Meteorologie Hidrologie și Oceanografie

§.1 ATMOSFERA SI STRUCTURA SA

Atmosfera reprezinta învelisul de aer al Pamântului, a carui grosime este de la nivelul Pamântului pâna la aproximativ 3000 km altitudine.

Masa atmosferica este egala cu 52"1014 tone. Forma atmosferei este asemanatoare cu cea a Pamântului, dar deformarea la Poli si la Ecuator este mai puternica.

Aceasta forma este determinata de forta centrifuga, a carei valoare este maxima la Ecuator si scade spre Poli, si mai este determinata si de încalzirile puternice de la Ecuator si de racirile de la Poli.

Atmosfera, functie de caracteristicile si densitatea aerului este împartita în 5 straturi :

- troposfera  0 ÷ 18 km;

- stratosfera  18 ÷ 32 km;

- mezosfera  32 ÷ 80 km;

- termosfera  80 ÷ 1000 km;

- exosfera  1000 ÷ 3000 km.

Mai exista un strat intermediar între troposfera si stratosfera numit tropopauza.

Troposfera

Este stratul de la contactul cu suprafata Pamântului în care este cuprinsa ¾ din masa atmosferica si cuprinde 95% din vaporii de apa. Grosimea acestui strat la Ecuator este cuprinsa între 16÷18 km, la latitudini medii este de aproximativ 14 km iar la Poli de 8 km.

În troposfera temperatura scade cu altitudinea în medie cu 0,65ÚC la suta de metri. Aceasta scadere poarta numele de gradient termic vertical, ³t .

Aceasta scadere face ca la nivelul superior al acestui strat, la Ecuator temperatura sa fie de -80ÚC iar deasupra Polilor de numai -50ÚC.

Exista zone în care temperatura se poate mentine constanta cu altitudinea, fenomenul purtând denumirea de izotermie, iar în altele temperatura creste cu altitudinea, fenomenul purtând denumirea de inversiune termica.

Troposfera este cel mai turbulent strat. Aici se produc miscari de convectie pe verticala, atât ascendente cât si descendente, care au rolul de a omogeniza din punct de vedere termic aerul, si miscari de advectie numai pe orizontala, care au rolul de a transporta masele de aer dintr-o regiune în alta.

În troposfera se produc toate fenomenele meteo : variatii de temperatura si presiune, vânt, nori, precipitatii, aici se formeaza centrii barici si fronturile atmosferice.

Tropopauza

Tropopauza are o grosime de la câteva sute de metri pâna la 2 km.

Este mai groasa deasupra polilor si mai subtire deasupra Ecuatorului.

Nu este un strat continuu, ea prezentând 2 trepte : una în zona subpolara si alta în zona subtropicala unde prezinta o ruptura.

În zona de ruptura se produc diferente mari de temperatura si presiune, aici luând nastere curenti cu viteze egale cu 700 km/h. Acestia reprezinta curentii jet sau fulger (jet-streams), cu un circuit foarte meandrat pe directia E-W.

Stratosfera

În stratosfera aerul este rarefiat, temperatura lui începând de la 18÷25 km mentinându-se aceeasi ca la nivelul superior al troposferei, iar între 25÷32 km temperatura creste pâna la aproximativ 0ÚC.

Mezosfera (ozonosfera)

Mezosfera prezinta o variatie foarte puternica a temperaturii. Pâna la 50 km temperatura scade brusc la valori cuprinse între -60÷-70ÚC. De la 50÷55 km temperatura creste brusc la +75ÚC, iar între 55÷80 km scade iar pâna la -110ÚC.

Mezosfera este principalul strat de ozon.

În acest strat se produce un fenomen foarte ciudat : reflexia undelor sonore.

Termosfera (ionosfera)

Termosfera reprezinta stratul celor mai ridicate temperaturi. La nivelul superior sunt +3000ÚC. Aceasta temperatura este determinata de ionizarea puternica a moleculelor de aer rarefiat de catre razele X, ³ si corpusculare de la Soare.

Aici se formeaza aurorele boreale.

Tot aici se produce reflexia undelor radio. Exista patru straturi de reflexie a undelor radio:

- D  unde lungi (la 90 km);

- E  unde medii;

- F1  unde scurte;

- F2  unde ultrascurte.

Exosfera

În exosfera nu mai exista aer. Distanta dintre moleculele de aer creste la 100 km.

Putem face o ierarhizare a acestui strat : omosfera, eterosfera, magnetosfera.

Exista si trei centuri de radiatii sub forma de potcoava numite centuri van Allen.

§.2 TEMPERATURA AERULUI. MODALITATI DE ÎNCALZIRE

Principala sursa de încalzire a aerului si Pamântului este Soarele, care emite o cantitate de energie egala cu 3216"1027 calorii/minut.

Temperatura în interiorul Soarelui este estimata la aproximativ 20 000ÚC iar la suprafata lui de aproximativ 6000ÚC. Aceasta caldura provine din procesele de transformare a hidrogenului în heliu.

Energia emisa de Soare se numeste radiatie electromagnetica si are în componenta raze X, ³, corpusculare, ultraviolete, infrarosii (calorice) si luminoase. La limita superioara a atmosferei ajunge o energie egala doar cu 24"1018 calorii/minut.

Cantitatea de energie primita de Pamânt perpendicular pe o suprafata de 1 cm2 în timp de un minut se numeste constanta solara si este egala cu 1,99 calorii/cm2 în timp de un minut.

Cantitatea de energie primita de Pamânt este variabila ea fiind influentata de forma de geoid a Pamântului, de miscarile lui, de înclinarea axei terestre, de caracterul suprafetei terestre (uscat sau ocean) si de gradul de acoperire cu vegetatie.