OBSERVATII ASUPRA NORILOR

OBSERVATII ASUPRA NORILOR

A.Consideratii teoretice

Norii sunt produse de condensare formate in straturile mai inalte din atmosfera libera, fara ca sa depaseasca de obicei inaltimea tropopauzei. Condensarea se poate produce prin:

racirea directa a aerului;

amestecul a doua mase de aer;

destindere;

nuclee de condensare.

Daca nu exista mai mult de 5 nuclee de condensare, aceasta se produce numai cand se depaseste de 5 ori tensiunea maxima a vaporilor.

Aparitia norilor necesita urmatoarele conditii:

prezenta vaporilor de apa in aer;

existenta nucleelor de condensare;

asigurarea racirii suficiente a aerului.

Practic, baza norilor se considera inaltimea la care temperatura aerului este egala cu temperatura punctului de roua.

Temperatura punctului de roua este temperatura la care aerul umed trebuie sa se raceasca ca sa devina saturat in prezenta apei pure, fara schimbarea presiuniii si a raportului de amestec. Dimensiunile picaturilor de apa dintr-un nor, sufera mult pe verticala, crescand cu inaltimea de la 2,5mm - la 400mm.

Clasificarea internationala a norilor

Criteriile de clasificare sunt urmatoarele:

forma norilor,

inaltimea la care se formeaza,

geneza norilor,

structura fizica a norilor.

Conform acestor criterii norii se impart in patru familii, 10 genuri, specii si varietati.

1.Familia norilor superiori (peste 6 km)

a.      Cirrus - cu structura fibroasa, fara umbre, formati din cristale de gheata;

b.     Cirrocumulus - au structura ciriforma, sunt formati din elemente mici, albe rotunjite, fara umbre si sunt alcatuiti din cristale si picaturi subracite.

c.      Cirrostratus - se prezinta sub forma unui val subtire albicios, produc halouri si sunt formati din cristale.

2.Nori mijlocii (intre 2-6 km)

a.      Altocumulus - se prezinta sub forma de bolovani rotunjiti cu sau fara umbra si sunt formati din picaturi,

b.     Altostratus - are aspect de cirrostratus foarte dens, de culoare cenusie, sunt alcatuiti din cristale in partea superioara si din picaturi subracite sau obisnuite in partea inferioara. Produc precipitatii slabe.

3.Nori inferiori (sub 2 km)

a.       Nimbostratus - se prezinta ca o patura joasa intunecata, sunt formati din picaturi subracite sau obisnuite, din cristale si fulgi, produc precipitatii abundente si continue;

b.       Stratocumulus - are aspect ondulat si este format din elemente de dimensiuni mari sub forma de bolovani;

c.       Stratus - se prezinta ca o patura joasa, rupta uneori (stratus fractus); este format din picaturi, iar la temperaturi joase din cristale.

4.Nori cu dezvoltare pe verticala (intre 1-2 km)

a.       Cumulus - are baza plana, iar partea superioara rotunjita sunt formati din picaturi;

b.      Cumulonimbus - se prezinta cu mase noroase mari cu puternica dezvoltare verticala, uneori cu aspect de nicovala (Cumulonimbus incus).

Nebulozitatea

In meteorologie se intelege prin nebulozitate gradul de acoperire a boltii ceresti cu nori.

Nebulozitatea se apreciaza dupa o scara ce cuprinde 11 grade notate de la 0 la 10 inclusiv. Gradul de nebulozitate reprezinta numarul de zecimi din suprafata boltii ceresti acoperita cu nori.

Determinarea nebulozitatii se face prin observatii vizuale, apreciindu-se portiunea din suprafata cerului acoperita cu nori, considerand ca toti norii ar fi stransi intr-o patura continua. Cand cerul este complet senin, nebulozitatea este egala cu 0, cand este complet acoperit cu nori, nebulozitatea are valoarea 10. Valorile intermediare sunt expeimate prin numere cuprinse intre 0 si 10.

Intrucat observatiile asupra nebulozitatii sunt cantitative acestea se fac la statiile meteorologice, totdeauna din acelasi loc.

Determinarea duratei de stralucire a Soarelui

Gradul de acoperire a boltii ceresti cu nori se poate determina si in mod indirect, inregistrandu-se timpul (adica numarul de ore) cat a stralucit Soarele pe cer.

Prin durata de stralucire a Soarelui se intelege intervalul de timp cat Soarele straluceste pe cer putand fi vizat direct de pe Pamant. Daca cerul este complet senin durata de stralucire a Soarelui este egala cu intervalul intre momentul rasaritului si momentul apusului si reprezinta durata maxima posibila de stralucire a Soarelui.

Ea se gaseste calculata in tabelele astronomice numite efemeride.

Daca se interpune in drumul razelor solare un nor, durata de stralucire a Soarelui se micsoreaza si reprezinta durata efectiva de stralucire a Soarelui.

Notandu-se cu D durata posibila de stralucire a Soarelui si cu d durata efectiva, raportul F= se numeste fractie de insolatie.

Intre fractia de insolatie si nebulozitate (N) exista relatia:

F + de unde N=(1-F)10

Astfel, daca se cunoaste fractia de insolatie F, se poate calcula nebulozitatea zilnica si lunara.

Durata de stralucire efectiva a Soarelui se determina cu ajutorul heliografului. Sunt mai multe tipuri de heliografe, dar in statiile meteorologice din Romania se foloseste heliograful Campbell-Stokes (fig.21). El se instaleaza orientandu-l pe directia N-S.

Fig. 21. Heliograful Campbell-Stokes; a-vedere de ansamblu; b-cele trei feluri de heliograme utilizate la acest aparat

La acest instrument piesa receptoare pentru radiatiile solare o constituie o sfera masiva de sticla S, cu diametrul de 10 cm care indeplineste rolul unei lentile convergente. Concentric cu sfera de sticla se afla, la o departare egala cu distanta focala a acesteia, o montura metalica M, care se regleaza dupa latitudinea statiei. Razele solare, trecand prin lentila converg si formeaza para focala chiar pe aceasta montura, producand o arsura pe diagrama care este fixata in niste santuri speciale ale monturii.

Deoarece Soarele, in mersul sau aparent pe bolta cereasca, in functie de anotimp, are diferite inaltimi deasupra orizontului, pata focala nu se formeaza in acelasi loc pe montura metalica. Din aceasta cauza, montura metalica este prevazuta cu trei perechi de santuri in care se introduc trei feluri de diagrame (heliograme) care corespund anotimpului respectiv:

heliograme de vara - sunt folosite intre 21 aprilie si 10 septembrie;

heliograme de primavara si de toamna - folosite intre 11 martie - 20 aprilie si 11 septembrie - 20 octombrie

heliograme de iarna - folosite intre 21 octombrie - 10 martie.

Deoarece unghiul de inaltime al Soarelui deasupra orizontului este mai mare intre intervalul de la 21 aprilie-10 septembrie, focarul se formeaza in partea inferioara a monturii si de aceea heliograma de vara se introduce in partea inferioara a monturii (care are o lungime mai mare). Heliogramele de primavara si cele de toamna se introduc in santul de mijloc, iar cele de iarna in santul superior care este mai scurt.

De-a lungul heliogramei este trasata o linie mediana alba si arsura trebuie sa se produca paralel cu aceasta linie. Perpendicular cu linia mediana sunt trasate linii albe, unele mai lungi care indica orele si altele mai scurte care indica jumatatile de ora.

Pentru determinarea duratei efective de stralucire a Soarelui heliograma se descifreaza adunand intervalele de timp in care este arsa. Pentru fiecare punct nears se scade 1/10 ora, iar pentru fiecare punct ars se adauga 1/10 ora. In acest fel se obtine durata efectiva de stralucire a Soarelui. Daca in tot timpul unei zile in drumul razelor solare nu s-a interpus nici un nor, durata efectiva de stralucire a Soarelui devine egala cu durata posibila, iar fractia de insolatie va avea valoarea 1.

Nefoscopul oglinda este o oglinda rotunda cu diametrul de 8,5 cm, un dintre fete fiind o oglinda propriu-zisa (lucioasa), iar cealalta neagra. Se foloseste pentru observatii in cazul cerului partial acoperit cu nori si cand stralucirea Soarelui ar impiedica oarecum observatiile (fig.22).

Pe ambele fete ale instrumentului sunt trasate doua cercuri concentrice, cel interior avand diametrul de 4,5 cm, iar cel exterior de 8,5 cm, departarea dintre ele fiind de 2 cm. Tot pe ambele fete ale oglinzii sunt montate si litere ce indica punctele cardinale (roza vanturilor).

Pentru determinarea directiei de deplasare a norilor oglinda nefroscopica se aseaza orizontal, cu punctele cardinale inscrise pe ea, orientate invers fata de punctele cardinale geografice, deoarece noi in oglinda privim imaginea norilor.

Fig.22. Oglinda nefroscopica; a-vedere de ansamblu;

b-schema urmaririi norului in oglinda

Dupa orientarea oglinzii, se prinde in aceasta imaginea unui punct caracteristic al norului si se urmareste in oglinda directia punctului cardinal spre care se deplaseaza imaginea punctului caracteristic al norului si aceasta va fi directia de deplasare a norului.

Pentru determinarea vitezei de deplasare a norilor se prinde in centrul oglinzii imaginea unui punct caracteristic al norului si se cronometreaza intervalul de timp in care acesta se deplaseaza (de-a lungul unui diametru de la un cerc la altul). Imaginea parcurge spatiul s=2 cm. In realitate punctul caracteristic al norului s-a deplasat pe bolta cereasca din M pana in N, parcurgand spatiul S. In timpul determinarii, observatorul priveste in oglinda din 0^| tinand capul nemiscat la distanta "i" de la oglinda.

Folodind figura se poate afla viteza de deplasare a norului:

MOA m 0 A^|

MNO m n 0

De aici reiese:

si adica dar MA=Imn=s; MN=S=V.t, mA^|=i deci: de unde, v=; I=distanta pana la nor.

B.Metodica experimentala

Se identifica norii din atlasul international de nori;

Se determina durata efectiva de stralucire a Soarelui pe baza heliogramelor;

Se determina nebulozitatea prin observatie si prin calcul;

Se reprezinta grafic durata de stralucire efectiva a Soarelui, in timp de o luna sau 1 an.

Datele se trec in tabelul urmator:

Erorile se calculeaza dupa formula: