PRECIPITATIILE ATMOSFERICE

* Produsele de condensare si de sublimare a vaporilor de apa din atmosfera, care cad din nori si ajung pe suprafata terestra, alcatuiesc precipitatiile atmosferice.

Precipitatiile sub forma de ploaie, burnita, ninsoare etc sunt fenomene complexe ale caror caracteristici sunt legate de structura microfizica, geneza si gradul de dezvoltare si diferitelor tipuri de nori.

Ele depind si de conditiile meteorologice generale, dintre careindicam: temperatura si umezeala stratului de aer traversat de picaturile deapa sau cristalele de gheata in cadere, de viteza curentilor convectivi, ascendenti etc.

Regimul precipitatiilor atmoferice joaca un rol important in economia tarilor, influentand productia agricola prin repartitia cantitativa a apelor pe teritoriu, intensitatea si distributia lor in timp. Particularitatile si repartitia precipitatiilor depind direct de caracterul miscarilor aerului, respectiv de gradul de dezvoltare al convectiei termice, dinamice sau orografice, precum si de deplasarile advective.

Tipurile principale de precipitatii atmosferice cad din norii formati de-a lungul zonelor frontale, din norii frontului cald, rece, precum si din norii

generati de curentii convectivi intensi. La statiile meteorologice se masoara cu regularitate cantitatea de apa cazuta din precipitatii in decurs de 24 ore sau in intervale mai mici de timp, apreciindu-se grosimea stratului de apa colectat in pluviometru, in mm.

Fiecare unitate agricola are nevoie in activitatea sa curenta sa cunoasca cantitatea de apa pe care o primeste solul, pentru ca astfel sa se poata evalua stiintific elementele bilantului hidrologic local in care se dezvolta culturile. De asemenea, evaluarea productiei agricole si calcularea normelor de irigatii se fac in functie de aceste date.

1. G e n e z a p i c a t u r ilor d e a p a d in n o r i. R o l u l c o n d e n sa r ii s i a l c oa les c e n tei

Dimensiunile particulelor lichide de apa din nori pot creste ducand la geneza picaturilor de ploaie care cad pe suprafata pamanatului. Procesele care duc la cresterea picaturilor din nori sunt:

– condensarea vaporilor de apa pe suprafata picaturilor– contopirea sau coalescenta picaturilor ca urmare a ciocnirii

picaturilor mici cu cele mari si unirea lor.Procesul de condensare a vaporilor de apa pe suprafata picaturilor

poate avea loc numai in cazul suprasaturatiei. Viteza de crestere a picaturilor de apa este invers proportionala cu raza lor. Picaturile ici cres rapid, cele mari se maresc foarte lent.

Procesul de condensare are loc numai in cazul prezentei nucleelor de condensare intr-un aee umed si racit. Chiar inainte ca umiditatea relativa sa atinga 100% incepe condensarea pe nucleele mai mari si mai active. Acestea cresc pana la picaturi noroase bine dimensionate, cand umezeala relativa este aproape de 100%. Marimile picaturilor sunt diferite. Diametrul unui nucleu activ este egal cu 0,001 mm. Condensarea pe o asemenea particula face ca in numai o secunda ea sa creasca pana la marimea unei mici picaturi noroase 0, 010mm. Numai prin procesul condensarii s-ar putea atinge dimensiunea unei picaturi mari de ploaie, in cateva zile.

2. Viteza de cad ere a p ica turilor

Pentru ca picaturile din nori sa cada spre suprafata terestra ele trebuie sa atinga dimensiuni care sa le permita sa invinga forta curentilor ascendenti. Picatura de apa este accelerata in cadere de forta degravitatea. Cu cat viteza de cadere creste, cu atat forta de frecare cu aerul inconjurator este mai mare. Viteza de cadere a picaturilor de ploaie diferite dimensiuni este data:

Cand norul este format din picaturi cu marimi diferite, vitezele lor de cadre variaza in limite foarte lartgi, fapt care da posibilitatea ca acestea sa se ciocneasca. In cazul in care diametrul unei picaturi creste de la 700 , viteza de cadere este in jur de 10m/sec.

3. Pro cesul de co ntop ire sa u d e coa les ce nta

Prin ciocnirea picaturilor mari cu cele mici si contopirea lor rezulta cresterea picaturilor din nori.

Modul in care se produce ciocnirea unei picaturi mari cu una mai mica

In aceasta schita, se observa ca picatura mare L se cioocneste cu cea mica

s care se gaseste la distanta D de linia de cadere. Procesul se numeste captare directa. Exista si cazuri in care procesul de captare se realizeaza intr-un alt mod. Astfel, cand picaturile cad, liniile de curent diverg in partea lor posterioara si converg in cea anterioara. In acest mod, se produce captarea din urma.

4. Pro cesul de c restere a c rista lelo r d e g hea ta

Are loc in cazul in care aerul in miscarea sa convectiva ascendenta se raceste adiabatic pana ce umezeala relativa se apropie de 100%. Acest fapt permite condensarea vaporior de apa sau sublimarea lor la temperaturi sub-12 °C.

Apa lichida la temperaturi negative este cunoscuta sub numele de apasupraracita. Efectul Bergeron apare in procesul de crestere a cristalelor de gheata pe seama picaturilor supraracite, prin transfer permanent de vapori. Inca in 1946 s-au inceput experiente pentru exploatarea mecanismului Bergeron in scopul modificarii conditiilor de evolutie a sistemelor noroase mixte si prin aceasta modificare a vremii.

Conditiile cele mai favorabile pentru formarea si caderea precipitatiiloratmosferice sub forma de ploaie si zapada sunt intalnite in norii cu structura mixta.

In mod obisnuit, boabele de grindina au o forma sferica. In unele situatii, acestea au forme foarte neregulate, colturoase, conice sau cu o serie de exorescente. Ele se datoreaza spargerii prin inghet a boabelor de grindina aferice.

Mijloacele moderne de combatere si de prevenire a acestor fenomene meteorologice, folosite in ultimul timp si in tara noastra in unele regiuni viticole, vor permite ca in viitor acest fenomen cu evolutie destul de neregulata sa fie dirijat de om.

5. CLA SIFICA REA PRECIPITATIILO R ATM OSFERICE

a) Starea de agregareb) Durata si intensitateac) Conditiile de geneza

a) dupa starea de agregare se deosebesc precipitatiile lichide, solide (zapada, mazariche, grindina) si mixte sub forma de lapovita.

b) dupa duprata si intensitate, se deosebesc trei tipuri si anume– de lunga durata– torentiale sau averse– burnite.

Precipitatiile de lunga durata sunt generate de norii Nimbosratus si Altostratus care se extind pe suprafete intinse, insotind frontul cald.

Precipitatiile sub forma de averse sunt generate de norii Cumulonimbus. Intensitatea averselor este mare, depasint 1 mm/min. Ele se declanseaza pe suprafete restranse de teren, atat sub forma lichida (vara), cat si sub forma solida (iarna).

Precipitatii sub forma de burnita cad din norii Stratocumulus siStratus. Picaturile de burnita sunt foarte bine, avand diametrul de 0, 02 – 0,5 mm.

c) dupa conditiile de geneza precipitatiile pot fi:- convective- frontale- orografice.

6. O SCI L A T I I L E D I U R N E S I A NUA L E A L E PR E CIPI T A T II L O R A TM O SF E RICE

a) Oscilatii diurne – seamana cu cele ale nebulozitatii. Valorile maxime sunt inregistrate in orele de dupa amiaza, iar cele minime noapteadeasupra uscatului. Regimul zilnic al precipitaiilor atmosferice are un aspectinvers deasupra oceanelor.

b) Oscilatiile anuale – difera in functie de zona geografica si conditiilelocale de relief. Din analiza datelor pluviometrice obtinute pentru diferite regiuni geografie, se pot diferentia mai multe tipuri de regim annual

• tipul ecuatorial• tipul tropical• tipul desertic• tipul temperat• tipul musonic

TIPUL ECUATORIAL – se inregistreaza pentru regiunile situate intre10 ° latitudine nordica si sudica. Regimul pluviometric ecuatorial secaracterizeaza prin caderea precipitatiilor convective in tot timpul anului, deci fara perioada secetoasa. Se individualizeaza totusi doua maxime si doua minime, decalate la 6 luni. Maximile sunt localizare dupa echinoctiile de primavara si toamna.

Minimele sunt inregistrate dupa solstitiile de vara si iarna, datorita incalzirii mai putin intense a suprafetelor active si a aerului.

TIPUL TROPICAL – se caracterizeaza printr-o perioada ploioasa la sostitiul de vara si una secetoasa. In timpul verii, la latitudinile tropicale,

incalzirea intensa duce la crearea unei zone de minima presiune care genereaza deplasarea prea aceasta a aerului umed ecuatorial, insotita de caderea de precipitatii.

Zona de maxima incalzire si de presiune scazuta se deplaseaza inrestul anului spre ecuator si apoi, in cealalta emisfera, locul acestuia fiind luat de aerul tropical uscat adus de alizeu.

TIPUL DESERTIC – se inregistreaza in regiunile situate intre 20° si30° latitudine nordica si sudica. Regimul anul al precipitatiilor secaracterizeaza prin cantitati reduse, sub 250 mm. Precipitatiile cad in mod neregulat. Pot trece si ani fara precipitatii, dar o singura aversa poate totaliza cantitati apreciabile de apa care inunda regiunea respectiva.

Cauzele regimului desertic din regiunea subtropicala sunt legate deprezenta formatiilor barice de maxima presiune de origine dinamica de la aceste latitudini.

TIPUL REGIUNILOR TEMPERATE

• oceanic• continental• mediteranean

S u b ti p u l o c e a n i c este inregistrat pe suprafetele oceanice si pe fasiile de litoral. El se individualizeaza prin cantitati de precipitatii relavi bogate in tot timpul anului, insa cu maxim iarna. Cantitati mai reduse cad vara, insa

fara o perioada secetoasa. Precipitataiile din timpul iernii sunt mai mari datorita activitatii ciclonice care se intensifica pe suprafetele acvatice mai calde.

S u b ti p u l c o n ti n e n t a t te m p e r a t cu maximum de precipitatii vara siminimum iarba este specific si pentru teritoriul tarii noastre.

S u b ti p u l m e d ite r a n e a n se caracterizeaza prin seceta vara si precipitatii iarna. Totalurile anuale de apa provenite din precipitatii sunt moderate. Seceta de vara este conditionata de regimul anticiclonic subtropical care se extinde spre aceste regiuni. Iarna, precipitatiile sunt generate de activitatea ciclonica intensificata deasupra bazinului acvatic al Mediteranei si de adecvatia aerului maritim purtat de vanturile de V. Desfasurare intre latitudinile de 35° - 40° din cele doua emisfere, in special pe coastele vestice ale continentelor.

TIPUL MUSONIC se inregistreaza in regiunile in care bat vanturile musonice, cu o perioada bogata in precipitatii in partea calda a anului (sase luni), cand aerul umed oceanic se deplaseaza spre uscats si o perioada secetoasa in lunile din partea rece a anului, cand se produce deplasarea aerului uscat continental spre minima oceanica. Tipul de regim musonic poate fi intalnit la diferite latitudini geografice, fiind generat de cauze circulatorii de mare amploare.

7. STIMU LA REA ARTIFICIA LA A PRECIPI TATIILO R ATMSO FERICE

Cunoasterea aprofundata a conditiilor si a legilor care genereaza precipitatiile atmosferice a dat posibilitatea realizarii unor experimente pentru stimularea artificiala a acestora.

Experimentele care s-au realizat pana acum pentur stimularea artificiala s-au orientat in doua directii:

a) actionare asupra norilor cu temperaturi negative, in care nu exista nuclee de gheata

b) actionare asupra norilor cu temperaturi pozitive, in care turbulenta este slaba.

In primul caz se actioneaza asupra norilor supraciti prin insamantarea lor cu bioxid de carbon, aer lichid sau azot. De asemenea, se foloesc substante cu structura cristalina, asemanatoare cu a cristalelor de gheata, cum sunt: iodura de argint, iodura de plumb.

In al doilea caz de actioneaza asupra norilor cu temperaturi pozitive, pentru pulverizarea acestora cu apa racita.

Experimentari au fost facute si in scopul actionarii asupra norilor prin intermediul undelor sonore si ultrasonore, a inducetii unui camp electric in nor si cu ajutorul particulelor radioactive.

In Italia, lupta contra grindinei este organizata in 6.214 posturi fixe de observare si 11.125 rampe de lansare a rachetelor antigrindina. Pagubele produse de grindina se ridica annual la 25- 250 miliarde lire.

Stimularea artificiala a precipitatiilor atmosferice va capata un camp larg de actiune pe masaura ce cunostintele noastre cu privire la geneza, dezvoltararea si repartitia diferitelor tipuri de precipitatii vor fi completate si aprofundate cu date noi obtinute cu ajutorul mijloacelor tehnice moderne si pe masura ce vom dispune de noi surse de energie pentru declansarea proceselor care stau la baza genezei norilor si a precipitatiilor.

Pentru caracterizarea regimului precipitaţiilor se utilizează o serie de mărimi pluviometrice:•cantitatea de precipitaţii exprimată în mm grosime strat de apă sau l/m² (unstratgros de 1 mm corespunde unei cantităţi de apă de 1 litru repartizată uniform pe osuprafaţă de 1 m²)• intensitatea precipitaţiilor redă cantitatea de apă căzută într-o unitate de timp peo unitate de suprafaţă(l/m²/min). După intensitate, se deosebesc ploi torenţiale şinetorenţiale;• zi cu precipitaţii ,este considerată acea zi în care au căzut precipitaţii încantităţimăsurabile (>0,1 mm);• cantitatea maximă de precipitaţii căzută în 24 de ore• numărul zilelor cu anumite cantităţi de precipitaţii• frecvenţa zilelor cu anumite forme de precipitaţii (ploaie, zăpadă)

Măsurarea cantităţii de apă, provenite din ploi şi ninsori, se efectuează cupluviometrul iar pentru înregistrarea continuă a cantităţii de apă căzută,

precum şi aduratei şi intensităţii, se utilizează pluviograful .

Pluviometru PLuviograf

Instrumente utilizate pentru determinarea precipitatiilor atmosferice

a) Pluviometrul tip A. N. M.

Pe platformele meteorologice se găsesc întotdeauna două pluviometre, care sefixează pe laturile de est şi de vest ale unui stâlp vertical de lemn, în centrul platformeimeteorologice, pe acelaşi aliniament cu pluviometrul Tretyakov şi pluviograful. Unul estedescoperit (pluviometru de serviciu), iar celălalt este de rezervă. În ultima perioadă, lastaţiile meteorologice există un al treilea pluviometru numit „pluviometru avertizor”.

Un astfel de pluviometru este alcătuit din:• receptorul– numit şi corpul pluviometrului, are o suprafaţă receptoare pentru precipitaţii egală cu 200 cm² şi este confecţionat din tablă zincată. În interior, esteîmpărţit în două încăperi, printr-o pâlnie sudată de pereţii receptorului, la o distanţă degura acestuia de 15 cm, ce conduce precipitaţiile în colector.• colectorul– rezervor cilindric din tablă, de forma unui trunchi de con, cu ocapacitate de 2,5 litri, putând măsura o cantitate de apă de 25 l/m².• dispozitivul de zăpadă– se utilizează numai în timpul sezonului rece, cu scopul dea împiedicaspulberarea zăpezii de către vânt. Este format din două bucăţi de tablăaşezate în cruce, tăiate oblic la partea lor inferioară, pentru a pătrunde în pâlnie.• eprubeta pluviometrică– măsoară apa colectată în pluviometru, este confecţionatădin sticlă, are diametrul interior gradat în 100 de diviziuni, marcate din 10 în 10 cu cifre.Distanţa dintre două cifre consecutive constituie 1 mm înălţimea coloanei de apă care acăzut pe suprafaţa de 200 cm².• capacul pluviometrului

– se foloseşte la închiderea suprafeţei receptoare, însituaţia în care colectorul se scoate în vederea măsurării cantităţii de apă acumulată înintervalul dintre observaţii.Determinarea cantităţii de apă rezultată în urma precipitaţiilor lichide sau solide seface la orele 07 şi 19 timp local, în toate zilele în care s-a produs hidrometeorul

b) Pluviometrul de tip Tretyakov

Este alcătuit din:• corpul pluviometric

– vas cilindric confecţionat din tablă de zinc, terminat laextremitatea superioară printr-un inel de bronz cu muchie ascuţită. În interiorul lui estesudată o diafragmă tronconică al cărei orificiu se închide în semestrul cald cu o pâlnie pentru a reduce evaporarea apei colectate.

• capac pluviometrului– se foloseşte la închiderea suprafeţei receptoare.

• ecranul protector– alcătuit din 16 lamele metalice tăiate în formă de trapezeechilaterale, areforma unui trunchi de con cu baza mare îndreptată în sus.

• trepiedul sau stâlpul.• eprubeta pluviometrică

Aparate utilizate pentru determinarea precipitatiilor atmosferice

Pluviografele sunt aparate complexe, care, prin intermediul unor dispozitiveautomate, înregistrează continuu cantitatea, durata şi intensitatea precipitaţiilor lichide.Cele mai utilizate sunt cele Fuess, Junkalor şi model rusesc. Ele pot fi zilnice sausăptămânale, după cum execută tamburul cu mecanism de ceas o rotire completă.

a) Pluviograful model rusesc

În alcătuirea sa intră un receptor, un colector şi înregistratorul.

Receptoruleste un vas cilindric de metal, care se termină la partea inferioară cu opâlnie, prin care precipitaţiile sunt canalizate spre colector. În partea interioară acolectorului se găseşte un recipient cilindric, care pluteşte deasupra coloanei de apă şicare se ridică pe măsură ce nivelul apei creşte deasupra coloanei de apă şi care se ridică pe măsură ce nivelul apei creşte.

Această mişcare antrenează şi pârghia peniţeiinscriptoare.În cazul precipitaţiilor lichide continue, când nivelul apei acumulate creşteneîncetat, peniţa va înscrie între valorile 0 şi 10 ale pluviogramei o linie ascendentă, maimult sau mai puţin înclinată, în funcţie de intensitatea ploii.

Pluviogramaeste divizată pe verticală prin linii ce marchează cantitatea de apăîntrelimitele de 0-10 mm, iar pe orizontală prin linii care indică timpul în ore şi minute.

Înregistratoruleste reprezentat de un tambur cu un diametru mai mare, pe care sefixeazădiagrama de precipitatii numita pluviograma.

a) Pluviograful tip Fuess

Se deosebeşte de pluviograful model rusesc prin dimensiunile sale mai reduse.Prin modul de construcţie, pluviografele nu pot fi utilizate decât în sezonul cald,astfel că, toamna înainte de producerea îngheţurilor, acestea se demontează, se curăţă şise păstrează în magazia staţiei meteorologice până în primăvară, când observaţiile sereiau.Valorile obţinute în urma măsurătorilor efectuate se notează în tabelelemeteorologice TM-4. Regimul anual al precipitaţiilor atmosferice se analizează cuajutorul sumelor lunare şi anotimpuale, el indicând modul de distribuţie a precipitaţiilor pe diferite perioade ale anului. Aceastădistribuţie se numeşte regim pluviometric, depinzând de circulaţia generală a atmosferei şi de factorii geografici locali.