CURS 1

Resursele si riscurile climatice – obiect, definitii, clasificari

Resursele climatice sunt acele procese, fenomene sau elemente climatice utile omului intr-o anumita etapa de dezvoltare. Potrivit DEX, prin “resursa”se intelege totalitatea rezervelor sau surselor de mijloace susceptibile care pot fi folosite sau valorificate intr-o imprejurare data. Resursele climatice se clasifica in 3 categorii:

a. Energetice: energia solara, energia eolianab. Pentru agriculturac. Pentru activitatile turistice

Riscurile (hazardele) climatice reprezinta manifestari extreme ale unor elemente, procese sau fenomene climatice care pot genera pagube materiale si/sau pierderi de vieti umane. Riscurile climatice se pot clasifica dupa:

a. Viteza de declansare:1. Fenomene atmosferice de risc cu declansare rapida si extindere mare (ciclonii

tropicali)2. Fenomene atmosferice de risc cu declansare rapida si extindere locala (tornade,

trompe marine, fenomenele orajoase insotite de grindina si vijelii, ploi torentiale)3. Fenomene atmosferice de risc cu viteza de aparitie intermediara (depunerile de

gheata, bruma, chiciura, polei, viscolul, ceata)4. Fenomene atmosferice de risc cu aparite lenta (seceta, ariditatea)5. Fenomene atmosferice de risc datorate combinarii unor factori meteorologici sau

nemeteorologici (avalanse, undele de mare)6. Fenomene atmosferice de risc cu caracter spectacular (vanturi neperiodice calde –

foehnul sau reci – bora, mistralul, furtuni de praf si nisip, depunerile de zapada si gheata)

b. Zona climatica in care se produce:1. Riscuri climatice din zona intertropicala: ciclonii, o mare parte din tornade, musonii,

secetele permanente)2. Riscuri climatice din zona subtropicala: seceta mediteraneeana, ciclonii

mediteraneeni violenti, valurile de frig, caderile abundente de zapada, viscolele3. Riscurile climatice din zona temperate: ciclonii oceanic (cu precipitatii bogate),

perturbatiile mediteraneene, valurile de frig sau arsitele, vanturile puternice, avalansele sau viscolele

4. Riscuri climatice din zona subpolara locuita: valurile de caldura (determina topirea zapezii), ninsorile abundente, viscolele violente

1

c. Modul de manifestare si suprafata ocupata:1. Riscuri climatice cu declansare rapida, evolutie rapida si extindere zonala: ciclonii

tropicali, musonii (extratropicali, tropicali si ecuatoriali)2. Riscuri climatice cu declansare rapida, evolutie rapida si extindere regionala:

tornade, ciclonii oceanici, orajele, vanturile violente, viscolele, vanturile locale (foehn, mistral, bora), valurile de frig sau caldura

3. Riscuri climatice cu declansare rapida, evolutie progresiva si extindere regional: perturbatiile mediteraneene (ciclonii mediteraneeni cu evolutie retrograda)

4. Riscuri climatice cu declansare rapida, evolutie rapida si extindere locala: aversele (ploaie, lapovita, ninsoare), furtuni, trombele marine

5. Riscuri climatice cu declansare lenta, evolutie lenta si extindere zonala: secetele permanente tropicale (din deserturi), ceata de avectie, perturbatiile oceanice si arctice

6. Riscurile climatice cu declansare lenta, evolutie lenta si extindere mica si foarte mica, regional sau locala: inversiunile termice, fenomenul de inghet, depunerile de gheata, ceata de radiatie sau evaporatie, fenomenele de uscaciune si seceta

d. Sezonul in care se produc:1. Riscuri climaice din perioada rece: inversiunile de temperature, valurile de frig,

depunerile de gheata, aversele de ninsoare, troienirea zapezii, avalansele si viscolul2. Riscuri climaice din perioada calda: arsitele, incendiile naturale, suhoteiurile,

aversele de ploaie, grindina, fenomenele orajoase3. Riscuri climatice specific sezoanelor de tranzitie: ceata, ingheturile de toamna sau

primavera, viscolul, aversa de ninsoare, aversa de ploaie.4. Riscuri climatice posibile tot anul: fenomene de uscaciune, fenomenul de seceta,

ariditatea.

In situatia analizarii unui fenomen climatic trebuiesc parcurse in mod obligatoriu mai multe etape de studiu:

1. Stabilirea caracteristicilor medii ale fiecarui parametru climatic analizat – faza de lucru absolut necesara pentru a contura imaginea generala a unui element climatic care poate determina un risc fata de care se va face totdeauna o comparative.

2. Extragerea valorilor extreme (maxime, minime) care reprezinta limite posibile de variatie a fenomenului si posibile praguri de risc. In cazul valorilor medii riscul se omogenizeaza pe cand prin evidentierea extremelor sunt subliniate extremele climatice si caracterul de risc al acestora.

3. Calcularea abaterii parametrului climatic respective fata de media multianuala considerata normal. Aceasta etapa este importanta deoarece permite stabilirea pragului de risc dar si cuantificarea acestuia.

2

4. Calcularea frecventei abaterilor cuprinse intre diferite limite. Aceasta etapa de studiu permite clasificarea riscurilor cu frecvente cuprinse intre diferite limite sau a riscurilor cu grad diferit de periculozitate.

5. Precizarea pragului de la care un element, process sau fenomen climatic devine un risc. Pentru aceasta se au in vedere rezultatele etapelor anterioare la care se vor adauga si gradul de potentialitate al riscului respectiv de a produce pagube.

6. Studierea factorilor genetici corespunzatori riscului analizat. In felul acesta se faciliteaza posibilitatea de prognoza si clasificare. Aceasta etapa permite in final luarea unor masuri operationale de combatere si diminuare a efectelor negative.

7. Analiza modului de manifestare atat in timp cat si in spatiu a fenomenului climatic de risc analizat. Acest lucru se face pe baza datelor orare, zilnice, lunare si anuale - date pe baza carora se elaboreaza o serie de harti climatice special care scot in evident teritoriile afectate iar prin intermediul unor izolinii, valoarea corespunzatoare a riscului. Se mai pot elabora harti de regionare a riscurilor climatice care pot scoate in evident teritorii afectate de mai multe riscuri climatice si in consecinta, teritorii cu grad mare de vulnerabilitate.

8. Stabilirea intervalului de risc ce se poate face prin suprapunerea curbei de variatie a valorilor mediei zilnice, lunare sau anuale cu cea a variatiei valorilor extreme zilnice, lunare sau anuale. Prin compararea acestora se poate evidentia teritoriul cu gradul cel mai ridicat de periculozitate.

9. Cuantificarea gradului de vulnerabilitate – pagubele materiale sau umane inregistrate ca urmare a producerii unor astfel de riscuri. Pentru a parcurge o astfel de etapa un rol important il au Oficiile Statistice Nationale care furnizeaza date certe si obiective. Prin aceasta cuantificare poate fi indicata intensitatea factorilor genetici care au determinat producerea riscului/riscurilor analizate.

10. Evidentierea consecintelor de ordin psihologic dar si rolul educatiei in mass-media fata de riscurile climatice in general. Cu cat gradul de civilizatie al unei societati este mai avansat, cu atat mai bine pot fi prevenite efectele negative ale unor fenomene atmosferice de risc (ex: civilizatia statului Indian care nu a putut face fata si nu a putut preintampina efectele dezastruoase ale unei furtuni tropicale din 1970. In noiembrie 1970, in Golful Bengal s-a format un ciclon tropical care a afectat coasta Nordica a Golfului Bengal. Acest fenomen a corespuns cu o sarbatoare hindusa care interzicea femeilor si copiilor sa iasa din casa. Din aceasta cauza proportia dezastrului uman a fost foarte mare, numarul total de victime a fost de aprox 300000 – 90% femei si copii)

Evaluarea riscului climatic presupune mai multe etape:

1. Analiza si evaluarea riscului, identificandu-se ce atingeri asupra mediului s-au produs sau pot surveni dar si ce atingeri pot fi tolerate.

2. Evaluarea riscului potential, parcurcandu-se toate etapele amintite mai devreme.3. Emiterea unor masuri de lupta, prevenire contra riscului climatic.

3

CURS 2

Fenomenele climatice de risc

Riscurile/hazardele climatice reprezinta manifestari extreme ale proceselor, fenomenelor climatice sau chiar elementelor climatice care genereaza pagube materiale si/sau pierderi de vieti umane. Cea mai folosita clasificare a acestor riscuri climatice este aceea care se bazeaza pe perioada de aparitie. In general se evidentiaza 3 mari tipuri de riscuri climatice:

a. Riscuri climatice cu viteza de aparitie imediata: 1. riscuri climatice cu extindere zonala: ciclonii tropicali2. riscuri climatice cu extindere zonala: tornadele

b. Riscuri climatice cu viteza de aparitie intermediara c. Riscuri climatice cu viteza de aparitie lenta si foarte lenta

Ciclonii tropicali sunt fenomene impresionante si distrugatoare care constau intr-o miscare circulara a aerului in sens invers acelor de ceasornic in emisfera nordica si in sensul acelor de ceasornic in emisfera sudica datorita fortei Coriolis, determinata de vitezele inegale de rotatie a punctelor situate la diferite latitudini. Aceasta forta abate miscarea circulara spre dreapta in emisfera nordica si spre stanga in emisfera sudica. Termenul „ciclon” deriva de la grecul „ciclos” (infasurarea sarpelui). Acest termen a fost utilizat pentru prima data in anul 1845 de catre ofiterul britanic Piddington pentru a desemna o furtuna tropicala formata in nordul Golfului Bengal. Ciclonii tropicali poarta diferite denumiri pe Glob (uragan = Golful Mexic, taifun = Asia de sud-est, taifu = Japonia, toffan = India, tuffan = Arabia, baguio = Filipine, willie-willie = n-e Australiei). Ciclonii cei mai mari se numesc supercicloni si au drept cauze principale gradientii mari de presiune atmosferica dar si cantitatea mare de energie si umezeala din zona calda a oceanelor intertropicale, in special din zona ecuatorului termic mediu (apr 10 gr lat. N). Vara, acest ecuator termic se deplaseaza chiar si pana la 20 gr lat. N pe fondul trecerii aparente a soarelui in emisfera nordica.

Componentele unui ciclon:

1. un cicon tropical apare ca o spirala noroasa desfasurata pe o distanta de mai multe sute de km, de obicei de la 500 km pana la 1000 km si chiar 2000 kn in cazul superciclonilor.

2. Benzile noroase sunt separate de „trasee” care converg in straturile inferioare catre un sector circular compact de nori sub forma de inel, cu mare dezvoltare pe verticala in jurul depresiunii barice propriu-zise. Acest inel poarta denimirea si de „ochiul ciconului”, fiind inconjurat de o centura de nori cummulonimbus ce se dezvolta pe verticala pana la nivelul tropopauzei. Acesti nori sunt nori de furtuna cu mare extindere pe vericala, de la 50-100 m altitudine si pana la apr 8000 m altitudine si chiar uneori in zona intertropicala 11000-12000 m altitudine.

3. Ochiul ciclonului tropical este un sector calm cu diametru intre 10-50 km care evidentiaza stadiul de maturitate si subliniaza intensitatea unui ciclon. Atunci cand ochiul ciconului are un diametru mic semnaleaza un ciclon deosebitde violent. Cicloni tropicali se manifesta in

4

principal prin pagube mari si doarte mari, provocate atat de vanturi cat si de ploi dar si prin efectele pe care le au asupra marii, ce se resimt in special in zonele litorale.

Principalele conditii de ciclogeneza:

1. Prezenta unui camp depresionar in straturile atmosferice de baza. Acest lucru favorizeaza cresterea ochiului initial al ciclonului. O astfel de conditie este determinata de valorile scazute ale presiunii atmosferice din zonele intertropicale ca urmare a temperaturilor ridicate.

2. Declansarea convectiei termice. Temperaturile ridicate determina formarea curentilor convectivi ascendenti intrucat aerul cald are o densitate mai mica, deci este mai instabil. In acest fel se asigura transferul vaporilor de apa in straturile superioare ale troposferei acolo unde are loc condensarea ce duce la cummulizare (formarea norilor).

3. Alimentarea cu energie a ciclonului dupa declansarea ascendentei. Energia ciclonului o dau vaporii de apa din zona oceanica intertropicala. Pentru indeplinirea aceste conditii, temperatura apei oceanice sau marine trebuie sa depaseasca in mod obisnuit 26-27 gr C. Ciclonul trpical este alimentat astfel de fluxuri de aer ce au nevoie de un traseu lung deasupra oceanului pentru a acumula cantitati enorme de caldura ce genereaza o evaporatie foarte mare. In acest fel, ciclonul se formeaza si se mentine atata timp cat este alimentat de fluxuri de aer cald tropical, foarte umed, ce asigura o energie mare

4. Dezvoltarea ciclonului in ascensiune. Ciclonmul tropical trebuie sa se distribuie in toata troposfera iar in stadiul initial trebuie sa fie lipsit de miscari descnedente ale maselor de aer sau forfecari ale aerului, deoarece acestea pot intrerupe convectia ascendenta si pot stopa procesul de cumulizare

5. Formarea sau intensificarea unui turbion. Aceasta conditie este dependenta de forta vantului geostrofic ce circula prin troposfera superioara. Aceasta forta este aproape nula in apropierea Ecuatorului, intre 0-5 gr lat. N si S, deoarece forta Coriolis este si ea nula.

Tipologia ciconilor:

Intensitatea si gradul de periculozitate a ciclonilor tropicali este exprimata prin intermediul unei „scari ciclonice” sau „scara Sappghire-Simpson”. Conform acesteia, ciclonii trpicali se impart in 5 categorii:

1. De stadiul I. Se caracterizeaza printr-o viteza medie a vantului (120-150 km/h), genereaa valuri cu 1-1,5 m mai mari decat varianta normala, pot provoca pagube minore (begetatia de talie mica dar si locuintele mici din zona litorala). Acesti cicloni se pot produce cel mai frecvent in anotimpurile de tranzitie si vara, un exemplul fiind ciclonul „Lilly”, care s-a format in 2002 in zona Golfului Mexic.

2. De stadiul II. Se caracterizeaza prin viteze de 154-177 km/h si genereaza valori mai inalte cu 2-2,5 m peste valoarrea normala. Un astfel de ciclon are efecte distructive asupa usilor, ferestrelor, constructiilr usoare dar si asupra traficului maritim sau oceanic. Ciclonul „Francisca” din 2004, format in bazinul central al Oceanului Atlantic

3. De stadiul III. Caracterizeaza prin intnstitarea vantului de 178-209 km/h, poate provoca valuri cu 3-4 m pste valoarea normala. Un astfel de ciclon poate distrue structura unei case mici, poate

5

provica fisuri unei constructii utilitare, poate dobori arbori de dimensiuni mici si medii, poate determina inundatii litorale cu 3-5 ore inate de sosirea centrului uraganului, pe terenuri situate pana la 1,5 m deasupra nivelului marii. Unde litoralul este scund, unda di viitura patrunde adanc pe uscat, pana la 15 km.

4. De stadiul IV. Are viteze intre 210-250 km/h, poate provoca valuri inalte, cu 4-6 m peste valoarea normala, are o forta distructiva deosebita, putand provoca distrugeri complete de acoperisuri la constructii mici si mijlocii. Un astfel de ciclon poate distruge in totalitate locuintele mobile, poate dezradacina copaci si tufisuri si poate provoca inundatii cu 3-5 ore inainte de sosirea ochiului furtunii. El mai poate provoca inundatii pana la 15-20 km in interiorul uscatului, pe terenurile joase cu o inaltime de pana la 3-3,5m deasupra nivelului oceanic.

5. De stadiul V. Au viteza de peste 250 km/h (chiar peste 400 km/h). Un astfel de ciclon genereaza valuri cu peste 8 m peste valorea normala, drept pentru care provoaca inundatii de mari proportii, acestea afectand spatiile litorale joase cu inaltimi de 6 m peste nivelul marii, pana la 20-25 km in interiorul uscatului. Forta vantului in timpul rafalelor depaseste 300-350 km/h, creeand presiune foarte mare ce poate ajunge la 600 kg forta/mp. Din aceasta cauza, pagubele generate de un astfel de ciclon sunt foarte mari, putand produce distrugerea completa a locuintelor, dezradacinarea arborilor dar si decopertarea stratului fertil de sol.

Repartitia ciclonilor pe glob:

Cea mai importanta zona ciclonica este reprezentata de NV Oceanului Pacific. In aceasta zona se formeaza cicloni tropicali din Mai pana in Noiembrie, perioada in care se formeaza apr 18 taifunuri (din care 3-4 supertaifunuri). Acestia se formeaza din cauza intalnirii musonului chinez cu alizeul pacific de nord-est de-a lungul ecuatorului termic vertical.

O alta zona ciclonica tropicala este Marea Caraibilor si Golful Mexic. In aceasta arie se formeaza apr 5 cicloni din Mai pana in Noiembrie, cauza principala fiind intalnirea alizeului maritim cu ecuatorul termic vertical.

Coastele vestice ale Americii centrale. Aici se produc 12-15 cicloni tropicali pe an, in perioada Mai-Noiembrie. Formarea ciclonilor de aici este pusa pe seama faptului ca musonul panamez este afectat de perturbatiile atlantice dar si de cele 2 fluxuri ale alizeelor.

In nordul Oceanului Indian se produc apr 6-9 cicloni in Mai-Iunie, cand ecuatorul termic vertical urca pana la 20 gr lat.N. De asemenea ciclnii de aici sunt determinati si de formarea musonului indian (oceanic).

Sud-vestul Oceanului Pacific are 2-3 cicloni pe an in perioada Noiembrie-Aprilie, datorita intalnirii dintre musonul australian cu alizeul maritim din emisfera sudica, de-a lungul ecuatorului termic vertical.

Alte zone ciclonice importante se intalnesc in bazinul sudic al Oceanului Indian (in SE si SV – intalnirea dintre alizeul emisferei sudice cu musonul indian si ecuatorul termic vertical).

6

Tornada reprezinta o coloana de aer de natura termo-dinamica care se invarte cu violenta avand de regula forma de palnie de condensare cu un diametru foarte mic provenind dintr-un nor instabil de tip cumulus sau cumulonimbus ce atinge suprafata terestra. Tornadele se caracterizeaza prin forta lor deosebit de distructiva care se extercita deasupra unui mediu limitat de cateva zeci sau sute de kmp. Tornada provine din spaniolul „tornada” cu semnificatie de fortuna sau latinnescul „tornare” cu semnificatia de tunet.

Rotatia tornadelor. In mod normal datorita miscarii de rotatie a pamantului si a fortei Coriolis tornadele se rotesc in directie ciclonica (invers acelor de ceasornic in emisfera nordica si invers in cea sudica). Aceasta directie poate fi perturbata local si de o serie de factori, cum ar fi prezenta unui obstacol natural.

Formarea tornadelor. Tornada deriva cel mai frecvent din furtuni violente cunoscute sub numele de supercelule care contin precipitatii abundente, ele fiind insotite de grindina sau de fenomene orajoase. Pe parcursul existentei ei, tornadele sufera numeroase transformari, atat in ceea ce priveste dimensiunea dar si in ceea ce priveste forma sau comportamentul. Atunci cand o supercelula se apropie de sol apare si o palnie de condensare care coboara de la baza norului de fortuna si cel mai adesea dintr-un nor care se roteste. Pe masura ce aceata coboara spre pamant, iau nastere rafale distructive iar palnia se transforma intr-o tornada propriu-zisa care daca substratul si aerul sunt deosebit de calde si umede, tornada se poate dezvolta accelerat si poate atinge stadiul maxim de maturitate. In general se pot distinge 5 faze de evolutie ale unei tornade:

1. Norul – in forma de palnie, in aceasta faza coloana de aer in rotatie, se dezvolta in interiorul norului cumulonimbus dirijandu-se apoi spre sol. In timpul acestei faze, norul in forma de palnie (tuba) coboara in vartej pana in apropierea solului.

2. Tornada propriu-zisa – cand coloana in rotatie atinge suprafata solului devenind astfel tornada prin definitie. Atingerea solului de catre palnia noroasa devine vizibila prin intermediul efectelor create. Cel mai adesea se poate observa praf sau se pot observa ramasite de obiecte antrenate in vartej deasupra solului.

3. Faza de maturitate – in timpul careia tuba atinge cel mai mare diametru, fiind aproape intotdeauna verticala si in cea mai mare parte a timpului atingand solul chiar daca pe traiectoria urmata face o serie de salturi in special atunci cand traiectoria este mai lunga. In aceasta faza tornada este cea mai periculoasa. In zonele climatice uscate si calde tuba nu este decat un con mic ce depaseste baza norului iar coloana de aer in rotatie devine vizibila numai atunci cand se umple cu praf sau ramasite de obiecte.

4. Faza de slabire – este o faza de disipare in care tuba devine din ce in ce mai putin vizibila, intrucat se ingusteaza si se inclina foarte mult in raport cu pozitia sa verticala avuta initial.

5. Faza de declin – in care tornada se transforma intr-o coloana de aer caracterizata rintr-o intensitate din ce in ce mai mica a vantului. Intr-o astfel de faza tornada devine din ce in ce mai putin vizibila intrucat antreneaza cantitati mult mai mici de praf si aproape deloc ramasite de obiecte.

7

In concluzie, norul in forma de palnie (tuba) este principalul fenomen ce caracterizeaza tornada. Acesta este de fapt o coloana de aer de regula in forma de con invers cu baza in sus care devine din ce in ce mai stramt cu cat distanta fata de sol este mai mica. Norii care genereaza cele mai frecvente tornade sunt cei cu mare dezvoltare pe verticala (cumulus si cumulonimbus), intrucat in interiorul acestora apa se intalneste in toate starile de agregare.

Originea tornadelor. Mecanismul exact de formare a tornadei (geneza tornadei) a devenit in ultimul timp subiectul unor cercetari ample intrucat genreaza pagube materiale din ce in ce mai mari si pierderi umane din ce in ce mai numeroase ca urmare a extinderii spatiilor locuite. Uneori tornada provine dintr-o circulatie ciclonica de talie medie (mezociclon) situat intr-un ansamblu orajos sau cumuliform mult mai vast. Un mezociclon are un diametru mediu de apr 15 km si contine curenti de aer calzi si reci care interactioneaza pentru a forma tuba. Formarea tornadelor este favorizata in general de anumite sitatii meteorologice. Una din ele presupune advectia de aer cald si instabil venind dinspre sud-sud-vestul Europei in timp ce in troposfera superioara exista un flux de aer vestic mult mai rece si mult mai rapid ce vine dinspre Oceanul Atlantic. In felul acesta, in straturile atmosferice de baza se produce o puternica forfecare a vantului datorita unui „curent-jet” care contribuie la formarea tornadei propriu-zise. Constractia mezociclonului intr-un cerc mai stramt genereaza o intensificare a vantului in conditiile unei presiuni din ce in ce mai scazute din centrul mezociclonului si a unor curenti convectivi ascendenti din ce in ce mai puternici. Acest proces (conservarea momentului angular) poate genera vanturi deosebit de violente ce pot depasi in timpul rafalelor 320-350-400 km/h. O alta situatie ce favorizeaza formarea tornadelor poate fi observata iarna in statele vestice ale Europei acolo unde este caracteristica trecerea de la est la vest a unor fronturi reci si prezenta unor depresiuni foarte adanci in sectoarele nordice ale Europei. Aceasta depresiune este insotita de o serie de efecte locale, de particularitati orografice care genereaza instabilitatea necesara producerii fenomenului de tornada. In ceea ce priveste directia tornadelor de remarca diferentieri la nivel planetar, astfel in vestul Europei fiind de le SE la NV, in Australia de la NV la SE iar in America de Nord de la N la S, de-a lungul culoarului tornadelor, cea mai importanta zona tornadica de pe Glob. In general, tornadele se deplaseaza cu viteze relativ mici de 10-70 km/h. Cu cat viteza de deplasare este mai mare, cu atat tornada are o forta distructiva mai mica si invers.

Clasificarea tornadelor. In clasificarea intensitatii tornadelor se utilizeaza cel mai frecvent Scara Fujita, ce are in vedere 3 parametii (viteza vantului, lungimea si largimea traiectoriei). O alta scara este utlizata in Europa de Vest, scara Torro, o continuare a Scari Beauffort. Ea are ca treapta inferioara T0, ce indica tornadele foarte slabe si T11, treapta maxima ce indica cele mai puternice tornade. Conform Scarii Fujita se pot separa:

1. EF0 = tornada slaba, 60-100 km/h, pagube slabe2. EF1 = tornada slaba, 110-170 km/h, smulgerea tiglelor de pe acopersuri, deplasarea usoara

a masinilor, rasturnarea rulotelor si smulgerea arbirilor de mici dimensiuni3. EF2 = tornada puternica, 170-240 km/h, pagube importante in special la nivelul

constructiilor4. EF3 = tornada puternica, 240-320 km/h, pagube grave ca smulgerea peretilor, ruperea

arborilor sau deplasarea masinilor

8

5. EF4 = tornada violenta, 320-410 km/h, pagube devastatoare ce constau in distrugerea cladirilor sau smulgerea arborilor de mari dimensiuni

6. EF5 = tornada violenta, peste 420 km/h (maxim 500 km/h), pagube incredibile ce constau in transportul obiectelor de mari dimensiuni in aer, distrugerea fundatiilor cladirilor si deformarea zgarie-norilor.

CURS 3

Orajele sau descarcarile electrice atmosferice sunt definite ca fiind electrometeori ce constau in descarcari electrice repetate intre doua parti ale aceluiasi nor, intre 2 nori sau chiar si intre nori si suprafata terestra. Orajele sunt posibile tot anul ce se produc in urma dezvoltarii norilor cumulus si cumulonimbus in conditiile unei stratificari instabile a aerului la care se adauga prezenta in atmosfera a unor cantitati mari de vapori de apa. In esenta, orajele iau nastere datorita incalzirii puternice a maselor de aer in functie de directia de deplasare a acestora si de caracteristicile reliefului. Deosebit de frecvente sunt orajele frontale (front atmosferic) care se produc frecvent in fronturile reci, cu precadere vara. Fenomenele orajoase, in ansamblul lor, prezinta 3 mari stadii de dezvoltare:

1. Stadiul de evolutie (de cumulus) – este caracterizat prin faptul ca celula orajoasa este dominata de miscarile ascendente care se declanseaza sub baza norului si care ajung pana la nivelul tropopauzei, la partea superioara a norului. Daca norul prezinta instabilitate ridicata, curentii convectivi ascendenti vor continua sa urce tot mai sus, transferand astfel aer cald si umed la nivelul de condensare, determinand in felul acesta condensarea vaporilor de apa in picaturi. Eliberarea caldurii latente din timpul proceselor de condensare furnizeaza energia necesara pentru a prelungi miscarile ascendente, miscare care au ca si efect extinderea celulei orajoase. Acest stadiu de evolutie este intalnit inainte de orele amiezii, atunci cand dupa rasaritul soarelui, aerul se incalzeste, formandu-se curentii convectivi ascendenti.

2. Stadiul de maturitate – este stadiul in care norul cumulonimbus apare dezvoltat foarte mult atat pe verticala cat si pe orizontala. In acest stadiu, picaturile de apa devin suficient de mari, astfel incat ele incep sa cada sub forma de precipitatii. In felul acesta, directia curentilor convectivi se inverseaza, ei devin descendenti, ating solul, determinand in felul acesta racirea aerului si cresterea gradului de instabilitate.

3. Stadiul de disipare – se instaleaza atunci cand curentul ascendent devine descendent, precipitatiile se diminueaza, la fel si gradul de instabilitate. In acest ultim stadiu, varful norului cumulonimbus se aplatizeaza, acesta capatand aspect de nicovala.

Indiferent de anotimpul in care se produc, fenomenele orajoasa sunt puse pe seama dezvoltarii norilor cumulonimbus in conditiile unei stratificari instabile. Cele mai periculoase fenomene orajoase se declanseaza la sfarsitul dupa-amiezii, atunci cand instabilitatea aerului este maxima, ca o consecinta a incalzirii suprafetei solului.

Orajele frontale, care acopera suprafete mult mai mari se pot produce la orice ora din zi sau noapte, fiind insa mult mai violente la sfarsitul noptii sau dupa-amiaza.

9

Orajele convective se formeaza vara, in zonele montane ca o consecinta a ascensiunii fortate a aerului cald si umed pe versantii montani inclinati. Acest gen de oraje este intretinut de racirea radiativa nocturna de la varful norilor la o altitudine la care atmosfera este mai uscata, ceea ce mentine instabilitatea in interiorul norului.

Principalele componenete ale fenomenelor orajoase:

1. Fulgerul – este o scanteie enorma, produsa intre regiuni, cu sarcini electrice de semn contrar, datorita diferentei de potential electric dintre doua corpuri, indiferent ca este vorba de nori sau suprafata terestra. Fulgerul se poate forma intr-un nor cumulonimbus atunci cand particulele electrice negative migreaza in interiorul norului, de la cristalele de gheata spre picaturile de apa, avand ca efect crearea unei sarcini predominant negative la partea inferioara a norului, acolo unde exista apa in stare lichida si a unei sarcini pozitive la partea superioara a norului, acolo unde apa este in stare solida. Intrucat sarcinile de acelasi semn se resping in interiorul norului, o parte a sarcinii negative de la baza norului este transmisa instantaneu in directia solului rezultand astfel o sarcina reziduala pozitiva in partea de jos a norului. Din aceasta cauza fulgerele sunt cunoscute ca „descarcari electrice pozitive”. Activitatea electrica luminoasa este exprimata de fulgerele infranoroase. Fulgerele dinspre nori spre sol nu reprezinta decat aproximativ 20% din totalul lor, ele insa sunt mult mai cunoscute datorita efectelor negative vizibile produse. Aceste fulgere incep printr-o descarcare electruca negativa in directia solului purtand numele de „precursor”. Atunci cand un precursor se afla in apropiere de sol este intampinat de un flux ascendent de sarcini pozitive cunoscut ca „arc electric de intoarcere” care se ridica la intalnirea cu solul. In anumite situatii sinoptice pot exista mai multe arcuri de intoarcere, insa in esenta nu se formeaza decat un singur fulger. In situatia in care canalul de lumina formeaza derivatii, acest fulger are un aspect ramificat. In functie de locul in care se formeaza si forma pe care o are, fulgerul poate fi de la nor la nor, fulger difuz, fulger de foc sau fulger in panze.

2. Tunetul – este un zgomot sec care insoteste fulgerul. Acesta este generat de dilatarea brusca a aerului pe traiectoria fulgerului. In aceasta dilatare, timp de cateva microsecunde, aerul atinge aproximativ 10000 grC, dilatandu-se astfel exploziv, ceea ce da nastere sunetelor asurzitoare. Undele de presiune rezultate sunt urmate de o serie de compresiuni datorita elascititatii intrinseci a aerului. Aceste unde sunt percepute sub forma de tunete care pot fi auzite pe o raza la aproximativ 15 km in jurul fulgerului. In cazul furtunilor de mare amploare, tunetele pot fi auzite chiar si pana la limita maxima de audibilitate, de aproximativ 40 km.

In ceea ce priveste repartitia orajelor pe Glob, cele mai multe se formeaza in zonele calde si umede, acolo unde exista premisele cele mai favorabile pentru formarea celulelor orajoase si a norilor cumulonimbus. De asemenea, numeroase oraje se formeaza si in regiunile temperat-continentale, in special oraje frontale, datorita interactionarii maselor de aer cald cu masele de aer mai umed. Cele mai multe oraje se produc in campiile centrale nord-americane (80 oraje/an), campia indo-gangetica (75 oraje/an), campia Amazonului (70 oraje/an), bazinul fluviului Congo (50 oraje/an), coasta estica a Australiei (30 oraje/an), Europa (40 oraje/an).

10

In Europa, cele mai multe descarcari electrice atmosferice se produc in martea meridionala (sud), in Pen Iberica, Italica sau Balcanica, cu aproximativ 40-50 oraje/an, in intervalul Martie-Noiembrie, in Europa de vest mai putin de 20 zile orajoase/an in intervalul mai August (in Marea Britanie). In Europa de Nord, pe fondul stabilitatii mai mari a atmosferei, numarul de zile orajoase scade la mai putin de 10/an.

In Romania, cele mai multe oraje se produc in sud-vestul tarii, cu peste 50 zile orajoase/an, zona in care patrund influentele mediteraneene. A doua zona orajoasa importanta este reprezentata de centrul, vestul tarii si perimetrul carpatic cu 40 zile orajoase /an. A treia zona este partea de est a tarii (Pod Moldovei, V Dobrogei, Campia Baraganului, Campia Teleormanului) cu 30 zile orajoase pe an iar ultima zona este zona litorala, cu mai putin de 30 zile orajoase/an, datorita inversiunilor termice induse de mare care ingreuneaza in mod evident procesul de formare al norilor cumulonimbus, nori generatori de celule orajoase.

Metode de prevenire si combatere a efectelor orajelor

1. Dotarea caselor cu paratrasnete – destul de putin folosita intrucat este costisitoare.2. Evitarea orelor favorabile producerii orajelor – cu precadere intervalul 17:00 – 20:00, atunci

cand probabilitatea este mult mai mare.3. Adapostirea in locuri nefavorabile orajelor – aceastsa este considerata cea mai eficienta

intrucat u presupune costuri suplimentare. In general insa, trebuie evitat statul in picioare sub norul orajos dar si protejarea de ploaie deoarece corpul ud este un bun conducator de electricitate.

4. Izolarea – in acest sens se recomanda utilizarea de imbracaminte si incaltaminte de cauciuc sau naylon care asigura o buna izolare. In general, vremea orajoasa actioneaza negativ asupra oamenilor, nu numai pentru ca acestia pot fi afectati de oraje dar si prin faptul ca descarcarile electrice produc o stare de oboseala, de greutate in respiratie si iritabilitate accentuata.

Grindina reprezinta o forma de precipitatii solide alcatuite din granule transparente sau opace de gheata de diferite forme, fie sferice, fie colturoase, de diferite marimi, cu diametru intre 5-50 mm si de diferite greutati, de la cateva grame la peste 300 grame, care cad in timpul averselor de ploaie insotite de fenomene orajoase si vijelii. Dpdv al perioadei in care se produce acest fenomen, grindina este considerata un hazard climatic specific intervalului cald al anului. Fenomenul de grindina devine periculos in urmatoarele situatii:

- Se produce in plin sezon de vegetatie, surprinzand astfel culturile viticole, pomicole dar si alte tipuri de culturi in diferite faze fenologice, fie de inflorire, fie de inspicare.

- Este insotita de vant puternic, cu o viteza de peste 10 m/s/- Dimensiunile granulelor de grindina depasesc 10 mm in diametru.- Durata fenomenului este mare, de peste 5 minute.- Densitatea granulelor este mare.- Formeaza un strat de gheata de durata, de cateva ore sau zile, intrucat determina inghetarea

sucului celular, oprirea circulatiei sevei, distrugerea sistemului foliaceu dar si compromiterea recoltelor

11

- Se produce dupa o lunga perioada de seceta, intrucat dupa o astfel de perioada solul este uscat, este lipsit de coeziune, drept urmare poate determina pluviodenudarea.

In ceea ce priveste repartitia grindinei pe glob, zonele cele mai afectate sunt zonele agricole importante (marile campii nord-americane, Campia Golfului, Campia Golfului Mexic, Campia Pampa, S si SE Australiei, cea mai mare parte a Europei, Campia Mekongului, Marea Campie Chineza).

Principalele etape de dezvoltare a grindinei:

1. Granulele de zapada (zapada rulata) – constituie particule de gheata alba si opaca de forma sferica sau conica. Ele au un diametru mai mic de 1 mm, in timp ce zapada rulata are un diametru mai mic de 5 mm. Fiecare granula este compusa dintr-un corp de gheata central, rezultat in urma cresterii picaturilor de apa supraracita care a inghetat in jurul nucleului de congelare. Aceasta este comprimabila si usor elastica si poate sari la contactul cu o suprafata dura.

2. Mazarichea – are un diametru mai mic de 5 mm, insa difera de zapada rulata prin densitatea ei mare dar si prin faptul ca are suprafata acoperita partial cu polei. Mazarichea poate fi:

a. Moale – precipitatie formata din granule albe sau opace de gheata cu forme sferice sau conice si diametre intre 2-5 mm, ce cade in mod obisnuit din norii cumulonimbus la temperaturi de apr 0 grC.

b. Tare – precipitatie formata din particule transparente sau translucide de gheata, cu forme sferice, conice sau neregulate, ce iau nastere din granule de gheata sau mazariche moale, care se imbraca intr-un strat de gheata transparenta.

3. Grindina – reprezinta acumularea de gheata in straturi succesive cu diametru mai mare de 5 mm, uneori ajungand la 50 mm.

Depunerile de gheata sunt hazarde climatice specifice perioadei reci, cu precadere intervalului noiembrie-martie. Principala cauza de foarmare a acesteia o constituie starea atmosferei determinata de circulatia maselor de aer. Pe teritoriul Romaniei aceste depuneri sunt generate cu precadere de:

- Inlocuirea unui camp depresionar existent in perioada premergatoare depunerii de gheata cu un camp anticiclonic (de mare presiune atmosferica) reprezentat de dorsala anticiclonului est-auropean, anticiclonului scandinav sau aniticiclonii din vetul Europei.

- Inlocuirea campului anticiclonic preexistent depunerii de gheata cu un camp depresionar din sudul, nordul sau vestul continentului.

- Stationarea unui camp anticiclonic in decursul depunerilor de gheata, in special a dorsalei anticiclonului est-european.

- Stationarea unui camp depresionar in perioada depunerilor de gheata.

Din categoria depunerilor de gheata, cele mai importante sunt:

1. Bruma - depunerea de cristale de gheata fine, albicioase, pe suprafata solului sau pe obiectele de pe sol, provenind din umiditatea aerului. Forma acestor cristale este diferita, ele luad aspectul de ace, pene, solzi sau evantaie. In general, bruma este un hidrometeor caracteristic

12

situatiilor de acalmie sau cu vanturi slabe, cu o viteza cuprinsa intre 0-2 m/s insa cu umezeala relativa ridicata de peeste 80%. Brumele sunt daunatoare in anotimpurile de tranzitie, atat primavara cat si toamna, intrucat pot determina intreruperea ciclului vegetativ si pot afecta culturile agricole nerecoltate.

2. Chiciura – duoa structura si texura se imparte in:a. Chiciura moale (cristalina) – formata din cristale foarte fine de gheata rezultate din

inghetarea vaporilor de apa pe obiectele subtiri sau pe sol. Starile de vreme caracteristce pentru formarea chiuciurei sunt acalmia asociata cu ceata sau aerul cetos si temperaturi scazute, in general sub -15 grC.

b. Chiciura tare (granulara) – depunere de gheata alba, mata, cu structura amorfa, generata de inghetarea rapida a picaturilor de ceata supraracite, purtate de vant pe diferite obiecte. Ea se produce frecvent in aceeasi situatie de vreme rece, cu temperaturi intre -2 si -7 grC.

3. Poleiul – are o geneza complexa, fiind o depunere de gheata sub forma de strat omogen si transparent, rezultat din solidificarea picaturilor supraracite de burnita sau ploaie pe sol sau pe suprafata obiectelor cu o temperatura de apr 0 grC. La temperaturi mai mici, poleiul devine opac si mai putin dens, in special in prezenta unor picaturi mici de apa. In aceasta situatie, poleiul prezinta trasaturile specifice stadiului de tranzitie catre chiuciura granulara. Temperatura obisnuita de formare a poleiului este intre 0 so -1 grC, situatie in care poleiul capata aspectul unui strat de gheata densa si sticloasa. Poleiul intra in categoria risvurilor climatice intrucat determina pagbe importante in agricultura afectand culturile agricole in anotimpurile de tranzitie dar si in transporturi, in special cele aeriene, rutiere si speciale (energiei electrice).

CURS 4

Microrafalele sunt curenti descendenti largi de pana la 4 km care provoaca o variatie violenta a directiei si vitezei vantului. Exista 2 mari tipuri de microrafale:

1. Uscate – se formeaza de regula in zonele temperat-continentale, desertice si semi-desertice. In aceste medii, norii cumulus generatori au baza foarte ridicata datorita umezelii scazute a aerului, iar precipitatiile se evapora inainte de a atinge solul (fenomenul de virga).

2. Umede – se produc intr-un mediu excesiv de umed, ecuatorial, subecuatorial sau chiar cel tropical musonic. Aceste microrafale umede exista atunci cand curentii descendenti favorizati de precipitatii, intalnesc un mediu local uscat la exteriorul norilor din care acestea cad. Evaporatia provoaca o racire care accentueaza miscarile descendente, generand o microrafala localizata intr-un mediu cu ploi puternice (microrafala umeda)

Trombele marine. In sens meteorologic, tromba marina este o coloana de aer care se formeaza deasupra apei, se invarte rapid, avnd caracteristicile unei tornade. Aceste fenomene iau nastere si se deplaseaza deasupra unui rau, lac, mare sau ocean, deosebindu-se de tornade in principal prin structura

13

si ciclul pe care il au. Tromba marina este formata din tuba, in are aerul circula ascendent si norul convectiv din care se desprinde aceasta tuba. Princialele tipuri de trombe marine:

1. De vreme buna – sunt mai frecvente si mai putin periculoase, ele fiind similare cu vartejurile de praf care se =formeaza in apele calde din zona tropical sau subtropicala (Pen.Florida, G.Mexic, P.Yukatan, litoralul tropical si subtropical, bazinul Marii Mediterane)

2. De tip tornada – tornade formate deasupra apei. Aceste trombe sunt mult mai periculoase intrucat tuba are un diametru mai mare iar in interiorul ei viteza de deplasare a aerului poate depasi 200 km/ora.

Etapele de evolutie a trombei marine:

1. Incipiente – cand primele semne sunt puse in evidenta de aparitia unor pete negre la suprafata apei. Tromba apare ca o mica protuberanta formata la baza norului Cumuls. Partea vizibila a trombei (tuba) se formeaza datorita conservarii vaporilor de apa ci nu datorita ridicarii apei de la suprafata marii. Apa nu se ridica decat la partea superioara a tubei (tufa)

2. Incepe atunci cad cand viteza vantului cand acesta atinge peste 30 km/a. In aceasta etapa, tuba coboara pana la suprafata marii, trimitand un nor intunecat din care cad precipitatii. In general, inaltimea lor este de 300-700 m, putand ajunge la valori mai mari in zonele uscate, unde umezeala mica determina un raport .... in ceea ce priveste diametrul tubei, acesta variaza intre cativa metri si pana la maxim 30 m.

3. Etapa de maturitate – cand intensitatea vantului devine maxima, depasind 100 km/h. Dupa ce atinge solul, viteza vantului incepe sa scada iar in final trompa se dezmembreaza.

In ceea ce priveste mecanismul de prezentare al unei trombe marine se pot identifica 3 zone importante:

1. Zona de alimentare2. Baza de formare3. Deplasarea aerului pe turbion4. Fluxul de aer convergent unde presiunea atmosferica si forta centrifuga sunt in echilibru, iar

miscarea turbionara este maxima5. Baza norului, unde circulatia aerului se intinde pe orizontala intr-o miscare divergenta

Caracteristicile principale ale trombei marine sunt:

- Diametrul este variabil, de la cativa m la catva zeci de m;- Inaltimea este conditionata de intensitatea fenomenului si plafonul la care se afla norul cumulus

sau cumulonimbus generator;- Viteza de deplasare a aerului variaza de la 80 km/h la peste 200 km/h, sensul de deplasare este

in sens invers acelor de ceasornic intrucat acestea se formeaza cu precadere in emisfera nordica, acolo unde Forta Coriolis abate spre dreapta aerului aflat in miscare

14

Trombele marine intra in categoria roscurilor climatice intrucat afectraza activitatile portuare, putan determina rasturnarea ambbarcatiunilor de dimensiuni mici iar cand ating siprafata solului pot determina ruperea arborilor sau rasturnarea locuintelor mobile. Durata unei trombe marine este de cateva minute, osciland in sudul Europei intre si 20 de minute. S-au inregiustarat si trombe marine cu o durata mai mare, de peeste 45 de minute. In Europa, cea mai afectata zona este zona litorala a Golfului Genoa.

Turbioanele de praf sunt marcate de miscari convective puternice din perioada calda a anului si cu precadere in situatiile sinoptice de acalmie. In mod frecvent, acestea au la baza cativa m in diametru iar pe verticala pot ajunge pana la cativa zeci de m. Turbioanele poarta numele locale dar este vorba de turbioane de mici dimensiuni formte deasupra unei suprafete uscate sau nisipoase care antreneaza in aer praf, frunze si alte obiecte usoare ce pot fi ridicate de la nivelul solului. Acestea nu fac legatura dintre nori si sol, formandu-se doar atunci cand o masa de aer rece si uscat care apartine unei furtuni este deplasata spre o masa de aer stationar calm si umed, ceea ce determina un efect de rasucire. Intra in categoria riscurilor climatice intrucat pot genera pagube usoare culturilor agricole de dimensiuni mici. In interiorul turbionului, aerul se deplaseaza fie in sens ciclonic fie anticiclonic, neintrand sub incidenta fortei Coriolis.

Turbioanele de zapada sunt fenomene rare ce pot lua nastere deasupra suprafetelor acoperite de zapada cu precadere din zona litorala a Groenlandei, Pen. Graham, Arh.Georgia. La originea acestui fenomen ar putea fi o cauza mecanica, turbionul de zapada fiind creat de obstacole fizice, cum ar fi colinele sau insulele. La originea lor pot sta si vanturile permanente, cum ar fi cele polare care stau la baza formarii turbioanelor din zona litorala a Groenlandei.

Aversele sunt ploi de scurta durata cu inceput si sfarsit brusc si schimbari rapide de intensitate. Ele sunt caracteristice cu precadere perioadei calde atunci cand se creeaza premisele cele mai favorabile formarii norilor cumulonimbus. Cea mai importanta urmare a lor este aparitia inundatiilor.

Pentru Europa pot fi amintite in primul rand inundatiile catastrofale din Europa Centrala din Iulie 1997, inundatii care au afectat toata partea de est a Germaniei, Cehia, Slovacia, vestul Poloniei si Austria. Pagubele au fost deosebit de mari mai ales in Polonia acolo unde s-au inregistrat 46 de victime, cateva sute de disparuti, 800000 de refugiati, 450000 ha acoperite cu ape, 16 orase si 1260 de sate inundate, mai ales in bazinul Odrei, bazin care a fost cel mai afectat de inundatii din ultimele 3 secole. Pierderi importante s-au inregistrat si in Cehia cu precadere in Moravia si nord-estul Boemiei, acolo unde s-au inregistrat 40 de victime, au fost inundate 50 de orase si 290 de sate, au fost acoperite cu ape 130000 ha, pagubele materiale totale ridicandu-se la aprox 3 mld. $. In anul 2002, Europa Centrala a fost din nou afectata de inundatii in August, inregistrate cu precadere in bazinele Elbei si Dunarii pe teritoriul Germaniei, Cehiei, Slovaciei, Austriei si Ungariei. Aceste inundatii generate de ploile torentiale s-au soldat cu aprox 100 de victime si pagube materiale de aprox 2 mld. $. In Europa de Vest si Nord-Vest, pot fi mentionate furtunile datorate ciclonilor atlantici care s-au produs in decembrie 1997, ianuarie 1998, decembrie 1999, octombrie 2000 si octombrie 2002. Aici, cele mai afectate teritorii sunt estul Suediei dar si vestul si sudul Finlandei. In sudul si sud-vestul Europei, furtunile generatoare de ploi torentiale sunt in principal rezultatul ciclonilor mediteraneeni in asociere

15

cu influenta orografiei, in principal cu influenta M.Pirinei si a M.Alpi. astfel, poate fi amintita catastrofa din 6 august 1996 de la Biescas, la poalele M.Pirinei (Spania), acolo unde din cauza precipitatiilor abundente un rau mic a iesit din canalul artificial provocand 87 de victime, cei mai multi fiind turisti cazati intr-un camping din apropiere.

In America de Nord au ramas in istorie inundatiile din martie-iunie 1973 din bazinul Mississippi, din Campia Golfului si Delta Mississippi, inundatii ce au generat pagube materiale de peste 1 mld. $.

In America de Sud pot fi mentionate inundatiile din aprilie 1998 din Argentina, cand au fost acoperite cu ape peste 5 mil ha din Campia Pampa, Campia La Plata dar si parti importante din sudul Braziliei. Ca urmare, pe langa pagubele imense aduse agriculturii s-au declansat epidemii de dizenterie sau febra tifoida, pagubele materiale fiind de peste 4 mld. $. De asemenea foarte multe inundatii generate de averse s-au produs in Asia, cu precadere in zonele joase din Campia Indo-Gangetica, Campia Gange-Brahmaputra sau campiile Indochinei. In august 2002, inundatiile catastrofale din estul Chinei s-au soldat cu peste 2000 de morti si peste 8 mil de refugiati.

In Australia, ciclonii extratropicali afecteaza in principal regiunile din sud-estul continentului. Pot fi amintite astfel inundatiile din august 1998 din partea de sud-est care au provocat moartea a peste 4000 de persoane, ceea ce reprezinta un record trist pentru ultimele doua secole.

In Africa, ciclonii extratropicali actioneaza in regiunile de la extremitatea nordica si sudica a continentului. Inundatiile provocate de precipitatiile abundente cazute in decembrie 1995 in Africa de Sud, au cauzat moartea a 123 de persoane si pagube materiale de aprox 1 mld $. De asemenea, precipitatiile abundente din nordul Algeriei din februarie 2003 au provocat moartea a 50 de persoane si pagube materiale de aprox 500 mil $.

Ca urmare a pozitiei geografice a Romaniei, vremea este frecvent influentata de cicloni extratropicali de provenienta atlantica, mediteraneeana sau central-europeana. Ciclonii atlantici genereaza averse cu precadere in regiunile intracarpatice si in anumite situatii chiar si la exteriorul Carpatilor, in zona subcarpatica. Ciclonii continentali sunt pe de alta parte rezultatul incalzirii accentuate a uscatului din Europa centrala din timpul verii, ceea ce determina o puternica instabilitate a aerului. In aceste situatii, cele mai mari cantitati de precipitatii se inregistreaza pe versantii vestici ai M.Apuseni dar si pe cei cu expozitie sud-vestica, sudica si vestica din Carpatii Orientali. Ciclonii mediteraneeni ajung in Romania, urmand in general 2 traiectorii principale: vara, traiectoria clasica este urmata de ciclonii formati in bazinul central sau vestic al Marii Mediterane iar iarna ei sunt rezultatul ciclogenezei de deasupra Marii Mediterane. Cea de-a doua traiectorie dinspre Marea Mediterana spre Pen.balcanica afecteaza cu precadere teritoriile din sudul Romania (Oltenia, Muntenia, Dobrogea, sudul Pod.Moldovei).

Principalele cauze genetice ale ploilor torentiale sunt:

1. Realizarea contactului dintre doua mase de aer maritim sub forma unui front rece (oclus) dintre care una sa fie de origine tropicala;

2. Intensificarea activitatii ciclonice si familiei de cicloni din regiune;16

3. Mentinerea suprasaturatiei aerului si dupa formarea norilor prin destindere adiabatica si amestecul maselor de aer;

4. Valorile umezelii specifice sa depaseasca 4 g/kg iar deficitul de umezeala sa se mentina mic in stratul activ de formare a norilor;

5. Norii formati sa aiba o grosime mai mare de 7500 m iar baza lor sa fie situata la aprox 1000-1500 m deasupra solului. Aceasta ultima conditie este esentiala deoarece norii cu mare dezvoltare pe verticala contin picaturi cu diametru mare, de peste 5 mm, picaturi ce cad cu o viteza mare de aprox 8 m/s.

Principalele situatii sinoptice favorabile producerii ploilor torentiale in Europa:

1. Extinderea dorsalei anticiclonului azoric deasupra centrului Europei;2. Existenta unei depresiuni retrograde formata in culoarul depresionar dintre anticiclonul azoric

si cel localizat in nord-estul Europei;3. Existenta unui camp anticiclonic slab care se extinde din Oceanul Atlantic pana in regiunea

Marii Caspice, separand vasta depresiune islandeza de cea existenta in sud-estul Europei;4. Formarea ciclonilor mediteraneni care genereaza averse cu precadere iarna si primavara;5. Formarea unui culoar depresionar intre depresiunea islandeza si zona depresionara din bazinul

estic al Marii Mediterane;6. Activarea frontului polar;

Pe teritoriul Romaniei, un caz tipic de ploaie torentiala deosebit de violenta s-a inregistrat pe 28 August 2004 in partea de sud si de est a Dobrogei. In aceasta zi, in intervalul 5:50 si 18:10 au cazut cantitati exceptionale de precipitatii, maxima fiind la Pantelimon, de 312 mm. De asemenea cantitati mari de precipitatii au fost pe litoral, la Constanta (205.5 mm – record absolut), Agigea (280.5 mm), Mamaia Sat (200 mm), Techerghiol (169 mm). In interior cantitatile de precipitatii au fost mai mici. Cauza generatoare este reprezentata de inaintarea ciclonilor mediteraneeni cu caracter retrograd, dinspre sud dar si a ciclonilor formati in bazinul vestic al Marii Negre. Cantitatea mare de apa adusa de aceste ploi torentiale a dus la inundarea unor suprafete imense din Dobrogea de Sud (50000 ha) dar si a numeroaselor gospodarii din localitatile in care cantitatea de precipitatii a depasit 150 mm.

CURS 5

Fenomenul de inghet-dezghet. In climatologie inghetul se manifeesta atunci cand temperatura aerului din adapostul meteorologic scade sub 0 grC. Dezghetul este fenomenul care se manifesta atunci cand temperatura depaseste in sezonul hivernal pragul de 0 grC. In agricultura, definitia inghetului este diferita intrucat acest fenomen intervine direct asupra comportamentului materialului vegetal. In acest context, inghetul corespunde temperaturilor suficient de scazute care provoaca leziuni materialului vegetal. Temperatura la care survine aparitia leziunilor depinde de sensibilitatea plantelor la frig dar si de faza fenologica in care se afla planta respectiva. In climatologie sunt cunoscute urmatoarele tipuri de inghet:

17

1. De advectie – ingheturile in timpul carora scaderea temperaturii este determinata de modificari de ansamblu de origine dinamica, provocate de variatile bruste ale maselor de aer (trecerea fronturilor reci sau invaziile de aer polar). Acest tip de ingheturi sunt mecanismul principal al marilor ingheturi din perioada de iarna, ele avand un caracter general, interesand agricultura practicata in zona temperata. Sunt deosebit de periculoase intrucat in timpul lor temperaturile scad la niveluri care fac ineficiente mijloacele obisnuite de protectie.

2. De radiatie – acestea sunt asociate cu situatiile anticiclonice cu cer senin si calm atmosferic, ele fiind deosebit de frecvente in anotimpurile de tranzitie, cand au un caracter sctric local. In anumite situatii sinoptice, ele pot afecta teritorii vaste insa intensitatea lor variazaa foarte mult in functie de nebulozitate, vant, topografie s.a. in formele de relief concave (depr. Intramontane), ingheturile de radiatie sunt mai frecvente decat pe costele montane din imediata vecinatate deoarece sunt adapostite dpdv aerodinamic iar aerul rece fiind mai dens are tendinta de stagna la baza cuvetei depresionare.

3. Advectiv radiative – se formeaza datorita aerului rece arctic care continua sa se raceasca prin pierderea de caldura datorita radiatiei nocturne, in prezenta unui timp senin. Aceste ingheturi mixte au loc toamna, tampuriu si tarziu.

Ingheturile sunt influentate de:

a. Vant – in situatia in care atmosfera este calma, cu o viteza a vantului mai mica dd 1 m/s, racirea prin radiatie nu afecteaza decat atmosfera din imediata vecinatate a solului, de pana la maxim 2 m. Astfel rezulta o inversiune termica ce are ca efect stabilizarea termica a stratului de aer din vecinatatea solului si franarea amestecului de aer. In situatia in care viteza vantului creste, depasind 1 m/s, la echilibrul termo-radiativ al solului particica o grosime mai importanta a atmosferei iar in acest caz racirea se atenueaza ca urmare a amestecului de aer.

b. Nebulozitate – in prezenta norilor, in principal a norilor calzi inferior stratus sau stratocumulus, radiatia infrarosie emisa de sol si de portiunea de aer din imediata apropiere este absorbita de picaturile de apa continute de nori. La randul lor, acesti nori prin baza lor emit radiatie infrarosie spre sol iar acest flux radiativ complementar micsoreaza defcitul de radiatie al solului si se opune astfel partial racirii lui. In consecinta, o noapte senina favorizeaza racire radiativa si aparitia ingheturilor materiale severe in timp ce noptile noroase reduc in mod substantial pericolul inghetului.

c. Umezeala aerului – este deosebit de importanta intrucat picaturile de apa din compozitia aerului retin o mare parte din caldura, ccea ce ingluenteaza in mos substantial inghetul.

d. Topografia

18

Resursele climatice

Resursele climatice sunt o componenta a resurselor naturale, reprezentand totalitatea elementelor climatice dar si totalitatea proceselor si fenomenelor din atmosfera terestra utile omului intr-o anumita etapa de dezvoltare. Resursele climatice sunt impartite in mai multe categorii dintre care cele mai importante sunt: resursele climatice energetice (energia eoliana si energia solara), resursele climato-turistice si resurse climatice pentru activitatile agricole.

Energia eoliana (energia vantului) – inca de la inceputurile istoriei omul a exploatat energia vantului pentru diferite folosinte, in special pentru irigatii sau macinatul cerealelor. Cu ajutorul energiei eoliene se deplasau vasele de-a lungul Nilului inca din 5000 i.Hr. si pana aproape de inceputul erei crestine. Morile simple de vant din China pompau apa in timp ce morile de vant pe axa verticala cu panze tesute din trestie erau folosite pentru macinarea boabelor in Persia sau Orientul Mijlociu. In perioada urmatoare noi cai de utilizare a energiei eoliene s-au raspandit in intreaga lume. Astfel, inca din sec XI populatia din Orientul Mijlociu folosea morile de vant pentru productia de mancare in mare parte. Vanzatorii si cruciatii au adus in perioada urmatoare aceasta idee inapoi in Europa. Olandezii au imbunatatit modelul morii de vant si l-au adaptat pentru a seca lacuri si mlastini in Delta Rinului. Cand colonistii au dus aceasta tehnologie in Lumea Noua, la sfarsitul sec XIX, au inceput sa foloseasca morile de vant pentru a pompa apa pentru ferme si mai tarziu pentru a genera electricitate atat pentru locuinte cat si pentru industrie. Industrializarea la inceput in Europa si apoi in America a dus la un declin treptat in folosirea morilor de vant intrucat energia electrica se obtinea pe scara tot mai larga in cadrul centralelor termice pe baza arderilor de combustibili. In Europa, motorul cu aburi a inlocuit morile de vant ce pompau apa. In 1930, programele Administratiei electrificarii rurale au adus majoritatii zonelor rurale din SUA electricitate ieftina folosind motoarele cu aburi. Pe de alta parte, industrializarea a accelerat de asemenea dezvoltarea morilor de vant la o scara mai mare pentru a genera electricitate. Cunoscute sub numele de turbine eoliene, aceste aparate au aparut in Danemarca inca din 1890. In 1940 cea mai mare turbina de vant la momentul respectiv a inceput sa functioneze pe varful Dealului Vermont din estul Olandei. Aceasta turbina cu o putere instalata de 1.25 MW la vanturi cu viteze de peste 3 m/s, a alimentat cu electricitate reteaua Serviciului de utilitate publica, pentru cateva luni in timpul celui de-al doilea razboi mondial. Utilizarea energiei eoliene a variat intotdeauna in functie de pretul carburantilor, astfel atunci cand pretul carburantilor a scazut intereseul pentru turbinele de vant s-a redus. Cand pretul s-a ridicat, ca in 1970, interesul pentru folosirea energiei eoliene a fost tot mai mare. In prezent, experimentele efectuate in ultima perioada au adus curentul electric rezultat din energia eoliana foarte aproape de a fi utilizat constant in unele locuri. Energia eoliana este o energie care s-a dezvoltat foarte rapid si care se dezvoltat tot mai mult in continuare. Aceasta va alimenta intr-o proportie tot mai mare cu electricitate atat industria, agricultura dar si locuintele oamenilor.

Primele preocupari in ceea ce priveste utilizarea energiei eoliene in Romania (in Dobrogea) dateaza inca din sec XVI, prima moara de vant fiind amenajata in 1585. Condiiile geografice existente in Dobrogea au facut posibila utilizarea potentialului eolian astfel incat in judetul Tulcea functionau la sfarsitul sec XVIII, 437 de mori de vant iar in toata Dobrogea peste 900.

19

- Un model de moara de vant pastrat si conservat in Dobrogea este „moara cu etaj”, ce dateaza din a doua jumatate a sec XIX si provine din comuna Frecatei, judetul Tulcea. Aceasta moara este cu un pivot central, fiind cel mai raspandit model in tara noastra. Caracteristic pentru acest timp de moara este existenta unui pivot central infipt adanc in pamant, in jurul caruia casa morii se poate roti in intregime pentru a indrepta aripile in directia vantului si pentru a obtine in final randamentul cel mai ridicat.

- Un alt model, moara cu pivot, a fost construita initial in satul Caraorman, comuna Crisan, Delta Dunarii, de unde a fost mutata la inceputul sec XX in satul Danavatul de Sus, Comuna Murighiol, judetul Tulcea.

- Moara de vant cu soclu de piatra a aparut in satul Ianisala, comuna Sarichioi, judetul Tulcea. Aceasta este o constructie drepunghiulara din lemn, de dimensiuni mici, cu schelet din lemn portant din barne de stejar, captusit cu scanduri de brad si cu acoperis in doua ape invelit cu o scandura.

- Moara de vant cu pale din panza a fost amenajata in satul Curcani, comuna Negresti, judetul Constanta. Ea face parte din tipul morilor de vant cu pivot ridicate pe soclu de piatra. Ceea ce o deosebeste insa esential de celelalte mori cu pivot este sistemul de captare a fortei motrice a vantului, care foloseste in locul palelor din scandura, 12 aripi de panza sub forma unor vele triunghiulare.

- Pe langa morile de vant cu pivot, la care intreaga constructie poate fi rotita pentru a orienta aripile in directia vantului, in nordul Dobrogei a existat si un al doilea tip de moara de vant, numita si „moara rotunda” sau „moara caciulata” sau „moara olandeza”, unde constructia sub forma de turn inalt este fixa, numai acoperisul impreuna cu aripile orientandu-se in directia vantului. Acest tip de moara provine din comuna Pestepe, judetul Tulcea. Constructia executata integral din lemn are forma unui trunchi de piramida cu 8 muchii, fiind asezata pe o fundatie de piatra. La partea superioara casa morii se termina printr-un cadran masiv de forma circulara pe care se roteste prin alunecare intrucat este prevazuta la baza cu o sanie. Moara de vant rotunda, utilizand un mecanism de actionare cu transmisia in doua trepte, prin care se cupleaza succesiv o roata mai mare la una mai mica, obtine o viteza de turatie a pietrelor mai mare decat la mecanismele cu o singura treapta de transmisei, ceea ce asigura un randament mai mare.

Preocuparile mai recente in domeniul captarii energiei eoliene in Dobrogea au vizat pentru cresterea densitatii de energie, purtata de vant spre captator, carcasarea masinilor eoliene prin intruducerea lor intr-o constructie speciala de tip conduct, care asezata in calea fluxului de energie difuza favorizeaza concentrarea ei in sensul maririi densitatii in discul elicei si recuperarea unei parti insemnate din energia cinetica ramasa dupa trecerea curentului de aer prin rotor.

Se considera ca pentru valorificarea energiei eoliene la scara industriala in Dobrogea, singura cale de rezolvare a problemei este cea a turbinelor eoliene incluse in structuri alveolate de tip baraj, grupate pe mai multe niveluri. Alveolele, aceste sctructuri spatiale, sunt de fapt niste carcase care favorizeaza captarea fluidului in miscare de pe elementele geometrice mari pe elementele geometrice mai mici. estimarile facute pentru Dobrogea releva o energie eoliana bruta medie pe un metru de front instalat de apr 18000 kWh/an, evidentindu-se net zona litorala ca fiind zona cu potentialul cel mai ridicat, acesta totalizand apr 12200 kWh/an.

20

Avand in vedere faptul ca se urmareste captarea combinata a energiilor regenerabile (valurilor, solara, eoliana) in cadrul unor amenajari energetice marine in lungul tarmului romanesc al Marii Negre, studiile au aratat ca pentru fiecare metru de front instalat se pot obtine 35000 kWh/an. Astfel, in ceea ce priveste energia bruta, energia eoliana detine in zona litorala apr 12200 kWh/an, valurile detin apr 54500 kWh/an iar energia solara apr 24000 kWh/an. In ce priveste energia captata in kWh/an, aceasta ar fi de apr 4880 kWh/an la energia eoliana (13.84 %), energia valurilor ar reprezenta 27250 kWh/an (77.3 %) iar energia solara ar avea 3020 kWh/an (8.86 %). Din aceste valori se poate constata faptul ca ponderea principala o detine energia valorilor si apoi cea eoliana. Energia radiatiilor solare, desi in stare bruta este cantitativ superioara celei eoliene, randamentul slab al dispozitivelor practice de captare si conversie face ca aceasta sa ocupe ultimul loc in cadrul unei centrale electrice marine echipata cu instalatii mixte.

In prezent, preocuparile privind utilizarea potentialului eolian in spatiul dobrogean, sunt legate de studiile efectuate incepand cu 1995. Aceste studii si-au propus gasirea unor solutii de realizarea a unor centrale aero-electrice cu putere instalata totala de apr 20000 MW la Marea Neagra, cu o analiza amanuntita pentru digul de nord al portului Constanta, deoarece pentru a fundamenta o instalatie energo-eoliana trebuie sa existe date masurate chiar in amplasamentul in discutie si cum nu exista date directe din amplasament, valoarea totala a investiei s-a evaluat la peste 30 mil $. Astfel incepand cu 1996 s-a trecut la achizitionarea de date meteorologice cu traductoare speciale dispuse la 28 m deasupra nivelului marii, pe falul alb al digului de protectie portuara. Pentru viteza vantului se foloseste un anemometru cu domeniu de masura cuprins intre 0 si 44.7 m/s. Directia vantului s-a determinat cu o girueta cu senzor de tip potentiometru care masoara directia pe un domeniu cuprins intre 0 gr si 360 gr. Datele achizitionate cu o frecventa de 8 Hz sunt prelucrate intr-o prima etapa pe dataloggerul din teren, pe un program specific realizandu-se medieri pe care 10 minute, durata de esantionare considerata in practica tarilor cu experienta ca fiind reprezentativa pentru a caracteriza vantul utilizabil energetic. In cadrul acestor prelucrari statistice primare, pe langa obtinerea mediilor se selecteaza valorile maxime si valorile minime instantanee din interval, se calculeaza acceleratiile si deceleratiile maxime dar si turbulenta definita prin abaterea medie patratica a vitezelor instantanee fata de media sirului respectiv de viteze. Valoarea esantioanelor temporale de 10 minute sta la baza determinarii valorilor medii zilnice fie decadale, fie lunare. Pe baza studiilor elaborate la nivel national, prima zona de interes energo-eolian este platforma continentala a Marii Negre in timp ce zona litorala ocupa pozitia a treia, dupa zona montana. Concluzia care rezulta este aceea ca potentialul energo-eolian realistic instalat pe teritoriul Romaniei este de 28000 MW, din care 13200 MW in platforma continentala a Marii Negre. Energia totala care poate fi obtinuta ar reprezenta 80% din energia obtinuta la nivel national. O problema importanta care apare in procesul proiectarii si amplasarii grupurilor aero-generatoare este legata de cunoasterea legii distributiei pe verticala in stratul limita atmosferic de pana la 200 m altitudine a profilului de viteza a vantului. La statiile meteorologice din Dobrogea, masuratorile regimului vantului se efectueaza la inaltimea de apr 10 m, in timp ce rotorul unei turbine acopera un camp cu inaltime mult mai mare. Realizandu-se o comparatie a hartii potentialului eolian al Romaniei cu cea similara realizata pentru tarile UE, se poate constata faptul ca Romania se afla intr-o regiune cu un regim al vantului mediu normal pentru un spatiu cu un climat continental, dispunand in zona Dobrogei de un regim al vantului la fel de bun ca si Europa Occidentala. Din 1995 si pana in

21

prezent energia eoliana a crescut de apr 5 ori. Cresterea actuala a productiei de energie eoliana depaseste in mod consecvent toate estimarile anterioare. Asociatia europeana pentru energie eoliana, care in 1996 si-a propus intalarea in Europa pana in 2015 a 40000 MW, a anuntat ridicarea acestui obiectiv la apr 60000 MW. La nivelul anului 2013, dpdv al capacitatii absolute de generare, Germania este lider mondial, pe 2 fiind SUA, fiind urmate de Spania, Danemarca si India.

Sectorul mondial al energiei eoliene a inregistrat un record in 2005. Conform datelor furnizate de consiliul mondial al energiei eoliene a fost anuntata instalarea a 11769 MW fata de cei 8207 MW instalati in 2004. Acest lucru reprezinta oo crestere de 43.4%, suplimentar la cresterea anuala a pietei globale. Costurile totale generate de instalarea noului echipament au depasit in 2005 suma de 12 mld E sau 14 mld $. Romania se afla la inceputurile folosirii energiei eoliene insa in prezent se afla in curs de amenajare o serie de ferme eoliene cu precadere in Dobrogea, ferme care in curand vor ajunge sa detina suprematia la nivel european. Ferma eoliana de la Tariverde are o putere instalata de peste 600 MW, concurand cu un reactor al centralei nucleare de la Cernavoda.

Folosirea energiei eoliene are atat o serie de avantaje dar si de dezavantaje. Dintre avantaje cele mai importante ar fi acelea ca produc o energie electrica ieftina si nepoluanta. Spre deosebire de celelalte surse de energie, puterea vantului este inepuizabila, nu polueaza mediul si nu degaja emisii ce duc la producerea ploilor acide sau la amplificarea efectului de sera. Turbinele eoliene se pot construi langa ferme imbunatatind economia in zonele rurale, acolo unde intensitatea vantului este mai mare. De asemenea nu afecteaza activitatea fermierilor intrucat centralele ocupa o suprafata relativ mica. Energia eoliana beneficiaza de una din cele mai ieftine tehnologii de productie, costand in medie intre 4 si 6 Ec/kWh. Totusi, unul din cele mai mari dezavantaje ale acestor generatoare o reprezinta longevitatea acestora, fara sau cu foarte putine investitii suplimentare de la momentul instalarii. Un grup de cercetatori au reusit sa dovedeasca faptul ca turbinele folosite in mediul marin trebuie sa genereze energie apr 6-8 luni inainte sa produca la fel de multa energie cat a fost necesara pentru cosntructia ei. Aceasta inseamna ca aceste turbine isi castiga valoarea de apr 35 ori pe toata durata de functionare. Mai mult de atat, daca ea este instalata intr-un loc prropice va genera apr 280000 MWh in 20 de ani, salvand astfel mediul de apr 230000 tone de CO2, cantitate generata de p centrala termo-electruca pe baza de combustibil fosili. In ceea ce priveste dezavantajele, pentru avea succes energia eoliana trebuie sa fie apropiata ca pret de energia conventionala. Insa, in acest caz competivitatea pretului depinde de ativitatea maselor de aer din zona in care se afla amplasamentul eolian. Chiar daca in ultimul deceniu costul producerii energiei eoliene a scazut dramatic, este necesara o investitie mult mai mare in acest domeniu decat in centralele termo-electrice. Pentru a deveni mai profitabila, trebuiesc finantate proiectele de dezvoltare in principal a tehnologiei de productie. Marele dezavantaj il constituie faptul ca vanturile nu au activitate continua si de aceea nu pot furniza energie tot timpul. De asemenea, puterea vantului nu poate fi stocata si utilizata la nevoie asa cum este cazul combustibililor fosili. Alt dezavantaj este acela ca nu toate vanturile sunt sufcient de puternice sau de dese pentru a putea fi valorificate. Conditiile esentiale pe care trebuie sa le indeplineasca vantul sunt viteza medie de cel putin 4 m/s si un caracter permanent sau cel putin periodic. Un alt dezavantaj este acela ca zonele cu activitate intensa a vanturilor se afla in zone izolate, departe de orase, acolo unde este necesara energia. In felul acesta dezvoltarea energiei eoliene intra in competitie cu alte utilizari mai profitabile ale terenului, asa cum ar fi inclusiv agricultura. In ciuda faptului ca centralele eoliene au o influenta

22

redusa asupra mediului in comparatie cu alte tipuri de centrale, apar diferite nemultumiri datorita zgomotului produs de elice, efectului inestetic dar si datorita faptului ca s-au raportat cazuri in care au fost omorate pasari la contactul cu elicele generatoarelor. La ora actuala, aceste probleme au fost remediate sau mult reduse prin progresul tehonologic sau printr-o pozitionare mult mai buna a centralelor. Inainte de amplasarea unei centrale eoliene sunt elaborate o serie de studii, de analize SWOT, care sa evidentieze avantajele, dezavantajele, oportunitatile dar si echilibrul dintre acestea.

23