Riscuri Climatice Extreme
Curs 2. FENOMENE CLIMATICE DE RISC DE SCURTĂ DURATĂ ASOCIATE NORILOR CUMULONIMBUS
Yüklə 0,55 Mb.
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- 3.1. Fenomene asociate norilor Cumulonimbus
- Scara Fujita de clasificare a tornadelor (după Beltrando, Chemery, 1995)
- Treapta Categoria Pagube
- Africa de Sud, Argentina
- Descărcările electrice (orajele)
Curs 2. FENOMENE CLIMATICE DE RISC DE SCURTĂ DURATĂ ASOCIATE NORILOR CUMULONIMBUS Acestei categorii îi aparţin fenomenele atmosferice periculoase care au o durată medie de existenţă redusă, cuprinsă între câteva minute şi trei zile. Dacă detaliem problema, în cadrul acestui interval s-ar putea separa şi fenomene de foarte scurtă durată, a căror evoluţie nu depăşeşte câteva ore (tornadele, vijeliile, grindina etc.). Modul de manifestare a fenomenelor de scurtă durată este variat, datorită diversităţii factorilor care le generează. Au fost incluse în acesta categorie următoarele fenomene periculoase, care pot apărea în diferite zone climatice: fenomene asociate norilor Cumulonimbus (frontali şi de convecţie termică) - tornadele, vijeliile, descărcările electrice, căderile de grindină; depunerile solide - bruma, poleiul, chiciura tare, zăpada umedă îngheţată; avalanşele de zăpadă. 3.1. Fenomene asociate norilor Cumulonimbus Norii Cumulonimbus (de la cuvintele latineşti cumulus, care înseamnă grămadă, morman, îngrămădeală, stivuire, respectiv nimbus, cu înţelesul de ploios), reprezintă sursa de dezvoltare a unei game largi de fenomene de risc, având în vedere energia deosebită pe care o conţin aceşti nori. Fenomenele violente sunt asociate norilor Cumulonimbus (Cb) cu foarte mare dezvoltare pe verticală, dar şi pe orizontală, reprezentând ceea ce se cunoaşte sub numele de supercelule de furtună. Tornadele Dicţionarele meteorologice precizează că tornada reprezintă o perturbaţie atmosferică turbionară, de mare intensitate şi de mică întindere, dezvoltată din baza unui nor Cumulonimbus capillatus (tuba sau mamma), asociată unor vânturi extrem de puternice. De fapt, cele mai mari viteze ale vântului măsurate în apropierea suprafeţei terestre au fost determinate într-o astfel de perturbaţie (peste 140 m/s, respectiv peste 500 km/h). Dacă fenomenul se dezvoltă deasupra uscatului el poartă numele de tornadă, iar dacă apare deasupra unei bazin acvatic se numeşte trombă marină, de obicei mai puţin violentă decât tornada (Măhăra, 2001). Tornada are aspectul unei coloane sau al unui con noros, de forma unei pâlnii, cu gura la baza norului Cb. Se vorbeşte despre tornadă propriu-zisă atunci când pâlnia atinge suprafaţa terestră, moment în care şi intensitatea fenomenului ajunge la apogeu. Zona afectată la un anumit moment de o tornadă aflată în mişcare poate avea un diametru de până la 1 km, iar lungimea drumului parcurs de perturbaţie până la dispariţia sa poate varia de la câteva sute de metri până la zeci de kilometri, în mod excepţional putându-se ajunge la 300 km (Bryant, 1991). Viteza de deplasare a tornadei în ansamblul ei atinge valori situate între 50 şi 200 km/h, în timp ce viteza vântului în cadrul tornadei se poate ridica până la 400-500 km/h. Durata de existenţa a tornadei este cuprinsă între câteva minute şi câteva ore. Ca structură, tornada cuprinde pâlnia şi curenţii de aer asociaţi acesteia.
Explicaţii referitoare la geneza tornadelor există, dar, cel puţin până în prezent, acestea nu sunt pe deplin satisfăcătoare. Totuşi, este unanim recunoscut faptul că apariţia unei tornade presupune existenţa unei supercelule noroase de tip Cumulonimbus capillatus tuba (Cb cap tub) sau mamma (Cb cap mam). În principiu, există două teorii mai importante care încearcă să explice apariţia acestor fenomene devastatoare (Bryant, 1991). Prima teorie pleacă de la existenţa unei mişcări de tip vârtej (vortex) orizontal sub norul Cb cap, respectiv al unui vortex vertical existent în apropierea suprafeţei terestre, apărut ca urmare a denivelărilor acesteia. La un moment dat, cele două mişcări turbionare se pot uni, generându-se astfel pâlnia, care, în urma acestui mod de apariţie, va fi caracterizată prin fenomene de o intensitate mai redusă, fenomenul fiind mai degrabă un vârtej decât o tornadă propriu-zisă. Cea de-a doua teorie este mai complexă, ea făcând apel la procese care se dezvoltă pe toată grosimea troposferei. Astfel, apariţia tornadelor în SUA este condiţionată de existenţa, în straturile inferioare ale troposferei, a unui aflux de aer maritim tropical, cald şi umed, dinspre SSE (Golful Mexic), iar în altitudine de pătrunderea spre latitudini mai mici, prin intermediul unui talveg al curentului fulger (jet stream) şi pe o direcţie de NNV, a unui aer mult mai rece (polar, arctic), dinspre latitudini medii şi superioare (Canada). În cazul teritoriului din partea central-sudică a SUA, între cele două mase de aer net diferite se situează aerul cald al deserturilor şi semideşerturilor din partea de SV a acestei ţări. Masa de aer rece determină ridicarea brutală a aerului cald şi umed maritim tropical, formându-se astfel supercelule de nori Cb, care ajung până în partea superioară a troposferei, în zona curentului fulger (jet). Sub influenţa contactului unor fluxuri de aer din direcţii opuse, în supercelulă se dezvoltă puternice mişcări turbionare. Acestea determină o scădere a presiunii în masa noroasă, astfel încât centrul supercelulei coboară spre suprafaţa terestră până când atinge solul, apărând tornada. Tornadele se clasifică în funcţie de valoarea vitezei vântului de la periferia pâlniei, de care depinde şi amploarea pagubelor asociate acestor adevăraţi “monştri” ai atmosferei. O clasificare binecunoscută este cea reprezentată de scara lui Ted Fujita, elaborată de cercetătorul american în anul 1973. Aceasta cuprinde 6 trepte, redate în tabelul următor. Scara Fujita de clasificare a tornadelor (după Beltrando, Chemery, 1995)
Fiecărei trepte îi corespund anumite efecte în natură şi asupra structurilor antropice. Astfel, o tornadă încadrată în treapta 0 provoacă îndoiri ale antenelor de televiziune, rupe mici ramuri ale copacilor, deplasează rulote. Treapta 1 este caracterizată prin smulgerea arborilor mai mici, deplasarea unor construcţii de talie şi rezistenţă reduse, răsturnarea rulotelor. O tornadă clasată în treapta 2 transformă obiecte uşoare în proiectile, ridică acoperişuri, demolează structuri mai uşoare. În cazul unei tornade din treapta 3 se constată despicarea arborilor din păduri, demolarea pereţilor mai rezistenţi, apariţia proiectilelor de dimensiuni mari. Tornadele din treapta 4 dărâmă construcţii solide, transportă prin aer proiectile foarte mari şi unii arbori. În sfârşit, o tornadă considerată că aparţine treptei 5 ridică de la sol structuri foarte puternice şi arbori mari, iar proiectilele sunt purtate prin aer cu o Viteză foarte mare. Efectele tornadelor, în special pentru cele din categoriile mari, stau la baza determinării, pe cale indirectă, a vitezei vântului şi la încadrarea tornadelor în cauză într-o categorie sau alta. Repartiţia geografică a tornadelor a provocat şi continuă să suscite discuţii destul de aprinse. În principiu, se consideră că tornadele pot să apară între 20 şi 55-60° latitudine, în ambele emisfere, în perioada cald a anului. Zona cea mai tipică de pe Glob se întâlneşte pe teritoriul SUA, îndeosebi pe un areal extins de la N la S pe circa 1600 km, iar de la V spre E pe aproximativ 950 km, teritoriu delimitat de regiunea Marilor Lacuri (spre N), ţărmurile Golfului Mexic (spre S), Munţii Stâncoşi (spre V) şi Munţii Appalachi (spre E). Arealul menţionat este cunoscut sub numele de “Aleea tornadelor”. Cele mai afectate state sunt cele ale Vestului Mijlociu (Midwest), situate în zona climatului subtropical continental, respectiv Texas (partea de nord) şi Oklahoma, apoi Kansas, Arkansas, Missouri, dar şi cele din zona temperat-continentală, cum sunt Nebraska, Iowa etc. Frecvenţa maximă şi dezvoltarea cea mai tipică a tornadelor în acest spaţiu se explică, pe de o parte, prin configuraţia majoră a reliefului, zona mai joasă din partea mediană a Americii de Nord favorizând advecţiile de aer foarte rece dinspre nordul continentului. Pe de altă parte, foarte importantă este şi proximitatea Golfului Mexic, de unde provine aerul maritim tropical cald şi umed, diferenţa de temperatură faţă de aerul rece continental polar sau chiar arctic putând fi foarte mare, de 20-30° C. În acest areal se formează anual, în medie, circa 1000 de tornade, din care, din fericire, numai înjur de 30 (circa 3%) aparţin categoriilor 4 şi 5 pe scara Fujita. Statistici mai recente indică o creştere a frecvenţei tornadelor după 1950, precum şi o extindere spre nordul, estul şi vestul continentului a arealelor ce pot fi afectate de astfel de fenomene (de exemplu, tornada care a evoluat în 1987 în zona oraşului Edmonton (statul Alberta, Canada), situat la aproximativ 54° lat. N. Istoricul tornadelor de pe teritoriul SUA este foarte bogat. Astfel, poate fi menţionat anul 1896, în care au fost înregistrate, în mai multe state, minimum 40 de tornade devastatoare, unele situate şi în afara limitelor “aleii tornadelor” - Texas, Oklahoma, Louisiana, Mississippi, Kansas, Nebraska, Dakota de Sud, Iowa, Illinois, Michigan, Kentucky, Carolina de Nord, Virginia, Pennsylvania, New Jersey, Massachusetts. Fenomenele au culminat cu tornada din 27 mai, produsă în Missouri, care a cauzat moartea a minimum 255 de persoane. Un alt exemplu este reprezentat de luna aprilie a anului 1974, când, în numai două zile, s-au produs aproape 150 de tornade, care au făcut 392 de victime şi au produs pagube estimate la un miliard de dolari. În sfârşit, o altă dată a rămas, de asemenea, în istoria acestor fenomene deosebit de periculoase din SUA. Este vorba despre ziua de 3 mai 1999, cunoscută sub numele de “Ziua tornadei”, în care statele Oklahoma şi Kansas au fost afectate, în decursul a 8 ore, de 76 de tornade, dintre care una a ajuns să atingă treapta 5 pe scara Fujita, în zona localităţilor Bridge Creek şi Moore, situate în apropiere de Oklahoma City. Cu această ocazie, viteza vântului a atins 510 km/h! Tornada principală s-a individualizat în jurul orelor 1550, diametrul pâlniei atingând 2,4 km în faza maximă de dezvoltare, iar înălţimea norilor Cb a fost de până la 18 km. Spre seară, tornada s-a divizat în cinci tornade mai mici, care apoi s-au stins. Bilanţul a fost tragic, la nivelul statului Oklahoma evenimentele soldându-se cu 42 de morţi şi aproape 800 de răniţi, la care s-au adăugat imense pagube materiale, apreciate la 1,485 miliarde de $. Astfel, ziua de 3 mai 1999 reprezintă un record pentru istoria acestor fenomene în SUA. De remarcat este şi faptul că, în acel an, statul Oklahoma a fost lovit de încă 25 de tornade, iar pentru ansamblul teritoriului SUA, 1999 a marcat o frecvenţă deosebit de mare a tornadelor. Acestea, în afară de statele Oklahoma şi Kansas, şi-au făcut simţită prezenţa şi în Texas, Arkansas, Louisiana, Mississippi, Alabama, Florida, Georgia, Tennessee, Carolina de Sud, Carolina de Nord, Missouri, Kentucky, Illinois, Indiana, Ohio, Utah (prima tornadă soldată cu victime omeneşti din istoria acestui stat s-a produs în zona Salt Lake City, la data de 11 august 1999), Dakota de Sud, Nebraska, Iowa. Un alt continent de pe Glob afectat de tornade este Australia, cu deosebire în zona coastelor din extremitatea de SE a continentului, unde fenomenele iau naştere în urma acţiunii fronturilor reci, venite dinspre sud, respectiv a instabilităţii de pe versanţii estici ai zonei montane Great Dividing Range (Bryant, 1991). Tornade au mai fost semnalate în Africa de Sud, Argentina (în provinciile Pampa şi Buenos Aires), Japonia şi în zona Golfului Bengal (unde pot să preceadă apariţia ciclonilor tropicali). Existenţa tornadelor în Europa reprezintă o problemă destul de controversată. Totuşi, numeroase opinii susţin prezenţa lor în Marea Britanie, Franţa, Belgia, Spania, Italia. Problema apariţiei tornadelor în România a fost intens reactualizată în vara anului 2002. În seara zilei de 12 august, mass-media a anunţat producerea unor “tornade” în apropiere de Feteşti şi la Făcăeni, în judeţul Ialomiţa, respectiv la Ghindăreşti, în judeţul Constanţa. Observaţiile radar au identificat zona de formare a supercelulei convective în NE Bulgariei, de unde s-a deplasat pe o traiectorie SSV - NNE, intrând pe teritoriul României. Fenomenul de la Feteşti, produs în jurul orei 19.30, s-a soldat cu o victimă, în urma răsturnării din cauza vântului a unui microbuz aparţinând Ministerului Apărării Naţionale. La Făcăeni, vântul cel mai intens s-a observat în jurul orei 20.50, a durat între 3 şi 5 minute şi s-a soldat cu două victime şi mari pagube materiale: 33 de case distruse complet - este adevărat, majoritatea construite din materiale puţin rezistente, 395 de gospodării afectate parţial, o pădure de salcâmi distrusă prin ruperea copacilor la circa 1 m de suprafaţa solului, o stână şi câteva zeci de oi luate de vânt şi “transportate” la câteva sute de metri distanţă. De remarcat faptul că intensificările deosebite ale vitezei vântului (apreciată la peste 150 km/h, respectiv peste 42 m/s), nu au fost însoţite şi de căderi de precipitaţii. Atribuirea acestor fenomene categoriei tornadelor a fost făcută pe baza efectelor specifice tornadelor, a imaginilor radarului Doppler de la Bucureşti, ca şi a unor imagini video înregistrate de către un şofer amator aflat în trecere prin zonă şi în care se poate vedea o formaţiune relativ asemănătoare cu pâlnia unei tornade. Foarte interesant este şi faptul că toate cele trei localităţi menţionate se află pe malul unui curs de apă (Feteşti şi Făcăeni pe Braţul Borcea, respectiv Ghindăreşti pe Dunăre). Acest lucru confirmă o observaţie a meteorologilor americani, care au subliniat faptul că, de multe ori, traseul urmat de o tornadă se suprapune cursurilor unor râuri sau fluvii. Într-o intervenţie ulterioară, un reprezentant autorizat al INMH a subliniat faptul că fenomenele în cauză nu au fost tornade, intensificările deosebite ale vitezei vântului fiind asociate curenţilor de aer foarte puternici specifici unor nori Cb cu mare dezvoltare pe verticală (14-15 km). În literatura de specialitate americană, fenomene asemănătoare sunt denumite prin termeni mai greu de tradus în limba română, cum ar fi “micro-burst”, “down-burst”, ceea ce ar însemna un fel de micro-cicloarfe sau micro-furtuni. Existenţa tornadelor pe teritoriul României a fost menţionată şi de alţi cercetători (Cristea, 2000, Cheval, 2002), după opinia noastră problema rămânând în continuare deschisă. Efectele tornadelor. Elementul meteorologic cel mai distructiv asociat tornadelor este viteza foarte mare a vântului. Acesta acţionează prin efect mecanic de doborâre, de ridicare şi transportare la distanţe, uneori incredibile, a obiectelor şi fiinţelor. Presiunea foarte mică din interiorul pâlniei tornadei favorizează aspiraţia de pe suprafaţa terestră a unor obiecte, care, purtate prin aer, devin adevărate proiectile ce provoacă, la rândul lor, victime şi mari distrugeri. După cum s-a constatat, cele mai multe victime sunt rezultatul izbirii acestora sau a locurilor unde se adăpostesc ele de către materialele purtate prin aer cu o mare viteză. În SUA, mult afectate de tornade sunt rulotele, al căror număr este considerabil în această ţară. Presiunea foarte mică din pâlnie determină şi apariţia unui gradient baric foarte mare între exteriorul şi interiorul tornadei, ceea ce conferă spaţiilor închise un caracter exploziv sau poate produce o deshidratare atât de intensă încât efectele sunt asemănătoare cu cele ale unei arderi. În cazul spaţiilor închise, deosebit de periculoase sunt cioburile de sticlă rezultate în urma spargerii geamurilor, care sunt purtate cu o mare viteză şi cauzează răni foarte grave. Observaţiile arată că obiecte în greutate de 20-30 de tone (de exemplu, vagoane de cale ferată) au fost deplasate la zeci de metri, iar obiecte şi mai grele, de 200-300 de tone, au fost deplasate până la 10 m. În cazul trombelor marine, are loc ridicarea şi transportul a milioane de tone de apă. Evident, corpurile solide mai uşoare (praf, nisip, diferite organisme de talie mică şi foarte mică) pot fi transportate la distanţe mult mai mari (100-200 km). Vijeliile Vijelia reprezintă o manifestare atmosferică foarte caracteristică spaţiului geografic în care este situată România. Vijelia este un fenomen meteorologic complex, definit, în primul rând, printr-o puternică intensificare a vitezei vântului, care creşte brusc pentru o scurtă perioadă de timp, uneori numai de ordinul minutelor. Viteza trebuie să fie de cel puţin 8 m/s, iar valoarea de 11 m/s trebuie să fie depăşită cel puţin timp de un minut. Creşterea vitezei vântului este însoţită şi de o schimbare a direcţiei acestuia, de cele mai multe ori la fel de rapidă, şi care poate atinge chiar 180°. La declanşarea unei vijelii, temperatura aerului marchează o scădere pronunţată, în timp ce presiunea atmosferică şi umezeala relativă a aerului prezintă creşteri bruşte. Vijelia precede sau însoţeşte norii orajoşi (Cb), motiv pentru care ea poate fi asociată cu precipitaţii sub formă de aversă, descărcări electrice şi căderi de grindină. Din cauza prafului ridicat de pe sol de vântul intens, vizibilitatea orizontală scade foarte mult în timpul vijeliei, iar cerul primeşte un aspect întunecat, ameninţător. Intensificările deosebite ale vitezei vântului se asociază puternicilor curenţi descendenţi, asemănători unei cascade de aer rece, care se întâlnesc sub norii Cb. Sfârşitul vijeliei este la fel de brusc ca şi începutul său, iar durata fenomenului este scurtă, rareori depăşind o jumătate de oră. Din punct de vedere genetic, vijeliile se clasifică în două mari categorii: a) Vijelii care apar înaintea unor fronturi reci foarte intense, în cadrul liniei de instabilitate (liniei de gren), care precede frontul rece cu câteva zeci sau chiar cu 100-200 km. Din punct de vedere sinoptic, în troposfera inferioară este prezent un culoar depresionar, extins din Peninsula Scandinavică până deasupra Mării Mediterane. b) Vijelii în interiorul aceleiaşi mase de aer, care se formează sub norii Cb foarte înalţi (peste 10 km), generaţi de puternica instabilitate a masei de aer respective. Ca şi vijeliile prefrontale, şi cele intramasice au frecvenţa maximă în lunile de vară. În afara tornadelor şi a vijeliilor, există şi alte mişcări de tip vârtej, care nu sunt asociate norilor Cumulonimbus şi au dimensiuni mai mici, efectele lor, chiar dacă uneori pot fi păgubitoare, resimţindu-se numai la scară locală. Dintre aceste fenomene se pot aminti:
Vârtejurile pot fi create şi de incendii sau de explozii foarte puternice (nucleare). Spre exemplu, există mişcări de tip vârtej care apar pe versanţii “sub vânt”, bine împăduriţi, care sunt afectaţi de incendii naturale, temperaturile foarte ridicate generând mişcări ascendente foarte intense, asociate şi cu o componentă circulară orizontală, ceea ce imprimă întregului ansamblu o mişcare de tip vârtej. În sfârşit, mai trebuie amintit şi fenomenul cunoscut sub numele de turbulenţă în cer senin (Clear Air Turbulence - CAT), binecunoscut piloţilor avioanelor care zboară la altitudini mari. Este vorba de turbulenţa datorată curenţilor fulger din partea superioară a troposferei şi de la baza stratosferei, fenomen care este foarte greu de identificat şi de prognozat, din cauza lipsei norilor care să indice prezenţa acestor mişcări intense ale aerului.
Reprezintă una sau mai multe descărcări bruşte de electricitate atmosferică, ce se manifestă printr-o lumină scurtă şi intensă (fulger) şi printr-un zgomot sec sau printr-un bubuit surd {tunet). Orajele sunt asociate norilor Cb şi, în general, sunt însoţite de precipitaţii cu caracter de aversă, sub formă de ploaie, grindină, măzăriche moale, măzăriche tare sau, mai rar, de ninsoare. După localizarea în spaţiu şi modul de manifestare, fulgerele au fost clasificate în trei tipuri principale (Instrucţiuni pentru observarea, identificarea şi codificarea norilor şi a fenomenelor meteorologice, 1986):
În funcţie de natura impulsului care le generează, se deosebesc: oraje locale (termice sau de insolaţie), oraje frontale (specifice fronturilor reci, dar fiind posibile şi la trecerea fronturilor calde) şi oraje oro grafice (Iliescu, 1989). Orajele locale apar în interiorul unei mase de aer mai rece, care ajunge deasupra unei suprafeţe de uscat puternic încălzite. Covecţia termică duce la apariţia norilor Cumulus (Cu), apoi la transformarea lor în nori Cb cu mare dezvoltare pe verticală (celule convective foarte puternice, în care viteza curenţilor ascendeţi şi descendeţi poate depăşi 100 km/h), care generează descărcări electrice. Orajele locale durează puţin, au o intensitate mică şi o repartiţie spaţială punctiformă, izolată. Orajele frontale sunt asociate, în primul rând, fronturilor reci (mai ales celor de ordinul II), norii Cb apărând în urma ridicării violente a aerului cald preexistent de către aerul rece. Orajele de front rece pot să apară în orice anotimp, atât ziua, cât şi noaptea. Oraje se pot produce şi la trecerea unui front cald, acest lucru întâmplându-se vara, în condiţiile unei stratificaţii termice a aerului deosebit de instabile. Orajele frontale au o intensitate şi o durată mai mare decât cele locale. Orajele orografice sunt asociate norilor Cb care se formează ca urmare a mişcărilor turbulente ascendente foarte intense ale aerului umed pe pantele expuse ale masivelor deluroase mai mari şi ale versanţilor muntoşi. Orajele orografice pot fi, prin urmare, de origine frontală, dar şi termică (locală). O altă clasificare (Beltrando, Chemery, 1995) separă: orajele izolate, generate de o singură celulă convectivă (nor Cb), cu o durată de manifestare foarte redusă în timp; oraje supracelulare, generate de o celulă convectivă foarte puternică şi având o durată de manifestare mai lungă decât în cazul precedent; oraje multicelulare, care au durata cea mai mare şi sunt asociate mai multor celule convective, aflate în diferite stadii de evoluţie. Efectele descărcărilor electrice se pot analiza cel puţin sub două aspecte: cel al impactului asupra fiinţelor vii, respectiv cel al pagubelor materiale, inclusiv asupra mediului natural. Sub norii orajoşi (dipoli noroşi), intensitatea câmpului aeroelectric variază intre 1.000 şi 10.000 V/m. Ca urmare, între capul şi picioarele unei persoane aflate în zonă poate să apară o diferenţa de potenţial de 700 V în faţa norului Cb, respectiv de 1.700-17.000 V sub norul Cb. Dacă persoana respectivă se află în apropierea unei linii electrice de înaltă tensiune, diferenţa de potenţial poate ajunge până la 40.000-140.000 V. Acest lucru diminuează permeabilitatea celulară pentru substanţele nutritive primare, ceea ce conduce la scăderea intensităţii proceselor generatoare de energie, situaţie concretizată prin afectarea stării de sănătate, ca şi prin oboseală, slăbiciune, somnolenţă etc. (Ionac, 1998). Când trăsnetul atinge suprafaţa terestră, curentul electric se răspândeşte în zona înconjurătoare. La persoanele care stau cu membrele inferioare depărtate sau sunt în mişcare în apropierea locului de impact al trăsnetului cu solul (de exemplu, pe terenuri de sport etc.), apare o diferenţă semnificativă de potenţial electric între cele două membre inferioare {potenţialul de pas), din cauza rezistenţei electrice mai mari a suprafeţei terestre faţă de corpul uman. Descărcarea electrică va intra printr-un picior şi va părăsi corpul prin celălalt picior. În cazul în care o persoană este lovită de trăsnet {lovitura directă), efectele sunt şi mai grave. Corpul uman este bun conducător de electricitate. În urma recepţionării unui trăsnet, ceea ce presupune temperaturi foarte ridicate, se produce o evaporare bruscă a apei din corp, rezultând astfel arsuri foarte grave, care pot să cauzeze decesul. De asemenea, trăsnetul afectează vasele de sânge şi nervii, putând produce paralizii temporare şi senzaţii de leşin. Dacă frecvenţa descărcărilor coincide cu cea a “undei T” care apare în ritmul cardiac, se poate ajunge la oprirea funcţionării inimii, deci la un deces rapid prin stop cardiac. Descărcarea poate intra în corp prin orificiile capului, ajungând la creier. Deoarece acesta din urmă este “îmbrăcat” într-o soluţie sărată, bună conducătoare de electricitate, apar schimbări în structura celulelor, urmate de leziuni şi îmbolnăviri. Trăsnetul mai poate produce ruptura membranei timpanelor, cataractă oculară, traume psihice (depresii, tulburarea somnului, stări de anxietate). Desigur, există şi situaţii de excepţie, care au rămas în documentele cercetătorilor, aşa cum este cazul unui american, pe nume Ray Sullivan, care a supravieţuit după ce a fost lovit de trăsnet de nu mai puţin de 7 ori! Cele mai afectate de descărcările electrice sunt persoanele care poartă asupra lor sau sunt în contact cu obiecte având componente metalice (agricultori, alpinişti, militari etc.). Riscul poate fi mare şi pentru cei care participă la activităţi sau manifestări în aer liber, care atrag un mare număr de spectatori (competiţii sportive, concerte, mitinguri etc.). Descărcările electrice pot produce şi mari pagube materiale, respectiv distrugeri ale mediului natural. Astfel, de foarte multe ori, orajele stau la originea incendiilor de diferite tipuri (ale vegetaţiei naturale, ale construcţiilor etc.), sau produc deteriorarea obiectelor bune conducătoare de electricitate, fie singulare (reţelele de transport al energiei electrice), fie încorporate în diferite ansambluri, inclusiv în locuinţe. Orajele pot provoca leziuni vegetaţiei, afectând starea fiziologică a plantelor. Un pericol deosebit îl reprezintă orajele pentru aeronave, în primul rând pentru cele aflate în zbor. Din acest motiv, regulamentele aviaţiei civile interzic zborul prin norii orajoşi. De asemenea, activitatea normală din bazele de lansare a rachetelor spaţiale (Centrul Spaţial “John F. Kennedy” al SUA din Florida, baza spaţială a Franţei de la Kourou - Guyana Franceză, cosmodromul de la Baikonur - Kazahstan etc.) poate fi serios perturbată de descărcările electrice, de multe ori momentul lansării fiind amânat până la dispariţia orajelor din apropierea bazelor respective. Spre exemplu, Apollo 12 a fost lovit de trăsnet de 2 ori imediat după decolare, misiunea fiind în mare pericol. Ca urmare a acestui eveniment, NASA a declanşat un program complex de studiere şi combatere a descărcărilor electrice, inclusiv construirea unei reţele de cabluri metalice, cu diametrul de 1,25 cm, pe post de paratrăsnet pentru arealul bazei spaţiale “John F. Kennedy”. Repartiţia geografică a orajelor, rezultată mai ales din analiza imaginilor satelitare, indică un maxim pe Glob al frecvenţei acestor fenomene în regiunile cuprinse între 15° lat. N şi 30° lat. S, cele mai multe descărcări electrice caracterizând Zona Convergenţei Intertropicale (ZCIT). În timpul verii boreale, când talvegul ecuatorial este situat între 15° şi 25° lat. N, activitatea orajoasă este concentrată în America Centrală, SE Americii de Nord, partea nordică a Americii de Sud, Africa de Vest şi bazinul Congo, partea nordică a Indiei şi Asia de Sud-Est. În timpul verii australe, descărcările electrice au frecvenţa cea mai mare tot de-a lungul talvegului ecuatorial, centrat, în acest anotimp, între 5° şi 10° lat. S, precum şi în zone situate până spre 30° lat. S: Bazinul Congo, Africa de Sud, Brazilia, Indonezia, N Australiei (Barry, Chorley, 1998). Este evident faptul că descărcări electrice se întâlnesc şi la latitudini mai mari, subtropicale şi temperate, unde pot să apară în tot cursul anului, dar având frecvenţa predominantă la sfârşitul primăverii şi vara. Sub aspectul riscului, acestea sunt zonele cele mai vulnerabile, deoarece aici trăiesc cei mai mulţi locuitori şi sunt concentrate cele mai importante bunuri materiale. România, prin aşezare şi condiţiile sale fizico-geografice, reprezintă un teritoriu favorabil apariţiei descărcărilor electrice. Activitatea orajoasă, moderată în ansamblul ei, se poate produce în tot cursul anului, dar frecvenţa maximă apare în intervalul mai-august. Diversitatea condiţiilor fizico-geografice, în primul rând relieful variat, creează diferenţieri în ceea ce priveşte repartiţia spaţio-temporală a orajelor. Pentru diferenţieri regionale ale activităţii orajoase se poate face apel la gradele de keraunicitate, stabilite în funcţie de valoarea indicelui de keraunicitate K (Iliescu, 1989). Acesta redă, în mod sintetic, repartiţia temporo-spaţială a descărcărilor electrice. Calculul lui K se face după formula: K = n · D · N · 10-5 unde n - numărul anual mediu de zile cu oraje (în România, cu valori posibile între 15-35 zile); D - durata anuală medie a orajelor (cu valori între 40-120 ore); N - numărul anual mediu de oraje pe 100 km2 (cu valori între < 100 şi 400); 10’ - factor introdus pentru uşurarea calculelor. Harta regionării teritoriului României pe cele şase grade de keraunicitate, marchează o valoare minimă a lui K, cuprinsă între 0 şi 1, pentru regiunile din SE ţării, cu deosebire pentru litoralul Mării Negre şi Delta Dunării. Cel mai mare grad de keraunicitate (K > 15) a fost determinat pentru Carpaţii Meridionali, Munţii Banatului, Munţii Apuseni şi Subcarpaţii Getici. Valorile extreme ale lui K sunt cuprinse între 0,5, la Mangalia, şi 30,4, la staţia meteorologică Parâng. Cea mai mare vulnerabilitate a teritoriului faţă de descărcările electrice se întâlneşte în Subcarpaţii Getici, Podişul Getic şi în partea vestică şi centrală a Câmpiei Române, aceste regiuni fiind caracterizate, pe lângă un indice de keraunicitate ridicat (între 9 şi 15), şi printr-o intensă şi diversă activitate antropică, inclusiv în aer liber (agricultură, exploatări miniere în cariere etc.). Regiunile montane, care au cea mai mare valoare a indicelui de keraunicitate, prezintă o vulnerabilitate mai mică faţă de descărcările electrice, având în vedere gradul de populare mult mai redus al acestor zone. Grindina Reprezintă o precipitaţie sub formă de particule sau greloane de gheaţă (numite popular pietre), cu aspect sferoidal, conic sau neregulat, cu diametrul cuprins, în general, între 5 si 50 mm, care cade din nori Cb şi are, întotdeauna, caracter de aversă. În mod excepţional, diametrul grindinii a atins 90 mm, fenomen petrecut la Sydney, la data de 18.03.1990. Cel mai frecvent, structura unui grelon se prezintă sub forma unui nucleu, înconjurat de straturi alternative de gheaţă opacă şi transparentă. Într-un grelon obişnuit se pot întâlni până la 5 straturi, dar în cazurile excepţionale s-au identificat 20 de astfel de straturi alternative de gheaţă opacă şi transparentă. Geneza grindinii este legată de norii Cb cu mare dezvoltare pe verticală (Cb capillatus), în care există curenţi ascendenţi şi descendenţi foarte intenşi. Nucleul grelonului de grindină este reprezentat de un bob de măzăriche moale, format în partea superioară a norului Cb, în urma sublimării vaporilor de apă. Purtat de curenţii descendenţi până în zona mediană a norului, unde predomină picăturile de apă în stare suprarăcită, în jurul bobului de măzăriche moale se depune un strat de gheaţă transparentă, ca urmare a îngheţării acestor picături. Transportat de curenţii ascendenţi din nou spre partea superioară din nor, bobul de grindină se acoperă cu un strat de gheaţă opacă, formată prin condensarea solidă a vaporilor de apă pe suprafaţa sa. Curenţii descendenţi aduc din nou bobul de grindină în zona mediană, unde se depune un alt strat de gheaţă transparentă, hi urma repetării acestor mişcări ascendente şi descendente, grelonul ajunge la dimensiuni, respectiv la greutăţi care înving forţa curenţilor ascendenţi şi cade la suprafaţa terestră. Alte condiţii necesare formării grindinii sunt: o cantitate mai mare de apă lichidă între baza norului şi nivelul de îngheţ al picăturilor mari; umezeală specifică mare la sol (7-10 g/kg); deficit de umezeală mic până la înălţimi mari; două treimi din masa norului să se situeze mai sus de izoterma de -5° C; temperatura la partea superioară a norului Cb să fie cuprinsă între -30 şi -60° C; temperatura maximă la sol să fie mai mare sau cel mult egală cu temperatura de cumulizare, iar nivelul de cumulizare să nu se situeze prea sus (Bălescu, Militam, citaţi de Cristea, 2000). Specific grindinii este faptul că ea cade pe fâşii, arealul afectat fiind relativ îngust şi cu delimitări foarte nete. De cele mai multe ori, căderile de grindină sunt asociate cu alte fenomene specifice norilor Cb: precipitaţii intense, descărcări electrice, intensificări ale vitezei vântului. Prin urmare, astfel de fenomene au o largă răspândire pe Glob, începând cu zonele ecuatoriale şi terminând cu cele subpolare, în timpul scurtei perioade calde a anului. Efectele grindinii. La latitudini temperate, grindina este specifică sezonului cald. Prin efectul mecanic (de lovire), greloanele de grindină produc pagube foarte mari culturilor agricole, de multe ori acestea fiind iremediabil compromise. Grindina are şi alte consecinţe negative: spargerea suprafeţelor de geamuri, a ţiglelor, deteriorarea obiectelor metalice mai puţin rezistente (de exemplu, caroseriile de automobile). Grindina poate produce şi victime umane, decesul survenind în urma rănilor provocate de greloanele de gheaţă. Un record în acest sens pare a fi deţinut de Bangladesh, unde, în două situaţii cu căderi de grindină au murit circa 300 de persoane! În România, grindina căzută în 20 iunie 1997 pe raza localităţilor Apele Vii şi Celaru (judeţul Dolj) a cauzat moartea a patru persoane, localnicii afirmând că particulele de grindină au atins dimensiunile unui ou de struţ, iar stratul de gheaţă format la sol a avut, în unele locuri, o grosime de 50 cm. Este de menţionat şi grindina din 12 iulie 1997 de la Oradea, care a cauzat pagube materiale apreciate la peste 3 miliarde de lei. De asemenea, diametrul greloanelor grindinii căzute la Rucăr (judeţul Argeş), la data de 13 august 1999, a fost apreciat la circa 80 mm! Pentru vara anului 2002 poate fi menţionată grindina din luna iulie căzută în zona Panciu-Haret-Mărăşeşti (judeţul Vrancea), care a produs imense pagube materiale (au fost distruse culturi de viţă de vie, solarii, geamuri ale locuinţelor etc.). Efectele negative asociate grindinii, respectiv riscul pe care îl presupune acest fenomen, sunt condiţionate de mai mulţi factori, cele mai mari pagube apărând în următoarele situaţii (Bogdan, Niculescu, 1999): când se produce în plin ciclu vegetal al diferitelor culturi; când este însoţită de vânturi tari; când diametrul greloanelor depăşeşte 10 mm; când durata fenomenului este mai mare de 15 minute; când, în urma căderii grindinii, se formează un strat de gheaţă relativ gros, care se poate menţine până la câteva zile, afectând grav culturile şi în acest mod; când fenomenul se produce după perioade lungi deficitare pluviometric, fapt care favorizează eroziunea solului uscat, mai ales dacă terenul este situat în pantă. Vulnerabilitatea unui teritoriu faţă de grindină este condiţionată de frecvenţa fenomenului, ce poate fi redată prin numărul mediu (n) şi numărul maxim anual (N) de cazuri de grindină, la care se adaugă intensitatea precipitaţiilor în sezonul cald. Din acest punct de vedere, în România, teritoriile cu vulnerabilitate mare (n între 2-6 zile/an, N între 5-10 zile/an) sunt cele din partea central-sudică a ţării - Câmpia Română, Podişul Getic, Subcarpaţii Getici şi Subcarpaţii Curburii, caracterizate prin interferenţa circulaţiilor estice şi vestice, respectiv printr-o puternică dezvoltare a norilor convectivi. Vulnerabilitatea cea mai mică (n < l şi N> 4) revine zonelor cu influenţe continentale din E şi SE ţării (Câmpia Moldovei, Podişul Dobrogei), celor cu influenţe pontice (litoralul, Delta Dunării), zonelor cu influenţe oceanice din NV teritoriului (Câmpia Someşului, Câmpia Caşurilor) şi regiunilor afectate de procese foehnale, cum este culoarul Turda-Alba Mia. Dacă privim problema sub aspectul riscului faţă de grindină, trebuie să avem în vedere şi valoarea pagubelor produse de acest fenomen. În acest context, cel mai mare risc aparţine zonelor unde modul de utilizare a terenurilor este preponderent axat pe culturi legumicole şi plantaţii pomi-viticole. Prin urmare, cele mai mari riscuri se vor întâlni în zonele legumicole din jurul marilor oraşe de câmpie (Bucureşti, Craiova, Timişoara, Arad, Constanţa, Iaşi, Galaţi), respectiv în bazinele pomicole şi zonele viticole, în primul rând cele din Subcarpatii Getici şi Subcarpatii de Curbură. Cu alte cuvinte, se pot înregistra pagube foarte mari şi în zonele cu grad mai redus de vulnerabilitate la căderile de grindină (Bogdan, Niculescu, 1999). Există preocupări susţinute de combatere a efectelor negative ale grindinii, acest lucru putându-se realiza pe mai multe căi. Una dintre acestea este de mai lungă durată, ea presupunând o cunoaştere cât mai completă a fenomenului din punct de vedere climatologic: număr mediu şi maxim anual şi lunar de zile cu grindină, intervalul diurn/nocturn favorabil producerii grindinii, durata medie şi maximă a grindinii, dimensiunile bobului de grindină. Yüklə 0,55 Mb. Dostları ilə paylaş:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||