Note de Curs: Meteorologie și Hidrologie

Organizarea și Activitatea Meteorologică

  • Cercetarea la nivel global: Înființarea în 1951 a Organizației Meteorologice Mondiale (OMM), instituție specializată a ONU.

  • Cercetarea pe plan intern (România):

    • 1884: Înființarea Institutului Meteorologic Central.

    • 1991: Reorganizare sub numele de Institutul Național de Meteorologie și Hidrologie.

    • 2002: Constituirea în INHGA sub autoritatea Administrației Naționale Apele Române.

  • Centre Meteorologice Regionale (CMR): Dobrogea, Moldova, Transilvania Sud, Transilvania Nord, Banat-Crișana, Muntenia și Oltenia.

  • Baze de Date: Administrația Națională de Meteorologie gestionează date climatologice din 1961-prezent (264 stații), date zilnice de temperatură (42 stații), cantități de precipitații (2200 puncte) și date radare operative.

Atmosfera și Radiația Solară

  • Structura atmosferei (determinată prin variația temperaturii): Troposfera, stratosfera, mezosfera și termosfera.

  • Potențialul solar în România:

    • Zone ce depășesc 1400kWh/m2/an1400\,kWh/m^2/an: Litoralul Mării Negre și Dobrogea.

    • Majoritatea regiunilor: Între 12501250 și 1350kWh/m2/an1350\,kWh/m^2/an.

  • Albedo (reflectivitatea suprafețelor):

    • Zăpadă proaspătă: 80%95%80\%-95\%.

    • Păduri: 10%20%10\%-20\%.

    • Media Pământului: 31%31\%.

    • Apă: 10%60%10\%-60\% (în funcție de înălțimea Soarelui).

Presiunea Atmosferică și Vântul

  • Gradientul baric orizontal: Se calculează folosind variația presiunii (Δp\Delta p) pe unitatea de lungime orizontală (Δl\Delta l):   g=ΔpΔlg = \frac{\Delta p}{\Delta l}

  • Măsurarea vântului:

    • Viteza se măsoară cu anemometre, iar direcția cu girueta.

    • Relația vitezei cu înălțimea: V=V0×(HH0)1/6..1/7V = V_0 \times \left(\frac{H}{H_{0}}\right)^{1/6..1/7}, unde H > H_{0}.

  • Scara Beaufort: Clasifică vântul de la 0 (Calm, sub 1km/h1\,km/h) la 12 (Uragan, peste 118km/h118\,km/h).

  • Repartiția vitezei medii anuale în România:

    • Peste 2000m2000\,m altitudine: > 8\,m/s.

    • Delta Dunării și Litoral: > 4\,m/s.

    • Podișul Transilvaniei: 12m/s1-2\,m/s.

Umiditatea și Temperatura

  • Umiditatea relativă (rr): Se măsoară cu higrometre/higrografe.   r=uus×100r = \frac{u}{u_s} \times 100

  • Variația temperaturii aerului:

    • Scade cu latitudinea și altitudinea (cu 6C6^\circ C la fiecare 1000m1000\,m).

    • Factori genetici: suprafața subiacentă, radiația solară și circulația generală a atmosferei.

  • Formule de conversie:   C=K273.15^\circ C = K - 273.15   F=C×1.8+32^\circ F = ^\circ C \times 1.8 + 32

Precipitațiile și Norii

  • Tipuri de nori:

    • Superiori (peste 6000m6000\,m): Cirrus (Ci), Cirrocumulus (Cc), Cirrostratus (Cs).

    • Medii (20006000m2000-6000\,m): Altostratus (As), Altocumulus (Ac).

    • Joși: Stratocumulus (Sc), Stratus (St), Nimbostratus (Ns), Cumulus (Cu), Cumulonimbus (Cb - asociați cu furtuni).

  • Metode pentru înălțimea medie a ploii (hh) pe bazin hidrografic: Media aritmetică, Metoda Thiessen, Metoda izohietelor.

  • Relația intensitate (ii) - durată (tt):   i=at+bi = \frac{a}{t + b} sau i=ctni = \frac{c}{t^n}

Hidrologia: Infiltrația și Evaporația

  • Infiltrația: Volumul total infiltrat I(t)I(t) este integrala regimului de infiltrație i(t)i(t).   I(t)=0ti(t)dtI(t) = \int_0^t i(t)\,dt

  • Capacitatea de infiltrație: Cantitatea maximă pe care solul o poate absorbi; diferă în funcție de tipul de sol (nisipurile au infiltrație rapidă, argilele redusă).

  • Evaporația totală (EE):   E=Ea+Et+Es+Ei+Ed+EzE = Ea + Et + Es + Ei + Ed + Ez

    • EaEa (suprafața apei) se poate determina prin bilanț hidraulic: Ea=D+I=P+A±ΔVEa = D + I = P + A \pm \Delta V.