§.1 ATMOSFERA SI STRUCTURA SA Atmosfera reprezinta învelisul de aer al Pamântului, a carui grosime este de la nivelul Pamântului pâna la aproximativ 3000 km altitudine. Masa atmosferica este egala cu 52·1014 tone. Forma atmosferei este asemanatoare cu cea a Pamântului, dar deformarea la Poli si la Ecuator este mai puternica. Aceasta forma este determinata de forta centrifuga, a carei valoare este maxima la Ecuator si scade spre Poli, si mai este determinata si de încalzirile puternice de la Ecuator si de racirile de la Poli. Atmosfera, functie de caracteristicile si densitatea aerului este împartita în 5 straturi : - troposfera - 0 ÷ 18 km; - stratosfera - 18 ÷ 32 km; - mezosfera - 32 ÷ 80 km; - termosfera - 80 ÷ 1000 km; - exosfera - 1000 ÷ 3000 km. Mai exista un strat intermediar între troposfera si stratosfera numit tropopauza. Troposfera Este stratul de la contactul cu suprafata Pamântului în care este cuprinsa 3/4 din masa atmosferica si cuprinde 95% din vaporii de apa. Grosimea acestui strat la Ecuator este cuprinsa între 16÷18 km, la latitudini medii este de aproximativ 14 km iar la Poli de 8 km. În troposfera temperatura scade cu altitudinea în medie cu 0,65°C la suta de metri. Aceasta scadere poarta numele de gradient termic vertical, ?t . Aceasta scadere face ca la nivelul superior al acestui strat, la Ecuator temperatura sa fie de -80°C iar deasupra Polilor de numai -50°C. Exista zone în care temperatura se poate mentine constanta cu altitudinea, fenomenul purtând denumirea de izotermie, iar în altele temperatura creste cu altitudinea, fenomenul purtând denumirea de inversiune termica. Troposfera este cel mai turbulent strat. Aici se produc miscari de convectie pe verticala, atât ascendente cât si descendente, care au rolul de a omogeniza din punct de vedere termic aerul, si miscari de advectie numai pe orizontala, care au rolul de a transporta masele de aer dintr-o regiune în alta. În troposfera se produc toate fenomenele meteo : variatii de temperatura si presiune, vânt, nori, precipitatii, aici se formeaza centrii barici si fronturile atmosferice. Tropopauza Tropopauza are o grosime de la câteva sute de metri pâna la 2 km. Este mai groasa deasupra polilor si mai subtire deasupra Ecuatorului. Nu este un strat continuu, ea prezentând 2 trepte : una în zona subpolara si alta în zona subtropicala unde prezinta o ruptura. În zona de ruptura se produc diferente mari de temperatura si presiune, aici luând nastere curenti cu viteze egale cu 700 km/h. Acestia reprezinta curentii jet sau fulger (jet-streams), cu un circuit foarte meandrat pe directia E-W. Stratosfera În stratosfera aerul este rarefiat, temperatura lui începând de la 18÷25 km mentinându-se aceeasi ca la nivelul superior al troposferei, iar între 25÷32 km temperatura creste pâna la aproximativ 0°C. Mezosfera (ozonosfera) Mezosfera prezinta o variatie foarte puternica a temperaturii. Pâna la 50 km temperatura scade brusc la valori cuprinse între -60÷-70°C. De la 50÷55 km temperatura creste brusc la +75°C, iar între 55÷80 km scade iar pâna la -110°C. Mezosfera este principalul strat de ozon. În acest strat se produce un fenomen foarte "ciudat" : reflexia undelor sonore. Termosfera (ionosfera) Termosfera reprezinta stratul celor mai ridicate temperaturi. La nivelul superior sunt +3000°C. Aceasta temperatura este determinata de ionizarea puternica a moleculelor de aer rarefiat de catre razele X, ? si corpusculare de la Soare. Aici se formeaza aurorele boreale. Tot aici se produce reflexia undelor radio. Exista patru straturi de reflexie a undelor radio: - D - unde lungi (la 90 km); - E - unde medii; - F1 - unde scurte; - F2 - unde ultrascurte. Exosfera În exosfera nu mai exista aer. Distanta dintre moleculele de aer creste la 100 km. Putem face o ierarhizare a acestui strat : omosfera, eterosfera, magnetosfera. Exista si trei centuri de radiatii sub forma de potcoava numite centuri van Allen. §.2 TEMPERATURA AERULUI. MODALITATI DE ÎNCALZIRE Principala sursa de încalzire a aerului si Pamântului este Soarele, care emite o cantitate de energie egala cu 3216·1027 calorii/minut. Temperatura în interiorul Soarelui este estimata la aproximativ 20 000°C iar la suprafata lui de aproximativ 6000°C. Aceasta caldura provine din procesele de transformare a hidrogenului în heliu. Energia emisa de Soare se numeste radiatie electromagnetica si are în componenta raze X, ?, corpusculare, ultraviolete, infrarosii (calorice) si luminoase. La limita superioara a atmosferei ajunge o energie egala doar cu 24·1018 calorii/minut. Cantitatea de energie primita de Pamânt perpendicular pe o suprafata de 1 cm2 în timp de un minut se numeste constanta solara si este egala cu 1,99 calorii/cm2 în timp de un minut. Cantitatea de energie primita de Pamânt este variabila ea fiind influentata de forma de geoid a Pamântului, de miscarile lui, de înclinarea axei terestre, de caracterul suprafetei terestre (uscat sau ocean) si de gradul de acoperire cu vegetatie. O raza de Soare care patrunde spre Pamânt, sufera procese de absorbtie, reflexie si difuzie, astfel ca la suprafata Pamântului ajunge un procent de 10÷40 % din radiatia initiala. Radiatia solara prezinta anumite tipuri : * directa - reprezinta cantitatea de energie primita pe 1cm2 într-un timp de un minut la suprafata Pamântului. Este caracteristica cerului senin si depinde de transparenta cerului; * difuza - este energia primita atunci când cerul este acoperit de nori fiind împrastiata de nori în toate directiile. Cu cât valoarea transparentei cerului este mai mica cu atât difuzarea este mai mare; * terestra - este radiatia reflectata de suprafata Pamântului spre zonele înalte. La rândul sau, atmosfera, trimite o parte din radiatia terestra primita înapoi la suprafata Pamântului sub forma de contra-radiatie a atmosferei (efectul de sera). Radiatia directa si cea difuza însumate dau radiatia globala - este exprimata în kcal/cm2 pe an. La Ecuator valoarea este de aproximativ 130÷140 kcal iar la Poli 70÷80 kcal. Raportul dintre cantitatea de energie primita si cea pierduta sau reflectata se numeste albedo (capacitatea de a reflecta a Pamântului). Valoarea cea mai mare a albedoului o are zapada proaspata si afânata - 90% din radiatia primita este reflectata. Urmeaza nisipul cu 60% si vegetatia cu 30÷40%. Pamântul se încalzeste usor dar si pierde usor caldura primita, iar grosimea stratului încalzit este de ordinul centimetrilor în adâncime (100 cm maxim). Apa se încalzeste mai greu, dar pierde greu si în timp caldura, iar stratul încalzit poate atinge 150 m datorita curentilor verticali. Principalele procese prin care aerul se încalzeste sunt : miscarile convectivo-turbulente, procesele adiabatice, schimburile moleculare. Miscarile convectivo-turbulente sunt miscari de convectie si advectie. Aerul cald de la suprafata Pamântului se ridica si aerul rece de la înaltime coboara la suprafata. În procesele adiabatice temperatura aerului creste sau scade fara aport de caldura sau energie din exterior în functie de vaporii de apa. Temperatura medie anuala pe glob este de 14,3°C. Pe emisfere : în cea nordica este de 15,2°C iar în cea sudica este de 13,3°C. Valorile medii maxime se gasesc de-a lungul paralelei de 10°N (numita ecuatorul termic). La solstitiul de vara al emisferei nordice, ecuatorul termic se gaseste la 20°N. Vara emisfera nordica este mai calduroasa decât emisfera sudica cu 1,6°C pentru ca suprafata de uscat este mai mare. Iarna emisfera nordica este mai rece decât emisfera sudica, din aceleasi considerente. Partea de vest a oceanelor este mai calda decât partea de est a acestora (este vorba despre temperatura aerului), datorita curentilor calzi. Cea mai scazuta temperatura (minima absoluta) a fost înregistrata într-o zona nelocuita din Antartida : -88,3°C, pe când într-o zona locuita cea mai scazuta temperatura a fost înregistrata în Siberia, la Oimeakon : -78°C. Maxima absoluta a fost înregistrata în nordul Australiei : +60°C. Temperatura prezinta doua tipuri de variatii : zilnice si anuale. Variatia zilnica se caracterizeaza printr-o maxima în jurul orelor 1400 si o minima înainte de rasaritul Soarelui. Diferenta dintre temperatura maxima si cea minima se numeste amplitudine diurna. Valorile cele mai mari ale amplitudinii diurne se înregistreaza în zona tropicala a deserturilor, 35÷40°C. Valoarea cea mai mica a amplitudinii se înregistreaza în zona polara, 3°C. La suprafata oceanelor aceste variatii sunt mai reduse, 20÷25°C în zona tropicala si aproape deloc (1°C) în zonele polare. Variatia anuala se caracterizeaza printr-un maxim în luna iulie si un minim în luna ianuarie (pentru emisfera nordica). Deasupra bazinelor oceanice, maxima este în luna august iar minima este în luna februarie. Diferenta dintre mediile lunii celei mai calde si ale lunii celei mai reci se numeste amplitudine anuala. Aceasta amplitudine variaza în functie de latitudinea locului, durata zilei si a noptii, natura suprafetei terestre si gradul de acoperire cu vegetatie. Amplitudinea anuala cea mai mare se înregistreaza în zona polara, aproximativ 65°C la uscat si 40°C în zona litorala. Valoarea minima a amplitudinii se gaseste la Ecuator, 4÷5°C la uscat si 1÷2°C pe litoral. La Ecuator ziua este egala cu noaptea, si nu exista decât un singur anotimp. Din punct de vedere al variatiilor anuale, exista patru tipuri ale mersului (variatiilor) anuale : * tipul ecuatorial - doua maxime dupa echinoctii si doua minime dupa solstitii, cu amplitudini de 1÷7°C; * tipul tropical - un maxim dupa solstitiul de vara si un minim dupa solstitiul de iarna, cu amplitudini de 5÷20°C; * tipul subtropical - cu o perioada de patru luni cu temperaturi ridicate si precipitatii abundente si opt luni de seceta si valori ale amplitudinii ce depasesc 30°C; * tipul zonei temperat-polare - un maxim vara si un minim iarna, cu diferente mari de temperatura de la vest la est. Amplitudinea variaza între 10÷50°C. Temperatura optima pentru navigatie este de 16÷20°C. La temperaturi de peste 25°C creste umiditatea, iar la valori scazute se constata depuneri de gheata pe corpul navei. §.3 PRESIUNEA ATMOSFERICA Prin presiune atmosferica se întelege greutatea cu care apasa o coloana de aer cu sectiunea de 1cm2 si cu înaltimea considerata de la nivelul la care se face determinarea si pâna la limita superioara a atmosferei. Toricelli este primul care a evidentiat presiunea atmosferica. - reprezinta presiunea cu care apasa întreaga atmosfera asupra globului. Presiunea atmosferica variaza de la o zona la alta în functie de latitudinea geografica si de temperatura aerului. Presiunea variaza invers proportional cu temperatura. Presiunea atmosferica se exprima în milimetri coloana de mercur (mmHg) sau în milibari (mb). Se considera presiune normala presiunea de 760 mmHg la nivelul marii la temperatura de 0°C si la latitudinea de 45°. Presiunea prezinta tipurile de variatii : pe verticala, periodice si neperiodice. Variatia pe verticala Presiunea scade cu altitudinea. Scaderea nu este liniara ci exponentiala - la cresterea înaltimii în progresie aritmetica, presiunea scade în progresie geometrica. Treapta barica - reprezinta valoarea înaltimii cu care trebuie sa ne ridicam sau sa coborâm pentru ca presiunea sa varieze cu 1mb. , unde : p = presiunea ; a = coeficientul de dilatare al gazelor (0,04) ; t = temperatura din momentul respectiv ; 8000 = constanta conventionala Variatiile periodice Variatiile zilnice Se caracterizeaza prin doua minime si doua maxime. Pentru zona ecuatoriala si tropicala, minimele se produc la ora 400 si la 1600 iar maximele la 1000 si la 2200. Amplitudinea zilnica este de 3 mb. Maree barometrica - tipul de variatie caracteristica zonelor tropicale. Este un element foarte important în navigatie deoarece este un semn al apropierii unui ciclon tropical, în momentul abaterii de la ora la care trebuie sa se produca variatia. La latitudini temperate si polare producerea maximelor si minimelor este dereglata de conditiile locale si schimbarile neprevazute de vreme (0,3 mb la latitudini polare si 0,7 mb la latitudini temperate). De asemenea mai influenteaza si anotimpurile : nu se mai pastreaza intervalul de 12 h. Variatiile anuale Se caracterizeaza printr-un maxim si un minim în functie (si diferit de la producere) de caracteristica suprafetei terestre, uscat-ocean. În zonele litorale mai poate aparea o maxima la sfârsitul toamnei atunci când apa este înca rece, si o minima la sfârsitul primaverii. vara iarna uscat p. minima p. maxima ocean p. maxima p. minima Valorile amplitudinii anuale cele mai mari sunt în zona subpolara (20 mb). Variatia presiunii la suprafata pamântului se materializeaza pe harta cu ajutorul izobarelor. Aceste izobare se traseaza prin interpolare din 4 în 4 mb, din 5 în 5 mb sau din 10 în 10 mb. Izobarele sunt linii curbe închise care închid în interior un centru de maxima presiune sau de minima presiune. Centrii de maxima presiune se numesc anticicloni (M, B, H) marcându-se pe harta cu albastru, iar centrii de minima presiune se numesc depresiuni (D, H, L), ( ciclon - este o denumire improprie). Trasarea si marcarea centrilor barici pe o harta meteorologica reprezinta relieful baric al respectivei suprafete. Anticiclonii Anticiclonii reprezinta o zona de presiune înalta în care valorile izobarelor cresc de la periferie spre centru iar gradientul baric orizontal este orientat de la centru spre periferie. Prin gradient baric orizontal (?b) se întelege diferenta de presiune dintre doua puncte, fiind orientat întotdeauna perpendicular pe izobare de la presiunea mare la presiunea mica. ?b M 1040 1035 M 1030 Miscarea aerului în anticiclon este descendenta pe verticala, divergenta pe orizontala, în sensul acelor de ceasornic în emisfera nordica. Presiunea în anticiclon variaza între 1015 si 1050 mb. Semnul (-) ne arata sensul scaderii. ? - densitatea aerului ?p - diferenta de presiune dintre doua puncte ?n - distanta dintre cele doua puncte Anticiclonii ocupa suprafete de mii de km2, se deplaseaza cu viteza mica (max. 30 km/h), adica durata lor de actiune este foarte mare (poate dura pâna la 4 luni). Vremea în anticiclon este o vreme frumoasa, mai racoroasa vara si rece iarna, fara precipitatii, singurul fenomen întâlnit fiind ceata. Miscarea descendenta a aerului provoaca aceasta vreme frumoasa. Cel mai puternic anticiclon este anticiclonul siberian - 1050 mb în interior. La periferia anticiclonului, în partea anterioara sau posterioara, sub efectul aerului mai cald din jur, pot sa se formeze nori si sa cada precipitatii. Depresiunile Depresiunile sunt zone de minima presiune, valorile fiind cuprinse între 960÷1013 mb. Valorile izobarelor scad de la periferie spre centru, iar gradientul baric orizontal este orientat de la periferie spre centru. Miscarea aerului pe verticala este ascendenta, pe orizontala este convergenta în sens invers acelor de ceasornic în emisfera nordica. Izobarele sunt mai dese în cazul depresiunilor, ceea ce duce la aparitia vânturilor mai puternice. Depresiunile ocupa suprafete de aproximativ 1000 km2, se pot deplasa cu viteze de pâna la 120 km/h, si au o durata de actiune redusa - 3÷7 zile. Conditiile de vreme sunt determinate de miscarea ascendenta a aerului cald si umed; se formeaza nori si cad precipitatii. În partea anterioara a unei depresiuni sunt precipitatii obisnuite, corespunzatoare frontului cald. În partea posterioara a depresiunii cad averse corespunzatoare frontului rece. Partea centrala a depresiunii este zona sectorului cald în care cerul poate fi senin, sau la latitudini mai mici pot apare nori ce dau burnita. Depresiunile se împart în doua grupe dupa locul de formare : * extratropicale - de la latitudinea de 40° în sus pâna la 60°÷70° ; * tropicale - între latitudinile de 5°÷30°. Depresiunile extratropicale pot fi frontale si nefrontale. Depresiunile frontale prezinta fronturi atmosferice anterioare si posterioare. Depresiunile nefrontale se formeaza prin încalzirea brusca a unei zone fata de zonele din jur (de exemplu iarna pe Marea Neagra). Raspândirea presiunilor la suprafata Pamântului Pe latitudini valorile presiunilor difera de la Ecuator la Poli. De-a lungul Ecuatorului se formeaza un brâu de depresiuni (zona calmelor ecuatoriale - circulatia aerului se desfasoara numai pe verticala). De-a lungul latitudinii de 35° se formeaza un brâu de anticicloni. La latitudinea de 50°÷60° din nou un brâu de depresiuni iar la Poli un brâu de anticicloni. Cea mai ridicata valoare de presiune înregistrata pe glob este egala cu 1083,8 mb, valoare înregistrata la Agata - la 15 km distanta de Oimeakon. Cea mai scazuta valoare de presiune înregistrata este egala cu 912 mb, valoare înregistrata la Murato (Japonia) în timpul unui taifun. Principalii centri barici care se formeaza la suprafata Pamântului în emisfera nordica îsi schimba pozitia de la un anotimp la altul datorita raportului aproape egal dintre suprafata ocupata de uscat si cea ocupata de ocean. În emisfera sudica centrii barici îsi pastreaza aceeasi pozitie în tot timpul anului. Emisfera nordica * vara - anticiclonul azorelor (1025 mb) - are influente pâna în S-E Europei si S-E Statelor Unite. La patrunderea pe continent determina averse de ploaie cu descarcari electrice. În interiorul continentului determina o vreme foarte calda si secetoasa ; - anticiclonul hawaian (1022 mb) - este perechea primului. Produce ploi pe coastele de vest ale Statelor Unite, Canada ; - pe continent un brâu de depresiuni (900÷995 mb) - din nordul Africii pâna în Pakistan. Determina o vreme calda pentru sudul Europei si un aer foarte încarcat cu pulberi. În Asia prezenta acestor depresiuni se caracterizeaza prin ploile musonice. * iarna - anticiclonul siberian (1050 mb) - pe uscat. Produce o vreme frumoasa si foarte rece; actioneaza iarna; - anticiclonul canadian (1025 mb) - determina o vreme frumoasa si racoroasa; - depresiunea islandeza (985÷995 mb) - în Atlantic; determina o vreme foarte închisa si ploioasa; - depresiunea aleutinelor (1000 mb) - în Pacific; are influente pe coastele de vest ale Americii de Nord; ploua si iarna si vara. Emisfera sudica - depresiunea sud-africana (1000÷1005 mb); - depresiunea nord-australiana (1000÷1005 mb); - anticiclonul sud-atlantic - Insula Sf.Elena; - anticiclonul indian - Insula Sf.Mauriciu; - anticiclonul pacific - Insula Pastelui. Toti trei anticicloni au valori ale presiunii de 1020 mb si îsi pastreaza zona lor de actiune în tot timpul anului. §.4 VÂNTUL SI CIRCULATIA GENERALA A ATMOSFEREI La suprafata Pamântului temperatura si presiunea atmosferica prezinta variatii creându-se astfel zone de presiune ridicata si de presiune coborâta. Aceasta repartitie a centrilor de presiune se face si pe orizontala si pe verticala, creându-se un circuit care are rolul de a omogeniza din punct de vedere baric atmosfera. Deplasarea aerului dintr-o zona cu presiune ridicata spre o zona cu presiune coborâta se numeste vânt. Atunci când aerul se deplaseaza în sisteme unitare, poarta denumirea de curenti atmosferici. D M D M (+) (-) Principala cauza a formarii vânturilor este diferenta de temperatura si presiune dintre doua zone, mai exact directia si marimea gradientului baric orizontal (scaderea presiunii pe unitatea de suprafata fiind orientata perpendicular pe izobare de la presiunea mare la presiunea mica). 1000 1005 D Vw = 3·? Valoarea gradientului baric indica viteza vântului pentru ca la izobarele dese diferenta de presiune pe aceeasi unitate de suprafata este foarte mare Vântul se caracterizeaza prin doua elemente : directia si viteza. Directia Directia vântului reprezinta unghiul format între directia nordului geografic si vectorul vânt. Se exprima în grade (°) sau în puncte cardinale si intercardinale. Directia este modificata de forta de abatere (forta Coriollis) generata de miscarea de rotatie a Pamântului care determina abaterea spre dreapta a corpurilor în miscare în emisfera nordica si spre stânga în emisfera sudica. ? - viteza unghiulara a miscarii de rotatie; v - viteza vântului ; f - latitudinea. Se considera ca abaterea pe ocean este între 40°÷45° fata de directia gradientului, iar pe uscat de 20°÷25°. Viteza Viteza vântului este viteza de deplasare a masei de aer. Se poate exprima în m/s, km/h sau în noduri. Viteza este modificata de forta de frecare - 135° fata de viteza vântului. Vântul de la altitudine are viteze mai mari datorita lipsei fortei de frecare (la 400÷500 m altitudine dispare forta de frecare). Vântul de la altitudine care este paralel cu izobarele numai în zonele unde izobarele sunt rectilinii se numeste vânt geostrofic. Vântul are o viteza uniforma fiind cvasistationar. D G Vântul caracteristic izobarelor curbilinii se numeste vânt geociclostrofic. Vântul de la suprafata Pamântului se numeste vânt de gradient. Vântul se clasifica în functie de structura sa si de durata de actiune. Din punct de vedere al structurii avem : - vânt laminar - vânt care se deplaseaza cu viteza uniforma relativ mica; caz posibil, existent pe distante mici si pe suprafete netede; - vânt turbulent - caracteristic zonelor accidentate; cu schimbari frecvente de directie si viteza; - vânt în rafale - se produc oscilatii bruste ale directiei si vitezei. Din punct de vedere al structurii avem : - vânturi regulate - care bat tot timpul anului din aceeasi directie si cu aproximativ aceeasi viteza; - vânturi periodice - îsi schimba directia la un anumit interval de timp; - vânturi locale - caracteristic anumitor zone. Apar instantaneu fara a avea o anumita perioada când actioneaza. N M zona vânturilor polare D D 66°30' z. vânturilor de vest M M M M 23°30' deplas. reala Zona alizeelor de NE a aerului Zona 5° calmelor D D D D D 0° ecuat. 5° Zona alizeelor de SE M M M 23°30' z. vânturilor de vest D D 66°30' M zona vânturilor polare S Vânturile regulate Sunt vânturile care-si pastreaza tot timpul anului directia. Principalele tipuri de vânturi regulate sunt : * alizeele - 30°÷5° latitudine. Suprafata afectata este de 1200 Mm. Se deplaseaza spre nord în iulie-august si spre sud în ianuarie-februarie (la solstitiul emisferei respective). Vremea în zonele afectate este una buna, cu cer senin, aceasta vreme fiind întrerupta doar de furtunile tropicale; * vânturile de vest - în Atlantic bat trei sferturi de an. Cea mai mare frecventa si viteza o ating iarna când pot ajunge pâna la 25 Nd. In emisfera sudica bat între 55°÷60° latitudine. Vânturile au directie constanta dar viteza foarte mare. La 40° vântul produce un vuiet caracteristic (vuietul de la 40°) care se aude de la departare pe mare în Oc.Atlantic; * vânturile polare - au cele mai mari viteze, în emisfera sudica ajungând pâna la 200 Nd iar în emisfera nordica pâna la 70÷80 Nd. Vânturile periodice * musonii - sunt vânturi care-si schimba directia la un interval de timp. Iau nastere mai ales în Oc.Indian datorita diferentei de temperatura si presiune dintre uscat si ocean. Din aprilie pâna în octombrie bate musonul de vara sau de SW. Din noiembrie pâna în martie bate musonul de iarna sau de NE - secetos. La schimbarea directiei musonilor se produc cicloni tropicali. * brizele - îsi schimba directia de la zi la noapte si iau nastere datorita diferentelor de temperatura si presiune dintre uscat si mare. Influenta se resimte pe o distanta de 45 km. Briza de mare se manifesta de la mare spre uscat începând cu ora 900 si îsi mentine influenta aproximativ 3 ore dupa apusul soarelui. Briza de uscat (de noapte) începe sa bata aproximativ la ora 2300 si transporta un aer cald si uscat. Brizele pot sa devieze vânturile dominante. În Indonezia vântul Karif intensifica musonul de SW. Vânturile locale * green-urile - lovituri de vânt de scurta durata; semnul se începere este întunecarea deosebita a cerului. Au viteze foarte mari. Presiunea creste brusc cu 4÷5 mb si temperatura scade cu 10°C. Se întrerupe la fel de brusc cum s-a format si reapare vântul care a batut înaintea lui; * tornada - pe coastele Africii de W (forta este de 6÷8 grade Beaufort). Cerul se întuneca si cad averse. Au o durata de aproximativ o ora; * guba - în nordul Australiei de aproximativ 6 ori pe an; * tormenta - în sudul Italiei; * pamperas - pe coastele Argentinei (170 km/h). Alte vânturi locale sunt vânturile catabatice ascendente sau descendente, calde sau reci. Vânturi catabatice calde : * föhn - din nordul Italiei spre Elvetia. Bate la începutul primaverii si are drept consecinta venirea primaverii cu 30÷40 de zile mai devreme decât în zonele învecinate 5° 0° -15° 20°÷25° * shimik - pe coastele Pacificului - Podisul Preriilor; * zonda - în Argentina. Aceste vânturi nu actioneaza în fiecare an. Vânturi catabatice calde * bora - vânt descendent, orientat de la uscat spre mare. Se formeaza pe coastele iugoslavice ale Marii Adriatice. Este foarte rece, cu viteze foarte mari (120÷130 km/h). Bate la începutul primaverii. În NE Marii Negre se formeaza un vânt de tip bora. * mistralul - este de asemenea un vânt descendent, orientat de la uscat spre mare. Mistralul se formeaza între Pod. Central Francez si M. Mediterana, fiind canalizat pe culoarul fluviului Rhon. Bate la începutul primaverii cu viteze de pâna la 230 km/h, fiind un vânt rece. Produce un sunet deosebit, foarte strident. * St.Anna - asemanator mistralului. Bate în California, lânga Los Angeles. Alte vânturi locale, cu actiune în Marea Mediterana : * scirocco - în nordul Africii; este un vânt cald; * armatan - vânt fierbinte si uscat care sufla dinspre Sahara spre Oceanul Atlantic; * simun - vânt puternic, fierbinte si uscat care bate în Sahara si în Arabia de la sud la nord; * gregale - bate în Grecia de sud, în Marea Ionica. Vânt foarte rece cu viteze foarte mari; * levante - bate în Strâmtoarea Gibraltar din martie pâna în iunie si în octombrie. Ajunge pâna la forta 7. §.4 UMIDITATEA ATMOSFERICA Umiditatea atmosferica provine din evaporarea apelor marilor, oceanelor, apelor de la uscat si din procesele de respiratie ale oamenilor, animalelor si plantelor. Anual se evapora o cantitate de 519 000 km3 de apa, din care 448 000 km3 din mari si oceane iar 71 000 km3 de la suprafata uscatului. În medie, pe un an de zile în zonele temperate si polare se evapora un strat de apa între 700 mm iar la latitudini mici un strat de apa de aproximativ 1000 mm. În atmosfera, umiditatea este prezenta prin toate starile de agregare ale apei 95 % 5 % La un moment dat, în atmosfera pot coexista toate cele trei stari de agregare ale apei (la temperatura de 0,00075°C si presiunea de 6,1 mb). p [mb] apa gheata 8 6,1 4 2 vapori de apa t [°C] -4 -2 0 2 4 Cantitatea de umezeala din atmosfera are valoarea minima si chiar 0 în aerul rece si uscat de la Poli si valoarea maxima în aerul cald de la Ecuator. Pentru fiecare valoare de temperatura exista o limita a cantitatii de vapori de apa, care se numeste saturatie. Se lucreaza cu umiditatea relativa si temperatura punctului de roua. Umiditatea relativa reprezinta raportul dintre cantitatea de vapori de apa aflata în aer la un moment dat si cantitatea maxima posibila. Ea scade la cresterea temperaturii si creste la scaderea temperaturii. Punctul de roua reprezinta temperatura la care într-un aer saturat se produce condensarea Umiditatea este reprezentata de doua procese : evaporarea si condensarea. 1. Evaporarea se produce în urmatoarele situatii : - existenta maselor de apa; - existenta afluxului de caldura - determina energia necesara evaporarii pentru ca în acest proces caldura se consuma iar suprafata evaporata se raceste. Caldura folosita la evaporare intra în stare latenta în vaporii de apa, fiind eliberata în timpul proceselor de condensare; - existenta miscarilor turbulente - vânt. Într-un an, la suprafata uscatului se evapora un strat de 41 cm de apa, iar la suprafata oceanului 101 cm de apa (în emisfera nordica); în emisfera sudica se evapora un strat de aproape 200 cm de apa. 2. Condensarea este procesul de transformare a apei în picaturi. Se poate realiza la 3 nivele: - la nivelul solului roua si bruma; - la mica înaltime deasupra Pamântului ceata si pâcla; - la înaltime norii. Conditiile în care se poate produce condensarea sunt : - saturatia aerului; - existenta nucleelor de condensare. Saturatia se poate realiza prin evaporarea sau prin racirea aerului care se poate produce prin radiatie nocturna sau prin destindere adiabatica (racirea aerului prin miscarea ascendenta a acestuia fara aport de energie din afara, folosindu-se energia interna a aerului). Nucleele de condensare pot fi cristale de sare masiva, pulberi minerale sau organice, picaturi de apa existente. Principalul produs al condensarii îl reprezinta norii. Norii sunt un amestec coloidal de picaturi de apa, amestec de picaturi si cristale de gheata sau cristale de gheata în stare de suspensie. La un nor gasim trei nivele : nivel de convectie nivel de izotermie (-10°C) nivel de condensare Norii se pot clasifica dupa mai multe criterii : a) Dupa forma : * nori filamentari ; * nori stratiformi ; * nori cumuliformi (sub forma de gramezi). b) Dupa geneza : * nori de convectie termica (majoritatea norilor) ; * nori frontali (însotesc fronturile atmosferice) ; * nori de radiatie (iau nastere noaptea, dispar repede). c) Dupa altitudinea la care se formeaza : * nori inferiori (50÷2500 m) ; * nori mijlocii (2500÷6000 m) ; * nori superiori (6000÷8000 m) ; * nori cu dezvoltare verticala (50, 100÷8000 m). Grupa norilor superiori Se formeaza de la 6000 la 8000 de metri altitudine. Sunt de culoare alba din cauza cristalelor de gheata. Nu dau precipitatii. Cirrus (Ci) - nori cu forma de fibre (filamente). Prevestesc aparitia frontului atmosferic cald si apar cam cu 1000 km înaintea frontului. Nu reduc stralucirea Soarelui sau a Lunii. Vremea se "strica" la aparitia lor. Semnele conventionale sunt : Cirrostratus (Cs) - nori sub forma stratificata, sub forma de paturi, de benzi. Nu dau precipitatii. Prevestesc aparitia frontului atmosferic cald. Suprapusi peste Soare sau Luna dau fenomenul numit halou (un curcubeu circular). Semnele conventionale : Cirrocumulus (Cc) - nori sub forma de gramada, cu aspect de gramezi mici de culoare alba. Apar odata cu norii Cirrus dar dispar rapid. Nu dau precipitatii. Semnul conventional : Grupa norilor mijlocii Se formeaza de la 2500 la 6000 de metri altitudine. Au o culoare cenusie deschisa. Sunt formati din amestec de picaturi de apa si cristale de gheata. Altostratus (As) : semnul conventional este - sunt sub forma de paturi sau de pânze suprapuse de culoare gri ; - suprapusi peste Soare sau Luna, astrii se vad ca o pata luminoasa ; - dau precipitatii cu caracter general (ploi obisnuite) ; - sunt nori frontali (în cadrul fronturilor atmosferice). Altocumulus (Ac) : semne conventionale - sunt nori de culoare gri sub forma de gramezi; - se înrosesc la apusul si la rasaritul Soarelui; - nu dau precipitatii; - prevestesc vremea buna sau în curs de îmbunatatire; - caracteristici zonei litorale sunt norii "altocumulus migdalatus" de un cenusiu închis, ce dau precipitatii cu stropi mari. Grupa norilor inferiori Se formeaza de la 50 la 2000 de metri altitudine. Nimbostratus (Ns) : semnul conventional este - sunt nori de ploaie, de culoare închisa, formati numai din picaturi de apa; - au forma de voaluri suprapuse; - dau precipitatii cu caracter general si sunt nori frontali. Stratocumulus (Sc) : semne conventionale , - sunt nori sub forma de gramezi stratificate; - nu dau precipitatii, sunt nori de vreme buna; - apar mai ales seara si dimineata. Stratus (St) : semne conventionale , - sunt norii cu cel mai jos plafon; - au o culoare cenusie deschisa; - dau precipitatii sub forma de burnita. Norii cu dezvoltare verticala Se formeaza de la 50 la 8000 de metri altitudine. Au baza de culoare închisa iar vârful de culoare alba. Cumulus (Cu) : semne conventionale - sunt nori de vreme buna cu contururile bine precizate; - sunt de culoare alba. Cumulonimbus (Cb) : semne conventionale - sunt nori de furtuna, cu extindere mare pe verticala : au baza cam la 50÷100 m si vârful la 8000 de metri; - baza lor este întunecata (neagra), mijlocul cenusiu iar sus sunt albi; - genereaza averse de ploaie ce vara sunt însotite de descarcari electrice; - sunt însotiti si de vânt puternic si în rafale. Nebulozitatea Nebulozitatea reprezinta gradul de acoperire al cerului cu nori. Nebulozitatea poate fi exprimata în zecimi din bolta cereasca sau în optimi din ea. 0 1/8 2/8 3/8 4/8 5/8 6/8 7/8 8/8 9 5/8 - reprezinta nebulozitatea medie pe glob; 1/8 - cea mai mica nebulozitate, înregistrata în Egipt; 7/8 - cea mai ridicata nebulozitate anuala, în M. Alba (Oc. Înghetat); 9 - semnifica cer invizibil : noapte, ceata etc. Precipitatiile atmosferice Precipitatiile iau nastere atunci când picaturile ce formeaza norii ating diametrul de 0,1mm, capabile astfel sa scape de sub influenta curentilor ascendenti. Cresterea dimensiunii particulelor se face fie prin transformarea picaturilor existente în nuclee de condensare, fie pe baza sarcinilor electrice ale picaturilor de apa. Clasificare 1. În functie de marimea picaturilor si viteza (intensitatea) de cadere : * precipitatii cu caracter general (ploi si ninsori obisnuite, cu caderi uniforme si continue); * averse (de ploaie, zapada, lapovita) - cu picaturi mari si cu variatii de intensitate si de viteza; * burnite - numai precipitatii lichide cu picaturi foarte mici. 2. Dupa compozitie : * lichide - ploaia ( ), aversa de ploaie ( ) si burnita ( ); * solide - ninsoarea ( ), aversa de zapada ( ), lapovita ( ), aversa de lapovita ( ), acele de gheata ( ), grindina ( ) Grindina se formeaza în conditii de calm absolut. Ia nastere în cumulonimbus. 3. Dupa geneza : * ploi convective - sub forma de averse. Se formeaza la Ecuator în fiecare zi si la latitudini medii numai vara; * ploi frontale - cele care însotesc fronturile atmosferice. Sunt caracteristice depresiunilor extratropicale; * ploi musonice - caracteristice musonului de vara (SW). Cad timp de 6 luni si în cantitati foarte mari; * ploi ciclonice - cele care însotesc ciclonii tropicali. Anual, la suprafata globului cade o cantitate de precipitatii de 1000 de litri/m2. În zona Ecuatorului cad 1000÷2000 mm/an, dar în insulele Pacificului pâna la 600 mm/an În zona tropicala cad sub 100 mm/an, în zona temperata cade o cantitate mai mare pe coastele de vest ale continentelor (1200 mm/an) pe când în interiorul continentelor cad cam 250 mm/an. În zona polara cad precipitatii numai sub forma de zapada - 250 mm/an. Polul ploilor s-a înregistrat la Cherrapundjii (India) - 12000 mm/an. La noi în tara polul ploilor s-a înregistrat pe Vf. Omu - 2500 mm/an. Polul secetei a fost înregistrat la sud de Tripoli (Libia) si în Pustiul Mortii (California). De la 35° latitudine sunt cunoscute si precipitatiile sub forma de zapada, exceptie facând vârfurile înzapezite ale muntilor Kenia si Kilimanjaro. Precipitatii orizontale * roua - se formeaza în noptile de vara când peste suprafata racita a Pamântului se deplaseaza o masa umeda de aer. Conditia ca sa se formeze roua este sa fie cald si sa nu bata deloc vântul. Are loc o desublimare; * bruma - se realizeaza în aceleasi conditii ca si roua. Temperatura aerului si a suprafetei trebuie sa fie negativa, spre deosebire de roua; * chiciura (promoroaca) - reprezinta rezultatul înghetarii picaturilor de apa ce formeaza ceata. Ceata Ceata este tot o precipitatie orizontala - un complex de picaturi fine de apa, rezultat al condensarii vaporilor în apropierea suprafetei terestre. Prezenta cetii reduce vizibilitatea sub 1 km. Conditiile de formare a cetii sunt : - saturatia aerului cu vapori de apa; - scaderea temperaturii pâna la atingerea punctului de roua. Saturatia se poate produce prin evaporare sau prin racirea aerului. O influenta deosebita o are si vântul cu viteze de pâna la 2÷3 m/s, care determina cresterea vitezei de evaporare. Dimensiunea picaturilor de apa este de la câtiva microni la 60 microni. La temperaturi pozitive, diametrul este între 10÷30 microni, iar la temperaturi negative sub 10 microni. În functie de dimensiunea picaturilor si de distanta de vizibilitate, ceata este de 4 feluri : * ceata slaba - cu vizibilitate cuprinsa între 500 si 1000 de metri; * ceata moderata - cu vizibilitate cuprinsa între 200 si 500 de metri; * ceata densa - cu vizibilitate cuprinsa între 50 si 200 de metri; * ceata foarte densa - cu vizibilitate mai mica de 50 de metri. La ceata slaba, într-un cm3 de aer sunt 10 picaturi de apa, pe când la ceata foarte densa sunt pâna la 50 de picaturi de apa. Din punct de vedere al genezei exista urmatoarele tipuri de ceata : * ceata de radiatie - apare datorita racirii nocturne a suprafetei terestre si a aerului adiacent. Se formeaza în conditii de calm si de cer senin. Se produce noaptea si dispare odata cu rasaritul Soarelui. Nu este persistenta si este caracteristica regimului anticiclonic; * ceata de evaporare - ia nastere atunci când o masa de aer rece se deplaseaza peste o suprafata de apa cu temperatura mai ridicata. Este caracteristica marilor arctice. La latitudini medii, toamna si noaptea se formeaza deasupra lacurilor si râurilor; * ceata de advectie - ia nastere la deplasarea unei mase de aer umed peste suprafete mai reci sau mai calde. Se formeaza de-a lungul litoralelor. Este ceata cea mai persistenta cu extindere mare pe verticala (pâna la 600 m). poate sa apara la orice ora din zi sau din noapte. Ocupa suprafete mari si dispare greu; * ceata de panta (ascendenta) - ia nastere atunci când aerul umed se deplaseaza de-a lungul unei pante si se raceste. Caracteristica acestui tip de ceata este ca se mentine si la vânturi foarte puternice; * ceturile frontale - însotesc fronturile atmosferice, apar pe neasteptate, se deplaseaza repede, dar nu sunt persistente. Pot fi prefrontale, de-a lungul liniei frontale sau postfrontale; * pâcla industriala (smog) - se formeaza din vapori rezultati din procesele industriale, ce se condenseaza pe pulberile iesite odata cu ei din furnale. Frecventa ceturilor este mare la latitudini mari (Oc. Înghetat - 100 zile/an) si lipsesc în zonele tropicale (exceptând zonele de litoral). Prezinta doua maxime : primavara si toamna. §.5 VIZIBILITATEA ATMOSFERICA Prin vizibilitate se întelege distanta maxima la care un obiect poate fi observat ca forma, culoare, claritate. Vizibilitate se masoara în metri [m], kilometri [km] sau mile marine [Mm]. Factorii care influenteaza vizibilitatea sunt : * transparenta aerului (depinde de impuritatile solide si lichide din aer); * luminozitatea fondului si a reperului; * culoarea reperului si a dimensiunilor sale geometrice; * calitatile vederii observatorului. Determinarea distantelor de vizibilitate se face cu ajutorul reperelor sau dupa experienta. Vizibilitatea se transmite codat cu cifre de la 90 la 99. 90 - vizibilitate mai mica de 45,5 m; 91 - vizibilitate de 45,5 m; 92 - vizibilitate de 182 m; 93 - vizibilitate de 455 m; 94 - vizibilitate de 910 m; 95 - vizibilitate de 1 Mm; 96 - vizibilitate de 2 Mm; 97 - vizibilitate de 5 Mm; 98 - vizibilitate de 10 Mm; 99 - vizibilitate mai mare de 10 Mm. §.6 FENOMENELE OPTICE SI ACUSTICE DIN ATMOSFERA Aceste fenomene se numesc meteori. Din grupa fotometeorilor fac parte : mirajul, curcubeul, haloul, coroanele si fenomenul Gloria. Din grupa electrometeorilor fac parte : fulgerele, tunetele, aurorele si focul Sf. Elm. Mirajul - este un fenomen optic prin care datorita refractiei luminii prin straturi cu densitati diferite, imaginile unor obiecte îndepartate apar mai apropiate, în partea inferioara sau superioara, multiple sau rasturnate. Este caracteristic zonelor de deserturi sau zonelor polare. Curcubeul - se produce atunci când picaturile de ploaie sunt aproximativ egale ca dimensiune si sunt foarte dense. Se observa numai daca se sta cu spatele la Soare. Haloul - se produce atunci când razele Soarelui sau ale Lunii se refracta si se reflecta în cristalele de gheata ce formeaza norii cirrostratus. Are aceleasi culori ca si curcubeul, dar dispuse invers (rosu la interior si violet la exterior). Coroanele - pot fi solare sau lunare. Sunt curcubee cu raza mica în jurul Soarelui sau a Lunii; iau nastere datorita reflexiei, refractiei si dispersiei luminii, când între observator si astru este un nor de apa sau gheata, cu picaturi mici si egale. Fenomenul Gloria (spectrul Brocken) - în acest fenomen, umbra unor obiecte sau persoane este proiectata pe un nor sau o zona cu ceata, astfel ca umbra apare marita si se poate observa când obiectul (fiinta respectiva) se gaseste între astru (Soare) la apus sau la rasarit si un nor sau o zona cu ceata. Apare foarte rar. Fulgerul - reprezinta o descarcare electrica între un nor si Pamânt, între doi nori sau între doua parti ale aceluiasi nor. El poate fi : - liniar - o descarcare de-a lungul unui canal ce poate avea diametrul de 500÷600 cm si lungimea de la 3 la 20 km. Durata descarcarii este de 0,2 s. temperatura din canalul de descarcare este de 18000°C, iar tensiunea dezvoltata atinge 109V; - sub forma de boabe - descarcarea are forma de margele; - globular - apare dupa un fulger liniar, are un diametru în jur de 15 cm, o durata de câteva minute si se deplaseaza cam cu 2 m/s. Poate patrunde prin orice orificii. Tunetul - este zgomotul produs de dilatarea si contractarea brusca a aerului din canalul de descarcare al fulgerului. Aurorele - sunt fenomene luminoase determinate de particulele provenite de la Soare, care lovesc moleculele de aer rarefiat. Focul Sfântului Elm - apare în orele premergatoare orajelor (descarcarilor electrice) pe vârfurile ascutite. În conditiile în care câmpul electric al atmosferei are valori mari, se produce un flux de electroni ce dau o numita luminozitate. §.7 MASE DE AER SI FRONTURI ATMOSFERICE Masele de aer sunt volume în care parametrii meteorologici au un caracter relativ constant (volume de aer care îsi conserva anumite elemente meteo : gradul de transparenta al aerului, temperatura, umiditatea si nebulozitatea). Ca dimensiuni, masele de aer se pot întinde : - pe orizontala - de la mii de kilometri pâna la sute de mii de kilometri; - pe verticala - de la câtiva kilometri pâna la limita superioara a troposferei. Masele de aer pot stagna o perioada într-o zona, dar se si pot deplasa. Ele se formeaza deasupra zonelor în care elementele meteo variaza putin (marile deserturi, gheturile artice sau antarctice, deasupra anticiclonilor stabili sau stationari). Clasificarea maselor de aer se face dupa mai multe criterii : a) criteriul termic: - mase de aer cald - provin de la latitudini mici si determina încalzirea vremii; - mase de aer rece - provin de la latitudini mari si determina racirea vremii. b) criteriul termo-dinamic (de stratificare) : - mase de aer stabile - sunt masele de aer în care gradientul termic vertical în stratul inferior este mai mic decât cel normal (0,65°C la fiecare 100 m). La aceste mase de aer nu se produce convectia, nu se formeaza nori si este caracteristica vremea senina, frumoasa. Sunt considerate mase de aer stabile masele de aer reci. - mase de aer instabile - aici gradientul termic vertical este mai mare decât cel normal. Aceste mase de aer favorizeaza convectia, cu formarea norilor si caderea precipitatiilor, rezultând deci o vreme închisa. Este considerata masa de aer tipic instabila, masa de aer cald. Masele de aer îsi pot schimba caracterul de stabilitate sau de instabilitate prin traversarea unor suprafete acvatice. Astfel, o masa de aer stabila, trecând iarna peste ocean, devine instabila. În timpul verii, o masa de aer instabila trecând peste ocean, devine stabila. Din punct de vedere al genezei 1) Mase de aer arctice sau antarctice Aceste mase de aer pot fi de doua feluri : maritim arctice (antarctice) si continental arctice (antarctice). Cele maritim arctice sunt cele mai reci mase de aer. Sunt grele si nu reusesc sa treaca peste zonele muntoase. Masele de aer maritim arctice se formeaza deasupra Oc.Înghetat. sunt mase de aer instabile care genereaza precipitatii sub forma de zapada iar patrunderea lor în Europa determina ninsori timpurii sau târzii. Masele de aer continental arctice se formeaza în nordul Siberiei, sunt reci uscate, vizibilitate peste 50 km. Determina o vreme foarte senina dar foarte rece. Nu reusesc sa treaca peste Muntii Ural. 2) Mase de aer polare De asemenea si aceste mase de aer pot fi de doua feluri : maritim polare si continental polare. Ele se formeaza deasupra anticiclonilor de la latitudini medii. Masele de aer maritim polare se formeaza deasupra anticiclonului canadian. Sunt mase de aer stabile reci dar traversând Oc.Atlantic devin instabile prin încalzirea stratului inferior astfel ca ajung pe teritoriul Europei ca mase instabile determinând o vreme închisa cu precipitatii. Masele de aer continental polare se formeaza deasupra anticiclonului siberian. Sunt mase de aer reci stabile care genereaza o vreme senina dar foarte rece. Patrunderea pe teritoriul tarii noastre se manifesta sub forma de averse de zapada si viscol. 3) Mase de aer tropicale Si acestea sunt de doua feluri : maritim tropicale si continental tropicale. Masele de aer maritim tropicale se formeaza deasupra anticiclonului azoric. Sunt mase de aer foarte umede care patrund pâna pe teritoriul tarii noastre. Determina averse de ploaie cu descarcari electrice, iar dupa ce umiditatea s-a consumat genereaza o vreme calda si senina. Masele de aer continental tropicale se formeaza în nordul Africii, Arabia, Pakistan. Sunt mase de aer calde, uscate, cu vizibilitate redusa datorita pulberilor de nisip si praf. 4) Mase de aer ecuatoriale Se formeaza de o parte si de alta a Ecuatorului. Sunt mase de aer foarte calde si foarte umede. Ele se deplaseaza latitudinal de la E la W, exceptie facând masele polare sau meridional de la S la N (sau de la N la S). Deplasarea meridionala determina patrunderea aerului tropical la latitudini mari sau a aerului polar la latitudini mici. Deplasarea maselor de aer dintr-o zona în alta faciliteaza contactul dintre mase de aer cu caracteristici diferite. Zona de contact se numeste zona frontala iar fenomenul poarta denumirea de front atmosferic. Fronturile atmosferice sunt caracteristice depresiunilor extratropicale, în talveguri depresionare si foarte rar la periferia anticiclonilor. Conditiile ca sa se formeze un front atmosferic sunt : - diferenta de temperatura dintre masele de aer sa fie de cel putin 5°C ; - sa existe diferenta de umiditate ; - curentii de aer sa fie convergenti. Fenomenul de formare a fronturilor se numeste frontogeneza si se produce la curenti convergenti, iar fenomenul de distrugere a fronturilor se numeste frontoliza si se produce la curenti divergenti. Fronturile atmosferice nu se întâlnesc în pozitie verticala ci usor înclinate datorita aerului rece ce are pozitia unei pene sub aerul cald. Zona de formare a fronturilor este pe coastele de est ale Americii de Nord, în nordul Oc.Pacific, vestul Europei si Oc.Arctic. Fronturile, dupa modul cum se formeaza, pot fi : - fronturi principale - care iau nastere datorita miscarilor meridionale a maselor de aer. Front arctic format între mase de aer arctice si polare; front polar format între mase de aer polare si tropicale; front tropical format între mase de aer tropicale si ecuatoriale. Zona frontala are latimea de ordinul zecilor de km si înaltimea functie de masa de aer mai activa. - fronturile secundare - iau nastere în interiorul depresiunilor extratropicale. Ele pot fi de mai multe feluri : front cald, front rece, front ocluz, front cvasistationar. Frontul cald Ia nastere când masa de aer cald este cea mai activa. Masa de aer cald fiind mai usoara aluneca peste aerul rece, iar pe masura înaltarii pe panta formata iau nastere norii frontali si cad precipitatii cu caracter general ce dureaza aproximativ 14-16 h. dir. vânt Ci Ci - nori cirrus Cs Cs - nori cirostratus As - nori altostratus aer cald Ns - nori nimbostratus aer rece precipitatii cu caracter general 14-16 h pe o suprafata de 300-400 km2 Dupa trecerea frontului vremea se amelioreaza, se încalzeste, vântul e calm la moderat si se roteste, pot aparea nori stratus sau stratocumulus. Frontul rece Masa de aer mai activa este masa de aer rece si functie de diferenta de temperatura dintre aerul cald si cel rece poate exista front rece de ordin I si front rece de ordin II. Front rece de ordin I - atunci când diferenta de temperatura nu este mai mare de 5°C. Cb - nori cumulonimbus Ci Cs aer rece aer cald precipitatii cu caracter general 5-7 h averse 4-6 h pe o suprafata de 150-200 km2 pe o suprafata de 100- 150 km2 Front rece de ordin II - când diferenta de temperatura dintre aerul rece si cel cald este foarte mare. Pe timp de vara vântul bate în rafale si se semnaleaza descarcari electrice. aer f. rece aer cald averse 3-4 h averse 2-3 h 100-150 km2 50-100 km2 Frontul oclus Este zona de întâlnire dintre doua fronturi. Precipitatiile sunt tipice frontului cald, frontului rece si frontului oclus ce s-a format. Acest front poate fi cu caracter neutru, cald sau rece. front cald front rece 1. Frontul oclus neutru se formeaza când aerul rece din spatele frontului rece are aceeasi temperatura cu aerul rece din fata frontului cald. 2. Frontul oclus rece se formeaza când aerul rece din spatele frontului rece este mai rece decât aerul rece din fata frontului cald. 3. Frontul oclus cald se formeaza când aerul rece din spatele frontului rece este mai cald decât aerul rece din fata frontului cald. aer cald aer cald aer cald aer aer aer aer aer aer rece rece f.rece rece rece f.rece Frontul cvasistationar Simbolurile sunt : Pentru depresiuni pozitia fronturilor este urmatoarea : D front rece 990 995 front cald 1000 sector cald precipitatii Aspectul vremii la trecerea unei depresiuni, apropierea depresiunii poate fi identificata cu ajutorul norilor cirrus ce apar înaintea frontului cald la o distanta de 800÷1000 km. Presiunea atmosferica scade, vântul sufla din NE si E, cu apropierea depresiunii se intensifica si încep precipitatiile. Trecerea frontului cald este marcata de schimbarea vântului din SW si înseninarea cerului. În sectorul cald, temperatura creste, presiunea scade, vântul înceteaza uneori la aparitia norilor stratus; poate sa cada burnita. Dupa 24÷48 h, apare frontul rece cu averse, intensificare de vânt, scaderea temperaturii si cresterea presiunii. Dupa trecerea frontului temperatura ramâne scazuta, cerul se însenineaza, vremea devine frumoasa si rece. Durata vremii închise 5÷7 zile. Ciclonii tropicali Ciclonii sunt fenomene care se produc numai pe oceane la latitudini cuprinse între 5°÷15° N(S), în conditiile în care temperatura apei si a aerului are valori peste 27°C. Ciclonii se destrama când suprafata lor se mareste si când întâlnesc uscatul deoarece nu mai sunt alimentati cu umiditate. Ciclonul tropical are un diametru de 300 Mm la formare. Are doua parti : partea centrala cu un diametru de 30 Mm care se numeste ochi "calm" sau vortex; aici aerul are numai miscari ascendente, viteza de ascensiune spargând plafonul norilor; nu este vânt; si partea exterioara. Elemente comparative ale depresiunilor extratropicale si ale ciclonilor tropicali : Depresiuni extratropicale Ciclonii tropicali Se formeaza la latitudini medii si mari pe uscat si ocean Se formeaza la latitudini mici (5°÷15°) numai deasupra oceanelor Se formeaza iarna deasupra oceanelor, vara deasupra uscatului si ocupa suprafete de la câteva sute la 2000 km2 Se formeaza în orice perioada a anului în conditii de temperatura foarte ridicata, cu evaporare intensa, condensarea contribuind la cresterea energiei Suprafata ocupata 200÷300 km în diametru Presiunea între 980÷1100 mb, izobarele fiind alungite latitudinal sau meridional Presiunea este sub 980 mb si poate scadea pâna la 930 mb cu izobare foarte dese si concentrice Gradientul baric orizontal pâna la 30 mb Gradientul baric orizontal ajunge pâna la 120 mb Directia de deplasare în sensul miscarii de rotatie a Pamântului (W-E) Si uneori retrograd (E-W) Directia este de la E la W, uneori poate fi meandrat sau sub forma de spirale. Orice schimbare de directie a ciclonului duce la slabirea vitezei vântului Viteza de deplasare a depresiunii este de pâna la 120 km/h cu durata de 3-5 zile Viteza de deplasare a ciclonului initial este de 10 Nd apoi 25 Nd Si 40 Nd, cu durata de 5-7 zile Viteza vântului este de la 50÷150 km/h Viteza vântului este mai mare de 64 Nd Se caracterizeaza prin prezenta fronturilor atmosferice Nu se dezvolta fronturi Fenomenele meteo sunt diferite functie de zona depresiunii. În fata depresiunii timpul este caracterizat de frontul cald cu sistemele noroase si cu o zona larga de precipitatii cu caracter general. Vizibilitatea pâna la 2 Mm. În sectorul cald care se afla între sectorul cald si sectorul rece, dispar norii si vântul slabeste. Deasupra oceanului uneori se formeaza ceata sau burnita. În partea posterioara timpul este determinat de frontul rece care are nebulozitatea corespunzatoare cu averse în fata frontului si precipitatii cu caracter general în spate. Vântul sufla în rafale Fenomenele meteo sunt generate functie de cele doua zone : - în vortex, ce are diametrul pâna la 30 Mm, vântul cade, miscarea aerului se produce numai ascendent cu viteze mari încât sparge plafonul norilor. Marea este haotica cu valuri de hula pâna la 25 m înaltime, ce se deplaseaza din toate partile spre centru. La latitudini mai mari (aproape peste 30°) devine mai neclar si patura de nori se mareste, dar fara precipitatii - în zona exterioara, cu diametru de 250÷260 Mm, cerul este acoperit cu toate tipurile de nori, vântul din apropierea vortexului are în jur de 135 Nd iar spre exterior viteza scade spre 64 Nd. Cad precipitatii sub forma de aversa ce reduc vizibilitatea la câteva cabluri. Au loc descarcari electrice si valuri de hula mari orientate spre centru. Distanta parcursa este pâna la 3000 Mm. Descompunerea sau umplerea depresiunii se produce odata cu ocluzia fronturilor Descompunerea are loc când creste suprafata la latitudini de 30°÷35°, când suprafata se disperseaza sau când întâlnesc pamântul si nu mai sunt alimentati cu vapori de apa Ciclonii tropicali se manifesta în Pacificul de N si de S, în Oc.Indian de N si de S si în Atlanticul de N. indiferent de bazin si perioada, fiecare ciclon tropical se manifesta diferit, are dimensiuni, traiectorii si amplasari diferite. Ciclonii poarta nume diferite si anume : - uragane - în Atlanticul de N; - huricane - pe coastele de W ale Statelor Unite si ale Mexicului; - cicloni tropicali - în Oceanul Indian; - taifun - în zona Japoniei (Pacific); - baguias - în zona Insulelor Filipine; - Willie-Willie - în nord-estul Australiei. Fiecare ciclon are un nume propriu. Acestea se iau în ordine alfabetica în functie de ordinea aparitiei lor. Litera indica al câtelea ciclon este pentru acea zona. În formarea perturbatiilor tropicale pot exista diferite faze, înainte de formarea unui ciclon propriu-zis. Prima perturbatie se numeste depresiune tropicala "T.D." ? , în care vântul ajunge pâna la 33 Nd. Apoi furtuna tropicala "T.S." , vântul are între 33÷47 Nd. A treia faza este cea de furtuna tropicala puternica "S.T.S." , viteza vântului 47÷64 Nd. Ciclon tropical "C.Y." , vânt cu peste 64 Nd. Semnele aparitiei ciclonilor 1. Scaderea presiunii sub valoarea amplitudinii (3÷4 mb) si disparitia mareei barometrice. 2. Aparitia norilor cirrus sub forma de gheara de pisica, urmati si de alte tipuri de nori care se deplaseaza spre centru. Pozitia centrului ciclonului se poate determina cu ajutorul legii Buys-Ballot, care spune ca în emisfera nordica, având vântul în fata centrul furtunii va fi în dreapta, putin înapoi si anume, la vânt de forta 6, va fi 125°÷135° Rp; la o scadere a presiunii de 10 mb, va fi la dreapta Rp=110°; la o scadere de 20 mb va fi la Rp=90°. Pentru emisfera sudica, aceleasi valori, dar centrul va fi în stânga, putin înapoi. Apar valuri de hula care se deplaseaza mai repede decât ciclonul si încep descarcarile electrice ce produc paraziti în aparatura radio, însotite de averse de ploaie ce reduc vizibilitatea la câteva cabluri. Articolul 35 din Conventia Internationala pentru Ocrotirea Vietii pe Mare (SOLAS), stabileste continutul mesajului de pericol pe care trebuie sa-l transmita orice nava ce a observat semnele caracteristice ciclonului. Mesajul trebuie sa contina : - data, ora si pozitia navei care a observat fenomenul; - presiunea atmosferica corectata; - tendinta presiunii din ultimele 3h; - directia reala a vântului si forta vântului pe scara Beaufort; - hula si directia din care vine; - drumul si viteza din ultimele 3 h. Manevra navei trebuie sa tina cont de cele doua sectoare ale fiecarui ciclon, semicercul periculos S.P. si semicercul manevrabil S.M. deplasarea ciclonului Traiectoria pe care trebuie sa o ia nava SM pentru evitarea ciclonului SM Zonele afectate de cicloni, denumirea locala, numarul pe an si durata Zone Denumirea locala Numar / an Durata (zile) Antile - Caraibe uragan 9 - 10 9 W Californiei si al Mexicului hurican 9 - 10 7 Filipine, Marea Chinei de S, Japonia taifun sau baguias 28 10 Pacificul central uragan 6 - 7 7 N si NW Australiei Willie - Willies 2 - 3 9 W Oc.Indian orcane 9 pâna la 10 Golful Bengal si Marea Arabiei ciclon 3 - 4 4 - 5 §.8 ASIGURAREA HIDROMETEOROLOGICA DE NAVIGATIE Asigurarea hidrometeorologica de navigatie este activitatea complexa prin care centrele meteo internationale, statiile de coasta si navele de cercetare meteo receptioneaza si transmit date referitoare la situatia reala a vremii si prognoze meteo. Informatiile asupra starii reale a vremii, cuprind date despre temperatura, presiune atmosferica, directia si viteza vântului, nebulozitate, vizibilitate si starea marii. Avertizarea asupra unor fenomene periculoase se face atunci când viteza vântului este mai mare de 11 m/s, starea marii este mai mare de gradul 5, vizibilitatea mai mica de 3 cabluri si se prognozeaza averse puternice cu descarcari electrice. Prognozele meteo se elaboreaza pentru 24 h, 48 h si 72 h. La nava observatiile se executa în fiecare cart si asupra starii de alerta. Date referitoare la conditiile de vreme se transmit în clar sau codificat : - mesajele transmise în clar sunt de doua tipuri : - mesaje SEMET, în limba engleza într-o ordine prestabilita cu valorile codificate; - mesaje meteo combinate; - mesaje primite prin NAVTEX. - mesajele codificate se transmit cu ajutorul mai multor coduri : - SYNOP , SHIP , MAFOR , IAC FLEET. CODUL SYNOP Cuprinde date despre situatia reala din zona de coasta sau de la uscat. YYGGiW IIiii iRiXhVV Nddff 1snTTT 2snTdTdTd 4pppp 5appp (6RRRtR) 7wwW1W2 8NnCHCMCL 9TSTSSV YY - data zilei în care s-a facut observatia; GG - ora la care s-a facut observatia; iW - indicator de vânt prin care se exprima modul de determinare a vitezei vântului si unitatea de masura : - 0 = vânt estimat, în m/s; - 1 = vânt masurat cu anemometrul, în m/s; - 3 = vânt estimat, exprimat în noduri; - 4 = vânt masurat, exprimat în noduri. II - indicativul tarii din care s-a transmis informatia (15 - ROMÂNIA); iii - indicativul statiei care a transmis mesajul (480 - Constanta); iR - indicativ despre precipitatii ( \ - nu au cazut precipitatii; când au cazut, se folosesc cifrele 1 sau 2); iX - indicativ despre modul de functionare al statiei : - 1, 2 sau 3 - se folosesc pentru statiile cu personal ( 1 - personal cu pregatire superioara; 2 - personal cu pregatire medie; 3 - restul personalului); - 4, 5 sau 6 - se folosesc pentru statiile automate; h - plafonul norilor (înaltimea la care se gaseste baza norilor): 0 - plafon mai mic de 50m; 1 - plafon 50÷100m; 2 - 100÷200m; 3 - 200÷300m; 4 - 300÷600m; 5 - 600÷1000m; 6 - 1000÷1500m; 7 - 1500÷2000m; 8 - 2000÷2500m; 9 - nu sun nori sub 2500m. VV - vizibilitatea pe orizontala; se folosesc cifre de la 90÷99 pentru zona de coasta si cifre de la 00÷90 pentru zona de uscat : 90 - vizibilitate mai mica de 50m; 91 - vizibilitate cuprinsa între 50÷200m; 92 - 200÷500m; 93 - 500÷1000m; 94 - 1 Mm; 95 - 2 Mm; 96 - 5 Mm; 97 - 10 Mm; 98 - 10÷20 Mm; 99 - vizibilitate mai mare de 20 Mm. N - nebulozitatea (gradul de acoperire al cerului cu nori); se exprima în optimi 0÷8/8 si apare si cifra 9 atunci când cerul este invizibil; dd - directia vântului în decagrade (12 = 120°, 07 = 70°); ff - viteza vântului : 2 m/s ; 5 m/s ; 25 m/s 1 - cifra de control; sn - semnul valorii temperaturii aerului : 0 - temperaturi > 0°C ; 1 - temperaturi < 0°C ; TTT - valoarea temperaturii aerului cu precizie de zecime de grad (TT - reprezinta valoarea întreaga; T - reprezinta zecimea). 2 - cifra de control; sn - semnul temperaturii; TdTdTd - valoarea temperaturii punctului de roua, la precizie de grad Celsius. 4 - cifra de control; pppp - valoarea presiunii atmosferice la precizie de zecime de mb. 5 - cifra de control; a - tendinta barica din ultimele 3 ore : 0÷3 - presiune în crestere; 4 - presiune stationara; 5÷8 - presiune în scadere. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 ppp - valoarea tendintei presiunii cu precizie de zecime de mb (pp - valoarea întreaga). 6 - cifra de control; RRR - cantitatea de precipitatii în mm; tR - timpul în care au cazut precipitatiile (1 - precipitatii în 6h; 2 - precipitatii în 12h). 7 - cifra de control; ww - fenomene meteo din momentul observatiei (00÷99) : 00...29 - fenomene fara precipitatii; 30...39 - furtuna de praf sau nisip (iarna - viscol) 40...49 - aer cetos , ceata 50...59 - burnita : ; ; ; 60...69 - ploaie : ; ; ; 70...79 - ninsoare (lapovita) : 80...89 - averse ; zapada ; ploaie 90...99 - fenomene electrice : WW - fenomene observate cu 3÷6 ore înainte. Fenomenele se codifica : W1 - cele mai apropiate de vremea observatiei ; W2 - cele mai îndepartate de vremea observatiei. Se folosesc cifre de cod de la 0 la 9 : 0 - cer senin ; 1 - cer variabil ; 2 - cer complet acoperit ; 3 - furtuna de praf sau nisip; 4 - ceata; 5 - burnita; 6 - ploaie; 7 - ninsoare; 8 - aversa; 9 - oraje. 8 - cifra de control; Nn - nebulozitatea norilor inferiori; CL - tipul de nori inferiori : 1,2,3 - Cumulus; 4,5 - Stratocumulus; 6,7 - Stratus; 8,9 - Cumulonimbus; 0 - nu sunt nori inferiori. CM - tipul de nori mijlocii : 0 - nu sunt nori mijlocii; 1 - Altostratus; 2 - Nimbostratus; 3÷9 - Altocumulus. CH - tipul de nori superiori : 0 - nu sunt nori superiori; 1÷4 - Cirrus; 5÷8 - Cirrostratus; 9 - Cirrocumulus. 9 - cifra de control (aceasta secventa se foloseste numai la statiile de coasta); TSTS - temperatura apei la suprafata (în grade întregi). Pentru temperaturi negative, se aduna valoarea absoluta a temperaturii cu 50 (de exemplu pentru -2°C se noteaza 52). S - starea marii, se noteaza cu cifre de la 0 la 9; V - vizibilitatea pe orizontala (se foloseste scara de la VV fara prima cifra). CODUL SHIP (BBXX) Este folosit pentru transmiterea datelor de la nave la coasta sau de la o nava la alta. YYGGiW 99LaLaLa QLoLoLoLo iRiXhVVNddff 1snTTT 2ssTdTdTd 4pppp 5appp 6RRRtR 7wwW1W2 8NnCLCMCH 222DSVS 0snTWTWTW 2PWPWHWHW 99 - cifra de control; LaLaLa - latitudinea punctului navei cu precizie de zecime de grad; N Q - octantul globului W 7 1 LoLoLoLo - longitudinea punctului navei 5 3 E S 222 - cifre de control; DS - directia navei în ultimele 3 ore : 0 - nava în deriva sau la ancora; 1 - NE; 2 - E; 3 - SE; 4 - S; 5 - SW; 6 - W; 7 - NW; 8 - N; 9 - diferite directii. VS - viteza navei în noduri : 0 - nava la ancora sau în deriva; 1 - 1÷5 Nd; 2 - 6÷10 Nd; 3 - 11÷15 Nd; 4 - 16÷20 Nd; 5 - 21÷25 Nd; 6 - 26÷30 Nd; 7 - 31÷35 Nd; 8 - 36÷40 Nd; 9 - mai mare de 40 Nd. 0 - cifra de control; sn - semnul temperaturii : 0 - (+); 1 - (-); TWTWTW - temperatura apei marii la suprafata cu precizie de zecime de grad; 2 - cifra de control; PWPW - perioada valurilor, în secunde; HWHW - înaltimea valurilor (în unitati de 0,5 m) : 00 - 0,25 m; 01 - 0,25÷0,75 m; 02 - 0,75÷1,25 m; 03 - 1,25÷1,75 m; etc. CODUL MAFOR (MAritime FORecast) YYG1G1 0AAAa 1GDFmW1 2VSTxTn 3DwPwHwHw YY - data zilei; G1G1 - ora de la care începe prognoza; 0 - cifra de control; AAA - indicativul zonei maritime; a - indicativul partii din zona; 1 - cifra de control; G - perioada de timp prognozata (0-momentul respectiv, 1- 3h, 2- 6h, 3- 9h, 4- 12h, 5- 18h, 6- 24h, 7- 48h, 8- 72h, 9- prevedere valabila ocazional); D - directia vântului (în puncte cardinale si intercardinale) (0-calm, 1- NE, 2- E, 3- SE, 4- S, 5- SW, 6- W, 7- NW, 8- N, 9- variabil); Fm - forta vântului în grade Beaufort (0- 0÷3 Bf, 1- 4 Bf, 2- 5 Bf, 3- 6 Bf, 4- 7 Bf, 5- 8 Bf, 6- 9 Bf, 7- 10 Bf, 8- 11 Bf, 9- 12 Bf); W1 - fenomenele prevazute : - 0 - vreme buna cu vizibilitate mai mare de 3 Mm; - 1 - posibila depunere de gheata pe corpul navei (t = 0÷ -5°C); - 2 - risc marit de depunere de gheata (t < -5°C); - 3 - ceata slaba cu vizibilitate pâna în 3 Mm; - 4 - ceata cu vizibilitate mai mica de 1/2 Mm; - 5 - burnita; - 6 - ploaie; - 7 - ninsoare sau lapovita; - 8 - vreme furtunoasa; - 9 - oraj (descarcari electrice). 2 - cifra de control; V - vizibilitate pe mare (0- <50 m, 1- 50÷200 m, 2- 200÷500 m, 3- 500÷1000 m, 4- 500÷1000 m, 5- 1÷2 Mm, 6- 2÷4 Mm, 7- 4÷10 Mm, 8- 10÷20 Mm, 9- > 20 Mm); S - starea marii : - 0 - calm plat; - 1 - usor încretita, cu valuri de 0÷0,1 m; - 2 - linistita, cu valuri mici, 0,1÷0,5 m; - 3 - usor agitata, cu valuri de 0,5÷1,25 m; - 4 - mare moderata, cu valuri de 1,25÷2,5 m; - 5 - mare agitata, cu valuri de 2,5÷4 m; - 6 - mare puternic agitata, cu valuri de 4÷6 m; - 7 - mare foarte agitata, cu valuri de 6÷9 m; - 8 - mare extrem de agitata, cu valuri de 9÷14 m; - 9 - mare dezlantuita, cu valuri de peste 14 m. TxTn - temperatura maxima si minima prevazuta (0- < -10°C, 1- -10°C÷-5°C, 2- -5°C÷-0,1°C, 3- 0°C, 4- 0,1°C÷5°C, 5- 5°C÷10°C, 6- 10°C÷20°C, 7- 20°C÷30°C, 8- >30°C, 9- temperatura nu este prognozata); 3 - cifra de control; Dw - directia valurilor de hula (codata la fel ca si directia vântului); Pw - perioada valurilor (0- 10s, 1- 11s, 2- 12s, 3- 13s, 4- 14s, 5- 5s, 6- 6s, 7- 7s, 8- 8s, 9- 9s); HwHw - înaltimea valurilor (în unitati de 0,5 m). CODUL IAC FLEET Este un cod prin intermediul caruia se transmit coordonatele centrilor barici ale fronturilor atmosferice, ale izobarelor, ale ciclonilor tropicali si ale fenomenelor ce se produc pe mare, date necesare pentru întocmirea hartilor meteorologice. Preambul : 10001 (sau 65556) 33300 0YYGcGc Secventa 0 : 99900 8PtPcPP LaLaLoLok...............mdsdsfsfs (grupa de miscare) Secventa 1 : 99911 66FtFiFc LaLaLoLok...............mdsdsfsfs Secventa 2 : 99922 44 PPP LaLaLoLok............... 10001 - indicarea faptului ca datele transmise reprezinta situatia reala; (65556) - pentru datele de prognoza; 33300 - modul de transmitere a coordonatelor elementelor din analiza. Pentru latitudine înseamna emisfera N. Pentru emisfera S - 33311. În aceste conditii LaLa - reprezinta latitudinea în grade întregi, LoLo - longitudinea în grade întregi, k - ce fel de longitudine este Când k are cifrele 0, 1, 2, 3, 4 , longitudinea este între 00°÷99° E sau 100°÷180° W. Când k are cifrele 5, 6, 7, 8, 9 , longitudinea este între 00°÷99° W sau 100°÷180° E. 33388 QLaLaLoLo - este mai rar folosita (Q - octantul globului). 0 - cifra de control; YY - data zilei; GcGc - ora observatiei. Secventa 0 - cuprinde sistemele barice 99900 - cifre de control ale secventei; 8 - cifra de control; Pt - tipul sistemului baric : - 0 - depresiune barica policentrica; - 1 - depresiune; - 2 - depresiune barica secundara; - 3 - talveg depresionar; - 4 - unda frontala; - 5 - anticiclon; - 6 - câmp baric fara gradient de presiune; - 7 - dorsala anticiclonica; - 8 - sa barica; - 9 - ciclon tropical. Pc - caracteristica sistemului baric : - 0 - fara semnificatie; - 1 - umplerea depresiunii sau slabirea anticiclonului; - 2 - schimbare redusa; - 3 - adâncirea depresiunii sau amplificarea anticiclonului; - 4 - evolutie complexa; - 5 - se presupune prezenta ciclogenezei; - 6 - umplerea depresiunii sau distrugerea anticiclonului; - 7 - cresterea generala a presiunii; - 8 - scaderea generala a presiunii; - 9 - caracter nesigur. PP - valoarea presiunii centrului baric exprimata în mb si valori întregi; m - caracterul deplasarii : - 0 - fara semnificatie; - 1 - stationar; - 2 - schimbare redusa; - 3 - devine usor mobil; - 4 - încetineste deplasarea; - 5 - se deplaseaza la stânga; - 6 - se redreseaza; - 7 - se accelereaza; - 8 - se deplaseaza la dreapta; - 9 - se presupune deplasarea. dsds - directia de deplasare în zeci de grade (se noteaza cu cifre de la 00 la 36); fsfs - viteza deplasarii - în noduri. Secventa 1 99911 - cifre de control; 66 - cifre de control; Ft - tipul frontului : - 0 - front cvasistationar; - 1 - front cvasistationar de altitudine; - 2 - front cald de suprafata; - 3 - front cald de altitudine; - 4 - front rece de suprafata; - 5 - front rece de altitudine; - 6 - front oclus; - 7 - linie de instabilitate; - 8 - front intertropical; - 9 - linie de convergenta. Fi - activitatea frontului : - 0 - fara semnificatie; - 1 - slab exprimat, în diminuare; - 2 - slab exprimat, nu îsi schimba intensitatea; - 3 - slab exprimat care se activeaza; - 4 - moderat exprimat, în diminuare; - 5 - moderat si nu îsi schimba intensitatea; - 6 - moderat care se activeaza; - 7 - puternic în diminuare; - 8 - puternic, nu îsi schimba intensitatea; - 9 - puternic care se activeaza. Fc - caracterul frontului : - 0 - fara semnificatie; - 1 - zona activitatii frontului în diminuare; - 2 - zona activitatii frontului se schimba putin; - 3 - zona activitatii frontului se dezvolta; - 4 - cu caracter intertropical; - 5 - se presupune formarea unui front; - 6 - cu caracter cvasistationar; - 7 - cu caracter ondulat; - 8 - cu caracter difuz; - 9 - cu caracter nesigur. Secventa 2 99922 - cifre de control; 44 - cifre de control; PPP - valoarea izobarei în mb. MESAJE METEO ÎN CLAR Transmisiile în limba engleza sunt : - de tip SEMET; - meteorologice combinate. Mesajele meteo combinate se transmit de catre statiile de coasta în limba engleza si sunt formate din trei parti : * avertisment de furtuna (NO GALE); * situatia meteo din zona în momentul respectiv; * prognoza pentru urmatoarele 24 h. Codul SEMET transmite într-o ordine prestabilita caracteristicile unor fenomene meteo si hidrologice, în limba engleza de la nave. Ordinea în care apar elementele în mesaj este : 1) pozitia navei; 2) directia si viteza vântului; 3) vizibilitatea în Mm; 4) fenomene meteo din momentul observatiei; 5) fenomene meteo observate cu trei ore înainte; 6) presiunea atmosferica; 7) temperatura aerului; 8) lungimea, înaltimea si directia valurilor de hula sau de vânt. Adnotari : 1. 10°N - 30°W (one zero n three zero w) 2. directia si viteza vântului se transmit în coordonate cardinale si intercardinale scrise în întregime. Viteza vântului se exprima în grade Beaufort sau cu valoarea lui în noduri. 3. pentru vizibilitate se folosesc anumite denumiri : - pentru vizibilitate mai mica de 1 Mm, valoarea se da în yarzi - pentru vizibilitate 1÷2 Mm, se foloseste "one" ; - pentru vizibilitate 2÷5 Mm, se foloseste "two" ; - pentru vizibilitate 5÷10 Mm, se foloseste "five" ; - pentru vizibilitate mai mare de 10 Mm se foloseste "ten" ; 4. pentru fenomenele meteo se folosesc anumiti termeni : - vreme frumoasa, cu vizibilitate mai mare de 2 Mm si cu nebulozitate de pâna la 2/8 - se foloseste "fine" ; - pentru cer acoperit între 3/8 si 6/8 - "fair' - nebulozitate moderata; - pentru cer acoperit între 6/8 si 7/8 - "cloudy" ; - pentru 8/8 - "overcast" - cer acoperit complet; - pentru vizibilitatea mai mica de 2 Mm : "fog" - ceata; "mist" - ceata slaba; "haze"; - "rain" - ploaie; "drizzle" - burnita; "snow" - zapada; "sleet" - lapovita; "showers" - averse; - "thunder" - fulger; "storm" - furtuna puternica; "gale" - furtuna; - "blue sky" - cer senin; "lighting" - vreme cu fulgere; "dew" - roua. 6. se transmit ultimele doua cifre ale valorii presiunii exprimata în mb : "one two" = 1012 mb "seven five" = 975 mb. 7. temperatura se transmite în valori întregi si este exprimata în grade Celsius. 8. lungimea valurilor se exprima în picioare (feet) : - valuri cu lungime mai mica de 300 ft - "short" - valuri cu lungime între 300÷600 ft - "average" - valuri cu lungime mai mare de 600 ft - "long" înaltimea valurilor se exprima tot în picioare : - valuri cu înaltimea de 0÷7 ft - "low" - valuri cu înaltimea de 7÷13 ft - "medium" - valuri cu înaltimea mai mare de 13 ft - "heavy" Uneori în loc de elementele valurilor, se transmite starea de agitatie a marii : - "slight" - usor agitata; - "moderate" - moderat agitata; - "rough" - agitata' - "very rough" - foarte agitata. Un exemplu de astfel de mesaj îl constituie urmatorul : four four n one five w north zero six two overcast rain ten one two average medium north care înseamna : pozitia navei - 44°N; 15°W; directia vântului - N; viteza vântului - 6 Nd vizibilitate între 2÷5 Mm; fenomenul constatat - ploaie; presiunea atmosferica - 1012mb temperatura aerului - 12°C; lungimea valurilor - medie; înaltimea valurilor - medie; directia valurilor - nord. În Atlanticul de nord si în Pacificul de nord, în anumite puncte se gasesc nave meteorologice care au misiunea de efectua observatii meteo permanente si care participa la operatii de cautare si salvare SAR. Mai executa de asemenea si observatii hidrologice de temperatura, salinitate, curenti si valuri. În Atlantic sunt 5 nave având indicativele : alfa, undia, kilo, mike si juliet. În Pacific exista o singura nava cu indicativul papa. Fiecare nava acopera o suprafata de 210 Mm2. Aceste nave sunt asigurate de Marea Britanie, Franta, Olanda, Belgia, Norvegia, Suedia pentru Atlantic si Canada pentru Pacific. Aceste nave îsi pastreaza pozitia iar în caz de apel de sinistru îsi anunta intentia de deplasare prin radio. Harta sinoptica. Întocmire. Analiza si prognoza meteo Harta sinoptica se întocmeste pe baza observatiilor sinoptice din 6 în 6 ore pornind de la ora 0000 UTC, în functie de fusele orare ale fiecarei tari (pentru România se întocmesc la orele 200, 800, 1400 si 2000). Pentru Europa se fac patru harti. Etapele alcatuirii hartii sinoptice : 1. receptionarea mesajului meteo codificat si decodificarea lui; 2. înscrierea pe harta în dreptul statiilor a valorilor sau fenomenelor meteo cu ajutorul schemei Bjerknes; CH dd ff TTT CM VVww pppp TdTdTd appp NnCL W1W2 TWTWTW HW/PW VS DS Exemplu în codul SHIP : 99085 70141 34896 80108 10226 20217 40110 57012 99LaLaLa QLoLoLoLo iRiXhVV Nddff 1snTTT 2ssTdTdTd 4pppp 5appp 70320 22232 00187 20602 7wwW1W2 222DSVS 0snTWTWTW 2PWPWHWHW 226 110 96 03 -12 \ \ - scadere de presiune 217 8 187 06 / 02 2 3. se coloreaza zonele cu precipitatii : - ploaie - verde deschis; - ninsoare - verde închis; - ceata - galben; - averse si fulgere izolate - rosu. 4. identificarea maselor de aer se face în functie de : - gradul de acoperire al cerului cu nori; - tipul norilor; - tipul precipitatiilor; - temperatura aerului. Se noteaza pe harta cu initialele cunoscute : M - maritima; C - continentala; A - antarctica, arctica; P - polara; T - tropicala; E - ecuatoriala. 5. trasarea izobarelor - se traseaza prin interpolare la echidistante de 4 mb sau 5 mb. La trasarea lor se tine cont ca valoarea se noteaza la ambele capete daca izobara este deschisa. Daca aceasta este închisa, se va întrerupe în dreptul cel mai apropiat si se va trece valoarea. Distanta dintre izobare este mai mica la viteze mari ale vântului si mai mare la viteze mai mici ale vântului. Daca valoarea izobarelor creste spre centru înseamna ca avem de-a face cu un anticiclon, iar daca scade avem de-a face cu o depresiune. 1018 1018 1018 Devierea dintre vectorul vânt si orientarea izobarelor este spre dreapta în emisfera nordica si spre stânga în emisfera sudica. Izobarele trebuie sa aiba putine sinuozitati. Se traseaza si traiectoria de deplasare a centrului baric printr-o sageata, iar în vârful sagetii se trece valoarea exprimata în km/h. 6. trasarea izobarelor - a liniilor cu aceeasi valoare a tendintei presiunii Acestea se traseaza din mb în mb, având în centru valoarea cea mai mare. 7. stabilirea pozitiei fronturilor atmosferice: În zona fronturilor se observa schimbari bruste ale fenomenelor meteo: - diferente de temperatura de 4÷5°C pe 500 km; - convergenta curentilor de aer; - sistemele noroase caracteristice; - izobarele se curbeaza puternic de-a lungul liniei frontale; - la frontul cald se observa o scadere a presiunii, o tendinta barica vegetativa în fata frontului si cresterea presiunii în spatele frontului; - sunt caracteristice fronturilor numai depresiunile extratropicale (la latitudini medii); - fiecarui tip de front îi corespunde o anumita nebulozitate si un anumit tip de precipitatii. Prognoza meteorologica Prognoza meteorologica este o operatiune complexa de stabilire a caracteristicilor elementelor hidrometeorologice pe un anumit interval de timp. Întocmirea prognozei depinde de urmarirea în timp si în mod sistematic a informatiilor meteo transmise, de calitatea si cantitatea mesajelor receptionate. Este necesar sa se cunoasca legile dupa care se desfasoara procesele fizice din atmosfera, sa se cunoasca informatia hidrometeorologica codificata si sa se decodifice mesajele si hartile sinoptice. La nave informatia se primeste în clar, codificat sau prin NAVTEX. Prima faza a întocmirii unei prognoze este stabilirea corelatiilor între perioada actuala si cea anterioara, tinându-se cont de natura suprafetei active, influentele fizico-geografice ale regiunii, pornind de la principiul ca cel putin în urmatoarele 24 de ore, fenomenele vor avea aproximativ acelasi aspect, cu mici modificari. Prognoza câmpului baric Se considera ca centrii barici în perioada de prognoza se vor deplasa cu aceeasi viteza si orientare ca în perioada anterioara. Depresiunile cu izobare alungite, se vor deplasa în directia axei mari a depresiunii. Depresiunile în stadiul de umplere, au tendinta de a devia spre stânga, micsorându-si viteza. Când o depresiune sau un anticiclon îsi intensifica activitatea, viteza lor de deplasare creste de obicei în linie dreapta. Devierea traiectoriei depresiunii se produce atunci când aceasta se apropie de un anticiclon stationar. Centrii barici cu izobare circulare, se deplaseaza în directia centrului de minima tendinta barica cu devieri la stânga pentru depresiuni si la dreapta pentru anticicloni în emisfera nordica. Centrii barici ramân stationari daca tendintele barice din jur sunt aproximativ egale. Formarea unui nucleu de scadere a depresiunii în punctul de ocluzie, indica o posibila regenerare a depresiunii. Centrii barici cu axa verticala sunt usor mobili si se destrama usor. În general, deplasarea centrilor barici la sol reprezinta 0,7 din viteza vântului caracteristic. Prevederea vântului Prevederea vântului depinde de câmpul baric si evolutia sa. Vântul are directia spre presiunea coborâta, divergent la anticicloni si convergent la depresiuni. La apropierea unei depresiuni sau a unui front, viteza vântului creste. De asemenea, la slabirea sau umplerea unei depresiuni viteza vântului creste. Slabirea vântului se produce în partea centrala a unui anticiclon sau în saua barica. Intensificarea vântului, mai ales în rafale cu tendinte de rotire, precede înrautatirea vremii. Daca în urma ploilor vântul se intensifica, se va produce o înrautatire de durata a vremii. Intensificarea si rotirea vântului în sens invers acelor de ceasornic, înseamna ca prin stânga punctului considerat va trece un ciclon (în emisfera nordica). Vremea ramâne frumoasa daca dupa amiaza se porneste un vânt slab. Nebulozitatea Trebuie sa se tina cont de turbulenta maselor de aer, de convectia termica, de umiditatea aerului si de stabilitatea si instabilitatea verticala. O masa de aer instabila calda ce se deplaseaza peste o suprafata rece, va determina o nebulozitate de tip stratiform. Nebulozitatea ridicata, cu nori cu dezvoltare pe verticala, se produce la încalzirea puternica a stratului inferior. Nebulozitate compacta da frontul cald, frontul rece de ordinul 1 si cel oclus. La frontul rece de ordinul 2, nebulozitatea este doar pe o fâsie îngusta cu dezvoltare mare pe verticala. Deplasarea fronturilor cu viteza redusa, determina largirea zonei acoperite. Nebulozitatea slaba si variabila se întâlneste în sectorul cald al depresiunii si la periferia anticiclonilor. Cea mai scazuta nebulozitate, este caracteristica zonelor centrale ale anticiclonilor. 0,1,2,3,4 - longitudine cuprinsa între 0°÷99°E sau 100°÷180°W 5,6,7,8,9 - longitudine cuprinsa între 0°÷99°W sau 100°÷180°E §.10 OCEANOGRAFIA. RELIEFUL SUBMARIN Oceanografia (sau hidrologia marina) se ocupa cu proprietatile fizico-chimice si cu dinamica apelor oceanului planetar. Oceanografia are trei ramuri : - oceanografia fizica; - oceanografia chimica; - oceanografia biologica. Ca metode de cercetare, pe lânga cele clasice, se folosesc metodele moderne cum sunt : metodele seismice, magnetometria, gravimetria. Oceanul planetar are trei caracteristici : - are forma de geoid; - alta caracteristica este continuitatea - din orice punct daca plecam, se poate ajunge în acelasi punct calatorind numai pe mare; - are o influenta deosebita asupra climatului uscatului. Oceanul planetar ocupa o suprafata de 361 mil.km2, reprezentând 71% din suprafata planetei. Oceanul planetar este inegal repartizat pe cele doua emisfere. În emisfera nordica sau emisfera continentala, oceanul ocupa doar 60,7% din suprafata emisferei, pe când în emisfera sudica, numita si emisfera oceanica, ocupa 81% din suprafata emisferei. Oceanul planetar are un rol triplu : * asigura echilibrul natural al Pamântului; * este o sursa de materii prime si de energie; * este o sursa de hrana pentru populatia globului. Adâncimea medie a oceanului planetar este de 3729 m. 1,2% din adâncimi sunt peste 6000 m, 75,9% din adâncimi sunt între 3000 si 6000 m, iar 22,9% din adâncimi sunt mai mici de 3000 m. Formarea oceanelor este dezbatuta în câteva teorii fundamentale : * Teoria deplasarii continentelor; * Expansiunea fundului oceanic - 1962; * Ipoteza placilor tectonice - 1968 (acceptata de majoritatea savantilor). Aceasta ipoteza are la baza faptul ca fundul oceanului si al pamântului se afla asezat pe 6 placi principale si multiple "microplaci" si placi secundare. În România exista 4 microplaci. Oceanele pot fi împartite în 4 zone daca se pleaca de la tarm spre larg : I zona litorala II zona platformei continentale (shelf) 200 m III zona povârnisului continental 3500 m IV zona batiala 1. Zona litorala - ocupa 0,4% din suprafata oceanului planetar. Este zona de legatura dintre apa si uscat. Suporta permanent modificari datorita valurilor, mareelor, curentilor, microorganismelor marine si omului; 2. Zona platformei continentale (shelf) - este zona cuprinsa între 0 si 200 de metri adâncime. Are înclinare mica (3°÷5°), latimea medie fiind în jur de 60 km, iar latimea maxima în jur de 1500 km. Aceasta zona are latimi mari în preajma tarmurilor joase si poate lipsi în apropierea tarmurilor înalte. Este cea mai importanta parte a oceanului planetar datorita existentei materiilor prime (carbune, petrol, gaze naturale) si datorita faptului ca aici se dezvolta viata marina; 3. Zona povârnisului (taluz) - este considerata marginea continentelor. Are o înclinare mare (pâna la 25°) ocupând 15% din suprafata oceanului planetar. Principalele forme de relief sunt vaile longitudinale sub forma de canioane. Explicatia existentei acestor vai poate fi urmatoarea : - ori sunt foste vai ale unor râuri; - ori s-au format prin prabusirea aluviunilor. 4. Zona batiala - ocupa 76,6% din suprafata oceanului planetar. Are cele mai diverse forme de relief, si anume : dorsale muntoase a caror lungime depaseste 80000 km, praguri submarine, platouri, munti vulcanici, gropi abisale. Dorsalele muntoase - sunt lanturi cu pozitie centrala sau periferica. Unele dorsale au pe mijloc o vale adânca de 2000÷3000 m, numita vale de rift, foarte activa vulcanic si seismic. În unele parti, dorsalele ajung la suprafata dând nastere la niste insule. Depresiunile submarine (câmpiile abisale) - se gasesc la 5000÷6000 m, ocupând suprafete foarte mari. Au suprafata neteda cu foarte putine sedimente. Pragurile submarine - despart depresiunile, fiind zone plate si înalte. Pot ajunge la suprafata, dând nastere la insule. Muntii vulcanici - au forma circulara cu cratere de pâna la 10 km diametru. Se pot afla sub apa, deasupra apei sau la nivelul apei. Gropile abisale - sunt zone a caror adâncime depaseste 6000 m, având forma unui sant cu peretii abrupti. "Groapa Marianelor" are peste 11000 m adâncime, "Groapa Aleutinelor" are 3000 km lungime fiind cea mai lunga groapa, "Groapa Curilelor" are o latime de peste 350 km. Gropile sunt foarte active din punct de vedere seismic si vulcanic, în Oceanul Pacific formând "Cercul de foc al Pacificului". §.11 OCEANE SI MARI Oceanul Atlantic Oceanul Atlantic ocupa o suprafata de 93 mil.km2 împreuna cu marile marginase. Ca amplasare, el este situat între Europa, Africa, America de Nord si America de Sud. Legatura cu celelalte oceane este conventionala : - de Oceanul Indian se delimiteaza de-a lungul meridianului de 21°E, ce trece prin Capul Acelor; - de Oceanul Pacific se delimiteaza prin Str.Drake (între Capul Horn si Antartida); - de Oceanul Înghetat se delimiteaza printr-o linie conventional trasata pe lânga Ins.Stadt, Ins.Shatland, Islanda si localitatea Ĺngmagsalik (Groenlanda). De-a lungul acestei linii conventionale se gasesc o serie de praguri submarine, deasupra carora adâncimea este de 400÷600 m. Oceanul are forma unui S deschis. În partea centrala, de la 55°N si pâna la 53°S, se gaseste o dorsala muntoasa, numita dorsala medioatlantica. În partea centrala a acestei dorsale se gaseste o vale, numita vale de rift, care este foarte activa din punct de vedere seismic. În unele zone, dorsala ajunge la suprafata apei sub forma unor insule : Flőes-Corvo (în emisfera nordica) si Tristan da Cuńha (în emisfera sudica). Aceasta dorsala desparte bazinul oceanului în doua cuvete : în vest se gaseste Depresiunea americano-canadiana, iar în sud Depresiunea Braziliei si Argentinei despartite de un prag numit Rio Grande. În est se gaseste Depresiunea africano-europeana, Depresiunea Angolei si Depresiunea Capului, ultimele doua fiind despartite prin dorsala balenelor (ce este o ramificatie din dorsala principala). În Atlantic nu se gasesc vulcani submarini si nici insule coraligene. Se întâlnesc doar trei gropi abisale : - Groapa Puerto-Rico - cu cea mai mare adâncime - 9218 m; - Groapa Sandwich de Sud - 8858 m; - Groapa Romanche - situata exact pe Ecuatorul terestru, în partea centrala a oceanului - 7728 m. Acest ocean are insule putine fata de Oceanul Pacific : Anglia, Irlanda, Islanda, Terra Nova (Newfoundland), Antilele Mari si Mici, Arhip.Malvine, Foulkland, Azore, Arhip.Canare, Arhip.Capul Verde, Sf.Elena, Arhip.Tristan da Cuńha, Shetland de Sud si Sandwich de Sud. Marile ce apartin acestui ocean, sunt : * Marea Baltica - între Suedia, Finlanda, Danemarca si Germania. Este mare de platforma continentala, cu adâncimea maxima de 140 m, si având salinitatea cea mai mica - 4‰. Este acoperita cu gheata în iernile aspre datorita salinitatii. Din Marea Baltica se poate iesi prin Canalul Kiel sau Str.Skaterak si Str.Skagerak; * Marea Nordului - este cuprinsa între Anglia, Pen.Scandinavica si Belgia, Olanda, Danemarca. Este o mare mai adânca - 3600 m - cu maree puternice pe tarmul european (francez mai ales). Are câteva domuri submarine în care se gaseste petrol si gaze naturale. În partea de SE a Angliei se afla un banc petrolifer cu înaltimea de 16 m; * Marea Mânecii (Canalul Mânecii) - se gaseste între Marea Britanie si teritoriul Frantei. Latimea minima este de 33 km în dreptul orasului francez Calais. Este zona cea mai aglomerata din punctul de vedere al traficului maritim si cu cele mai vitrege conditii meteorologice. În scopul separarii traficului si prevenirii coliziunilor, zona este balizata. * Golful Biscaya (Gasconiei) - este foarte adânc în zona centrala - 5000 m. Este zona de actiune a vânturilor de vest, fiind o zona foarte vitrega pentru navigatie; * Marea Mediterana - are legatura cu oceanul prin Str.Gibraltar. Suprafata ocupata este de aproximativ 2,5 mil.km2. Este o mare subtropicala, cu salinitate mare - 33‰ în vest, si pâna la 39‰ în est. Este marea cea mai albastra. Din Mediterana, prin Str.Dardanele si Bosfor se intra în Marea Neagra, ce are o suprafata de 412.000 km2 plus înca 50 km2 ai Marii Azov. Este mare închisa (salmastra) cu salinitate foarte mica. Prin Str.Kerci se intra în Marea Azov, ce are adâncime mica; * Golful Guineea - larg deschis; * Marea Antilelor Meridionale - în partea de sud a Oceanului Atlantic; * Marea Caraibelor - spre nord, între America de Sud, America Centrala si Antilele Mari. Are trei bancuri petrolifere la mica adâncime în apropierea coastei Venezuelei; * Golful Mexic - este cuprins între S.U.A., Mexic si Cuba. Este foarte adânc în centru, în partea de nord comatându-se (uscatul intra în mare) datorita aluviunilor aduse si depuse la gura de varsare de fluviul Mississippi; * Golful Sf.Laurentiu - este format la gura de varsare a fluviului cu acelasi nume din Canada. Este o zona care îngheata în perioada de iarna (5 luni pe an nu se naviga în aceasta zona). Oceanul Pacific Împreuna cu marile adiacente ocupa o suprafata de 180 mil.km2. Se afla situat între America de Nord, America de Sud, Asia si Australia. Legatura cu Atlanticul se realizeaza prin Str.Drake, iar cu Oceanul Indian pe o linie la nord de Indonezia, la est de Australia si la sud de Insula Tasmania. Este oceanul cu cele mai multe gropi abisale care se întind în apropierea tarmului, exceptie facând zona de vest a S.U.A. si Canadei. Groapa Marianelor este cea mai adânca groapa abisala - 11.021 m, urmata fiind de Groapa Tonga - 10.800 m, Gr.Filipinelor, Gr.Curile, Gr.Aleutinelor, Gr. Guatemalei. În Oc. Pacific se gasesc cele mai multe insule coraligene, ca pozitionare fiind cuprinse între latitudinile de 20°N÷20°S (în zona calda); 1400 de insule coraligene sunt de tip guyot (de tip atoli). 50% din suprafata fundului oceanic este sub forma de dealuri submarine (înaltimi cu pante foarte line). În partea de mijloc, fundul oceanului este stâncos. Insulele care apartin oceanului, sunt : Arhip.Aleutine, Ins.Curile, Ins.Sahalin, Arhip.Japoniei, Ins.Taiwan, Arhip.Filipine, Arhip.Indoneziei (Ins.Sumatera, Jawa, Borneo, Celedes-Malibu), Melanezia, Micronezia si Polinezia. Trei grupari de insule în partea centrala Noua Zeelanda si Tasmania în sudul Australiei. Ins.Galapagos în apropiere de America de Sud, iar în largul oceanului, mai la nord de Ecuator - Insula Hawaii - al 51-lea stat al S.U.A. Marile ce apartin de ocean, sunt : * Marea Bering - în nord, are acelasi nume cu strâmtoarea ce desparte Oceanul Pacific de Oceanul Arctic. Este o mare putin adânca si mai tot timpul înghetata; * Marea Ohotsk - reprezinta un intrând; * Marea Japoniei - între Japonia, China si Coreea; * Marea Galbena - un intrând, cu adâncimea maxima de 40 m. Denumirea i se datoreaza culorii galbene cauzata de aluviunile de löess transportate de fluviul Huang He; * Marea Chinei de Sud, Marea Chinei de Est; * Str.Alaska. Oceanul Indian Ocupa o suprafata de 75 mil.km2, împreuna cu marile adiacente. Este pozitionat în sudul Asiei, marginit de Africa si Australia. Nu are deschidere la nord. Este cel mai cald si cel mai putin cunoscut ocean. Se cunosc însa trei dorsale asezate sub forma literei Y, într-o forma mai stilizata. 20°S Este cunoscuta doar Groapa Jawei (abisala) - 7450 m. În rest sunt adâncimi mari dar sub forma întinsa. Insulele ce apartin acestui ocean, sunt : Ins. Madagascar, Sri Lanka (Vechiul Ceilon), Ins.Andomane si Nicobare, insule ce sunt coraligene. La NE de Ins. Madagascar, se gasesc toate tipurile de insule (si continentale, si vulcanice, si coraligene) : Ins.Seychelles (vulcanice), Ins. Mauritius si Reunion, ce apartin Arhip.Mascarene. Ca o caracteristica a acestei zone - tot timpul este cald si ploua, si este liniste. Marile adiacente oceanului, sunt : * Marea Rosie - se afla situata între Africa si Pen.Arabica. Este o mare de prabusire, foarte adânca - 3500÷4000 m. Una dintre cel mai sarate mari - 40‰ salinitatea. Contine arhipelaguri coraligene în sud. Navele se deplaseaza pe rute bine stabilite si la dus, spre ocean si la întors, catre Marea Mediterana. În aceasta zona se observa fenomenul de refractie multipla, în care obiecte foarte apropiate se observa foarte departe. În zona actioneaza doi curenti - unul de suprafata si altul de adâncime, pe perioada iernii, vara mai aparând un curent de densitate. Culoarea se datoreaza unor alge de culoare rosie din apropierea tarmului; * Marea Arabiei - este o mare adânca; de 9 ori pe an se formeaza cicloni tropicali. Din aceasta mare, prin Str.Ormuz se intra în Golful Persic. Salinitatea în acest golf este de 42‰, salinitate record pe glob. Adâncimea este mica, iar sub ocean se gasesc importante zacaminte de petrol; * Golful Bengal - în estul Indiei; în el se varsa fluviul Gange. Oceanul Înghetat Ocupa o suprafata de 13 mil.km2. Se afla situat în nordul Americii de Nord, Europei si Asiei. Are o forma aproximativ circulara, fiind acoperit cu gheata aproape tot anul. Relieful submarin este foarte putin cunoscut, 5400 m fiind adâncimea maxima cunoscuta. Marea Barents, Marea Alba (ca un fel de golf, înghetata mai tot timpul anului), Marea Kara, M.Loctef, M. Siberiei Orientale, M.Bofor sunt mari ce apartin de Oc. Înghetat. §.12 DINAMICA APELOR OCEANICE Asupra apelor oceanice actioneaza o multitudine de factori care determina modificarea nivelului apelor. Cei mai importanti factori sunt : miscarile tectonice, factorii hidrometeorologici si factorii cosmici. Actiunea combinata a acestora, determina oscilatii ale nivelului, oscilatii ce se împart în trei grupe : - oscilatii variabile de tip progresiv (miscari seculare) - pot fi pozitive sau negative; - oscilatii periodice - determinate de influenta Lunii si a Soarelui; - oscilatii neperiodice - determinate de factorii meteorologici mai ales. Miscarile periodice (Mareele) Miscarile periodice ale apelor oceanice sunt reprezentate de maree. Datorita atractiei Lunii si a Soarelui, fiecare particula de apa se deplaseaza pe o orbita eliptica. Mareele sunt reprezentate printr-o miscare de înaltare a apei denumita flux (maree înalta) si o miscare de coborâre numita reflux (maree joasa). În largul oceanului, fluxul înseamna cresterea nivelului iar refluxul, scaderea nivelului. La tarmurile joase se manifesta prin înaintarea pe uscat a apei, la flux, si prin retragerea apei la reflux. În larg, nivelul apei creste cu 2÷3 m, fiind practic insesizabil de catre navele în mars, pe când la tarm (mai ales la cele înalte) în anumite regiuni, nivelul poate creste pâna la 19,6m. Dintre cei doi factori generatori, Luna si Soarele, atractia cea mai puternica o are Luna, care este mai aproape de Pamânt. Principalele elemente de maree sunt : t-perioada maree înalta amplitudine înaltimea mareei înalte nivel mediu maree joasa înaltimea mareei joase nivelul 0 al hartii Perioada este intervalul de timp dintre doua maree înalte (joase) succesive. Durata este jumatatea perioadei, si reprezinta intervalul de timp dintre mareea înalta si cea joasa. Amplitudinea, durata si înaltimea sunt elementele care variaza cel mai mult dintre toate, cel mai important fiind amplitudinea. Aceasta variaza în functie de fazele Lunii, declinatia astrilor si distanta de la Pamânt la cei doi astri. Variatia în functie de fazele Lunii Când cei trei astri se afla la conjunctie (Luna noua) sau în opozitie (Luna plina), deci Luna se afla la sizigii, unei maree înalte produse de Luna îi corespunde o maree înalta solara. Din compunerea acestora va rezulta o maree de amplitudine maxima, numita maree de sizigii (maree vie). La cuadratura, când Pamântul, Luna si Soarele formeaza un unghi drept, la primul si al doilea patrar, unei maree înalte produsa de Luna, îi corespunde o maree joasa produsa de Soare. Va rezulta o maree de amplitudine minima, numita maree de cuadratura (apa moarta). Amplitudinea scade de la luna noua la primul patrar si între luna plina si al doilea patrar, si creste progresiv între primul patrar si luna plina si de la ultimul patrar la luna noua. Variatia în functie de declinatia astrilor Când declinatia unui astru este egala cu zero, axa mare a elipsoidului de maree se suprapune peste planul ecuatorului ceresc. Astfel, vom avea maree de amplitudini egale la aceleasi latitudini. Când declinatia este diferita de zero, la ecuator si la poli mareele au aceeasi amplitudine, dar de la ecuator inegalitatea creste pâna la latitudinea a carei valoare este egala cu declinatia. Variatia în functie de distanta dintre Pamânt si cei doi astri La perigeu, amplitudinea este mai mare cu 40% decât la apogeu. La periheliu, amplitudinea este mai mare cu 10% decât la afeliu. În 24h50m, în majoritatea zonelor de pe glob se produc doua maree înalte si doua maree joase, cu o perioada de 12h25m. În functie de înaltimea mareelor, amplitudine si durata, se face clasificarea mareelor : * maree semidiurne regulate - au doua fluxuri si doua refluxuri de amplitudini egale. Sunt caracteristice în vestul Europei si estul Americii de Nord; * maree semidiurne neregulate - tot cu doua maree înalte si doua maree joase, dar de amplitudini inegale, în functie de declinatia Lunii; * maree diurne - sunt formate dintr-o singura maree înalta si una joasa, datorita influentei majore a Soarelui, determinate de inegalitatile diurne, sub influenta declinatiei astrilor. Astfel de maree au loc în Golfurile Mexic, Persic, Aden; * maree mixte - la declinatii mici ale Lunii se produc doua maree înalte si doua mare joase, iar la declinatii mari al Lunii se produc o maree înalta si o maree joasa. Aceste maree se produc în Australia, E si SE Asie si în insulele pacifice; Un alt tip de maree sunt mareele fluviale. Acestea se produc la patrunderea undei mareice pe gura de varsare a unor râuri sau fluvii. Patrundere undei mareice determina forma gurii de varsare (ca o pâlnie). Aceasta unda produce un zgomot infernal la înaintare, având aspectul unei bare, cu partea frontala abrupta si spumegând (întoarcere unei parti a apei fluviale în amonte). Acest fenomen se numeste proroca (Amazon), bora (Tamisa), mascaret (Sena). Unda mareica are o înaltime de 8 m, o viteza de aproximativ 22 Nd si patrunde în interior pe o distanta de pâna la 250 Mm, zgomotul produs fiind caracteristic. Pe Tamisa, unda are înaltimea de 3 m, si patrunde 100 km, pâna la Londra. Pe Huang He, are o înaltime de 4 m, 15 Nd viteza si patrund 350 km în interior. Pe Gange, are o înaltime de 3 m, si patrunde 160 km în interior. Amplitudinea mareelor este maxima la intrarea pe fluviu si scade spre amonte, datorita pierderii energiei prin frecarea de mal si de fundul albiei, dar si datorita curentului fluvial. Fenomenul mareic se produce la anumite ore, în diferite puncte ale oceanului. În acest scop s-au construit harti cu izolinii numite linii cotidiale care reprezinta punctele în care mareea se produce la aceeasi ora. Pe aceste harti sunt trecute si punctele amfidronice catre care se îndreapta unda (valul) mareic într-o anumita zona. Astfel, în M. Nordului exista trei astfel de puncte. Mareea înalta sau joasa nu se produc întotdeauna când Luna se gaseste deasupra meridianului locului. Se pot produce mai înainte sau mai târziu, de la câteva ore la câteva zile. Aceasta întârziere fata de momentul astronomic se numeste vârsta mareei. În Golful Rio de La Plata, se semnaleaza o întârziere de 2 zile fata de momentul actual. Cele mai puternice maree se formeaza în NE Americii de Nord, la B.Fundy în apropiere de Golful Sf.Laurentiu, unde se înregistreaza valori de 19,6 m. Valori mari al mareelor se înregistreaza si în M. Alba - 16,8 m, în SE Americii de Sud (în Argentina) - 14,2 m, pe coastele Frantei - 9÷12 m, pe coastele de SE ale Angliei - 6÷9 m. În Franta se gasesc doua dintre primele centrale mareice construite în lume : Rance si Mont St.Michel, cu turbine rotative în ambele sensuri. Mareea teoretica este acea maree care s-ar produce datorita unor multiple forte, în cazul unui Pamânt ipotetic, sferic si complet acoperit cu apa. Mareea efectiva este mareea influentata de distributia inegala a apei si uscatului, de adâncimea diferita, de forma reliefului submarin si de configuratia coastei. Cele mai apropiate maree de cele teoretice se produc între 50°S si coastele Antartidei. Consecintele mareelor sunt : - actiune de modificare a tarmului, datorita variatiilor de nivel si curentilor pe care îi provoaca; - rol de igienizare a unor zone semiînchise - cum ar fi de exemplu laguna Venetiei; - energia electrica obtinuta, prin centralele mareo-motrice - 27 de centrale; - pentru navigatie, faciliteaza intrarea în porturi a navelor cu pescaj mare : Rotterdam, Hamburg, Londra. Valurile Valurile sunt miscari neperiodice ale apei oceanice în care fiecare particula descrie o orbita circulara; deci în cazul valurilor, apa nu se deplaseaza din cauza orbitei circulare. Elementele valurilor sunt : t - perioada valului creasta înaltimea valului nivel mediu talpa Lungimea de unda reprezinta distanta pe orizontala dintre doua creste succesive; directia de propagare a valurilor fiind un alt element. Cauza cea mai frecventa a formarii valurilor este vântul, între cele doua fenomene existând legatura : VÂNT VAL °Bf viteza [m/s] h [m] L [m] t [sec] 1 2÷3 0,25 pâna în 10 2÷3 5 10 2,5 40 5 7 16 5 85 7,5 10 25 11 1280 13 11 peste 27 peste 12 1400 16 Valurile se clasifica dupa mai multe criterii : a) dupa cauza care le genereaza : - valuri de vânt; - valuri seismice; - valuri stationare; - valuri interne; - valurile navei; b) dupa durata actiunii : - valuri întretinute - care se manifesta atâta timp cât actioneaza forta generatoare; - valuri libere - valurile de hula; c) dupa dimensiunile geometrice ale valurilor : - valuri scurte - când raportul dintre lungime si înaltime este mai mic de 40; - valuri lungi - când raportul dintre lungime si înaltime este între 2÷25. Valurile de vânt Iau nastere datorita actiunii tangentiale a vântului asupra suprafetei apei. Valoarea dimensiunilor depinde de directia si durata de actiune a vântului (fech), intensitatea vântului, configuratia coastei si relieful submarin. Initial se formeaza mici încretituri ale apei, care la încetarea vântului se pot amortiza, apoi, odata cu intensificarea vântului, valurile cresc ca dimensiuni, iar creasta valului poate fi spulberata si împrastiata pe toata suprafata marii. Crestele retezate si înspumate se numesc berbeci, lebede sau armasari. Valurile actioneaza în mod diferit la tarm si în larg. La tarmurile înalte forta de izbire fiind în jur de 30 T/m2, determina erodarea bazei tarmului, prabusirea partii superioare si retragerea falezei. La tarmurile joase, creasta valului se rastoarna peste mal si se prelinge. Valurile din larg sunt mai ales valuri de hula. Valurile de hula sunt produse de o perturbatie meteorologica si se manifesta si dupa ce cauza generatoare a încetat. Aceste valuri pot apare însa si înaintea acestei perturbatii. Ele preced sau urmeaza o furtuna. Se propaga sub forma de sisteme (rânduri). În zona de formare au înaltime si lungime mare si pe masura ce se îndeparteaza de cauza, înaltimea scade, dar lungimea si viteza ramân aceleasi. Valurile de hula pot avea pâna la 400 m lungime si 4 m înaltime. Directia de propagare a acestor valuri se modifica daca întâlnesc zone cu funduri mici. În mare larga si adânca, indica întotdeauna directia vântului. Brizantii - sunt valuri de hula produse de furtuni îndepartate care întâlnesc ape putin adânci si se deformeaza crescând exagerat în înaltime. La scaderea adâncimii, crestele se rastoarna din cauza înaltimii exagerate. Brizanti de dimensiuni mari se formeaza pe coastele Australiei de Est, Californiei si Ins.Hawaii. Valurile seismice Sunt valuri care se produc ca urmare a unor cutremure de pamânt submarine sau a prabusirii unor pachete de aluviuni. În largul marii sunt greu de detectat, având lungimi de peste 100 Mm, înaltimi de câteva picioare si viteze de pâna la 300 Nd. La intrarea în ape putin adânci, devin mai scurte dar foarte înalte - pâna la 30 m. Initial miscarea se propaga pe verticala, de la hipocentru la epicentru (suprafata apei). De la suprafata se propaga concentric în toate directiile. Primul val este cel mai înalt, cu energia cea mai mare, dupa care urmeaza o succesiune de valuri mai mici, si apoi treptat dispar. Perioada de formare este de 10÷40 minute. Aceste valuri se numesc tsunami. Ele parcurg distante mari (de exemplu 1/3 din Pacific). Sunt valuri deosebit de violente. Câteodata se observa o scadere brusca a apei în largul marii - înainteaza talpa. Valurile stationare (seise) - sunt valuri anemobarice. Sunt caracteristice marilor închise sau semiînchise si se manifesta ca un fel de pendulare a masei de apa de la un tarm la altul. Pot fi confundate de cele mai multe ori cu mareea. Valurile interne (apa moarta) - sunt caracteristice zonelor polare si se formeaza în zona de varsare a unor fluvii (Lena, Obi, Enisei). Reduc simtitor viteza de înaintare a navelor. Valurile navei - sunt determinate de înaintarea navei prin apa. Sunt oblice fata de corpul navei, cu o înclinare de 15°÷20°. Depind de viteza navei, profilul navei si agitatia marii. În zona tarmurilor înalte, pe timpul furtunilor, pot lua nastere valuri de interferenta, care pot atinge înaltimi de 50 m. Apa din primul val se combina la retragere cu urmatorul val, din aceasta combinare rezultând un val de dimensiuni mai mari. Curentii marini Curentii marini sunt miscari ale maselor de apa oceanice, ce transporta apa dintr-o zona într-alta, sub influenta unor forte exterioare. Aceste miscari mai sunt numite si miscari de translatie. Curentii marini difera ca forma, lungime si temperatura. Particularitatile curentilor sunt determinate de factorii generatori si modificatori. Factorii generatori sunt reprezentati de vânturile regulate si periodice, diferenta de densitate, convectia libera sau impusa si maree. Factorii modificatori sunt forta Coriollis (ce influenteaza directia curentilor) si forta de frecare (ce influenteaza viteza). Ca si valurile, curentii marini se clasifica în functie de mai multe criterii : a) dupa directie si forma : - curenti orizontali - de fund sau de suprafata (Bosfor, Dardanele); - curenti verticali - ascendenti sau descendenti; - curenti liniari - îsi pastreaza directia initiala; - curenti circulari - se deplaseaza în cerc. b) dupa geneza : - curenti de frictiune (impulsiune) - sunt generati de vânturile regulate si periodice : alizee, vânturile de vest si musoni. Curentii produsi de alizee si vânturile de vest sunt curenti de deriva. Acestia se deplaseaza pe aceeasi directie ca în regiunile de formare, initial paralel cu directia vântului. Când intervine forta Coriollis, se produce o deviatie de 45° dreapta în emisfera nordica. Viteza curentului de deriva (de deplasare), scade cu adâncimea. În zona temperata viteza este 2% din viteza vântului, iar în zona subpolara, viteza este 5% din viteza vântului; - curenti de densitate - sunt determinati de diferenta de densitate si salinitate dintre doua zone, apele deplasându-se din zonele cu densitati mici spre zonele cu densitati mari. Se mai numesc si curenti de compensatie. În Bosfor, din cauza densitatii mai mari a apelor din M. Mediterana, apele din M. Neagra au sensul spre Str.Dardanele pe la suprafata, fiind compensate cu un curent de sens contrar la adâncime; - curenti determinati de diferente de nivel - aceasta diferenta de nivel este determinata de bilantul hidrologic diferit (apa pierduta si apa primita). Apele unde bilantul este pozitiv (M. Baltica), au un nivel mai ridicat decât apele din zonele unde bilantul este negativ; - curenti de maree - sunt curenti periodici, fiind alternativi sau giratorii. Curentii alternativi pastreaza aceeasi directie în prima jumatate de perioada si directie opusa în cealalta jumatate de perioada. Curentii giratorii se rotesc în toate directiile în jurul unui punct fix. La curentii alternativi, schimbarea de directie este instantanee, în timp ce la curentii giratorii sunt greu de separat cele doua faze (maree înalta si maree joasa). Viteza curentilor de maree poate ajunge pâna la 10 Nd. Acestia se manifesta violent în estuare si strâmtori. În Str.Messina, 6 ore curentul are directia dinspre M. Ionica spre M.Tireniana, celelalte 6 ore fiind în sens invers, formându-se astfel niste scari de maree si vârtejuri puternice; - curenti de debit - se formeaza datorita aportului de ape dulci în zona de varsare a unor fluvii, Curentul Floridei fiind în acest sens unul dintre cei mai puternici curenti. c) dupa temperatura - curenti calzi - temperatura peste 25°C. Apa este de culoare albastru închis. Acesti curenti au salinitate mare si majoritatea se deplaseaza de-a lungul paralelelor; - curenti reci - temperatura sub 16°C. Au culoarea verzuie datorita planctonului si se deplaseaza de-a lungul meridianelor. Determinarea elementelor de curenti poate fi facuta cu un flotor sau cu aparatura mai complexa : curentometru si curentograf. Orientarile curentilor în oceanele planetare pot fi schitate în modul urmator. În Oceanul Atlantic : C. Labrador Golfstream C. Atlanticului de Nord C. Floridei C. Caraibelor C. Antilelor Alizeul de NE C. Ecuatorial de Nord C. rece de compensatie C. Guianelor al Canarelor 0° C. Ecuatorial contrar C. Ecuatorial de Sud C. Folkland C. Angolei Alizeul de SE C. Braziliei C. Vânturilor de vest În Oceanul Pacific C. Pacificului de Nord C. Kuro-Shio C. Oya-Shio C. Ecuatorial de Nord C. Californiei C. Ecuatorial contrar 0° C. Ecuatorial de Sud C. Perului C. Australiei de Est C. Vânturilor de vest În Oceanul Indian : anotimpul de vara iarna C. Musonic C. Musonic de vara de iarna C. Somaliei C. rece de vara al Somaliei Musonul de NE C. Ecuatorial contrar C. Ecuatorial de Sud C. Australiei de west Musonul de SW C. Madagascar C. Mozambic C. Vânturilor de vest În Oc. Atlantic, Golfstream este un curent foarte puternic, cu o salinitate de 36÷37‰, latime de 500 km, adâncime 1000 m, fiind un adevarat fluviu în ocean. La contactul lui cu apele reci ale C. Labrador, se afla una dintre cele mai bogate zone de pescuit. Compensarea apelor C. Angolei se face de la adâncime si din C. Vânturilor de vest. Este demn de retinut faptul ca sub C. Ecuatorial contrar, de-a lungul lui s-a gasit un curent de acelasi sens. În Oc. Pacific, un fenomen neelucidat pâna acum, si care influenteaza serios fenomenele hidrometeorologice din zona, este fenomenul El-Nińho. CURENTII DIN MAREA NEAGRA NE BLACK SEA Str. Bosfor În Bosfor exista un curent de diferenta de densitate înspre M.Marmara, iar la 40 m adâncime exista un curent de compensatie în sens invers. În Marea Neagra curentul principal este produs de vânturile din NE. În zona mai "strâmta" a marii se desfac doi curenti. §.13 PROPRIETATILE FIZICO-CHIMICE ALE APELOR MARINE Principalele proprietati fizico-chimice ale apelor marine sunt : * temperatura apei; * salinitatea apei; * densitatea apei; * transparenta si culoarea; * gheturile marine. Temperatura apei marine Datorita compozitiei sale, apa de mare are o caldura specifica mare si deci o capacitate mare de a retine caldura. Apa poate fi considerata un acumulator de caldura pe care o distribuie zonelor învecinate si determina micsorarea amplitudinilor din zonele litorale. Încalzirea si racirea apelor este influentata de urmatorii factori : * radiatia solara - între suprafata marii si 1m adâncime, este absorbita 80% din cantitatea de radiatie, restul de 20% încalzeste stratul pâna la aproximativ 50m; * curentii - cei orizontali transporta apele dintr-o zona calda, iar cei verticali omogenizeaza apele prin amestec; * vânturile; * latitudinea; * apele de pe continent. Temperatura apei la suprafata Variaza între -2°÷32°C, putând ajunge în marile tropicale pâna la 36°C. Temperatura medie pe glob a apelor oceanice este de 17,2°C. Pe emisfere : în emisfera N, temperatura medie este de 19°C, pe când în emisfera S este de 16°C. Pe latitudine : * zona ecuatoriala : 25°÷27°C; * zona temperata : 9,5°÷13°C; * zona circumpolara : -1,7°C. Cele mai calde mari sunt : G. Persic cu 35°C, M. Rosie cu 34°C, G. Mexic cu 32°C. Temperatura prezinta variatii zilnice si anuale Variatiile zilnice se caracterizeaza printr-o maxima între orele 15h÷17h, si o minima între orele 4h÷8h. Amplitudinea are valori mici : 1°C la ecuator si 0,1°C la poli. Variatia anuala se caracterizeaza printr-o maxima la sfârsitul lunii august si o minima la sfârsitul lunii februarie. Amplitudinea anuala maxima se întâlneste la latitudini de 40°N si este de 10°C, datorita suprafetei mari ocupata de uscat în aceasta zona. Se observa anomalii deosebite datorita curentilor, anomalii pozitive în vestul oceanelor si negative în est. Temperatura apei pe verticala Amplitudinea temperaturii scade cu adâncimea, de la 10°C la suprafata la 5°C la 100m adâncime. În mod normal, temperatura ar trebui sa scada cu adâncimea, dar sunt si exceptii. Functie de temperatura si variatia temperaturii în diferite straturi, se întâlnesc mai multe tipuri de stratificare termica. Stratificare termica directa Este caracteristica latitudinilor tropicale. 17,5° 25° 0 t [°C] strat cvasiomogen 200 strat activ (import. ptr. submarine) strat de salt termic 1500 2°÷3°/1m (termoclina) H [m] Stratificare mixta 17,4°C Este caracteristica latitudinilor medii. 0 Vara - stratificare termica directa. t[°C] Iarna - stratificare termica inversa. 200 Iarna vara 1500 H [m] La latitudini polare se întâlneste stratificarea 0° t termica mixta, dar în jurul valorii de 0°C. iarna vara H În Oc. Înghetat si în jurul Antartidei apare 0 t o anomalie numita dileotermie. -1,5°÷-1,7° 200 0°÷2° 900 ape foarte reci Variatie euxinica (în M. Neagra). 2° 8° 25° t 50 vara 175 H [m] Temperatura apei influenteaza clima suprafetei învecinate. Temperatura apei influenteaza vietatile din ea. Salinitatea apei marine În apa de mare se întâlnesc 32 de compusi chimici. Prin salinitate se întelege cantitatea de saruri existenta într-un litru de apa (sau promile - ‰). Dintre compusii chimici, predomina clorurile, sulfatii, carbonatii si bicarbonatii. Dintre elementele chimice, ionul de clor se gaseste în proportie de 55%, ionul de sodiu în proportie de 36%, magneziul în proportie de 3,7%. Indiferent de salinitate, ionul de clor îsi pastreaza concentratia, ceilalti variind. Salinitatea medie a oceanului planetar este de 34,4‰. Ea depinde de evaporare, vânturi, precipitatii si aportul de ape dulci de pe continent. Pe latitudini : * apele ecuatoriale au salinitatea între 34÷35,5‰; * apele tropicale au salinitatea pâna la 37‰; * apele temperate si polare pâna la 32‰. Salinitatea variaza între 5÷42‰ în mari. M Baltica are 5‰, M. Rosie si G. Persic peste 40‰. Pe oceane, pe primul loc se situeaza Oc. Atlantic urmat de Oc. Indian, Oc. Pacific Oc. Înghetat. Salinitatea marilor variaza în functie de legatura cu oceanul, conditiile climatice si hidrologice. Marile se grupeaza în doua categorii : * Mari salmastre - cu salinitatea mai mica de 24,7‰; Din aceasta categorie fac parte : M. Baltica, M. Alba, M. Botnik si Finik, M. Neagra (18÷22‰); * Mari sarate - cu salinitatea mai mare de 24,7‰; M. Mediterana, M. Rosie, G. Persic. 24,7‰ reprezinta salinitatea la care temperatura de înghet este de -1,332°C si temperatura densitatii maxime este de -1,332°C. Liniile care unesc punctele de aceeasi salinitate, se numesc izohaline. În majoritatea regiunilor de pe glob, salinitatea creste spre adâncime, exceptie facând zona tropicala în care salinitatea scade pâna la 1500m de unde ramâne constanta. În functie de repartitia temperaturii si salinitatii, se pot delimita mase de apa cu proprietati diferite : * ape costiere - putin sarate si calde; * ape superficiale de larg - mai sarate si calde; * ape de adâncime - sarate si reci. Gradienti termosalini - reprezinta raportul dintre diferenta de temperatura si salinitate pe unitatea de adâncime sau de distanta. Ei pot fi si verticali si orizontali. Densitatea apelor marine Densitatea reprezinta raportul dintre greutatea unitatii de volum de apa de mare la temperatura sa si greutatea unitatii de volum de apa distilata având temperatura de 4°C. Densitatea se exprima în [g/cm3]. Densitatea variaza în functie de temperatura, salinitate si presiune hidrostatica (adâncime) astfel : la fiecare 10m presiunea creste cu 1atm. Densitatea creste proportional cu salinitatea si adâncimea si scade proportional cu temperatura. Apele cele mai dense sunt apele reci, sarate si adânci. Densitatea în ocean variaza între 1,0220÷1,0275, iar în mari între 1,0040÷1,0280. La suprafata densitatea creste cu latitudinea, dar în zonele în care se varsa ape continentale si în marile interioare valoarea densitatii este mica. Liniile care unesc punctele de egala valoare de densitate se numesc izopicne. Variatia densitatii pe verticala este inversa temperaturii. Grafic, aceasta se reprezinta astfel : 0 ? [g/cm3] H[m] Diferenta de densitate creeaza o miscare de convectie care tinde sa omogenizeze apa. Este caracteristica mai ales anotimpului de iarna si anotimpurilor de tranzitie. Stratul de la suprafata se raceste, este mai dens, mai greu si coboara, locul lui fiind luat de ape mai putin dense. Metode de determinare a acestor elemente Temperatura apei la suprafata se determina cu ajutorul unui termometru obisnuit care este amplasat într-o montura metalica pentru a fi protejat de lovituri. Pentru determinarea temperaturii în adâncime, se foloseste termometrul reversibil care este de obicei montat pe o butelie Nansen (batometru). Pentru înregistrarea variatiei temperaturii cu adâncimea, se foloseste termobatigraful. Salinitatea si densitatea se determina fie analitic fie instrumental. Transparenta si culoarea apei de mare Transparenta depinde de cantitatea de materie organica si anorganica aflata în suspensie, de curenti, temperatura si salinitate. Substantele organice si anorganice provin din sedimentele fine aduse de apele continentale sau din descompunerea microorganismelor. Transparenta creste odata cu cresterea salinitatii si temperaturii. Materiile în suspensie se depun mai repede în apa calda decât în cea rece. Deoarece transparenta are valori relativ mici, apa de mare nu este un mediu optic pur; poate fi patrunsa de razele luminoase pâna la adâncimi mici. Limita se considera a fi valoarea de 220m adâncime. Sub aceasta valoare apa devine opaca. Transparenta se poate determina cu ajutorul discului Secchi - care este un disc cu diametrul de 30cm, de culoare alba, prins în trei puncte cu ajutorul unei saule si având o greutate în partea inferioara. Acest disc se lasa în bordul umbrit al navei, atunci când nava se afla în deriva. Cea mai mare transparenta se întâlneste în M. Sargaselor - 79m. Valoarea medie pentru Oc. Atlantic este de 66m, pentru Pacific - 50m, pentru Indian - 42m, pentru Oc. Înghetat - 20m. În Marea Neagra vizibilitatea variaza între 1÷25m. Valoarea transparentei este influentata si de curenti, astfel ca în regiunile calde, la latitudini mici, datorita curentilor reci, transparenta este scazuta. Culoarea apei de mare este legata de transparenta si este determinata de culoarea cerului, înaltimea Soarelui deasupra orizontului, ora observatiei, gradul de agitatie al marii, materiile în suspensie si structura si adâncimea fundului marii. În mod normal, culoarea marii ar trebui sa fie albastra, pentru ca din spectrul solar al razelor care intra sau ajung la suprafata marii, radiatiile albastre sunt reflectate si difuzate în apa marii. În unele mari sau regiuni oceanice, culoarea este determinanta în functie de microorganismele sau sedimentele de o anumita culoare : * în Marea Rosie, algele rosii sunt cele care dau culoarea; * la Capul Horn, aceeasi culoare rosie se datoreaza unor crustacei mici; * în Golful Californiei, apa are culoarea bruna datorita diatomeelor; * în Marea Galbena, apa are culoarea galbena datorita löess-ului adus de Fluviul Huang He; * în zonele coraligene, apa are culoarea verde; * culoarea Marii Negre difera de la tarm spre larg, trecând de la galben-cenusiu, verde-masliniu la albastru spre larg. Determinarea culorii se face cu scala Forel sau fotometric. Scala Forel este formata dintr-o cutie cu 21 de eprubete, pline cu solutii în culori de la albastrul marii la brun (21), solutii care au fost obtinute din amestecul a doua solutii extreme : sulfat de cupru si cromat de potasiu. Scala Forel se foloseste cu ajutorul discului Secchi, pe care se aseaza. La jumatate din valoarea transparentei, una dintre eprubete nu se va mai vedea atunci când se vizualizeaza cu luneta speciala. La transparente mari, corespund numere mici ale solutiei din scala Forel, iar la transparente mici, corespund numere mari. Apele tropicale au întotdeauna culoarea albastra, iar apele polare au culoarea verde datorita fitoplanctonului. Gheturile marine Gheturile ocupa 15% din suprafata oceanului planetar. Ele se formeaza si se întâlnesc la latitudini medii si mari. Gheturile se împart în doua categorii : a) gheturi formate prin înghetarea apei de mare; b) gheturi de origine continentala - iceberg-uri. a) Gheturi formate prin înghetarea apei de mare Gheata de mare se formeaza prin scaderea temperaturii pâna la punctul de înghet, în functie de salinitate si prezenta nucleelor de salinizare. La 24,7‰ salinitate, temperatura de înghet este de -1,3°C, iar la 32‰ (Oc. Înghetat) temperatura este de -1,7°÷-2°C. Gheata de mare este sarata, dar cu un continut de saruri mai mic decât al apei din care provine. De asemenea, are o structura poroasa datorita bulelor de aer ce se gasesc în masa ghetii. Este elastica. Se formeaza în mai multe etape : în jurul nucleelor de cristalizare se formeaza ace de gheata (naboi), apoi acestea unindu-se formeaza sloiuri mici ce plutesc deasupra apei. La caderea zapezii, aceste sloiuri mici se unesc si formeaza o masa de gheata ce poate ocupa suprafete considerabile. Gheata de mare se dezvolta mai întâi la suprafata si apoi la adâncime, mai întâi în apropierea tarmurilor si apoi în larg. Daca vântul sufla dinspre uscat, gheata se desprinde de tarm; daca vântul sufla dinspre larg, gheata de la mal si gheata în deriva sunt împinse spre tarm si formeaza un zid de gheata. Grosimea ghetii este în functie de durata de mentinere a temperaturii scazute. În 24h poate creste cam pâna la 2cm. În zonele polare, când ating 30÷35 cm, masele de gheata crapa, formând canale si blocuri de gheata. Gheata se mentine de la un an la altul, creste în grosime si se transforma în banchize si bacuri polare cu grosimi de pâna la 5m. Blocurile de gheata se pot deplasa sub actiunea vânturilor si curentilor, cu o viteza mai mica de 50 de ori decât a vântului, numindu-se gheturi în deriva. b) Gheturi de origine continentala Iceberg-urile sunt blocuri de gheata de origine continentala, ce provin din ruperea ghetarilor continentali din Groenlanda, Islanda si Antartida. Dimensiunile lor pot ajunge pâna la 300km2. Sunt formati din gheata sticloasa, foarte rezistenta, apa rezultata din topirea lor fiind apa dulce. Fiind formati din apa dulce, prin înghetare se produce o crestere de volum cu aproape 9% si de aceea 1/10 este la suprafata si 9/10 sub nivelul apei. Iceberg-urile pot avea diferite forme, cele mai întâlnite fiind sub forma tabulara (cu margini netede), caracteristice fiind iceberg-urile din Antartida, sub forma de dom si sub forma piramidala, cu multe colturi, cu forma neregulata ce se prelungeste si sub apa. Raspândirea iceberg-urilor este în functie de conditiile climatice si curentii marini. Vara, limita este mai înspre nord sau mai spre sud, în schimb iarna, limita coboara la latitudini mici - pâna la 40°N. Iceberg-urile pot ajunge pâna la 38°N - New York, dar în emisfera sudica nu au depasit limita de 55° latitudine. Pozitia si raspândirea gheturilor se determina cu statiile de radio locatie, iar în Atlanticul de Nord, cu ajutorul Patrulei Internationale a Gheturilor, ce apartine S.U.A. Taxa pentru informatiile acestei patrule este platita de statele semnatare ale Conventiei din 1960 privind Siguranta Vietii pe Mare. Obiectivul principal este avertizarea navelor asupra limitelor gheturilor si dimensiunilor iceberg-urilor din Atlanticul de Nord. Sediul patrulei se gaseste la Grand Banks (Newfoundland). Sunt transmise harti în facsimil pentru zona din apropierea gurii canalului si avertismente de 2 ori pe zi. Când este necesar se emit buletine speciale. Rapoartele de la nave sunt primite de patrula, sunt prelucrate si apoi retransmise navelor din zona. Navele trebuie sa transmita pozitia, drumul navei si viteza, vizibilitatea în mile marine, temperatura aerului, a apei, directia si viteza vântului precum si pozitia aproximativa a gheturilor. La patrunderea în zonele cu gheturi, se vor lua ca masuri reducerea vitezei navei, închiderea portilor etanse, pregatirea pompelor si materialelor pentru gaura de apa si tragerea în interior a spadei loch-ului. Se va întari de asemenea si veghea. La stabilirea drumului în zonele cu gheturi, trebuie sa se aiba în vedere mai multe consideratii : posibilitatile de penetrabilitate, fenomenele de maree si curentii. Patrunderea în zonele cu gheturi se face cu viteze mici pentru a micsora socul sub vântul ghetii. Dupa ce prova a intrat, se mareste viteza în functie de starea ghetii. Apropierea unui iceberg poate fi indicata de radar, de scaderea temperaturii aerului si a apei, scaderea salinitatii. Pe cer senin, orizontul de deasupra este luminat si noaptea si ziua. Pe timp de ceata, iceberg-urile apar ca siluete întunecate. Sub vântul unui iceberg, marea este calma. Materialele (documentele) referitoare la gheturi, albumele si atlasele de gheturi, atlasele climatologice, avertismentele de gheturi primite de la alte nave, cartile pilot si toate materialele privitoare la limita, frecventa si directia de deplasare a acestor gheturi, trebuiesc studiate înainte de intrarea în aceste ape. CUPRINSUL CURSULUI : §.1 Atmosfera si structura sa pag. 1 * troposfera pag. 1 * tropopauza pag. 1 * stratosfera pag. 1 * mezosfera pag. 2 * termosfera (ionosfera) pag. 2 * exosfera pag. 2 §.2 Temperatura aerului. Modalitati de încalzire pag. 2 §.3 Presiunea atmosferica pag. 4 * variatia pe verticala pag. 4 * variatiile periodice pag. 5 * anticiclonii pag. 5 * depresiunile pag. 6 * raspândirea presiunilor la suprafata Pamântului pag. 6 §.4 Vântul si circulatia generala a atmosferei pag. 7 * vânturile regulate pag.10 * vânturile periodice pag.10 * vânturile locale pag.10 §.5 Umiditatea atmosferica pag.11 * grupa norilor superiori pag.13 * grupa norilor mijlocii pag.14 * grupa norilor inferiori pag.14 * nori cu dezvoltare verticala pag.14 * nebulozitatea pag.15 * precipitatiile atmosferice pag.15 §.6 Vizibilitatea atmosferica pag.17 §.7 Fenomenele optice si acustice din atmosfera pag.18 §.8 Mase de aer si fronturi atmosferice pag.19 * mase de aer arctice sau antarctice pag.19 * mase de aer polare pag.20 * mase de aer tropicale pag.20 * mase de aer ecuatoriale pag.20 * frontul cald pag.21 * frontul rece pag.21 * frontul oclus pag.22 * frontul cvasistationar pag.23 * ciclonii tropicali pag.23 * semnele aparitiei ciclonilor pag.25 §.9 Asigurarea hidrometeorologica de navigatie pag.27 * codul SYNOP pag.27 * codul SHIP pag.29 * codul MAFOR pag.30 * codul IAC FLEET pag.31 * mesaje meteo în clar (Codul SEMET) pag.34 * harta sinoptica; întocmire pag.35 * analiza si prognoza meteo pag.37 * prognoza câmpului baric pag.37 * prevederea vântului pag.38 * nebulozitatea pag.38 §.10 Oceanografia. Relieful submarin pag.39 §.11 Oceane si mari pag.41 * Oceanul Atlantic pag.41 * Oceanul Pacific pag.42 * Oceanul Indian pag.43 * Oceanul Înghetat pag.43 §.12 Dinamica apelor oceanice pag.44 * miscarile periodice (mareele) pag.44 * valurile pag.46 * valurile de vânt pag.47 * valurile seismice pag.48 * curentii marini pag.48 §.13 Proprietatile fizico-chimice ale apelor marine pag.51 * temperatura apei marine pag.51 * salinitatea apei marine pag.54 * densitatea apelor marine pag.55 * transparenta si culoarea apei de mare pag.56 * gheturile marine pag.57 * gheturi formate prin înghetarea apei de mare pag.57 * gheturi de origine continentala pag.58 CURS DE METEOROLOGIE, HIDROLOGIE SI OCEANOGRAFIE (c) 1 1