FENOMENE METEO

Pe Pamant, fenomenele meteorologice comune sunt vantul, acoperirea cu nori, ploaia, ninsoarea, ceața și furtuna de praf. Mai rar intalnite sunt tornadele, uraganele sau furtunile de gheața. Aproape toate fenomenele meteorologice familiare apar in troposfera (partea de jos a atmosferei).[3] Evenimente au loc și in stratosfera și afecteaza vremea descendent, in troposfera, dar mecanismele exacte sunt neințelese deocamdata.[5]

Vremea se produce in principal din cauza diferențelor (de temperatura și umiditate) dintre un loc și altul. Aceste diferențe pot aparea din cauza unghiului solar dintr-un anumit loc, care variaza in funcție de latitudine, incepand cu tropicele.

1.Vantul

In meteorologie, prin vant se ințelege un fenomen fizic ce se manifesta ca o circulație dirijata de aer in atmosfera terestra.

Denumiri ale vanturilor și tariile acestora

Vanturile cu taria intre 2 - 5 se numesc briza, iar cele cu taria intre 6 -8 este numit vant puternic, inceput de furtuna. Vantul cu gradul de tarie 9 este numit pur și simplu furtuna, iar vantul cu taria 12 este numit orcan, uragan, taifun. Pe pamant vantul poate atinge teoretic 1230 km/ora aceasta este de fapt viteza sunetului, practic aceasta viteza nu poate fi atins de cel mai puternic tornado (pana in prezent s-a masurat la tornado o viteza maxima de 500 - 600 km/ora).

Formare

Cauza principala a formarii vantului este diferența presiunii atmosferice intre doua regiuni. Aerul cald fiind mai ușor se inalța producandu-se un minim de presiune, locul lui va fi preluat de masele de aer din zona rece (maxim de presiune atmosferica) , pana cand se va egala diferența de presiune dintre cele doua regiuni

.Aceasta circulație a maselor de aer sta la baza termodinamicii.

Intensitatea vantului depinde direct proporțional de diferența de presiune dintre cele doua zone geografice.

Direcția vantului este influențata de forța Coriolis care ia naștere prin rotația pamantului, deviind de exemplu in emisfera nordica, vanturile spre vest.

Un alt factor care schimba direcția și eventual temperatura vantului sunt obstacolele topografice ca: munți, vai, sau canioane. Föehnul, de exemplu, este un vant rece din Munții Alpi care la trecerea peste Alpi (urcare și coborare) prin fenomenul de frecare a maselor de aer de munte se incalzește.

2.Norii

Un nor este o masa vizibila de picaturi de lichid condensat (apa pe planeta Pamant) sau de cristale de gheața condensate care se gasește in atmosfera deasupra suprafeței Pamantului sau deasupra unei alte planete ce poseda atmosfera. Exista o ramura speciala a meteorologiei care studiaza norii, nefologia.

Pe planeta Pamant, substanța care se condenseaza este apa, care formeaza picaturi foarte mici de apa sau de cristale de gheața (de obicei de 0,01 mm in diametru), care fiind inconjurate de un numar imens de alte picaturi asemanatoare, produc efectul vizibil de nori avand culori variind de la albul pur (cand proporția de cristale de gheața este mare) pana la nuanțe foarte inchise de gri (pentru norii ce conțin picaturi de apa in proporție majoritara). O alta cauza a culorii norilor variind intre alb și negru, trecand prin nenumarate nuanțe intermediare de gri, este grosimea acestora, deoarece norii reflecta la fel toate lungimile de unda ale luminii solare albe. Totuși, cu cat norul este mai gros și mai dens, cu atat culoarea este mai inchisa, din cauza absorbției luminii produsa in interiorul norului.

Formarea și proprietațile norilor

Norii se formeaza cand vaporii invizibili de apa din aer se condenseaza in picaturi de apa vizibile sau in cristale de gheața. Acest fenomen se produce in trei modalitați distincte.

1) Aerul este racit sub punctul de saturație. Aceasta se intampla cand aerul intra in contact cu o suprafața rece sau cu o suprafața care se racește prin iradiere, sau in cazul in care aerul este racit de expansiunea adiabatica, care este datorata creșterii in altitudine. Aceasta se poate intampla:

• de-a lungul fronturilor calde și reci, așa numita ridicare frontala;
• cand aerul se ridica in susul versantului unui munte și se racește in timp ce se inalța in atmosfera (ridicare orografica);
• prin convecția cauzata de incalzirea unei suprafețe prin expunere la soare, numita incalzire diurna;
• atunci cand aerul cald trece pe de-asupra unei suprafețe mai reci cum ar fi o suprafața de apa rece sau o platforma de eroziune, alpina sau nu.

2) Norii se pot forma atunci cand se amesteca doua mase de aer care sunt ambele sub punctul de saturație. De exemplu respirația intr-o zi rece, evaporarea apei Oceanului Arctic, etc.

3) Aerul ramane la aceeași temperatura dar absoarbe mai mulți vapori de apa, pana cand ajunge la saturație.

Apa dintr-un nor obișnuit poate avea o masa de cateva milioane de tone. In orice caz, volumul unui nor este corespunzator de mare, iar densitatea vaporilor este de fapt destul de scazuta incat curenții de aer de desubtul și din interiorul norului sa fie capabili sa susțina picaturile suspendate in aer. De asemenea, condițiile din interiorul unui nor nu sunt statice: picaturile de apa se formeaza și se evapora in mod constant.

Majoritatea picaturilor se formeaza cand vaporii de apa se condenseaza in jurul unui nucleu de condensare, o particula minuscula de fum, praf, cenușa sau sare. In condiții de suprasaturare, picaturile de apa se pot comporta ca nuclee de condensare.

Picaturile de apa care sunt destul de mari pentru a cadea pe pamant sunt produse in doua feluri. Cel mai important se presupune a fi Procesul Bergeron, descoperit de catre Tor Bergeron, care afirma ca picaturile de apa supraracite, impreuna cu cristalele de gheața dintr-un nor, interacționeaza și duc la creșterea rapida a cristalelor de gheața, care precipita din nor și se topesc in timp ce cad. Acest proces are loc de obicei in nori ai caror varfuri au temperaturi de mai puțin de -15 °C. Al doilea proces important este acela de coliziune și captare, care are loc in nori cu varfuri mai calde, in care coliziunea picaturilor de apa care se ridica și coboara, produce picaturi din ce in ce mai mari, care sunt in final destul de grele pentru a cadea pe pamant sub forma de ploaie. In timp ce o picatura cade printre alte picaturi mai mici care o inconjoara, ea produce o "trezire" care atrage cateva dintre picaturile cele mici in coliziuni, ajutand astfel la raspandirea procesului. Aceasta metoda de producere a picaturilor de ploaie reprezinta mecanismul primar in norii stratiformi joși, și in micii nori de tip Cumulus.

3.Ploaia

Ploaia este o forma de precipitații atmosferice. Ploaia se formeaza cand diferite picaturi de apa din nori cad pe suprafața Pamantului in forma lichida. Nu toata ploaia ajunge in sol. Unele picaturi de apa se evapora in timpul caderii și nu mai ajung in pamant. Acest fenomen este mai ales intalnit in zonele deșertice și numit virga.

Formarea ploii

Ploaia este o parte importanta a circuitului apei in natura și are loc dupa ce apa care s-a evaporat din rauri, lacuri, oceane, ș.a.m.d. se condenseaza ajungand picaturi de apa și cade pe pamant, intorcandu-se inapoi in parauri, rauri, lacuri. Procesul formarii ploii este numit și efectul Bergenon.

Clasificarea ploilor

Popular, ploaia mai este denumita bura daca picaturile sunt fine și multe și este descrisa ca fiind torențiala atunci cand picaturile de apa sunt mari, multe și cad cu repeziciune.

Clasificarea in funcție de volumul precipitațiilor

Ploaia mai poate fi clasificata și dupa volumul precipitațiilor astfel:

Ploaie foarte fina, cand rata precipitațiilor este sub 0,25 mm / ora

Ploaie fina, cand rata precipitațiilor este intre 0,25 și 1 mm / ora

Ploaie moderata, cand rata precipitațiilor este intre 1 și 4 mm / ora

Ploaie deasa, cand rata precipitațiilor este intre 4 și 16 mm / ora

Ploaie foarte deasa, cand rata precipitațiilor este intre 16 și 50 mm / ora

Ploaie torențiala, cand rata precipitațiilor este mai mare de 50 mm / ora

Clasificarea in funcție de condițiile ce au produs ploaia

In funcție de condițiile care au produs ploaia, aceasta poate fi:

• ploaie orografica
• ploaie convectiva
• ploaie ciclonica
• ploaie produsa artificial, prin intervenția omului

Influența umana

Omul influențeaza permanent fenomenele meteorologice, inclusiv ploaia. Ploaia poate fi indusa ca urmare a reacțiilor chimice produse de gazele din atmosfera și gazele poluante produse in timpul activitaților umane, uneori cu efecte dramatice. Pentru ca activitatea poluanta este mult mai mare in timpul sfarșitului de saptamana decat in timpul zilelor lucratoare, in zona coastelor estice ale Americii sunt cu 22% mai multe șanse de ploaie in timpul sambetei decat in timpul lunei.

4.Zapada

Zapada (numita și omat sau nea) este o forma solida de precipitație, care este nimic altceva decat apa inghețata, aflata in stare cristalina constand dintr-o multitudine de fulgi de zapada. Caderea precipitațiilor sub forma de zapada se numește 'ninsoare'. Deoarece este compusa din particule mici, zapada este un material granular. Are o structura deschisa și moale, cu o densitate scazuta. Supusa unei presiuni densitatea zapezii poate crește, așa cum se intampla de exemplu in straturile inferioare ale unei cantitați mari de zapada.

Zapada se formeaza de obicei cand vaporii de apa trec prin procesul de depoziție inalta in atmosfera la temperaturi mai scazute de 0 °C (sau 32 °F).

5.Ceața

Ceața este un fenomen meteorologic, care consta dintr-o aglomerație de particule de apa aflate in suspensie in atmosfera in apropierea suprafaței solului, care reduce vizibilitatea orizontala sub 1.000 de metri.

La o temperatura data, cantitatea de vapori de apa din aer se poate mari substanțial (de exemplu, in urma evaporarii intense a apei din sol), pana cand vaporii devin saturați. De cele mai multe ori, vaporii de apa nu ating punctul de saturație doar datorita evaporarii și/sau condensarii, dar pot deveni saturați prin racire, daca temperatura aerului coboara mai jos de așa-numitul 'punct de roua', care este temperatura la care vaporii de apa din aer, aflați la o presiune constanta, devin saturați și incep sa apara primele picaturi de lichid. In aceasta stare, din cauza suprasaturarii, vaporii nu mai pot sa se afle numai in stare gazoasa și incep sa se condenseze in mici picaturi de apa care, fiind in suspensie in diferite straturi de aer aflate deasupra suprafaței solului, micșoreaza transparența aerului, provocand fenomenul caruia i se spune ceața.

Atunci cand vizibiltatea orizontala este cuprinsa intre 1.000 m și 5.000 m avem de-a face cu fenomenul numit negura sau pacla .

Uneori particulele de apa din aerul de la suprafața solului refracta astfel lumina, incat acesta apare opalescenta, laptoasa.

Ceața este mai frecventa toamna și primavara, cand temperaturile sunt mai scazute și vaporii ating starea de saturație la o cantitate mult mai mica in unitatea de volum decat in timpul verii. Ceața se formeaza indeosebi dimineața și seara.

Ceața se formeaza mai frecvent in vai unde temperatura este mai scazuta și umiditatea este mai mare.

Practic, ceața este un nor aflat in contact cu solul. Ceața se distinge fața de nori numai datorita faptului ca norul nu atinge suprafața pamantului. Același nor, considerat astfel de la altitudini joase, poate deveni ceața la altitudini mai inalte, de exemplu la varful unor dealuri sau munți.

Condițiile de formare a ceții sunt strans legate de existența concomitenta a umiditații de la sol (intre 90-100%), un vant in general calm sau cu viteza de pana la 3 m/s și a unei inversiuni termice (creșterea cu inalțimea a temperaturii aerului) la sol. Daca una din aceste condiții nu e realizata șansele de formare a ceții sunt foarte mici. Din punct de vedere al cauzei formarii ceții pot fi distinse cauze termice și cauze dinamice. Astfel, racirea radiativa produsa in timpul nopții poate fi enumerata ca principala cauza termica, iar advecția termica (deplasarea unei mase de aer cu o anumita temperatura peste o masa de aer cu temperatura diferita), ca principala cauza dinamica, insa pot exista și cauze complexe, avand ca și origine mai mulți factori.

Grindina este o forma de precipitații, particulele de apa din atmosfera cazand pe suprafața solului in forma de gheața. Se formeaza atunci cand picaturile de ploaie traverseaza straturi de aer cu temperaturi scazute (sub 0° C).

Particulele de gheața au in general o forma neregulata, diametrul mediu fiind in general de 5 - 50 mm, dar putand fi mult mai mare in cazul furtunilor electrice. Particulele sunt formate din gheața transparenta sau dintr-o alternanța de staturi de gheața transparenta și gheața translucida, grosimea straturilor fiind de cel puțin 1 mm.

Grindina este totdeauna produsa de nori cumulo-nimbus.

6.Tornada

Tornado (span. tornar = a se intoarce,, participiu tornado; tornear = rasucire), sau Tromba puternica, vant foarte puternic ce acționeaza pe un areal redus, sub forma de vartej de aer fiind frecvent pe teritoriul Americii de Nord unde e numit și twister.

Vantul se rotește in atmosfera pe o axa verticala, fiind in corelație cu mișcarile de convecție a aerului insoțit de nori negri de furtuna (Cumulus și Cumulonimbus). Tromba vartejului de aer se inalța de la suprafața pamantului pana la nivelul norilor, aceasta definiție a lui Alfred Wegener (1917) este valabila și azi.

Formare

Procesul de formare al vartejului este complex, fiind azi inca in faza de cercetare, vantul ia naștere cand anumite condiții climaterice sunt indeplinite.

Fiind legate de anumite zone geografice și zile calendaristice. In evul mediu, ele erau considerate ca fiind 'duhuri rele'.

Condiții de baza

Tornada se formeaza atunci cand o cantitate imensa de aer cald urca si aerul rece coboara, prin deplasare se formeaza o palnie. Din cauza incalzirii globale, au ajuns sa se formeze tornade și in Romania.

Convecția umeda este una din condiții, sub acțiunea solara, și o sursa de energie fiind vaporii din atmosfera

anumita condiție atmosferica teobila care admite urcarea rapida a aerului supraincalzit, care sufera in straturile superioare de aer o racire rapida

Un rol important il joaca situația in care se afla fronturile vecine de aer, paralel cu o convecție umeda unde racirea se produce latent, are loc și o convecție uscata, aceasta confruntare dintre cele doua fronturi alcatuiesc formarea trombelor de vant, care la inceput au o intensitate mica dar pot sa creasca la intensitatea unui tornado, care poate sa dureze de la cateva secunde pana la cateva ore.

Pana acum s-a masurat la o tornada din Oklahoma la data de 3 mai 1999 la Bridge Creek, o intensitate de 496 ± 33 km/h care pe scara Fujita corespunde gradului F-5.

Aceste vanturi 'bantuie' mai frecvent vara timpuriu, rol important il are temperatura apei, formandu-se deasupra oceanului o maxima care deasupra uscatului seara sau dimineața devreme se poate amplifica la intensitatea unui tornado.

Aceste furtuni se formeaza in regiunile subtropicale pana in zonele cu clima temperata cu o frecvența mare in partea centrala SUA coasta Golfului Mexic.

La fel apar in Argentina, Europa de est, Africa de Sud, Bengal, Japonia, insulele ce aparțin de Marea Britanie

7.Ciclonul tropical

In meteorologie un ciclon tropical este o furtuna in forma de vartej, care se formeaza intr-o zona depresionara tropicala de la suprafața oceanelor, cu diametrul uneori pana la cateva mii de kilometri. Este formata dintr-o masa mare de nori și furtunoși care, datorita unui sistem de vanturi circulare puternice se rotesc tredimensional in forma de spirala in jurul unui centru, (in sens retrograd in emisfera nordica și in sens direct in cea sudica). Energia ciclonului provine din degajarea de caldura provenita din condensarea la altitudine a vaporilor de apa formați la suprafața oceanului. In sens termodinamic, un ciclon tropical poate fi considerat o mașina termica.

Acest fenomen de condensare ca sursa principala de energie diferențiaza cicloanii tropicali de alte fenomene meteorologice, cum ar fi furtunile din zonele depresionare din zonele temperate, care-și iau energia din diferențele de temperatura la intalnirea unor mase de aer cu temperaturi diferite. De aceea, cantitatea de energie acumulata de un ciclon tropical este in funcție de timpul cat acest ciclon ramane deasupra apelor calde, care ii furnizeaza prin evaporare umiditatea atmosferica necesara dezvoltarii. Degajarea lenta a caldurii in urma condensarii ridica temperatura in interiorul ciclonului cu 15 - 20 °C fața de temperatura troposferei in exteriorul ciclonului. De aceea, ciclonii tropicali sunt cunoscute drept furtuni cu nucleu cald. De remarcat ca aceasta zona calda este numai la inalțime, la suprafața solului temperatura este cu cateva grade mai mica decat a zonei din jurul ciclonului datorita reducerii de catre nori a insolației și a precipitațiilor.

Termenul de "ciclon" se refera la mișcarea generala a fenomenului, o mișcare de rotație in sensul acelor de ceasornic in emisfera nordica, respectiv in sens invers acelor de ceasornic in emisfera sudica. Termenul de "tropical" se refera atat la zona predilecta de formare, cat și la caracteristicile termodinamice ale maselor de aer in care se formeaza.

In funcție de intensitate și de locul in care se produc, ciclonii tropicali sunt cunoscuti sub diferite denumiri ca:

uragan, vant cu viteza de 30 - 50 m/s (sau orice vant care, atingand 12 grade Beaufort, provoaca distrugeri). Inițial, termenul uragan denumea doar ciclonii tropicali din Marea Caraibilor;

• taifun;
• furtuna tropicala;
• furtuna ciclonica;
• depresiune tropicala.

Structura

Toți ciclonii tropicali sunt zone de presiune atmosferica scazuta, masurata la nivelul solului. Presiunile inregistrate in centrul ciclonilor sunt cele mai mici care se intalnesc la suprafața Pamantului la nivelul marii. Vaporii de apa formați la suprafața oceanului au o densitate mai mica decat a aerului, cam 62 %, ca urmare ei se ridica. La intalnirea unei zone de aer cu temperatura mai mica ei condenseaza, eliberand caldura latenta de condensare. Aceasta se face treptat cu inalțimea, ca urmare temperatura aerului din ciclon crește in jurul axei ciclonului. Cu excepția temperaturii aerului din imediata apropiere a suprafeței oceanului, care este determinata de temperatura suprafeței apei, zona din interiorul ciclonui este mai calda decat cea din jurul sau.

In centrul ciclonui se gasește o zona lipsita de vanturi și precipitații, numita ochiul ciclonului (ochiul furtunii), furtuna desfașurandu-se aparent in jurul sau. Ochiul unui ciclon tipic are un diametru de 30 - 60 km și poate fi insorit sau acoperit de nori. Prin contrast, cele mai puternice vanturi se intalnesc chiar la marginea ochiului.

Termenul "ciclon" a fost folosit pentru prima data de capitanul de marina britanic Henry Piddington (1797-1858) in 1842.