petermen lung privind trecutul, prezentul sau viitorul - se sprijin esenialmente peraportri spaiale de tip geografic, la scri diferite.

    Meteorologia realizeaz observarea fenomenelor meteorologice, ncercnd nacelai timp s le explice. Este aadar o tiin analitic i explicativ, n timp ceclimatologia este o tiinde sintez, care folosete datele obinute de meteorologie. Se

    poate spune cntre cele doutiine existo legturfoarte strns.n acelai timp, punctele lor de vedere rmn destul de diferite. Climatologii

    studiaz succesiunea i suma fenomenelor atmosferice dintr-un spaiu dat, n timp ceinstrumentele de lucru ale meteorologilor sunt n primul rnd de natur fizic imatematic. Pe de altparte, meteorologia, aprutca necesitate mai nti a navigaieimaritime, apoi i a aviaiei, este o tiinprospectiv, avnd cel mai cunoscut obiect deactivitate realizarea prognozelor meteo. Din acest punct de vedere, climatologia este otiin retrospectiv, deoarece rezultatele ei se bazeaz pe o lung serie de observaiianterioare.

    Sferele de cercetare

    Starea fizic a atmosferei localitii concrete, evaluarea condiiilor fizico-geografice regionale i estimarea rolului lor la formarea cmpurilormeteorologice, extremelor climatice, distribuii n timp i spaiu a elementelorclimatice.

    Modelarea cartografica resurselor climatice, topoclimatice i agroclimatice. Evaluarea gradului de asigurare a culturilor agricole cultivate n regiuni fizico-

    geografice cu diferitumiditate i cldur, gradului de risc a amplasrii plantelorpe terenuri concrete, etc

  • 7/22/2019 Meteoro Logie

    9/144

    9

    n funcie de particularitile de studiu, meteorologia are numeroase subramuri,cum ar fi:

    Meteorologia general - cuprinde cunotinele fizico-chimice de baz asupramediului fizic gazos pe care l reprezintatmosfera Terrei;

    Meteorologia sinoptic - tiina despre prognozarea vremii, studiaz legileevoluiei fenomenelor i proceselor troposferice care conduc la succesiunea aspectelordiferite de vreme ntr-un punct fix sau ntr-o zon, ntr-un interval de timp cerut;

    Meteorologia dinamic - se ocup cu studiul proceselor dinamice i termo-dinamice din atmosfer, prin metode fizico-matematice;

    Fizica atmosferei - studiaz legile genezei i dezvoltrii fenomenelor iproceselor fizice din atmosfer;

    Actinometria - observ i studiaz fluxurile radiante care strbat atmosferaprecum i bilanul radiativ al geosistemului;

    Aerologia - studiazprocesele i fenomenele fizice proprii straturilor medii inalte ale atmosferei libere (neinfluenatde scoara terestr); 13

    Aeronomia - se ocup cu studiul fenomenelor i proceselor din ionosfer,exosfersi magnetosfer;

    Fizica stratului limit- se ocupcu studiul fenomenelor i proceselor de transferenergetic sol/aer n stratul de contact direct al atmosferei cu scoara terestr;

    Meteorologia satelitar- se ocupcu studierea i interpretarea imaginilor oferitede sateliii meteorologici n scopuri practice, mai ales prognostice;

    Meteorologia radar- se ocupcu studierea i interpretarea imagisticii radar;Meteorologia aeronautic- elaboreazprognoze de vreme pe rute aeronautice;Agrometeorologia - cerceteaz influena condiiilor meteoclimatice asupra

    culturilor agricole n scopuri prognostice i de prevenire a riscurilor de calamitare;Biometeorologia - cerceteaz influena condiiilor meteoclimatice asupra

    organismelor n scopuri de protejare i atenionare;Climatologia.

    Metode de cercetare

    Meteorologia, studiind fenomenele care au loc in atmosfera, aplica pentruinterpretarea acestora legile generale ale fizicii, mecanicii si in parte, uneori, ale chimieicoloidale. Spre deosebire de fizica, unde metoda de cercetare predominanta esteexperimentarea, in meteorologie, ca si in celelalte stiinte geofizice, metoda de bazaramane observatia.

    Daca in stiintele experimentale cercetatorul cauta, cu ajutorul unor metode siinstrumente potrivite, sa izoleze sau chiar sa provoace fenomenele care il intereseaza, cutotul altfel stau lucrurile cu marea majoritate a fenomenelor atmosferice. Prin extinderealor, aceste fenomene depasesc in mod frcevent cadrul restrans al unui laborator si nu potfi simplificate si nici izolate.

    Deocamdata omenirea nu dispune de posibilitatea de a folosi experienta cametoda cu eficacitate practica in meteorologie. Asemenea mijloace ar necesita unconsum enorm de energie, atat pentru declansarea fenomenelor atmosferice, cat si

    pentru mentinerea lor. In ritmul actual, nemaiintalnit in dezvoltarea tehnicii si stiintei,nu este exclus ca intr-un viitor nu prea indepartat, pozitia noastra de spectatori la unele

  • 7/22/2019 Meteoro Logie

    10/144

    10

    fenomene care au loc in atmosfera sa se schimbe, in sensul de a le putea dirija dupanevoile noastre.

    Un mare ajutor pentru intelegerea aprofundata a fenomenelor care au loc inatmosfera il ofera calculul matematic. In aplicarea principiilor generale ale fizicii la

    interpretarea acestor fenomene, matematica intervine cu o mare contributie. Vastulmaterial furnizat de observatiile meteorologice trebuie prelucrat si sistematizat. Se cautacorelatii si periodicitati, se elimina erorile, se calculeaza abaterile si frecventele etc.,totul pentru a se trage concluziile cele mai logice. Greutatea cea mai evidenta inaprecierea fenomenelor consista in faptul ca fiecare element contribuie in mod cantitativdiferit, de fiecare data, la producerea fenomenelor respective.

    Cu toate dificultatile care izvorasc din complexitatea circumstantelor in careapar, se dezvolta si pier fenomenele atmosferice, se poate totusi afirma ca in urmastudiilor intreprinse s-a ajuns la rezultate teoretice insemnate. Pe baza legilor fiziciiobservatiile si cunostintele meteorologice au putut fi folosite intr-o masura apreciabilafie la intelgerea fenomenelor atmosferice care se produc la un moment dat, fie intr-un

    viitor mai apropiat sau mai indepartat: o zi, doua, o saptamana, o luna, un anotimp sauuneori chiar un an.

    Din cele aratate pana acum rezulta ca observatia ramane metoda de baza incercetarea meteorologica. Aceasta metoda este aplicata pe doua cai: vizuala (farainstrumente) si instrumentala.

    Observatia vizuala este cea mai veche dintre metodele de cercetare, nu numai indomeniu meteorologiei, ci si al altor stiinte. Omul intai a observat, a tras concluzii siapoi a incercat sa reproduca fenomenele care l-au interesat.

    Observatia instrumentala se face cu aparate cu citire directa sau cu ajutorulaparatelor inregistratoare. Aparatele cu citire directa necesita prezenta omului pentrunotarea observatiilor la momentul indicat in programul de lucru. Pentru a avea asiguratacontinuitatea observatiilor, este necesar ca notarea lor sa se faca la intervale cat maiapropiate, deoarece numai astfel se poate urmari indeaproape succesiunea schimbarilorcare au loc in evolutia timpului sau vremii. Un aport insemnat in acest sens il aducapratele inregistratoare. Acestea mai au avantajul ca pot fi amplasate in regiuni greuaccesibile: in munti, in delta etc. Asemenea aparate pot culege si transmite informatiiasupra starii vremii de pe toata suprefata Pamantului, de la nivelul marii si pana la mariinaltimi.

    Importanta Meteorologiei

    Faptul ca intreaga noastra activitate este influentata de schimbarile care au loc inatmosfera, ca insesi conditiile de viata sunt in general puternic influentate de aspectulvremii, a facut ca meteorologia sa ocupe un loc important in randul stiintelor naturii.

    Vremea si clima infuenteaza activitatea oamenilor si dirijeaza chiar economiaregiunilor unei tari. In tarile cu structura sociala inaintata, unde la baza sta sistemuleconomiei planificate, sunt folosite rational toate influentele factorilor atmosferici.Astfel, pot fi luate masuri corespunzatoare, care sa anihileze sau sa reduca pagubele cear putea fi produse de agentii atmosferici diferitelor sectoare ale economiei nationale.

    Amintim numai de sprijinul acordat prin informarile asupra evolutiei timpului(sau vremii) de-a lungul rutelor aeriene si maritime. Cate catastrofe nu au fost evitate

  • 7/22/2019 Meteoro Logie

    11/144

    11

    prin folosirea rationala , de catre echipajele respective, a informatiilor primite din parteaserviciilor de averitzare meteorologica.

    In agricultura, meteorologia ocupa un loc din ce in ce mai important. Cercetarearegimului termic si de umezeala a solului, legat de diferite faze de dezvoltare biologica

    a plantelor, a facut sa se dezvolte o noua ramura a acestei stiinte: agrometeorologia.Medicina moderna tine in permanenta cont de influenta factorilor atmosfericiasupra modului cum evolueaza diferitele maladii. In marile clinici, pe langa medicilucreaza meteorologi care dau indicatii asupra factorilor atmosferici. Din ce in ce aparlucrari de specialitate, in care temele respective sunt tratate, tinandu-se seama deinfluenta diferitilor parametrii atmosferici.

    Amplasarea marilor constructii publice si industriale nu este de conceput faracunoasterea in prealabil a particularitatilor climatice ale regiunilor respective. Prinneluarea in consideratie sau printr-o cunoastere insuficienta a datelor meteorolgice, aufost si pot fi prilejuite pagube enorme.

    Omul si Clima

    Clima reprezinta regimul de mediu multianual al proceselor si fenomenelormeteorologice, caracteristice unei anumite regiuni sau intregului glob, determinat deradiatia solara si de circulatia generala a atmosferei, care variaza in raport cu pozitia pePamant, cu altitudinea absoluta si configuratia reliefului.

    Inca de la aparitia primilor reprezentanti ai regnului animal si vegetal in istoriaPamantului, clima a fost aceea care a avut un cuvant de spus in repartitia vietuitoarelor,in evolutia lor de-a lungul timpului, in schimbarea aspectului lor, in felul de hrana sau inmodul de a-si construi adaposturile. Daca plantele si animalele au ajuns sa aiba astazicaracteristicile pe care le observam la fiecare specie in parte, aceasta nu este decatrezultatul adaptarii lor la mediu, prin perpetuarea raselor, genurilor si speciilor care s-audovedit ma puternice in lupta cu natura sau a celor care au reusit sa supravietuascacapriciilor atat de schimbatoare ale climei se-a lungul erelor.

    In functie de zonele climatice s-au format zonele de vegetatie, iar acestea, larandul lor, constituind baza hranei si mijlocul de adapost al animalelor, a influentatraspandirea lor. Daca plantele din regiunile desertice au radacini adanci si frunze groaseceruite, aceste nu sunt decat adaptari la o clima uscata si calda, pentru a putea absorbiapa de la o adancime cat ami mare si a impiedica transpiratia prea puternica. Dacaanimalele aceleiasi zone sunt acoperite cu o crusta chitinoasa si pot supravietui un timpindelungat fara apa, este tot o adaptare la climatul locului respectiv contra unei

    deshidratari prea puternice. Toate vietuitoarele din tinuturile polare au o blaba scurta ,deasa si in permanenta alimentata cu grasime pentru a le feri de gerurile naprasnice, darsi pentru a le inlesni inotul in cautarea hranei.

    Nici infatisarea Pamantului n-a scapat de capriciile climei. Aspectul actual alscoartei terestre oglindeste si evolutia climatului erelor geologice. Alaturi de activitateatectonica, eroziunea cauzata in principal de diferentele de temperatura, de vant si de

    precipitatii este un mare modelator al scoartei terestre. Martore ale actiunii ei suntnumeroase monumente ale naturii, canioanele, vaile sau sculpturile in diferite straturi deroci. Sunt celebre canioanele Colorado si Yellowstone sau fantasticile forme ale rocilorerodate din Bad Lands. La noi in tara sunt Babele din Bucegi si Sfinxul din Ciucas.

  • 7/22/2019 Meteoro Logie

    12/144

    12

    Oamenii, cu toate posibilitatile stiintifice si tehnice cunoscute in momentul defata, sunt supusi climeim pornind de la succesiunea zilelor si noptilor, care imprimaritmul de viata si de activitate, si pana la una dintre cele mai importante ocupatii aleomului, agricultura, care se desfasoara in functie de anotimpuri. Dar influenta climei nu

    se manifesta numai asupra ritmului de viata si de activitate a oamenilor, ci si in multealte directii. Astfel, chiar imbracamintea reflecta adaptarea omului: de la acel pagne sausort pe care il poarta membrii unor triburi din Africa si America de Sud la costumulspecial facut cu unul sau mai multe staturi de blana purtate de oamenii din zonele polaresi subpolare, la palariile conice purtate de locuitorii din sud-estul Asiei confectionatedin pai sau la turbanele locuitorilor din Orient; insasi culoarea predominant deschisa avesmintelor lor ii protejeaza de arsita indelungata a soarelui.

    Omul a invatat sa-si construiasca adapostul in functie de clima la care s-aadaptat sa traiasca: locuitorii din tarile calde isi amenajeaza locuinta din materialeusoare si racoroase, din barne sau din bambus si pamant, inlesnindu-I o mai bunaaerisire si racorire. In regiunile temperate oamenii au inventat alte materiale de

    constructie mai rezistente, care sa pastreze mai multa caldura iarna dar si sa tina racoarein timpul verii.In zonele reci, locuintele sunt prevazute cu ferestre si pereti dublii, cu materialetermoizolatoare si posibilitati de incalzire. In tinuturile polare, din lipsa altor materialede constructie, omul si-a construit locuita din bucati de gheata si zapada captusita prininterior cu blanuri de vulpe si urs polari.

    Aspectul locuintelor din campie este diferit de cel al celor din zona deluroasasau montana. In aceasta zona precipitatiile fiind mai reduse si predominand mai multcele lichide au determinat pe localnici ca acoperisurile caselor sa aiba o inclinatie maimica fata de a celor construite in zona montana, care au o inclinare foarte mare, cuscopul de a retine cat mai putin cantitatea sporita de precipitatii lichide si solide.

    In vechime oamenii suportau mult mai greu variatiile climatice ivite in timpuldeplasarilor pe care le faceau. Astazi cu posibilitatile tehnice existente, oamenii seadapteaza mult mai usor unui climat impropriu, cu ajutorul diferitelor materialemoderne de constructie sau instalatiilor de aer conditionat.

    Meteorologia are din ce in ce mai mult o deosebita importanta practica.Prevazand fenomenele meteorologice care pot aduce pagube agriculturii, se iau masuride protectie in vederea diminuari pagubelor sau chiar evitarea pierderilor. O ramuraspecifica a meteorologiei numita agroeteorologie se ocupa cu studiul influenteifenomenelor meteorologice in productia agricola. Toate unitatile agricole primescinformatii referitoare la schimbarea timpului si asupra aparitiei fenomenelor daunatoare

    agriculturii, cum sunt bruma, grindina, inghetul.Pentru efectuarea in bune conditii a transporturilor aeriene trebuie cunoscutepreviziunile meteorologice. Traficul aerian beneficiaza cel mai mult de cunoasterea lor:avioanele nu decoleaza decat daca cunosc cum va fi vremea dupa care aduc lacunostinta pilotului navei eventualele schimbari meteorologice in ruta pe care urmeazas-o parcurga. El primeste si in timpul zborului numeroase indicatii referitoare la stareaatmosferei. Transportul maritim poate fi influentat si de necunoasterea situatieimeteorologice a rutei. Fenomenele cele mai periculoase sunt ceata, vantul si inghetul.De aceea marile nave sunt prevazute cu radare meteorologice, care pot capta informatiisi de la satelitii meteorologici special lansati.

  • 7/22/2019 Meteoro Logie

    13/144

    13

    Si transportul pe calea ferata sau cel rutier beneficiaza de ajutorul meteorologiei.Iarna, cand viscolele blocheaza circulatia, buletinele meteo indica zonelel in caretraficul feroviar si rutier este intrerupt. Precipitatiile abundente, precum si inghetul sidezghetul pot provoca distrugeri ale autostrazilor podurilor si terasamentelor.

    O mare importanta o au studiile climatologice cu privire la amplasareajudicioasa a unor noi obiective industriale, functionale sau a locurilor de odihna. Se stieca zonele de relief inconjurate de munti nu permit scurgerea si ventilarea aerului,inlesnind persistarea aerului poluat si formarea inversiunilor de temperatura. Ca urmare,compusii si reziduurile chimice formate nu se pot imprastia in atmosfera ramanand instaturile cele mai inferioare ale atmosferei si avand urmari negative in viata omului,animalelor si plantelor regiunilor respective. In momentul de fata, amplasarea noiorobiective industriale, cum sunt cele chimice sau siderurgice se face in urma studiului demicroclimat al localitatii respective. In nici un caz nu se vor amplasa in directia

    predominanta a vantului, deoarece fumul se va abate asupra localitatii respective. Deaceea se tine seama si de amplasarea noilor cartiere de locuinte, a spatiilor verzi de

    recreere si de odihna sau a sanatoriilor.Un studiu climatologic amanuntit este necesar si inainte de inceperea unei constructii: incazul unui bloc de locuinte se va tine cont de directia predominanta a vantului,orientandu-se pe directia vantului pentru a nu fi supus actiunii acestuia. Obiectiveleindustriale care polueaza aerul vor fi inconjurate de perdele de vegetatie, care au rolulde purificare a atmosferei. In calculul capacitatii lor de evacuare a apei din precipitatiise va tine seama de cantitati maxime cazute in zona respectiva. Pentru asigurarea unei

    bune functionari a hidrocentralelor trebuie cunoscute regimurile de precipitatii si deinghet. In proiectarea liniilor electrice si in amplasarea si forma salpilor determinantevor fi directiile predominante ale vantului si depunerile de gheata pe conductori,sporindu-se parametrii de rezistenta a constructiei respective.

    Tratamentele balneoclimatice presupun studii climatologice anterioare pentruindeplinrea scopului lor. In amplasarea spitalelor, a sanatoriilor si a localitatilor balnearese tine seama de conditiile climatice locale. Amenajarea unor microclimate optime inhalele de lucru, in incaperi, in scoli, in fabrici are o mare importanta in obtinerea unuirandament maxim al omului in munca sa.

    Din cele prezentate mai sus rezulta marea importanta ce se acorda in momentulde fata studiilor climatologice, cunoasterea diferitelor fenomene meteorologice, gradullor de manifestare si frecventa aparitiei lor in zona in care in care ne intereseaza. Faranelipsitul studiu climatologic, omul nu va putea valorifica in cel mai inalt gradobiectivul industrial construit si telurile propuse de el nu vor putea fi in intregime

    realizate, de multe ori ivindu-se chiar efecte neasteptate si contrare. De aceea in prezetse acorda o deosebita importanta cunoasterii amanuntite a conditiilor naturale alemediului in care omul isi desfasoara activitatea sa creatoare.

  • 7/22/2019 Meteoro Logie

    14/144

    Cap.2. Atmosfera ca obiect de studiu a meteorologiei

    Atmosferaeste nveliul gazos al Pmntului i ultimul din geosistem de aceeaeste considerat interfaa dintre corpul planetar i spaiul interplanetar.

    Din punct de vedere fizic, atmosfera este constituitdintr-un amestec de gaze,purtnd n suspensie particule solide, lichide sau gazoase suplimentare, de origineterestr sau cosmic, natural sau antropic. Particulele solide, gazoase sau lichide nsuspensie n aerul atmosferic constituie ansamblul fizic numit aerosolul atmosferic.

    Aerul atmosferic pur, adicamestecul de gaze dat, luat n discuie fraerosolulatmosferic, este cunoscut n Fizica atmosferei i sub denumirea de aer uscat i i seatribuie urmtoarele proprieti: este incolor, inodor, insipid, este compresibil iextensibil, are masi exercitpresiune, este n micare continuatt n plan vertical cti n plan orizontal, dup legi proprii, dar n afara oricror granie convenionale,

    omeneti.

    Fig.2.1. Poziia i structura atmosferei n raport cu Soarele i Pmntul

    Ca mediu fizic gazos, teoretic aerul atmosferic este considerat drept un gaz ideali atunci poate fi asimilat cu oricare alt fluid, aplicndu-i-se legile fizicii i n particularcele ale mecanicii fluidelor.

    Atmosfera este considerata fi un sistem termodinamic deschis (fig. 2.1) care: se intercondiioneaz determinant la limita sa inferioar cu litosfera, hidrosfera, i

    biosfera prin schimburi termice, mecanice i chiar de constitueni (cum ar fi cenua

    14

  • 7/22/2019 Meteoro Logie

    15/144

    15

    vulcanic, spori, fraciuni de polen i nu n ultimul rnd vapori de ap respectivcomponenta atmosferica circuitului apei n natur); interacioneazradiativ la limita sa superioarcu Soarele i spaiul extraatmosferic can figura 2.1.

    Astfel, prin intermediul filtrului impus de atmosfer, Pmntul primete de laSOARE numai energia strict necesarperpeturii vieii (infinit mai micdect ceea ceofer sursa!) i totodat radiaz la rndul su, spre cosmos, numai energia care-i

    prisosete, ntr-un echilibru dinamic. Cu alte cuvinte, nveliul atmosferic las streac este deci transparent numai pentru acea cantitate i calitate de radiaii care sfie folositoare, nu distrugtoare vieii pe Pmnt; pentru restul radiaiilor solare saucosmice, atmosfera este un filtru de netrecut, prin structura-i dat i prin funciunileatribuite numai ei n geosistem.

    Se desprinde deci ideea cactivitatea de filtraj radiativ a atmosferei este pe ctde radical pe att de fin potenat la diverse nlimi ale nveliului; grila optim seobine prin diverse modaliti, toate fiind posibile numai prin datele iniiale de structuri funcionalitate impuse atmosferei actuale nc de la constituirea ei ca PARTE antregului geosistem TERRA.

    Structura atmosferei

    Atmosfera reprezintnveliul de aer al Pmntului, a crui grosime este de lanivelul Pmntului pnla aproximativ 3000 km altitudine.

    Masa atmosferei este de aproximativ 5,16.1015 t, reprezentnd numai omilionime din masa Pmntului, care este de 5,98.1021 t. Masa atmosferei scadespectaculos de rapid cu altitudinea la fel i densitatea sa i implicit presiunea pe care o

    exercitacest nvelila diferite nivele atmosferice. Tabelul 2.1. prezintmasa pe care oare 1 m3de aer recoltat la diverse nlimi atmosferice.

    Tab.2.1. Modul de variaie al masei de aer cuprinsntr-un metru cub cu altitudineanlimea (km) Volumul de aer (m3) Masa (g)

    0 1 129312 1 31925 1 4340 1 4

    Se apreciazcjumtate din masa atmosferei este concentratntr-un prim strat,

    aderent la planet, a crui grosime este de numai 5 km. Continund ideea, se mai afirmc75% din masa atmosferictotalse aflcantonatn stratul cuprins ntre nivelul 0 almrii i nivelul altitudinal de 10km al nveliului i c pn la nivelul de 36km sau50km (dupdiveri autori) ar ncpea aproape 99% din totalul de mas al nveliuluiatmosferic.

    Forma atmosferei este asemntoare cu cea a Pmntului, dar deformarea la Polii la Ecuator este mai puternic. Aceast formeste determinatde fora centrifug, acrei valoare este maxim la Ecuator i scade spre Poli, i mai este determinati denclzirile puternice de la Ecuator i de rcirile de la Poli.

    Atmosfera, funcie de caracteristicile i densitatea aerului este mprit n 5straturi dupcum este ilustrat n figura 2.2:

  • 7/22/2019 Meteoro Logie

    16/144

    - troposfera 0 12 km;- stratosfera 12 30 km;- mezosfera 30 80 km;- termosfera 80 1000 km;- exosfera 1000 3000 km.ntre aceste straturi exist straturi intermediare numite tropopauz,

    stratopauzi mezopauz.

    Fig.2.2. Reprezentarea schematica subdiviziunilor atmosferei, cu variaia de temperaturipresiune corespunztoare i cu principalele fenomene atmosferice

    Troposfera

    Este stratul de la contactul cu suprafaa Pmntului n care este cuprins dinmasa atmosferici cuprinde 95% din vaporii de ap. Grosimea acestui strat la Ecuator

    este cuprinsntre 1618 km, la latitudini medii este de aproximativ 12 km iar la Poli de8 km.n troposfer temperatura scade cu altitudinea n medie cu 0,65C la suta de

    metri. Aceastscdere poartnumele de gradient termic vertical, t.Aceast scdere face ca la nivelul superior al acestui strat, la Ecuator

    temperatura sfie de -80C iar deasupra Polilor de numai -50C.Exist zone n care temperatura se poate menine constant cu altitudinea,

    fenomenul purtnd denumirea de izotermie, iar n altele temperatura crete cualtitudinea, fenomenul purtnd denumirea de inversiune termic.

    Troposfera este cel mai turbulent strat. Aici se produc micri de convecie pevertical, att ascendente ct i descendente, care au rolul de a omogeniza din punct de

    16

  • 7/22/2019 Meteoro Logie

    17/144

    17

    vedere termic aerul, i micri de advecie numai pe orizontal, care au rolul de atransporta masele de aer dintr-o regiune n alta.

    n troposfer se produc toate fenomenele meteo: variaii de temperatur ipresiune, vnt, nori, precipitaii, aici se formeazcentrii barici i fronturile atmosferice.

    TropopauzaTropopauza are o grosime de la cteva sute de metri pnla 2 km.Este mai groasdeasupra polilor i mai subire deasupra Ecuatorului.

    Nu este un strat continuu, ea prezentnd 2 trepte : una n zona subpolari altan zona subtropicalunde prezinto ruptur.

    n zona de ruptur se produc diferene mari de temperatur i presiune, aicilund natere cureni cu viteze egale cu 700 km/h. Acetia reprezint curenii jet saufulger (jet-streams), cu un circuit foarte meandrat pe direcia E-W.

    Stratosfera

    n stratosfer aerul este rarefiat, temperatura lui ncepnd de la 1825 kmmeninndu-se aceeai ca la nivelul superior al troposferei, iar ntre 2532 kmtemperatura crete pnla aproximativ 0C.

    Mezosfera (ozonosfera)

    Mezosfera prezint o variaie foarte puternic a temperaturii. Pn la 50 kmtemperatura scade brusc la valori cuprinse ntre -60-70C. De la 5055 km temperaturacrete brusc la +75C, iar ntre 5580 km scade iar pnla -110C.

    Mezosfera este principalul strat de ozon. n acest strat se produce un fenomenfoarte ciudat: reflexia undelor sonore.

    Termosfera (ionosfera)

    Termosfera reprezintstratul celor mai ridicate temperaturi. La nivelul superiorsunt +3000C. Aceast temperatur este determinat de ionizarea puternic amoleculelor de aer rarefiat de ctre razele X, i corpusculare de la Soare.

    Aici se formeazaurorele boreale.Tot aici se produce reflexia undelor radio. Exist patru straturi de reflexie a

    undelor radio:- D unde lungi (la 90 km);- E unde medii;- F1 unde scurte;-

    F2 unde ultrascurte.Exosfera

    n exosfernu mai existaer. Distana dintre moleculele de aer crete la 100 km.Putem face o ierarhizare a acestui strat : omosfera, eterosfera, magnetosfera.Exist i trei centuri de radiaii sub form de potcoav numite centuri van

    Allen.

  • 7/22/2019 Meteoro Logie

    18/144

    Compoziia aerului

    Organizaia Meteorologic Mondial a pus n circulaie lista componeniloraerului uscat (prelevat din orice punct aflat ntre sol i nlimea de 25 km) care conine

    gaze distincte dupcum indictabelul 2.2.

    Tabelul 2.2. Constituienii standard ai atmosferei

    Datoritproporiei foarte mari, oxigenul i azotul sunt considerate constituentefixe (invariabile) ale atmosferei. Mult mai importante pentru studiul atmosferei suntcomponentele variabile, cu un accent deosebit pe vaporii de ap, dioxidul de carbon iozon.

    Vaporii de apajung n atmosfern urma proceselor de evaporare a apei de lasuprafaa att de complex a planetei Pmnt. Ei provin ns i n urma proceselorfiziologice (de respiraie sau transpiraie) specifice lumii vii i, mai puin, n urma unorerupii vulcanice. Vaporii de apsunt considerai drept componenta atmosfericcu ceamai ridicat variabilitate cantitativ, spaial i temporal dintre toate componentelevariabile ale acestui nveligazos.

    18

  • 7/22/2019 Meteoro Logie

    19/144

    19

    Se apreciazcn plan vertical vaporii de apse concentreazmasiv n stratulsol 5 km al troposferei; ei ajung nspe cale naturaluneori i pnla 10 km - 12 kmnlime adicpnla baza stratosferei.

    n plan orizontal distribuia vaporilor de ap depinde de: prezena i

    dimensiunile surselor terestre de evaporare, de temperatura aerului de deasupra surselorde evaporare dar i de intensitatea i direcia dominanta circulaiei aerului troposfericn zona de interes.

    Doudintre procesele fizice pe care le suferapa atmosfericsunt: evaporareacare se desfoar cu consum de energie caloric i condensarea care are loc cueliberarea cldurii latente de evaporare.

    Ambele procese asigurcircuitul apei n naturi se deruleazatt n atmosferct i pe suprafaa terestr; de aceea putem spune c, vaporii de ap ajuni n aer,influeneaz, ntr-o bunmsur, bilanul caloric Pmnt-atmosfer, cu adresexactlameninerea efectului de sernatural al planetei.

    Astfel, alturi de dioxidul de carbon formaiunile noroase (care reprezintmarile

    concentraii atmosferice de vapori de ap) absorb radiaia caloric reflectat sau, maicorect spus, pe cea retransmisde suprafaa planetaraerului atmosferic din apropiereasa, nelsnd-o sse piardn restul atmosferei libere de deasupra plafonului de nori. Cualte cuvinte, stratul noros dei discontinuu la nivel planetar, joacrolul geamurilor uneisere artificiale care nu las s ias n afar cldura primit de la radiaia direct aSoarelui pe care a lsat-o nssptrundn ser, nestingherit.

    Deci, stratul de nori, dupce a absorbit radiaia caloricreflectat, adicvenitdinspre suprafaa Pmntului (suprafaa nclzitdirect de ctre Soare) o retransmite, odifuzeazaerului interpus ntre vlul noros i suprafaa terestr, exact ca n interiorulunei sere.

    Dioxidul de carbon, cu numai cele 0,030% ale sale joaccel mai complex rol ncadrul stratului de interfa, ntre Pmnt i Cosmos, care este atmosfera.

    Acest gaz este implicat n absorbia radiaiei termice (infraroie) care provinedinspre scoara terestrdar i dinspre anumite componente ale atmosferei, participndastfel la exercitarea efectului de sernatural sau suplimentat al atmosferei apropiatescoarei.

    Dioxidul de carbon dispare la nlimi mai mari de 2030 km n atmosfer.Ozonul (O3) constitue o stare alotropica oxigenului. Ozonul, exprimat cifric,

    reprezint 1,0.106 n amestecul de gaze pe care l reprezint aerul atmosferic, adicceva mai mult dect o urm. ntro primaproximare, moleculele de ozon se ntlnescca i cum ar fi presrate n stratul larg al atmosferei cuprins ntre 10 i 60 km nlime;

    exist ns niveluri de concentraie ceva mai crescut i anume ntre: 20 i 25 km iresectiv ntre 45 i 50 km. Astfel, se poate spune caa-zisul strat de ozon (care nu estrat!) se afln zona superioara stratosferei i n cea inferioara mezosferei.

    Ozonul de lng sol NU face parte din nveliul de ozon stratomezosferic cufuncii date de protecie radiativ a vieii pe Pmnt. El este generat de activitateaantropic, n special (de emanaiile eapamentelor) i este considerat un poluant.

  • 7/22/2019 Meteoro Logie

    20/144

    20

    Masele de aer

    Masele de aer sunt volume n care parametrii meteorologici au un caracterrelativ constant (volume de aer care i conservanumite elemente meteo : gradul de

    transparenal aerului, temperatura, umiditatea i nebulozitatea).Ca dimensiuni, masele de aer se pot ntinde :

    - pe orizontal de la mii de kilometri pnla sute de mii de kilometri;- pe vertical de la civa kilometri pn la limita superioar a

    troposferei.

    Masele de aer pot stagna o perioad ntr-o zon, dar se i pot deplasa. Ele seformeaz deasupra zonelor n care elementele meteo variaz puin (marile deerturi,gheurile artice sau antarctice, deasupra anticiclonilor stabili sau staionari).

    Clasificarea maselor de aer se face dupmai multe criterii :

    a) criteriul termic:- mase de aer cald provin de la latitudini mici i determinnclzirea vremii;- mase de aer rece provin de la latitudini mari i determinrcirea vremii.

    b) criteriul termo-dinamic (de stratificare) :

    - mase de aer stabile sunt masele de aer n care gradientul termic vertical nstratul inferior este mai mic dect cel normal (0,65C la fiecare 100 m). Laaceste mase de aer nu se produce convecia, nu se formeaz nori i estecaracteristic vremea senin, frumoas. Sunt considerate mase de aer stabile

    masele de aer reci.- mase de aer instabile aici gradientul termic vertical este mai mare dect celnormal. Aceste mase de aer favorizeaz convecia, cu formarea norilor icderea precipitaiilor, rezultnd deci o vreme nchis. Este consideratmasdeaer tipic instabil, masa de aer cald.

    Masele de aer i pot schimba caracterul de stabilitate sau de instabilitate printraversarea unor suprafee acvatice.

    Astfel, o masde aer stabil, trecnd iarna peste ocean, devine instabil.n timpul verii, o masa de aer instabiltrecnd peste ocean, devine stabil.

    c) din punct de vedere al genezeio Mase de aer arctice sau antarctice.Aceste mase de aer pot fi de dou feluri : maritim arctice (antarctice) i

    continental arctice (antarctice).Cele maritim arctice sunt cele mai reci mase de aer. Sunt grele i nu reuesc s

    treac peste zonele muntoase. Masele de aer maritim arctice se formeaz deasupraOc.ngheat. sunt mase de aer instabile care genereazprecipitaii sub formde zpadiar ptrunderea lor n Europa determinninsori timpurii sau trzii.

    Masele de aer continental arctice se formeazn nordul Siberiei, sunt reci uscate,vizibilitate peste 50 km. Determino vreme foarte senindar foarte rece. Nu reuesc streacpeste Munii Ural.

  • 7/22/2019 Meteoro Logie

    21/144

    21

    o Mase de aer polare.De asemenea i aceste mase de aer pot fi de dou feluri : maritim polare i

    continental polare. Ele se formeazdeasupra anticiclonilor de la latitudini medii.Masele de aer maritim polare se formeaz deasupra anticiclonului canadian.

    Sunt mase de aer stabile reci dar traversnd Oc.Atlantic devin instabile prin nclzireastratului inferior astfel cajung pe teritoriul Europei ca mase instabile determinnd ovreme nchiscu precipitaii.

    Masele de aer continental polare se formeazdeasupra anticiclonului siberian.Sunt mase de aer reci stabile care genereazo vreme senindar foarte rece. Ptrunderea

    pe teritoriul rii noastre se manifestsub formde averse de zpadi viscol.o Mase de aer tropicale.

    i acestea sunt de doufeluri : maritim tropicalei continental tropicale.Masele de aer maritim tropicale se formeazdeasupra anticiclonului azoric. Sunt

    mase de aer foarte umede care ptrund pnpe teritoriul rii noastre. Determinaversede ploaie cu descrcri electrice, iar dupce umiditatea s-a consumat genereazo vreme

    caldi senin.Masele de aer continental tropicale se formeaz n nordul Africii, Arabia,

    Pakistan. Sunt mase de aer calde, uscate, cu vizibilitate redus datorit pulberilor denisip i praf.

    o Mase de aer ecuatorialeSe formeazde o parte i de alta a Ecuatorului. Sunt mase de aer foarte calde i

    foarte umede. Ele se deplaseazlatitudinal de la E la W, excepie fcnd masele polaresau meridional de la S la N (sau de la N la S).

    Deplasarea meridionaldeterminptrunderea aerului tropical la latitudini marisau a aerului polar la latitudini mici.

    Deplasarea maselor de aer dintr-o zonn alta faciliteazcontactul dintre masede aer cu caracteristici diferite. Zona de contact se numete zonfrontaliar fenomenul

    poartdenumirea de front atmosferic.Fronturile atmosferice sunt caracteristice depresiunilor extratropicale, n

    talveguri depresionare i foarte rar la periferia anticiclonilor.Condiiile ca sse formeze un front atmosferic sunt :

    - diferena de temperaturdintre masele de aer sfie de cel puin 5C ;- sexiste diferende umiditate ;- curenii de aer sfie convergeni.

  • 7/22/2019 Meteoro Logie

    22/144

    Cap.3. nclzirea Pmntului i a atmosferei

    Soarele i Pmntul

    Soarele este sursa energiei primite de geosistemul Terra numai n acea cantitate inumai n acea calitate care s asigure existena i perpetuarea formelor de viacu careaceastunicplaneta fost druit.

    Energia radiant care provine de la Soare (n proporie de 99% fiind emis ndomeniul undelor scurte) permite declanarea i desfurarea marilor sau intimelor procesecare stau la baza funcionrii interactive sau n angrenaj a tuturor componenteloransamblului de mediu al vieii, pe planeta noastr.

    Steaua numitSoare este o imens sfer incandescent al crui diametru este depeste 54 ori mai mare dect al Pmntului. n jurul Soarelui graviteaz, pe orbite proprii,cele 9 planete ale sistemului nostru Solar; Pmntul este a treia ca apropiere, ntre el i

    Soare calculndu-se o distanmediatde 149.500.000km (tiut fiind cn realitate, ea esteminimla periheliu (2 ianuarie) i maximla afeliu (4 iulie).

    n micarea sa regulatn jurul Soarelui (Fig. 3.1) numitmicare de revoluie careastronomic dureaz365 zile, 6 ore, 9 minute i 9 secunde, Pmntul descrie o traiectorieeliptic(numiti ecliptic), Soarele fiind situat ntr-unul dintre focarele elipsei. n afaraacestei micri anuale, Pmntul mai are o micare regulati anume n jurul axei proprii,numitmicare de rotaie care se desfoarn cicluri succesive de cte: 23 ore, 56 minutei 4 secunde (sau mai simplu spus n 24 ore).

    Fig.3.1. Micarea Pmntului n jurul Soarelui

    Axa Polilor Pmntului are o nclinaie de 6633 fade planul eclipticii, unghineschimbat pe tot parcursul micrii anuale de revoluie, an de an. Aceastnclinare a axeiPolilor este cea care determinalternana anotimpurilor n cele douemisfere de Nord ide Sud ale Pmntului, etc.

    n bilanul global, dei energia primitde geosistemul Terra de la Soare este mereuaceiai, ea este distribuitdifereniat ca intensitate i alternativ: cnd unei emisfere cnd

    22

  • 7/22/2019 Meteoro Logie

    23/144

    23

    alteia, vara fade iarn, pentru c aa o impun legile fizice care guverneazcele doumicri ale Pmntului drept corp cosmic: cea de revoluie i cea de rotaie.

    Din imensa cantitate de energie pe care Soarele o emite, radiind-o n spaiul cosmic(sub forma radiaiilor electromagnetice dar i corpusculare), geosistemul Terra primete

    numai a doua miliardparte, adic1,37 1024calorii n timp de un an. Si cu toate acestea,energia solarrecepionatde geosistem numai ntr-o zi i jumtate echivaleazcu ntreagaenergie pe care ar produce-o toate centralele electrice ale lumii ntr-un an!

    ntruct n cazul de fa Pmntul poate fi considerat, ntr-o prim aproximaie,drept o sfer ce se rotete n jurul propriei axe, energia ajuns la limita superioar aatmosferei sale i denumitCONSTANTA SOLAR, se repartizeazpe ntreaga suprafaa sferei admise (4r2) care este egalmatematic cu de patru ori suprafaa seciunii sale(r2). n urma acestui calcul, fiecare cm2 de suprafa orizontal, considerat la limitasuperioara atmosferei terestre, primete n medie 0,5 cal/min/cm2adic720 cal/24 h. nmeteorologie ca unitate de msurpentru exprimarea cantitii de energie caloricprimitde la Soare per unitatea de suprafa, se utilizeazlangley-ul [Ly], 1Ly = 1 cal/cm2.

    RadiaiaOrice corp aflat la o temperatur superioar temperaturii de 0K, emite radiaii

    electromagnetice, ale cror proprieti depind de natura i temperatura sa.Radiaiile emiseconin unde de diferite lungimi cu intensiti diferite; la orice temperaturexisto lungimede undpentru care intensitatea undei este maxim. Puterea radianttotalcrete rapid cucreterea temperaturii i lungimea de unda celei mai intense componente se deplaseazctre lungimi de undmai mici.

    Orice corp este simultan un emitori un absorbantde energie radiant. O partedin energia radiant care cade pe suprafaa unui corp este reflectat, iar restul este

    absorbit. Un bun absorbant este i un bun emitor, iar un absorbant slab este i unslab emitor; un absorbant slab trebuie sfie, de asemenea, i un bun reflector. De aceea,un bun reflector este un emitor slab.

    Compoziia spectrala radiaiei solare (RS)Radiaia emisde Soare cuprinde dougrupe principale: radiaia electromagnetic

    i radiaia corpuscular.Radiaia electromagnetic are un spectru continuu, de la radiaiile X pn la

    undele radio, cu lungimi de undfoarte mari. Datorittemperaturii sale ridicate, S emitemai ales aceast formde radiaie; ea nu necesit pentru transmitere un mediu materialintermediar. n figura 3.2 este reprezentat grafic distribuia intensitii radiaieielectromagnetice a spectrului solar n funcie de lungimea de und.

    Radiaia corpusculareste compusdin particule cu energii foarte nalte; transportcantiti de energie mult mai mici comparativ cu radiaia electromagnetic.

    Spectrul radiaiilor electromagneticeale S cuprinde ca domenii principale: Domeniul radiaiilor ultraviolete(UV),invizibile, cu lungimi de undmici (290 -

    360 nm); cu pronunat efect chimic, reprezintcca. 7% din energia totala RS. Domeniul radiaiilor vizibile (VIZ), cu lungimi de undntre 360 i 760 nm; mai

    sunt denumite radiaii fotosintetic active, reprezint cca. 48% din energia total aRS.

  • 7/22/2019 Meteoro Logie

    24/144

    Domeniul radiaiilor infraroii (IR), cu lungimi de undmari (760 - 300 000 nm),invizibile, cu efect termic pronunat, reprezintcca. 43% din energia totala RS. 99%din energia totala RS revine radiaiilor cu lungimi de undntre 160 nm i 4000 nm.

    Fig.3.2. Spectrul radiaiei electromagnetice a soarelui

    Repartiia energiei n spectrul solar depinde i de altitudine; la suprafaa terestr,intensitatea i compoziia spectrala RS este modificatdatoritfenomenelor de absorbiei de difuzie din atmosfer; intensitatea scade puternic att n zona radiaiilor de undscurtct i n domeniul radiaiilor de unde lungi. Radiaiile cu lungimi de undmai micide 290 nm nu ajung la suprafaa terestrfiind absorbite de ionosferi de stratul de ozon;la fel i cele cu lungimi de undegale sau mai mari de 4000 nm.

    Radiaia solardirect(RSD)Radiaia care provine direct de la discul solar i care ajunge nemodificat(nedifuzat,

    nereflectat, nerefractat) la suprafaa terestreste numitradiaie solar direct(RSD).Strbtnd atmosfera RSD este atenuat i modificat spectral, astfel nct intensitateaRSD are valori diferite la nivele diferite n atmosfer. La limita superioara atmosfereiintensitatea RS nregistreazfluctuaii minime, fiind consideratconstant. IntensitateaRS la limita superioara atmosferei, adicRS primitn unitatea de timp, de o suprafacu aria egal cu unitatea, aezatnormal pe direcia razelor solare, atunci cnd distanaSoare-Pmnt este egalcu valoarea sa medie, se numete constantsolar(I0); n SI ease exprimn J/(m2.s)=W/m2i are valoarea I0= 1,381 W/m

    2= 1,98 cal/ (cm2. min).RSD care cade pe o suprafa orizontal reprezint insolaia pe suprafaa

    respectiv. Intensitatea insolaiei se exprimtot n W/m

    2

    (sau cal / (cm

    2

    . min); ea depindede unghiul de incidenal RS i de unghiul de nlime al S. Suprafeele perpendiculare pedirecia razelor solare recepioneazcantitatea maximde energie radiant; suprafaele cualte orientri vor recepiona o cantitate mai micde energie.

    La trecerea prin atmosfer, o parte din RS este absorbit, alta este difuzat saureflectat(n special de nori), iar o parte importanta sa ajunge la suprafaa P, constituindinsolaia. Toate aceste procese au loc simultan i au ca rezultat slbirea (extincia) radiaieisolare.

    Absorbia RSeste un proces selectiv complex; componentele gazoase diferite dinatmosfer absorb, n proporii distincte, numai anumite domenii spectrale: domeniulundelor scurte i al undelor lungi. Ozonul absoarbe cel mai puternic radiaiile ultraviolete

    24

  • 7/22/2019 Meteoro Logie

    25/144

    (290-220 nm). Radiaiile cu lungimi de undmai mici de 220 nm sunt absorbite mai alesde oxigen i azot. Dioxidul de carbonabsoarbe deosebit de puternic n domeniul IR (nzone nguste, cea mai puternic ntre 12 900 i 17 100 nm. Vaporii de apprezint oabsorbie slabn zona UV (ntre 360 i 370 nm), o absorbie foarte puternicn IR (4 000

    - 8 000 nm).

    Difuzia radiaiei solareFenomenul de difuzie determin culoarea luminii solare directe. Radiaia solar

    pierde componente din spectrul vizibil prin absorbie i prin difuzie, n cazul difuziei fiindafectate radiaiile albastre. Din acest motiv culoarea obinuita luminii solare directe esteglbuie.

    Difuzia pe particule depinde de mrimea i numrul acestora dar este aceeaipentru toate lungimile de und. Atunci cnd predomindifuzia pe particule, cerul apare deo culoare alb-lptoas.

    Absorbia i difuzia determin slbirea intensitii radiaiei, cu att mai puterniccu ct ptura de aer strbtuteste mai mare.

    Suma dintre radiaia solardirect(D) i radiaia difuz(DIF), ntr-un anumit loc,reprezintradiaia globalsau total(Q)n acel loc; n intensiti ID+ IDIF= IQ.

    Reflexia radiaiei solareRadiaia solardirecti difuzat, este parial absorbiti parial reflectatde nori

    i de suprafaa apelor i uscatului. Toate radiaiile din spectrul solar sunt reflectate la fel,indiferent de lungimea lor de und. Capacitatea de reflexie a unei suprafee secaracterizeaz printr-o mrime numit albedo. Se numete albedo A al unei suprafee,raportul procentual ntre radiaia reflectatn toate direciile i cea incident:

    100= RQ

    IIA

    IQ= intensitatea radiaiei incidente, IR= intensitatea radiaiei reflectate.Albedo-ul suprafetei terestre depinde de natura, de gradul de rugozitate i culoarea

    corpurilor. Suprafeele umede au o capacitate de absorbie mai mare, deci albedo mai micdect cele uscate; diferitele tipuri de soluri au albedo diferit. Vegetaia reflect radiaiaverde i infraroie, fapt ce determinculoarea verde a plantelor. Reflexia acestor radiaiiconstituie un mod de aprare mpotriva nclzirii. Norii au o capacitate de reflexie mare cedepinde de grosimea i de densitatea lor. Iat cteva valori procentuale preluate de ladiveri autori consacrai:

    Natura suprafeei Albedo n %zpadproaspt, uoar 84-95

    zpadnvechit 46-60

    nisipuri deertice 28-30

    pajite verde 26

    pajite uscat 19

    nori 50-80

    25

  • 7/22/2019 Meteoro Logie

    26/144

    26

    luciul apelor 2-70

    lanuri de cereale 10-25

    ogor uscat 8-12

    pdure de foioase 15-20

    pdure de conifere 10-18

    tundr 15-20

    humus 26

    cernoziom uscat 14

    arturi umede 5-15

    Radiaia terestri atmosfericAbsorbind o parte din energia solar, pmntul se nclzete i emite, la rndul su,

    o radiaie numitradiaie terestr. Pentru ctemperatura pmntului variazntre 50 i -60C, conform legilor radiaiei termice, pmntul emite numai n infrarou (4-40 m). Inurma emisiei de radiaie, suprafaa pmntului se rcete n timpul nopii, n timpul zilei

    pierderea fiind compensat de radiaia solar direct, i temperatura aerului i a soluluicresc.

    Absorbind att radiaia solarct i cea terestr, atmosfera se nclzete i emite, larndul su radiaia atmosferic. Cum temperatura atmosferei variaz ntre -90 i 50Cdomeniul lungimilor de und ale radiaiei atmosferice este cuprins ntre 3 - 100 m.

    Aceast radiaie se propag n toate direciile; componenta ndreptat spre pmntconstituie contraradiaia atmosferei. Aceast radiaie este situat, ca i cea terestr, ndomeniul lungimilor de undmari (infrarou). Absorbia este mai puternicatunci cndcerul este acoperit cu nori. Pe cer senin absorbia este foarte redus, radiaia terestrestefoarte puternici rcirea nocturneste accentuat. Atmosfera, lsnd streacradiaiileluminoase de la Soare i absorbind radiaia termicinfraroie, mpiedicpierderea clduriii exercitun efect de ser.

    Diferena dintre radiaia terestrT i contraradiaia atmosferei CA senumete radiaie efectiv, EF; n intensiti putem scrie deci IEF = IT - ICA. EFeste ndreptat dinspre pmnt spre atmosfer; n timpul nopii ea constituie radiaianocturn.

    Bilanul radiativ-caloric la suprafaa PmntuluiPrin bilan radiativ (B) al suprafeei terestre se nelege diferena ntre radiaia

    primiti cea pierdutde suprafaa terestr; folosind intensitileB = Iprimit- Ipierdut

    Suprafaa pmntului primete radiaia solar direct (D), radiaia solar difuz(DIF), i contraradiaia atmosferic (CA). Suma radiaiilor solar direct i difuzconstituie radiaia global(Q). Radiaia pierduteste constituitdin radiaia terestr(T) ireflectat(R).

    B = ID+IDIF+ICA-(IT+IR) = IQ+ICA-IT-AIQ= IQ(1-A)-IEF

  • 7/22/2019 Meteoro Logie

    27/144

    Bilanul radiativ poate avea valori pozitive i negative, suprafaa se nclzete nprimul caz, i se rcete n cel de al doilea.

    Calculul bilanului termic este greu de realizat deoarece unele componente suntgreu de determinat iar altele lipsesc n totalitate.

    Bilanul radiativ al sistemului Pmnt-atmosferBilanul radiativ Pmnt-atmosfera fost imaginat calculat i ulterior modelat de

    numeroi autori de renume.Cel mai clar pentru studentul ecolog pare a fi modelul unitar propus de

    H.J.Critchfield i a oglindit de Fig.3.3.

    Fig.3.3 Schema bilanului radiativ general al sistemului Pmnt-atmosfer

    Acest autor arat c suma radiaiilor primite de sistemul Pmnt-atmosfer esteegalcu cea a radiaiilor cedate dar din totalul de 100% al radiaiei solare primite la limitasuperioara atmosferei: 35% este reflectat; de ctre nori (24%), de ctre moleculele aerului atmosferic (7%) ide nsi suprafaa terestr(4%); 18% este absorbitde nveliul atmosferic luat n ansamblul su; 47% este absorbit de suprafaa planetar dup ce a traversat atmosfera sub formaradiaiei solare directe (23%) i respectiv a celei difuze (24%).

    Rezult c sistemul Pmnt-atmosfer reflect35% din radiaia solarprimit iabsoarbe 65% (aceastcomponenteste reemisastfel: 60% de ctre atmosferi 5% dectre suprafaa planetar).

    Un bilanmai detaliat al proceselor energetice ale sistemului Pmnt atmosferesteprezentat n figura 3.4.

    27

  • 7/22/2019 Meteoro Logie

    28/144

    Fig.3.4. Bilanul energetic Pamnt atmosfer(C.D. Ahrens)

    Din aceast figur se observ c energia ctigat de atmosfer (160 de uniti)compenseazpierderile. n plus, media anuala energiei primite de Pmnt pe ntreagasuprafa(51 de uniti) i cea absorbitde atmosfer(19 uniti), compenseazpierdereade energie prin radiaie de ctre Pmnt i atmosfer. Se observca Pmntul i atmosferaabsorb energie nu numai de la Soare, dar i unul de la cellalt. Esenial nu este echilibrul,

    ct meninerea unei temperaturi medii constante sau cu variaii foarte mici n decursul unuian.

    28

  • 7/22/2019 Meteoro Logie

    29/144

    Cap.4. Temperatura aerului

    Radiaia solareste absorbitn proporie de 80% de suprafaa Pmntului; din

    aceastcauz, suprafaa solului se nclzete i, la rndul ei, transmite cldurstraturilorde aer de deasupra sa, i straturilor de sol din adncime. Transmisia cldurii n sol seface n special prin conducie, pe cnd cea spre atmosfer, prin convecie i radiaie.Suprafaa terestreste o suprafaactiv.

    Scale de temperatur

    Teoretic, cea mai sczut temperatur posibil, numit i zero absolut, estetemperatura la care nceteaz orice micare a atomilor i moleculelor. Aceasttemperturmarcheazteperatura de zero grade a scalei Kelvin, numitastfel dupcelcare a introdus-o, lordul Kelvin (1824 1907). Ea este numiti scala de temperaturabsolut, fiind folositpentru calcule tiinifice, avnd avantajul ctoate temperaturileei sunt pozitive. Intervalul de un grad al scalei Kelvin este egal cu cel al celei maifolosite scale de temperatur n practic, scala Celsius. Aceast scal a nceput s fiefolosit la sfritul secolului al 18 lea, fiind definitdin considerente prcatice simple:temperatura de zero grade este temperatura la care ngheaapa la presiune normal, iartemperatura de 100 de grade este temperatura la care fierbe apa la presiune normal.Relaia de legturntre temperatura exprimatn grade Kelvin i cea n grade Celsiuseste exprimatprin relaia simplificatT(K) = t(C) + 273. Scala Fahrenheit este folositn prezent n special n Statele Unite, legtura dintre aceasta i scala Celsius fiind datde relaia: t(C) = 5/9 (t(F) 32). n figura 4.1 este reprezentat relaia dintre cele trei

    scale pentru domeniul cel mai utilizat.

    29Fig.4.1. Relatia ntre scalele de temperatur

  • 7/22/2019 Meteoro Logie

    30/144

    30

    Temperatura solului

    Msurtori n staia meteorologicIn SM se msoar dou categorii de temperaturi la sol: (i) temperatura la

    suprafaa solului i (ii) temperaturile la diferite adncimi. Msurtorile se efectueazpeun teren bine expus la RS amenajat, n partea sudica platformei meteorologice, subforma unui strat (solul spat, bine mrunit i nivelat).

    La suprafaa solului se msoar: temperatura la orele de observaie - cutermometrul ordinar, temperaturile maxim i minim n 24 ore - cu termometrul demaxim, respectiv, de minim. Termometrele se instaleaz orizontal pe suprafaaamenajata solului, n aa fel nct rezervoarele lor sfie pe jumtate ngropate n sol.

    In adncime, temperatura se msoar cu termometrul cu tragere vertical(termometru cu inerie termic mare, cu tija de diferite lungimi, protejate de o teacmetalic), la adncimi de 5, 10, 15, 20 cm.

    Factori care influeneazregimul termic al solurilorUmezeala solului i gradul lor de tasare. Variaiile termice sunt mai mici n

    solurile umede, comparativ cu solurile uscate. Diferite lucrri agrotehnice au ca scopmodificarea porozitii solului, deci a capacitii de umezire i aerisire, din care decurgeapoi i modificarea proprietilor termice. Reducerea amplitudinilor termice (A=Tmax -Tmin), a diferenelor mari de temperatur de la strat la strat - caracteristice soluriloruscate avantajeazdezvoltarea plantelor cultivate.

    Culoarea, prin albedo-ul solurilor, influeneazgradul lor de nclzire.Regimul termic al solului mai este influenat i de expoziia versanilor, covorul

    vegetal i stratul de zpad. In emisfera nordic, pe versanii cu expoziie sudici sud-

    vestic, solurile se nclzesc cel mai intens.Covorul vegetal mpiedic nclzirea solului n timpul zilei. Noaptea, covorulvegetal reduce rcirea solului. In acest mod, amplitudinea termicdiurna solului scade,iar temperatura medie diurnrmne mai cobortdec n cazul solului dezgolit. Stratulde zpad are o influen asemntoare, n timpul iernii, datorit proprietilor saletermoizolatoare. In zona temperat, aciunea sezoniercombinata covorului vegetal ia stratului de zpadreduce amplitudinea termicanuala temperaturii de la suprafaai din straturile superficiale ale solului. In cazul semnturilor de toamn, ngheulsolului nu ptrunde adnc, dezgheul de primvareste accelerat, iar stratul de zpad,

    prin topire, asigurun plus de umiditate plantelor.

    Propagarea cldurii n solCldura de la suprafaa solului se transmite parial, prin conductivitate, n

    straturile mai adnci. Cantitile de cldurtransmise scad proporional cu adncimea,astfel c valorile temperaturilor medii, maxime i minime, se reduc pe msur ceadncimea crete. Propagarea cldurii n profunzime se produce respectand cteva legistabilite experimental de ctre J.Fourier.

    1. Perioadele oscilaiilor termice sunt aceleai la toate adncimile (de o zi i de unan).

    2. Cand adncimea crete n progresie aritmetic, amplitudinea oscilaiilor termicescade n progresie geometric. Deci, n sol existla anumite adncimi straturi cutemperatura diurni, respectiv, anualinvariabil(constant).

  • 7/22/2019 Meteoro Logie

    31/144

  • 7/22/2019 Meteoro Logie

    32/144

    vnturile; latitudinea; apele de pe continent.Temperatura apei la suprafaVariazntre 232C, putnd ajunge n mrile tropicale pnla 36C.Temperatura medie pe glob a apelor oceanice este de 17,2C. Pe emisfere : n

    emisfera N, temperatura medie este de 19C, pe cnd n emisfera S este de 16C.Pe latitudine : zona ecuatorial: 2527C; zona temperat: 9,513C; zona circumpolar: 1,7C.Cele mai calde mri sunt : G. Persic cu 35C, M. Roie cu 34C, G. Mexic cu

    32C.Temperatura prezint variaii zilnice i anuale. Variaiile zilnice se

    caracterizeazprintr-o maximntre orele 15h17h, i o minimntre orele 4h8h.Amplitudinea are valori mici : 1C la ecuator i 0,1C la poli.Variaia anual se caracterizeaz printr-o maxim la sfritul lunii august i o

    minimla sfritul lunii februarie.Amplitudinea anualmaximse ntlnete la latitudini de 40N i este de 10C,

    datoritsuprafeei mari ocupatde uscat n aceastzon.Se observ anomalii deosebite datorit curenilor, anomalii pozitive n vestul

    oceanelor i negative n est.

    Temperatura apei pe vertical

    Amplitudinea temperaturii scade cu adncimea, de la 10

    C la suprafala 5

    C la100m adncime. n mod normal, temperatura ar trebui sscadcu adncimea, dar sunti excepii. Funcie de temperatur i variaia temperaturii n diferite straturi, sentlnesc mai multe tipuri de stratificare termic.

    Stratificare termicdirectEste caracteristiclatitudinilor tropicale.

    17,5 250 t [C]

    strat cvasiomogen

    32

    200strat activ (import.ptr. submarine)

    strat de salt termic1500 23/1m (termoclin)

    H [m]

  • 7/22/2019 Meteoro Logie

    33/144

    Stratificare mixt 17,4C

    Este caracteristiclatitudinilor medii. 0Vara stratificare termicdirect. t[C]

    Iarna stratificare termicinvers. 200Iarna vara

    1500

    H [m]

    La latitudini polare se ntlnete stratificarea 0 ttermicmixt, dar n jurul valorii de 0C.

    iarna vara

    H

    n Oc. ngheat i n jurul Antartidei apare 0 to anomalie numitdileotermie.

    -1,5-1,7

    20002

    900ape foarte reci

    Variaie euxinic(n M. Neagr). 2 8 25 t

    50vara

    175

    H [m]

    33

  • 7/22/2019 Meteoro Logie

    34/144

    Temperatura apei influeneazclima suprafeei nvecinate i vietile din ea.

    Temperatura aerului

    Temperatura aerului reprezint cel mai important factor climatic cu aciunepatogen deoarece valoarea i variabilitatea sa determin reacii fiziologice carestimuleaz sau, dimpotriv, limiteaz capacitatea de efort a organismului uman i, n

    plus, ofercondiii propice pentru dezvoltarea agenilor patogeni.n mod normal, organismul uman este nzestrat cu un sistem propriu de reglare

    termic care face ca acesta s aib o temperatur intern constant (370,50C),permindu-i s efectueze activiti motrice independente de temperatura ambiental(homeotermie).

    Mecanismul termoreglrii umane funcioneaz pe principiul termostatului,controlnd permanent abaterile temperaturii corporale interne fade pragul fiziologicde referin: 370C n zona centrali 350C n zona perifericcutanat.

    n acest sens, cel mai important rol revine zonei centrale homeotermereprezentat de cei doi centri nervoi pereche (cald-rece) de reglare termic dinhipotalamus, care regleaz cuantumul produciei calorice obinute n urma arderilor.Prin urmare, n cazul n care temperatura corporalscade sub valoarea medie standardtoleratde organism (370C), se declaneazmecanismul termogenezei care determinintensificarea arderilor metabolice n scopul prevenirii rcirii extreme a organismului(valoarea sa termicminimfiind de 240C). Dimpotriv, n situaiile n care temperaturaintern crete peste valoarea medie admis (maximul atingndu-se la 40-41,50C), seactiveaz mecanismul de termoliz care favorizeaz intensificarea transferului decldurspre zona cutanati, de aici, spre mediul extern.

    Sistemul pulmonar are rol funcional n cazul pierderilor externe de cldurprin procesele de respiraie. Cantitatea de cldur eliberat la nivelul epiteliilorpulmonare este cu att mai mare cu ct ritmul respiraiei este mai alert i devine criticdactemperatura aerului scade la valori negative (apreciindu-se cla 400C pierdereacalorica plmnilor reprezint1/5 din pierderea total).

    n fine, zona cutanat periferic (pielea) regleaz schimburile calorice cuexteriorul prin mecanisme de feed-back fiziologic care-i permit continua evaluare atoleranei termice a organismului uman, funcionnd ca tampon termic (mpiedicndnclzirea sau rcirea excesiva nucleului metabolic bazal), conductor termic (facilitndtransferul de cldurprin procese de conducie i convecie), comutator al stratului deesut adipos (impunnd eficiena termoizolatoare a acestuia) i organ efector al

    termolizei.Prin aciunea conjugat a celor trei elemente ale sistemului de termoreglareuman, cldura metabolic este meninut permanent n limite fiziologice normale nvederea asigurrii confortului termic necesar ntreinerii funciilor vitale aleorganismului uman. Aceast stare corespunde zonei de neutralitate termic, n carentreaga cantitate de cldurprodusprin procesele metabolice oxidative este absorbitde mediul aerian nconjurtor, fr a fi necesar intervenia mecanismelor determoreglare. n realitate, pragul fiziologic de confort termic depindeatt de factori obiectivi (temperatura i umezeala aerului mpreuncu viteza vntului),ct i de factori subiectivi (sexul, vrsta, starea de sntate i experiena climatictrecuta indivizilor expui unui anumit mediu climatic).

    34

  • 7/22/2019 Meteoro Logie

    35/144

    n primul caz, starea de confort termic se individualizeaz ntre valorile de18,5 - 19,50C i 22,5 - 23,50C ale temperaturii aerului msuratla termometrul umedi, respectiv uscat, dar dac inem cont i de influena umezelii aerului, atunci limiteleacesteia se deplaseaz spre valori de disconfort cu att mai accentuate cu ct

    temperatura i coninutul n vapori de apai aerului inspirat sunt mai mari. n plus, necuaia deterministintervine i influena vntului care, prin valorile ridicate ale vitezeisale, scade pragul confortului termic prin amplificarea senzaiei de frig. De altfel, relaiacorelativdintre cei trei factori meteorologici de influeneste sugestiv exprimatprinintermediul unor indici bioclimatici, cum ar fi cel al temperaturii echivalent-efective(TEE) care reprezinttemperatura perceputn realitate de organismul uman, sau cel alputerii de rcire a aerului, care exprimaciunea combinata temperaturii aerului ivitezei vntului asupra bilanului caloric al organismului uman, ale cror valori secalculeazpe baza unor metode numerice sau grafice, permind stabilirea gradului dereactivitate termica omului n funcie de suma condiiilor atmosferice prevalente. nacest sens, tabelul 1 surprinde doar cteva dintre posibilele relaii de echivalendintre

    temperatura i umezeala aerului sau viteza vntului necesare organismului uman pentrua resimi starea de confort termic corespunztoare temperaturii efective (TEE) de 200C(Teodoreanu E. i colab., 1984).

    n al doilea caz, starea de confort termic a subiecilor umani din diverse mediiclimatice depinde inevitabil i de factori subiectivi care variazamplu de la o persoanla alta pentru acelai moment sau de la un moment la altul pentru aceeai persoan. nansamblu ns, se considerc, atta timp ct zona de confort termic pentru un grup deoameni reprezintmedia zonelor individuale de confort ale tuturor membrilor grupului,

    pragul de confort termic trebuie astfel stabilit nct el snglobeze nu numai influeneleobiective, ct i pe cele subiective care sunt nsgreu cuantificabile.

    Din acest motiv, limitele zonei de confort termic devin destul de flexibile, elevariind ntre valorile de 16,5 i 20,50 C ale temperaturii echivalent efective (TEE),corespunztoare celor de 18,5 i 24,50C ale temperaturii aerului uscat. Sub aceste valoriglobale de confort termic predomin disconfortul prin rcire, exprimat prin stressulhipotermic, iar deasupra lor, disconfortul prin nclzire, exprimat prin stressulhipertermic.

    Tabel 4.1Relaiile de echivalendintre temperatura, umezeala aerului i viteza

    vntului corespunztoare TEE de 200C.Temperatura

    aerului uscat (0

    C)

    Temperatura

    aerului umed (0

    C)

    Umezeala

    relativ(%)

    Viteza vntului

    (m/s)22,0 16,5 58 023,0 14,7 40 023,0 17,5 60 0,524,0 13,2 37 024,0 18,0 56 1,024,0 24,0 100 2,525,0 16,0 38 1,025,0 18,1 51 1,525,0 20,0 63 2,0

    25,0 23,2 84 3,0

    35

  • 7/22/2019 Meteoro Logie

    36/144

    n general, stressul bioclimatic total(ST) exprimgradul de solicitare biologicimpus de un anumit tip de mediu climatic asupra organismului uman atacat simultan, lanivelul pielii i al plmnilor, de toi cei trei factori meteorologici anterior menionai irezultprin nsumarea celor doustressuri distincte, cutanat (SC) i pulmonar (SP), n

    relaia : ST = SC + SP. La scar planetar, ariile de stress bioclimatic total ocupsuprafee foarte ntinse (zona de confort delimitatde izotermele de 15-200C ale TEEocupnd mai puin de 1/4 din suprafaa total a globului) i prezint o repartiiespaial extrem de eterogen ntre cele dou emisfere, dar dac n criteriile sale deevaluare s-ar ine cont n mod specific i de natura componentelor care l definesc,atunci tiparul su de distribuie teritorial s-ar complica foarte mult, n funcie de

    prevalena unuia sau altuia dintre factorii de stress.Stressul climatic pulmonar(SP) este determinat de influena umezelii aerului

    asupra schimburilor respiratorii ale plmnilor, considerndu-se c, acesta devine cuatt mai acut cu ct presiunea parial(tensiunea) a vaporilor de apinhalai n procesulinspiraiei, este mai puternicasupra mucoaselor cilor respiratorii.

    Valorile nestressante ale tensiunii vaporilor variaz ntre 7,5 i 16,4 mb, sublimita inferioar conturndu-se stressul de disconfort prin deshidratare, iar deasupralimitei superioare, stressul de disconfort prin hidratare. n acest caz, este importanttotui smenionm cstressul prin deshidratare este mai uor de suportat dect cel prinhidratare, astfel nct n patologia bolilor pulmonare, strile morbide specificenregistreaz o evoluie periodic (sezonier), sau neperiodic (determinat de stareavremii) n funcie de oscilaiile termo-higro-barice ale atmosferei (Tabel 4.2).

    Tabel 4. 2Variabilitatea meteorologica bolilor pulmonare

    Boala Efecte patogene Variaia neperiodic( starea vremii)

    Variaii periodice(incidena sezonier)

    Rceala Dereglare:-mecanism termoreglare-permeab. de membran

    Activitate frontal(perioadfoarte receurmatde nclzire

    brusc)

    Crete Sept Martie.Max : Feb - Martie.

    Gripa istrile gripale

    Dezvoltarea itransmiterea viru-suluigripal la nivelul cilorrespiratorii

    Umezeala relativ 350C i umezeli relative < 20 %). Dacnasemenea caz, persoana afectatnu consumcel puin 5-11 litri ap / 24 ore i nu sesustrage stressului caloric prin retragerea ntr-o ncpere climatizatsau prin efectuareade bi reci, atunci ocul caloric este iminent, iar moartea, sigur.

    Declorurarea (epuizarea termichiposodic) se datoreazpierderilor mineraleexcesive din timpul transpiraiei, accentuate de cele produse prin vrsturi i diaree

    produse ca urmare a colapsului caloric. Din fericire, acest sindrom are efecte reversibilen cazul refacerii fondului hidric (4-8 litri/zi) i sodic (20-30 grame sare/zi) alorganismului uman; n caz contrar el evolund negativ, prin eliminarea excesiv asrurilor de Na, K, Ca i Mg care au fost extrase din circuitul funcional. Trdat de

    apariia cefaleei, inapetenei i oboselii accentuate, succedate de greuri, ameeli,

    37

  • 7/22/2019 Meteoro Logie

    38/144

    vrsturi i spasme, declorurarea poate determina rapida pierdere n greutate i, n final,moartea.

    ocul caloric(hiperpirexia termic) este cea mai severformde manifestarea hipertermiei deoarece survine brusc, iar starea metabolic general se depreciaz

    fulgertor. Aceast stare patologic se dezvolt atunci cnd organismul uman nu maieste capabil s-i menin echilibrul caloric, datorit prbuirii mecanismelor sale determoreglare n urma expunerii brute i ndelungate la cldur i umiditate crescut.Inhibarea transpiraiei, modificarea echilibrului hidro-electrolitic al metabolismului

    bazal i suprasolicitarea glandelor endocrine sunt cele mai frecvente fenomenepatologice asociate ocului caloric care se manifestprin creterea brusca temperaturiicorpului (420 C) i deshidratarea exagerat a pielii, tulburri cardiovasculare irespiratorii i dereglri mentale (delir, halucinaii, furie) nsoite de convulsii i comi,n final, moartea.

    B.Stressul hipotermicse resimte n cazul expunerii ndelungate a organismuluiuman la frig, iar efectele sale pot fi contracarate sau diminuate prin reacii specifice de

    aprare i control. Dintre acestea, termogeneza reprezint cel mai eficient mijloc deluptmpotriva frigului, prin sporirea produciei interne de cldur. Ea se realizeazfie

    prin contracii musculare involuntare (frisonul), fie prin contracii voluntare (exerciiulfizic), dar primul se declaneaz reflex i se desfoar n dou etape : reflexul de

    protecie, care const n contracia reflex a vaselor sanguine din muchi i limitareaalimentrii lor cu oxigen i glicogen care, prin reflexul energetic, sunt dirijate spregrupele de muchi aflate n contracie de repaus, pentru a preveni amorirea acestora.Astfel, prin aciunea inhibitiv a frigului, cel puin aparatul locomotor va nregistraefecte patogene manifestate prin scderea general a acuitii micrilor, limitareavitezei de reacie, diminuarea capacitii de coordonare a grupelor de muchi ireducerea vitezei de alternare dintre timpii de contracie i cei de repaus. De fapt, acestedisfuncionaliti fiziologice se declaneaz nu numai ca urmare a intensificriitermogenezei, ci i ca rezultat al procesului de amplificare a izolrii termice aorganismului uman, exprimat prin modificarea sistemului de circulaie a sngelui ireducerea conductibilitii termice din esuturile celulare superficiale. Din nefericire, ncazul n care cele doumecanisme specifice de termoreglare mpotriva frigului nu aurandamentul necesar, organismul uman este expus unor riscuri termice cu efecteireversibile, de tipul degerturilor sau strii hipotermice.

    Degerturileapar cel mai frecvent n cazurile n care, la temperaturi negativeale aerului, vaporii de ap, acumulai pe suprafaa pielii n urma proceselor detranspiraie, condenseaz brusc, determinnd scderea rapid a temperaturii zonei

    expuse. n studiile fiziologice efectuate se arat ns c degeraturile nu se datoreaznumai temperaturii sczute a aerului, ci i efectului adjuvant produs prin intensificareavntului. Determinarea termica acestui risc aratcel nu este posibil la temperaturimai mari de -80C, dar la 300C devine permanent, iar uneori, el se poate produce i latemperaturi de 00 C asociate cu viteze ale vntului de 10 m/s. Repartiia spaial ariscurilor de producere a degerturilor contureaz un areal permanent n regiuneaarctic, n lunile noiembrie-martie i n cea antarctic, n lunile aprilie-septembrie.

    Hipotermia se instaleaz n urma expunerii prelungite la frig, atunci cndtemperatura corporalscade sub limita pragului intern minim admis (370C). n aceastsituaie, organismul ncepe s reacioneze violent : frisoanele dobndesc intensitateamaxim, funciile fiziologice se degradeazi scade voina de a supravieui, favoriznd

    instalarea strii de epuizare fizic. Majoritatea subiecilor i pierd cunotiina atunci

    38

  • 7/22/2019 Meteoro Logie

    39/144

    cnd temperatura lor intern coboar la 310 C, iar la 300 C manifest rigiditatemuscular. Din acest moment, prin acumularea dioxidului de carbon n snge, apartulburri ale ritmului cardiac, n urma crora inima i nceteaz travaliul, iar moarteaintervine atunci cnd temperatura internscade sub 240C.

    Factori de variaie a temperaturii

    Cei mai importani factori de variaie a temperaturii sunt:1. latitudinea;2. distribuia solului i a apei;3. curenii oceanici;4. altitudinea.Modul n care latitudinea influeneaztemperatura medie anualpoate fi vzut

    n fig.4.2, n care este reprezentat distribuia medie multianual a temperaturilor lanivelul ntregului glob terestru.

    Fig.4.2. Distribuia medie multianuala temperaturilor la nivelul ntregului glob terestru

    Temperatura medie anualpe glob este de 14,3C. Pe emisfere: n cea nordiceste de 15,2C iar n cea sudiceste de 13,3C. Valorile medii maxime se gsesc de-alungul paralelei de 10N (numit ecuatorul termic). La solstiiul de var al emisfereinordice, ecuatorul termic se gsete la 20N.

    Vara emisfera nordiceste mai clduroasdect emisfera sudiccu 1,6C pentrucsuprafaa de uscat este mai mare. Iarna emisfera nordiceste mai rece dect emisfera

    sudic, din aceleai considerente.Partea de vest a oceanelor este mai cald dect partea de est a acestora (estevorba despre temperatura aerului), datoritcurenilor calzi.

    La nivelul rii noastre, influena latitudinii exist, nsnu este foarte important.n general, zona de sud este mai cald, ns acest lucru se datoreaz i rliefului,

    preponderent cmpie. Dupcum se poate vedea i din figura 4.3, o influendeosebitasupra temperaturilor medii o are relieful (altitudinea). Prezena Mrii Negre influeeazdestul de mult temperaturile din zona litoral, influena observndu-se nsn funcie desezon, vara temperaturile fiind mai sczute, iar iarna mai ridicate. La nivelul unui anns, variaiile nu mai sunt semnificative.

    Temperatura prezintdoutipuri de variaii : zilnice i anuale.

    39

  • 7/22/2019 Meteoro Logie

    40/144

    - Variaia zilnic se caracterizeaz printr-o maxim n jurul orelor 14.00 i ominim nainte de rsritul Soarelui. Diferena dintre temperatura maxim i ceaminim se numete amplitudine diurn. Valorile cele mai mari ale amplitudinii diurnese nregistreaz n zona tropical a deerturilor, 3540C. Valoarea cea mai mic a

    amplitudinii se nregistreazn zona polar, 3C. La suprafaa oceanelor aceste variaiisunt mai reduse, 2025C n zona tropicali aproape deloc (1C) n zonele polare.

    Fig.4.3. Temperaturile medii anuale la nivelul Romniei

    - Variaia anualse caracterizeazprintr-un maxim n luna iulie i un minim nluna ianuarie (pentru emisfera nordic). Deasupra bazinelor oceanice, maxima este nluna august iar minima este n luna februarie. Diferena dintre mediile lunii celei maicalde i ale lunii celei mai reci se numete amplitudine anual. Aceast amplitudinevariazn funcie de latitudinea locului, durata zilei i a nopii, natura suprafeei terestrei gradul de acoperire cu vegetaie. Amplitudinea anualcea mai mare se nregistreazn zona polar, aproximativ 65C la uscat i 40C n zona litoral. Valoarea minima

    amplitudinii se gsete la Ecuator, 45C la uscat i 12C pe litoral. La Ecuator ziuaeste egalcu noaptea, i nu existdect un singur anotimp.

    Din punct de vedere al variaiilor anuale, exist patru tipuri ale mersului(variaiilor) anuale:

    - tipul ecuatorial doumaxime dupechinocii i douminime dupsolstiii,cu amplitudini de 17C;

    - tipul tropical un maxim dupsolstiiul de vari un minim dupsolstiiul deiarn, cu amplitudini de 520C;

    - tipul subtropical cu o perioad de patru luni cu temperaturi ridicate iprecipitaii abundente i opt luni de seceti valori ale amplitudinii ce depesc 30C;

    - tipul zonei temperat-polare un maxim vara i un minim iarna, cu diferenemari de temperaturde la vest la est. Amplitudinea variazntre 1050C.

    40

  • 7/22/2019 Meteoro Logie

    41/144

    Cap.5. Presiunea atmosferici circulaia generalaaerului

    Prin presiune atmosfericse nelege greutatea cu care apaso coloande aer cuseciunea de 1cm2i cu nlimea consideratde la nivelul la care se face determinareai pnla limita superioara atmosferei.

    Toricelli este primul care a evideniat presiunea atmosferic.Presiunea atmosferic variaz de la o zon la alta n funcie de latitudinea

    geografic i de temperatura aerului. Presiunea variaz invers proporional cutemperatura.

    Unitatea de msura presiunii n SI este pascalul (Pa) sau N/m2. n practic, sefolosete o gam larg de uniti de msur. n meteorologie, unitatea cea mai desfolositde hectopascalul (1 hPa = 100 Pa). Alte uniti utilizate sunt milimetrul coloan

    de mercur (mmHg) sau milibarul (mb). Relaiile de coversie sunt:1 mmHg = 1,333224 hPa1 mb = 1 hPaSe considerpresiune normalpresiunea de 1013,25 hPa (760 mmHg) la nivelul

    mrii la temperatura de 0C i la latitudinea de 45.Presiunea prezinttipurile de variaii : pe vertical, periodicei neperiodice.

    Variaia pe verticalPresiunea scade cu altitudinea. Scderea nu este liniar ci exponenial la

    creterea nlimii n progresiearitmetic, presiunea scade n

    progresie geometric.

    41

    Treapta baric reprezintvaloarea nlimii cu care trebuie sne ridicm sau s coborm pentruca presiunea svarieze cu 1 hPa.

    )1(8000

    tp

    h += ,

    unde : p = presiunea ;dilatare al

    a din momentul

    stantconvenionalFig.5.1. Modul de variaie a presiunii cu altitudinea

    Variaiile periodice

    = coeficientul de

    gazelor (0,04) ;t = temperaturrespectiv ;8000 = con

    Variaiile zilniceSe caracterizeazprin douminime i doumaxime. Pentru zona ecuatoriali

    tropical, minimele se produc la ora 400i la 1600iar maximele la 1000i la 2200.Amplitudinea zilniceste de 3 mb.

  • 7/22/2019 Meteoro Logie

    42/144

    Maree barometric tipul de variaie caracteristic zonelor tropicale. Este unelemen

    elor este

    deregla

    notimpurile : nu se mai pstreazintervalul de12 h.

    Fig.5.2. Exemplu de hartbaric

    Variaiile anuale

    t foarte important n navigaie deoarece este un semn al apropierii unui ciclontropical, n momentul abaterii de la ora la care trebuie sse producvariaia.

    La latitudini temperate i polare producerea maximelor i minim

    tde condiiile locale i schimbrile neprevzute de vreme (0,3 mb la latitudinipolare i 0,7 mb la latitudini temperate).De asemenea mai influeneazi a

    un maxim i un minim n funcie (i diferit de la

    producl toamnei atunci cnd apa

    este nc

    vara iarna

    Se caracterizeaz printr-ere) de caracteristica suprafeei terestre, uscat-ocean.n zonele litorale mai poate aprea o maximla sfriturece, i o minimla sfritul primverii.

    uscat p. p. minim maximocean p. maxim p. minim

    alorile amplitudinii anuale cele mai mari sunt n zona subpolar(20 mb).torul

    izobare

    VVariaia presiunii la suprafaa pmntului se materializeazpe hartcu ajulor. Aceste izobare se traseazprin interpolare din 4 n 4 mb, din 5 n 5 mb sau

    din 10 n 10 mb.

    42

  • 7/22/2019 Meteoro Logie

    43/144

    43

    Izobarele sunt linii curbe nchise care nchid n interior un centru de maximpresiune sau de minimpresiune.

    Centrii de maximpresiune se numesc anticicloni (M, B, H) marcndu-se pehart cu albastru, iar centrii de minim presiune se numesc depresiuni (D, H, L),

    (ciclon este o denumire improprie).Trasarea i marcarea centrilor barici pe o hartmeteorologicreprezintreliefulbaric al respectivei suprafee. Un exemplu de hartbariceste prezentat n figura 5.2.

    Variaia presiunii aerului pe orizontal

    Presiunea atmosferic difer de la un loc la altul, iar aceste variaii nu sedatoreaz ntotdeauna diferenelor de altitudine. Meteorologii sunt mai interesai devariaiile presiunii aerului determinate de ali factori dect altitudinea. Staiilemeteorologice fac n mod curent o corecie de altitudine a msurtorilor de presiune

    atmosferic i obin, ca urmare, acea valoare a presiunii atmosferice care s-ar msuradacstaia ar fi situatla nivelul mediu al mrii (corecia este numitreducere la nivelulmrii, iar valoarea obinut, presiune redus). Dup ce toate staiile fac aceastreducere la nivelul mrii, presiunea atmosfericvariazde la un loc la altul i prezintfluctuaii de la o zi la alta i chiar de la o orla alta.

    Dei fluctuaiile spaiale i temporale ale presiunii atmosferice la suprafaaterestr (reduse la nivelul mrii) sunt relativ mici, ele pot s nsoeasc modificriimportante ale vremii. La latitudini mijlocii, vremea este dominat de o procesiunecontinua unor mase de aer diferite care determinschimbri ale presiunii i ale vremii.O masde aereste un volum uriade aer care este relativ uniform ca temperaturiconcentraie a vaporilor de ap. Atunci cnd o masde aer se deplaseazdintr-un loc n

    altul, presiunea la suprafaa terestrscade sau crete i vremea se schimb. Ca regulgeneral, vremea se nrutete atunci cnd presiunea scade i se nbuntete cnd

    presiunea crete.De ce unele mase de aer exercito presiune mai mare dect alte mase de aer ?

    Un motiv ar fi diferena ntre densitile aerului determinate de diferenele detemperatur, sau de diferenele n coninutul de vapori de ap, sau din ambele motive.Scderea densitii aerului are ca urmare micorarea presiunii exercitate de ctre aer.Aerul cald este mai uor (mai puin dens) dect aerul rece i, ca urmare, exercit o

    presiune mai mic.Molecula vaporilor de ap este mai uoar dect masa medie a moleculelor

    gazelor care compun aerul atmosferic. Cnd moleculele de ap ajung n aer prinevaporare, ele nlocuiesc molecule mai grele i fac amestecul mai uor. Deci, cu ct estemai mare coninutul n vapori de apal aerului, cu att aerul este mai puin dens. Lavolume i temperaturi egale, o masde aer umed exercito presiune mai micdect omasde aer relativ uscat.

    Masele de aer rece i uscat sunt nsoite de presiuni mai mari la suprafaa terestrdect masele de aer cald i umed. La rndul lor, aerul cald, uscat determinpresiuni maimari dect o masde aer la fel de cald dar mai umed. Inlocuirea unei mase de aer cu alta

    poate nsemna modificri ale presiunii atmosferice i ale vremii, dar presiuneaatmosfericla suprafapoate prezenta fluctuaii chiar frschimbarea maselor de aer,deoarece presiunea atmosferic poate s scad sau sa creasc dup cum aerul este

    nclzit sau rcit local.

  • 7/22/2019 Meteoro Logie

    44/144

    44

    Pe lng modificrile presiunii atmosferice determinate de variaii aletemperaturii i coninutului n vapori de ap, presiunea poate fi influenatde asemeneade tipul de circulaie a aerului. Vnturile divergente fa de un punct central de lasuprafaa terestr determin, n centru, coborrea aerului de la nlime, acesta lund

    locul aerului divergent; dac la suprafa diverge mai mult aer dect coboar de sus,densitatea aerului i presiunea scad. In cazul vnturilor convergente ctre un punct de pesuprafaa terestr, dacconverge mai mult aer dect urcspre altitudini mai mari, atuncidensitatea aerului i presiunea cresc.

    Rspndirea presiunilor la suprafaa Pmntului

    Pe latitudini valorile presiunilor diferde la Ecuator la Poli. De-a lungul Ecuatoruluise formeaz un bru de depresiuni (zona calmelor ecuatoriale circulaia aerului sedesfoarnumai pe vertical). De-a lungul latitudinii de 35 se formeazun bru deanticicloni. La latitudinea de 5060din nou un bru de depresiuni iar la Poli un bru

    de anticicloni.Cea mai ridicatvaloare de presiune nregistratpe glob este egalcu 1083,8 mb,

    valoare nregistratla Agata la 15 km distande Oimeakon.Cea mai sczut valoare de presiune nregistrat este egal cu 912 mb, valoare

    nregistratla Murato (Japonia) n timpul unui taifun.Principalii centri barici care se formeazla suprafaa Pmntului n emisfera nordic

    i schimb poziia de la un anotimp la altul datorit raportului aproape egal dintresuprafaa ocupatde uscat i cea ocupatde ocean.

    n emisfera sudiccentrii barici i pstreazaceeai poziie n tot timpul anului.

    Emisfera nordic vara

    - anticiclonul azorelor (1025 mb) are influene pnn S-E Europei i S-E StatelorUnite. La ptrunderea pe continent determin averse de ploaie cu descrcrielectrice. n interiorul continentului determino vreme foarte caldi secetoas;

    - anticiclonul hawaian (1022 mb) este perechea primului. Produce ploi pe coastelede vest ale Statelor Unite, Canada ;

    - pe continent un bru de depresiuni (900995 mb) din nordul Africii pn nPakistan. Determino vreme caldpentru sudul Europei i un aer foarte ncrcat cu

    pulberi. n Asia prezena acestor depresiuni se caracterizeazprin ploile musonice.

    iarna- anticiclonul siberian (1050 mb) pe uscat. Produce o vreme frumoasi foarte rece;

    acioneaziarna;- anticiclonul canadian (1025 mb) determino vreme frumoasi rcoroas;- depresiunea islandez


Recommended