UMIDITATEA ATMOSFERICĂ

Umiditatea atmosferică provine din evaporarea apelor mărilor, oceanelor, apelor de la uscat şi din procesele de respiraţie ale oamenilor, animalelor şi plantelor.

Anual se evaporă o cantitate de 519 000 km³ de apă, din care 448 000 km³ din mări şi oceane iar 71 000 km³ de la suprafaţa uscatului.

În medie, pe un an de zile în zonele temperate şi polare se evaporă un strat de apă între 700 mm iar la latitudini mici un strat de apă de aproximativ 1000 mm.

În atmosferă, umiditatea este prezentă prin toate stările de agregare ale apei

95 %

5 %

La un moment dat, în atmosferă pot coexista toate cele trei stări de agregare ale apei (la temperatura de 0,00075˚C şi presiunea de 6,1 mb).

p [mb]

apă

gheaţă

Punctul triplu al apei

8

6,1

4

2 vapori de apă

t [˚C]

-4 -2 0 2 4

Cantitatea de umezeală din atmosferă are valoarea minimă şi chiar 0 în aerul rece şi uscat de la Poli şi valoarea maximă în aerul cald de la Ecuator. Pentru fiecare valoare de temperatură există o limită a cantităţii de vapori de apă, care se numeşte saturaţie.

Se lucrează cu umiditatea relativă şi temperatura punctului de rouă.

Umiditatea relativă reprezintă raportul dintre cantitatea de vapori de apă aflată în aer la un moment dat şi cantitatea maximă posibilă. Ea scade la creşterea temperaturii şi creşte la scăderea temperaturii.

Punctul de rouă reprezintă temperatura la care într-un aer saturat se produce condensarea

Umiditatea este reprezentată de două procese : evaporarea şi condensarea.

1. Evaporarea se produce în următoarele situaţii :

- existenţa maselor de apă;

- existenţa afluxului de căldură – determină energia necesară evaporării pentru că în acest proces căldura se consumă iar suprafaţa evaporată se răceşte. Căldura folosită la evaporare intră în stare latentă în vaporii de apă, fiind eliberată în timpul proceselor de condensare;

- existenţa mişcărilor turbulente – vânt.

Într-un an, la suprafaţa uscatului se evaporă un strat de 41 cm de apă, iar la suprafaţa oceanului 101 cm de apă (în emisfera nordică); în emisfera sudică se evaporă un strat de aproape 200 cm de apă.

2. Condensarea este procesul de transformare a apei în picături. Se poate realiza la 3 nivele:

- la nivelul solului roua şi bruma;

- la mică înălţime deasupra Pământului ceaţa şi pâcla;

- la înălţime norii.

Condiţiile în care se poate produce condensarea sunt :

- saturaţia aerului;

- existenţa nucleelor de condensare.

Saturaţia se poate realiza prin evaporarea sau prin răcirea aerului care se poate produce prin radiaţie nocturnă sau prin destindere adiabatică (răcirea aerului prin mişcarea ascendentă a acestuia fără aport de energie din afară, folosindu-se energia internă a aerului).

Nucleele de condensare pot fi cristale de sare masivă, pulberi minerale sau organice, picături de apă existente.

Principalul produs al condensării îl reprezintă norii.

Norii sunt un amestec coloidal de picături de apă, amestec de picături şi cristale de gheaţă sau cristale de gheaţă în stare de suspensie.

La un nor găsim trei nivele :

nivel de convecţie

nivel de izotermie (-10˚C)

nivel de condensare

Norii se pot clasifica după mai multe criterii :

a) După formă :

Ø nori filamentari ;

Ø nori stratiformi ;

Ø nori cumuliformi (sub forma de grămezi).

b) După geneză :

Ø nori de convecţie termică (majoritatea norilor) ;

Ø nori frontali (însoţesc fronturile atmosferice) ;

Ø nori de radiaţie (iau naştere noaptea, dispar repede).

c) După altitudinea la care se formează :

Ø nori inferiori (50÷2500 m) ;

Ø nori mijlocii (2500÷6000 m) ;

Ø nori superiori (6000÷8000 m) ;

Ø nori cu dezvoltare verticală (50, 100÷8000 m).

Grupa norilor superiori

Se formează de la 6000 la 8000 de metri altitudine. Sunt de culoare albă din cauza cristalelor de gheaţă. Nu dau precipitaţii.

Cirrus (Ci) – nori cu formă de fibre (filamente). Prevestesc apariţia frontului atmosferic cald şi apar cam cu 1000 km înaintea frontului. Nu reduc strălucirea Soarelui sau a Lunii. Vremea se “strică” la apariţia lor. Semnele convenţionale sunt :

Cirrostratus (Cs) – nori sub formă stratificată, sub formă de pături, de benzi. Nu dau precipitaţii. Prevestesc apariţia frontului atmosferic cald. Suprapuşi peste Soare sau Lună dau fenomenul numit halou (un curcubeu circular). Semnele convenţionale :

Cirrocumulus (Cc) – nori sub formă de grămadă, cu aspect de grămezi mici de culoare albă. Apar odată cu norii Cirrus dar dispar rapid. Nu dau precipitaţii. Semnul convenţional :

Grupa norilor mijlocii

Se formează de la 2500 la 6000 de metri altitudine. Au o culoare cenuşie deschisă. Sunt formaţi din amestec de picături de apă şi cristale de gheaţă.

Altostratus (As) : semnul convenţional este

- sunt sub formă de pături sau de pânze suprapuse de culoare gri ;

- suprapuşi peste Soare sau Lună, aştrii se văd ca o pată luminoasă ;

- dau precipitaţii cu caracter general (ploi obişnuite) ;

- sunt nori frontali (în cadrul fronturilor atmosferice).

Altocumulus (Ac) : semne convenţionale

- sunt nori de culoare gri sub formă de grămezi;

- se înroşesc la apusul şi la răsăritul Soarelui;

- nu dau precipitaţii;

- prevestesc vremea bună sau în curs de îmbunătăţire;

- caracteristici zonei litorale sunt norii “altocumulus migdalatus” de un cenuşiu închis, ce dau precipitaţii cu stropi mari.

Grupa norilor inferiori

Se formează de la 50 la 2000 de metri altitudine.

Nimbostratus (Ns) : semnul convenţional este

- sunt nori de ploaie, de culoare închisă, formaţi numai din picături de apă;

- au formă de voaluri suprapuse;

- dau precipitaţii cu caracter general şi sunt nori frontali.

Stratocumulus (Sc) : semne convenţionale ,

- sunt nori sub formă de grămezi stratificate;

- nu dau precipitaţii, sunt nori de vreme bună;

- apar mai ales seara şi dimineaţa.

Stratus (St) : semne convenţionale ,

- sunt norii cu cel mai jos plafon;

- au o culoare cenuşie deschisă;

- dau precipitaţii sub formă de burniţă.

Norii cu dezvoltare verticală

Se formează de la 50 la 8000 de metri altitudine. Au baza de culoare închisă iar vârful de culoare albă.

Cumulus (Cu) : semne convenţionale

- sunt nori de vreme bună cu contururile bine precizate;

- sunt de culoare albă.

Cumulonimbus (Cb) : semne convenţionale

- sunt nori de furtună, cu extindere mare pe verticală : au baza cam la 50÷100 m şi vârful la 8000 de metri;

- baza lor este întunecată (neagră), mijlocul cenuşiu iar sus sunt albi;

- generează averse de ploaie ce vara sunt însoţite de descărcări electrice;

- sunt însoţiţi şi de vânt puternic şi în rafale.

Nebulozitatea

Nebulozitatea reprezintă gradul de acoperire al cerului cu nori. Nebulozitatea poate fi exprimată în zecimi din bolta cerească 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 – reprezintă nebulozitatea medie pe glob;

1/8 – cea mai mică nebulozitate, înregistrată în Egipt;

7/8 – cea mai ridicată nebulozitate anuală, în M. Albă (Oc. Îngheţat);

9 – semnifică cer invizibil : noapte, ceaţă etc.

Precipitaţiile atmosferice

Precipitaţiile iau naştere atunci când picăturile ce formează norii ating diametrul de 0,1mm, capabile astfel să scape de sub influenţa curenţilor ascendenţi. Creşterea dimensiunii particulelor se face fie prin transformarea picăturilor existente în nuclee de condensare, fie pe baza sarcinilor electrice ale picăturilor de apă.

Clasificare

1. În funcţie de mărimea picăturilor şi viteza (intensitatea) de cădere :

Ø precipitaţii cu caracter general (ploi şi ninsori obişnuite, cu căderi uniforme şi continue);

Ø averse (de ploaie, zăpadă, lapoviţă) – cu picături mari şi cu variaţii de intensitate şi de viteză;

Ø burniţe – numai precipitaţii lichide cu picături foarte mici.

2. După compoziţie :

Ø lichide – ploaia ( ), aversa de ploaie ( ) şi burniţa ( );

Ø solide – ninsoarea ( ), aversa de zăpadă ( ), lapoviţa ( ), aversa de lapoviţă ( ), acele de gheaţă ( ), grindina ( )

Grindina se formează în condiţii de calm absolut. Ia naştere în cumulonimbus.

3. După geneză :

Ø ploi convective – sub formă de averse. Se formează la Ecuator în fiecare zi şi la latitudini medii numai vara;

Ø ploi frontale – cele care însoţesc fronturile atmosferice. Sunt caracteristice depresiunilor extratropicale;

Ø ploi musonice – caracteristice musonului de vară (SW). Cad timp de 6 luni şi în cantităţi foarte mari;

Ø ploi ciclonice – cele care însoţesc ciclonii tropicali.

Anual, la suprafaţa globului cade o cantitate de precipitaţii de 1000 de litri/m².

În zona Ecuatorului cad 1000÷2000 mm/an, dar în insulele Pacificului până la 600 mm/an

În zona tropicală cad sub 100 mm/an, în zona temperată 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 polară cad precipitaţii numai sub formă de zăpadă – 250 mm/an.

Polul ploilor s-a înregistrat la Cherrapundjii (India) – 12000 mm/an. La noi în ţară polul ploilor s-a înregistrat pe Vf. Omu – 2500 mm/an.

Polul secetei a fost înregistrat la sud de Tripoli (Libia) şi în Pustiul Morţii (California).

De la 35˚ latitudine sunt cunoscute şi precipitaţiile sub formă de zăpadă, excepţie făcând vârfurile înzăpezite ale munţilor Kenia şi Kilimanjaro.

Precipitaţii orizontale

Ø roua – se formează în nopţile de vară când peste suprafaţa răcită a Pământului se deplasează o masă umedă de aer. Condiţia ca să se formeze rouă este să fie cald şi să nu bată deloc vântul. Are loc o desublimare;

Ø bruma – se realizează în aceleaşi condiţii ca şi roua. Temperatura aerului şi a suprafeţei trebuie să fie negativă, spre deosebire de rouă;

Ø chiciura (promoroaca) – reprezintă rezultatul îngheţării picăturilor de apă ce formează ceaţa.

Ceaţa

Ceaţa este tot o precipitaţie orizontală – un complex de picături fine de apă, rezultat al condensării vaporilor în apropierea suprafeţei terestre.

Prezenţa ceţii reduce vizibilitatea sub 1 km.

Condiţiile de formare a ceţii sunt :

- saturaţia aerului cu vapori de apă;

- scăderea temperaturii până la atingerea punctului de rouă.

Saturaţia se poate produce prin evaporare sau prin răcirea aerului. O influenţă deosebită o are şi vântul cu viteze de până la 2÷3 m/s, care determină creşterea vitezei de evaporare.

Dimensiunea picăturilor de apă este de la câţiva microni la 60 microni. La temperaturi pozitive, diametrul este între 10÷30 microni, iar la temperaturi negative sub 10 microni.

În funcţie de dimensiunea picăturilor şi de distanţa de vizibilitate, ceaţa este de 4 feluri :

· ceaţă slabă – cu vizibilitate cuprinsă între 500 şi 1000 de metri;

· ceaţă moderată – cu vizibilitate cuprinsă între 200 şi 500 de metri;

· ceaţă densă – cu vizibilitate cuprinsă între 50 şi 200 de metri;

· ceaţă foarte densă – cu vizibilitate mai mică de 50 de metri.

La ceaţa slabă, într-un cm³ de aer sunt 10 picături de apă, pe când la ceaţa foarte densă sunt până la 50 de picături de apă.

Din punct de vedere al genezei există următoarele tipuri de ceaţă :

v ceaţa de radiaţie – apare datorită răcirii nocturne a suprafeţei terestre şi a aerului adiacent. Se formează în condiţii de calm şi de cer senin. Se produce noaptea şi dispare odată cu răsăritul Soarelui. Nu este persistentă şi este caracteristică regimului anticiclonic;

v ceaţa de evaporare – ia naştere atunci când o masă de aer rece se deplasează peste o suprafaţă de apă cu temperatură mai ridicată. Este caracteristică mărilor arctice. La latitudini medii, toamna şi noaptea se formează deasupra lacurilor şi râurilor;

v ceaţa de advecţie – ia naştere la deplasarea unei mase de aer umed peste suprafeţe mai reci sau mai calde. Se formează de-a lungul litoralelor. Este ceaţa cea mai persistentă cu extindere mare pe verticală (până la 600 m). poate să apară la orice oră din zi sau din noapte. Ocupă suprafeţe mari şi dispare greu;

v ceaţa de pantă (ascendentă) – ia naştere atunci când aerul umed se deplasează de-a lungul unei pante şi se răceşte. Caracteristica acestui tip de ceaţă este că se menţine şi la vânturi foarte puternice;

v ceţurile frontale – însoţesc fronturile atmosferice, apar pe neaşteptate, se deplasează repede, dar nu sunt persistente. Pot fi prefrontale, de-a lungul liniei frontale sau postfrontale;

v pâcla industrială (smog) – se formează din vapori rezultaţi din procesele industriale, ce se condensează pe pulberile ieşite odată cu ei din furnale.

Frecvenţa ceţurilor este mare la latitudini mari (Oc. Îngheţat – 100 zile/an) şi lipsesc în zonele tropicale (exceptând zonele de litoral).

Prezintă două maxime : primăvara şi toamna.