Fenomenele atmosferice Atmosfera si temperaturile aerului

1. Ce este atmosfera?

Atmosfera: 

- este invelisul invizibil format din aerul care inconjoara planeta;

- constituie un element vital pentru existenta omului (are o  importanta deosebita);

- este cel mai usor dintre invelisurile materiale ale planetei si este un strat gazos care, cu toate acestea, cantareste. 5 milioane de miliarde de tone;

- concentreaza cea mai mare parte a mesei sale in primii 10 km ai grosimii ei. In aceasta patura, compusa in cea mai mare parte din azot si oxigen, se deplaseaza mesele de aer, mai mult sau mai putin reci si incarcate de nori, care fac sa fie ploaie sau timp frumos;

- protejeaza pamantul de razele periculoase si de corpurile ceresti care se abat asupra lui;

- modereaza considerabil violentele climatice la suprafata globului;

- face sa arda, inainte de a atinge solul, aproape toate corpurile  ceresti care intra in atmosfera;

- reflecta 57% din radiatiile solare, mai ales din cele mai periculoase, si retin, ca intr-o sera, o buna parte din caldura acumulata de sol. Datorita acestui fenomen, planeta nu cunoaste diferente uriase de temperatura intre poli si Ecuator (diferenta maxima nu atinge150⁰ C), intre anotimpul rece si cel cald, sau intre noapte si zi in acelasi loc;

- nu este mereu in repaus: cicloane tropicale sau viscole inghetate ne-o amintesc din plin. Aceste miscari violente de aer sunt dublate, in general, de efecte "salbatice": trombe de apa, scaderi bruste de temperatura, furtuni de zapada, canicule. Aceste catastrofe au totusi domeniul lor de predictie; in regiunile tropicale nu se intalnesc viscole, si nici taifune in zonele reci. Aflate intre cele doua, regiunile temperate risca sa cunoasca, in mod exceptional, neplacerile amandurora.

- este foarte mobila, foarte sensibila la cele mai mici modificari, frecvente in regiunile temperate. Astfel, in ciuda observatiilor si calculelor lor, meteorologilor le este foarte dificil sa prevada cu certitucdine, cu mai mult de trei zile inainte, schimbarile de timp.

- face de asemenea parte dintr-o planeta in care omul isi lasa din ce in ce mai mult urmele prin activitatile lui, dar mai ales prin poluare si prin degradari. Este probabil ca, din aceasta cauza, clima sa fie usor modificata. De exemplu, astazi se pune problema de a se sti daca praful aruncat in atmosfera provoaca racire sau incalzire la scara planetei;

- este mentinuta in jurul Pamantului de forta de atractie a acestuia. Forma atmosferei este asemanatoare cu cea a Pamantului, insa este mai turtita la poli si mai bombata la Ecuator;

- este formata din: a. azot - 78%

b. oxigen - 21% - este un gaz foarte important pentru ca                                         intretine viata si arderea;

c. dioxid de carbon - absoarbe caldura, impiedicand racirea  atmosferei si a suprafetei terestre in timpul noptii;

d. ozonul - formeaza un strat la cca. 20-30 km inaltime, al carui rol este de a proteja Pamantul de radiatiile ultraviolete.

nu este la fel pe toata grosimea ei. Astfel, cu cat ne indepartam de suprafata terestra, ea se rarefiaza si isi modifica temperatura. Pe baza acestor modificari, au fost deosebite 5 straturi atmosferice:

a.      Troposfera ("sfera schimbarilor") - se desfasoara, in medie, pana la 12 km altitudine (deasupra polilor are 8 km grosime, iar deasupra Ecuatorului 18 km). Ea este cel mai important strat atmosferic. Face parte din invelisul geografic. Aici se afla concentrata aproximativ 90% din toata cantitatea de aer (din cauza atractiei Pamantului), se formeaza norii, precipitatiile, vanturile si se desfasoara viata si activitatea omului.

b.     Stratosfera - contine patura de ozon care absoarbe cea mai mare parte a radiatiilor ultraviolete. Daca ar patrunde in totalitate pana la suprafata terestra, aceste radiatii ar distruge viata de pe planeta.

c.      Mezosfera

d.     Ionosfera - reflecta undele radio, facand posibile comunicatiile.

e.      Exosfera - nu contine decat particule extrem de rare de hidrogen.

- este incolora. Totusi, troposfera pare albastra, iar cand este incarcata cu diferite particule de praf sau cu vapori de apa, capata nuante rosii-violete sau cenusii-albicioase. In straturile inalte ale atmosferei, totul este intunecat, negru, din cauza rarefierii gazelor. In troposfera se produc anumite fenomene electrice si optice, luminoase si sonore, cum sunt fulgerele, tunetele si curcubeul. In ionosfera regiunilor polare se produc aurorele polare. Tot in ionosfera are loc aprinderea meteoritilor si a meteorilor;

- poate fi poluata prin industrie, automobile, etc. Impotriva poluarii se pot lua unele masuri: instalarea de filtre la cosurile fabricilor si uzinelor, mentinerea padurilor si re plantarea lor, oprirea fabricilor extrem de poluate si interzicerea experientelor nucleare;

Fenomenele atmosferice

a.     Temperatura aerului:

Termometrul

exprima gradul de incalzire a aerului;

se masoara cu termometrul si se exprima in grade: Celsius sau Fahrenheit. Functionarea termometrului se bazeaza pe faptul ca, atunci cand se incalzeste, lichidul din rezervor se dilata, ocupand mai mult spatiu, iar cand se raceste, se contracta. Pentru gradarea termometrului se iau ca puncte de referinta temperatura de inghet (0⁰ C) si de fierbere a apei (100⁰ C), la nivelul marii;

Incalzirea atmosferei

sursa ei este Soarele. Din cauza vitezei sale mari, radiatia solara strabate atmosfera fara sa o incalzeasca. Ajungand la suprafata terestra, radiatia solara este absorbita de uscat si de apa, care retransmit apoi caldura catre atmosfera. Primele se incalzesc paturile inferioare ale troposferei, pentru ca sunt in contact cu suprafata terestra, iar de la acestea caldura se transmite si spre paturile mai inalte. Rezulta ca atmosfera se incalzeste de jos in sus, prin intermediul suprafetei terestre;

temperatura aerului nu este aceeasi pe tot Globul, ci variaza de la un loc la altul si de la un moment la altul.

Factorii care influenteaza temperatura aerului

temperatura aerului variaza odata cu latitudinea, scazand de la Ecuator catre cei doi poli. Cauza este scaderea unghiului pe care il fac razele solare cu suprafata terestra, scadere determinata de forma Pamantului. Ca urmare, pe masura ce ne apropiem de poli, cantitatea de caldura primita de scoarta terestra este tot mai mica;

temperatura aerului scade, pe masura cresterii altitudinii, cu cca. 6⁰ C;

temperatura aerului variaza in cursul anului in functie de anotimp. Diferentele de temperatura dintre anotimpuri se simt mai mult in zona temperatav si mai putin in zona calda. Cauza formarii anotimpurilor este miscarea de revolutie a Pamantuluim, combinata cu inclinarea axei sale;

temperatura aerului variaza in decursul a 24 ore, de la zi la noapte, dar si de-a lungul zilei. Cauza este miscarea de rotatie a Pamatului. Cea mai mare temperatura se inregistreaza la amiza, iar cea mai scazuta, inainte de rasaritul Soarelui;:

temperatura aerului variaza in functie de distanta fata de mare. Ca urmare a faptului ca uscatul se incalzeste si se raceste de cca. doua ori mai repede decat apa. Regiunile de langa apa au ierni mai calduroase si veri mai racoroase decat cele din interiorul continentelor. Deci, in interiorul continentelor diferentele de temperatura dintre vara si iarna sunt mult mai mari decat pe tarmuri.

Temperatura aerului este influentata si de alti factori, precum: prezenta sau absenta norilor, a curentilor marini (calzi sau reci), a vanturilor (calde sau reci), a vegetatiei etc. Si activitatea omului poate influenta, intr-o masura mai mica, temperatura aerului. Astfel, in orase temperatura este mai ridicata cu 1⁰-2⁰ C decat in imprejurimi din cauza lipsei vegetatiei, a faptului ca betonul cladirilor si asfaltul absorb mai multa caldura, precum si a caldurii emanate de uzine sau a cantitatii mai mari de dioxid de carbon din atmosfera.

Masurarea temperaturii aerului

se face in statii meteorologice raspandite pe tot Globul. Cu datele obtinute se calculeaza temperatura medie zilnica, temperatura medie lunara si temperatura medie anuala. Acestea se folosesc la intocmirea hartilor cu izoterme. Izotermele sunt liniile care unesc punctele cu aceeasi temperatura medie si ne arata cum este repartizata temperatura aerului pe Glob sau in diferitele regiuni ale planetei.

Temperatura aerului si modificarea reliefului

temperatura aerului este si un agent modelator al scoartei terestre, mai ales prin diferentele mari de temperatura de la iarna la vara si de la zi la noapte. Ziua, rocile neprotejate de vegetatie, se incalzesc si isi maresc volumul, iar noaptea se contracta, micsorandu-si volumul. Prin aceasta modificare repetata a volumului, rocile sufera un proces de dezagregare care duce la formarea grohotisurilor si, treptat, a nisipurilor.

b.     Presiunea atmosferica

ca toate corpurile, atmosfera are o greutate proprie. Prin urmare, atmosfera apasa asupra suprafetei terestre cu o forta care se numeste "presiune atmosferica". aceasta nu se manifesta doar de sus in jos, ci in toate directiile;

aceasta nu se manifesta doar de sus in jos, ci din toate directiile. Presiunea atmosferica se masoara pe unitatea de suprafata, iar instrumentul de masurare se numeste barometru;

valoarea presiunii, citita pe barometru, se exprima in mm coloana de mercur. Cand valoarea este de 760 mm coloana de mercur, avemde-a face cu o presiune normala, cvare se inregistreaza la temperatura de 0⁰ C si la 0 m altitudine<

cand valoarea inregistrata este mai mare de 760 mm coloana de mercur, atunci presiunea este inalta (sau maxima), iar daca valoarea inregistrata este mai mica de 760 mm, presiunea este joasa (sau minima);

din cauza rarefierii aerului, presiunea atmosferica scade odata cu crsterea altitudinii. In acelaasi timp, presiunea se modifica in functie de temperatura aerului (scade odata cu cresterea temperaturii si creste odata cu scaderea temperaturii);

cand aerul se incalzeste, se dilata si se ridica, formandu-se un centru de joasa presiune, numit ciclon. Cand este rece, aerul dvine mai dens si mai greu, aparand astfel un centru de inalta presiune, numit anticiclon;

in functie de acesti factori (temperatura si altitudinea), pe Glob s-au format zone permanente de minima si de maxima presiune:

-zona minimelor ecuatoriale (de o part si de alta a Ecuatorului, pana la 5⁰ altitudine);

-zonele maximelor subtropicale (la aproximativ 30⁰ latitudine nordica si sudica);

-zonele minimelor subpolare (la aproximativ 60⁰ latitudine nordica si sudica);

-zonele maximelor polare (in regiunea polilor);

c.      Miscarile aerului

aerul se deplaseaza prin miscari verticale si orizontale. Cauza deplasarii o reprezinta incalzirea diferita a suprafetei terestre;

miscarile verticale pot fi ascendente, cel c se produc in zonele permanente de minima presiune, dar pot fi si descendente - in zonele permanente de maxima presiune;

cele mai cunoscute miscari verticale sunt asa-numitele calme ecuatoriale. Acestea sunt miscari ascendente;

miscarile orizontale ale aerului se numesc vanturi si se produc din cauza diferentei de presiune dintre doua zone. Vantul deplasarea orizontala a aerului dintr-o zona cu presiune ridicata intr-o zona cu presiune joasa. Vantul are anumite caracteristici, printre care mai importante sunt:

-directia (dinspre care bate);

-intensitatea (viteza cu care sufla).

instrumentele de masurare folosite sunt girueta si anemometrul. Girueta masoara directia vantului, iar anemometrul intensitatea;

exista vanturi permanene, vanturi periodice si vanturi neregulate;

vanturile permanente bat tot timpul anului. Se formeaza intre zonele de maxima presiune permanenta si intre cele de minima presiune permanenta. Datorita miscarii de rotatie, aceste vanturi sunt abatute de la directia lor normala (spre sud sau spre nord9. Astfel, sunt deplasate spre dreapta in emisfera nordica si spre stanga in emisfera sudica (raportarea se face la directia de deplasare;

vanturile permanente sunt: alizeele, vanturile de vest si vanturile polare;

-alizeele sunt vanturi regulate care se formeaza intr maximele tropicale si minimele ecuatoriale. Ele bat intre 30⁰ si 5⁰ latitudine nordica si sudica. In timpul verii, alizeele bat intre 40⁰ si 12⁰ latitudine. Aceasta deplasare se datoreaza faptului ca, in vara corespunzatoare fiecarei emisfere, zona calmelor ecuatoriale se extinde pana la 12⁰ latitudine. Cauza este incalzirea mai puternica a emisferei respective;

-vanturile de vest se formeaza intre maximele tropicale si minimele subtropicale, deci bat intre 40⁰ si 60⁰ latitudine nordica si sudica. Fiind deviate de la directia normala, bat dinspre vest, de unde si denumirea lor. Aceste vanturi aduc precipitatii bogate pe coastele vestice ale continentelor;

-vanturile polare (de est) bat dinspre maximele polare spre minimele subpolare, aducand aerul rece al polilor;

vanturile periodice sunt vanturi care isi schimba directia: o perioada bat dintr-o directie, iar perioada calalta din directia opusa . cele mai importante vanturi periodic sunt musonii si brizele;

-musonii sunt vanturi care isi schimba directia de la iarna la vara. Se formeaza din cauza incalzirii diferite a uscatului si a apei, ceea ce duce la diferente de presiune;

-cele mai puternice vanturi musonice se formeaza intre Oceanul Indian si sudul Asiei. Musonul de vara, care bate din aprielie pana in octombrie dinspre ocean, aduce precipitatii bogate, iar musonul de iarna, care bate din octombrie pana in aprilie, este secetos;

-brizele sunt asemana toare musoniilor, dar isi schimba directia de la zi la noapte si bat p suprafete restranse. Exista brize marine, formate din cauza incalzirii diferite a plajei si a apei, si brize d munte - vale, formate datorita incalzirii diferitea vailor si a culmilor invecinate;

vanturile neregulate bat numai intr-o anumita regiune. Exista multe astfel de vanturi. Printre cle mai cunoscute se numara Bora, care bate pe tarmul Marii adriatice, si Mistralul, care bate pe valea Rhonului, spre Marea Mediterana;

-in Romania, cel mai cunoscut vant neregulat este Crivatul. Acesta bate dinspre nord-nord-est, in anotimpul rece, si se resimte mai mult in estul si sud-estul tarii. Aparitia crivatului se datoreaza deplasarii maselor de aer dinspre anticiclonul de deasupra Campiei Ruse spre ciclonul format deasupra Marii Mediterane;

-un tip special de vant este cel generat de ciclonii tropicali. Acestia se formeaza deasupra oceanelor calde, intre 10⁰ si 20⁰ latitudine nordica si sudica, de unde se deplaseaza sub forma unor vartejuri uriase deasupra tarmurilor. In interiorul ciclonilor tropicali, vantul are viteze foarte mari (100-200 km/h si chiar 500 km/h);

ciclonii tropicali sunt insotiti de ploi puternice si provoaca mari daune regiunilor prin care trec;

vanturile contribuiesc la evaporarea apei, transporta aerul si, odata cu acesta, vaporii de apa, aducand precipitatii. Ele ajuta si la raspandirea semintelor plantelor si la polenizare;

vantul are un rol important si in modelarea unor forme de relief. Astfel, in zonele desertice, pe litoral sau in luncile raurilor, vantul spulbera nisipul, construind dune de nisip. In Sahara, aceste dune se desfasoara pe suprafete mari, formand adevarate campuri de nisip numite erguri, iar in locul in care a fost spulberat nisipul ramane un platou stancos, numit hamada;

tot vantul, incarcat cu particule de nisip, apa sau gheata, izbeste rocile, erodandu-le in diferite forme. Astfel, la noi in tara au luat nastere Babele si Sfinxul, aflate in Muntii Bucegi;

din cele mai vechi timpuri, omul a ttiut sa foloseasca forta vantului. Mole de vant erau destul de raspandite pana in urma cu un secol, peisajul unor regiuni fiind de neinchipuit fara acestea. De asemenea, pana la aparitia motorului cu aburi, vantul era folosit pentru punerea in miuscare a corabiilor cu panze. In zilele noastre vantul este din ce in ce mai important pentru obtinerea energiei electrice.

Vanturile pot avea si efecte negative: distrug cladiri sau culturi agricole, atunci cand sunt pra puternice, sau pot favoriza secetei.