The origins of the lagoon complex are strongly influenced by the sediments carried along by the Danube from its origins all the way to its delta over the course of the last millennium. As far as location is concerned, the Razim-Sinoe lagoon complex is situated south of the Danube Delta and covers more than 1.100 square kilometers[U1] , of which 863 square kilometers are represented by the lagoons themselves. Most of the complex consists of a depression that was initially covered by the waters of the Black Sea and was subsequently fragmented by sandbars and spits.

Human activities during the last decades have left their mark on the lagoons – nowadays, engineering works divide the complex in two distinct units: Razim and Sinoe.

The Razim unit is made of a number of lakes: Razim, Goloviţa, Zmeica and Babadag. The most important lake is Razim itself, with an area of approximately 400 square kilometers and a maximum depth of 3.2 meters. This unit was isolated from the sea’s influence and has subsequently become a freshwater reservoir used for irrigating nearby fields.

The channels of Dranov and Dunavăț connect the Razim Lagoon with the Sfântul Gheorghe arm of the Danube Delta, thus receiving water from the river.

The Sinoe unit consists of the following lakes: Sinoe, Nuntași and Tuzla. It is separated from the Black Sea by a dam and its largest lake, Sinoe, measures 135 square kilometers and reaches a depth of just 1.6 meters.

The Razim-Sinoe Lagoon Complex belongs to the Danube Delta Biosphere Nature Reserve and its significance lies not just in its biodiversity (both plants and animals) but also in terms of its cultural heritage. Currently, the lagoon complex hosts 10 of the 20 highly protected areas of the Nature Reserve, which host unaltered ecosystems containing various plant and animal species. Their role is to maintain the characteristic plant life of the Delta and to act as sanctuaries for its animals.

Water quality in the lagoon complex is determined to a large extent by the quality of Danube’s waters, due to the interconnected nature of the two. As such, pollution affecting the Danube River inevitably reaches the lagoons.

Pollution is mostly due to waste water, even though it is not directly discharged in the lagoon complex. Because of its direct link with the Danube, the worst affected area is Razim Lake. Another major source of pollution comes from agricultural activities in the neighboring fields, which rely on chemical fertilizers. Industry also affects water quality, despite the fact that no industrial activities take place nearby. Nevertheless, the Danube carries industrial pollutants from other areas upstream. Shipping on the arms of the Danube is yet another source of pollution.

Water quality monitoring in the lagoon complex is carried out by several monitoring stations which measure the concentration of the most important pollutants. Water quality is assessed and assigned to one of the established water quality classes depending on a number of indicators.

In 2015, oxygen indicators (dissolved oxygen, biochemical oxygen consumption – CBO5 and chemical oxygen consumption – CCO-Mn and CCO-Cr) have recorded values that placed them in the first or second classes of water quality. The only exception is the CCO-Cr indicator, which is consistent with an average level of water quality. Lake Razim’s waters are strongly influenced by organic matter discharge in the Danube. Thus, the input of organic matter from the Danube was 105 times greater for CBO5, 57 times greater for dissolved oxygen, 350 times larger for phosphorus and 140 times larger for nitrogen than the input originating from the drainage basins of Razim and Babadag lakes.

In terms of nutrients, the role played by the Danube Delta in storing/capturing these elements, compared to the total input of the river, is insignificant, reaching only 2-3%. Consequently, the Danube’s nutrient load reaches almost entirely the Blacks Sea. For the lakes found in the Delta, it was determined that mineral nitrogen levels are within the limits of the first two classes of water quality, whereas total phosphorus values present concentrations typical for the second or third classes. In 2015, the levels of phosphorus have increased in the waters of Sinoe Lake.

Heavy metals, such as iron, cadmium and lead are found in concentrations that place them in the fourth and fifth water quality classes for the entire lagoon complex. Zinc and nickel on the other hand are found in lower concentrations, belonging to the good water quality class.

In the category of organic micro-pollutants, such as chlorine-based organic pesticides, values exceeding the threshold of the second water quality class were recorded for lindan and DDT concentrations. Lindan concentrations varied widely, between the first and the fourth quality class, whereas DDT generally fell in the fifth class.

Eutrophisation is a form of pollution affecting aquatic land ecosystems and is caused by a natural or artificial enrichment of water with nutrients, mostly phosphorus and nitrogen. Unlike the natural process, man-made eutrophisation is a rapid phenomenon which brings about deep subsequent changes in the state of aquatic ecosystems, degrading them and impacting its human uses: water supply, fish farming, leisure etc.

Eutrophisation can affect any type of water environments: rivers, lakes, transitional water bodies and coastal waters, but it manifests itself most often in the case of stagnant or semi-stagnant environments, such as lakes and man-made reservoirs, the Danube Delta and the coastal area of the Black Sea. The degree of an aquatic ecosystem’s eutrophisation is expressed mainly by the concentration of nutrients (total nitrogen and total phosphorus), the level of oxygen saturation and the amount of phytoplankton biomass.

In our particular case, the vast amounts of nutrients collected by the river throughout its entire basin have had a significant contribution to the eutrophisation that affects the lakes of the delta. This phenomenon has become more intense after 1980 and has triggered substantial changes in the aquatic flora and fauna. The contribution of local pollution sources is dwarfed by the amount of nutrients carried by the Danube and they may only play a local role at the scale of the delta. Eutrophisation has been amplified by the increase in the average water flow on the channels, which was caused by dredging operations carried out between 1961 and 1989.

Article written by Hugeanu Roxana – Cătălina, Greenly collaborator, and translated by Mihail-Andreas Mitoseriu.

En dehors de l’eau qui semble infinie et qui abrite d’innombrables êtres vivants, au dessus des terres qui portent toutes les nuances de vert offertes par la végétation hydrophile ou hygrophile, le Delta du Danube nous accueille avec d’autres beautés qui, parfois, échappent à l’attention de nos yeux. Même si la station météo de Sulina enregistre les plus faibles précipitations moyennes de Roumanie, ça n’exclut pas l’existence d’une variété de formations nuageuses (Figure 1) qui apportent ou non la pluie.

Figure 1

Parce-que les nuages sont formés quand les vapeurs d’eau trouvés dans l’air qui monte se condensent pour former des gouttes ou gèlent directement – l’altitude à laquelle ce processus se produit dépend de la stabilité de l’air et de son humidité – le Delta du Danube est l’endroit idéal pour l’accumulation d’une énorme quantité d’air humide dans l’atmosphère, à cause de l’abondance de l’eau. Une goutte ou un cristal de glace a une dimension de 0,01 millimètres. Les nuages froids d’altitude contiennent des cristaux de glace – Cirrocumulus – des nuages supérieurs qui ont la forme d’une couverture ou des bancs élancés qui donnent au ciel un aspect ondulé comme une plage – (Figure 2) ; les nuages chauds, trouvés à une altitude moins élevée, contiennent des gouttes d’eau et les nuages de type mixte sont formés d’eau et de glace. Dans le Delta, comme vous peut-être déjà pensez, dominent les nuages de type mixte ou les nuages formés d’eau liquide, bien que la forte stabilité atmosphérique de l’espace du Delta ne favorise pas les précipitations, comme nous allons voir tout de suite.     

Figur2 2 – Nouages Cirrocumulus et Cirrus en Danube Delta

Les nuages orageux sont formés dans l’air instable. Les vapeurs d’eau subissent la condensation et libèrent la chaleur latente, qui permet à l’air de continuer son ascension. Les courants verticaux forts qui existent dans les nuages peuvent causer des orages, mais ces événements se produisent généralement au dessus de la Mer Noire ou de la terre, ou on peut avoir plusieurs masses nuageuses avec des caractéristiques physiques différentes. On déduit ainsi que le Delta du Danube peut rarement être la scène d’une confrontation entre nuages de nature à générer un orage.

Mais, en revanche, les nuages se forment quand l’air humide se refroidit jusqu’au point de rosée, quand l’air est forcé de monter, et, par conséquent, de former des nuages. La hauteur à laquelle les vapeurs d’eaux se condensent dans l’air qui monte représente la base des nuages. Au dessus du Delta du Danube, les conditions sont favorables pour l’apparition d’une grande variété de types de nuages. Un voyage dans la barque parmi ses canaux et lacs nous offrira non seulement l’abondance d’une végétation unique, mai aussi la révélation d’une variété des nuages qui, bien si ne sont pas entièrement uniques pour la région du delta, et peuvent être rencontrés dans d’autres parts du pays, ont une amplitude visuelle et une beauté sans égal (Figure 3).

Figure 3 – Nouages Cirrus en Danube Delta

Mais pour les décrire, if faut nous souvenir comment l’air monte pour former les nuages. L’air peut être forcé de monter en trois manières: Quand il subit un réchauffement du bas vers le sommet, par contact avec une surface chaude, l’air monte à cause de la convection en donnant naissance aux petits nuages qui annoncent le bon temps – Cumulus (Figure 4), des nuages avec un développement vertical. Leurs contours sont bien définis et ils ressemblent des petites piles blancs d’ouate qui se déplacent rapidement sur le ciel.

Figure 4

Leurs sommets sont blancs, comme le chou-fleur de et avec des nombreux bourgeonnements. Si l’air, dans son mouvement, rencontre une montagne, il est forcé de monter. On appelle ça une ascension orographique qui conduit à la formation des nuages orographiques. Dans le Delta du Danube, avec une altitude maximale de 12 mètres, et sans aucune montagne dans la proximité, il est évident que nous ne pouvons pas rencontrer ce type de nuage. Mais l’air chaud monte aussi quand il est poussé par l’air froid dans un front atmosphérique (élévation de front – nuages de front – Figure 5). Si les nuages sont assez gros, les gouttes d’eau et les cristaux de glace s’unissent et tombent sous la forme des précipitations, mais il y a certains nuages, comme Altostratus (Figure 6), ou les faibles précipitations formées à une grande altitude s’évaporent avant de tomber sur la terre, donnant naissance au virga (Figure 7). Ce type de nuage forme des toiles nuageuses bleues ou grises qui couvrent le ciel totalement ou partiellement. Ils peuvent être formés d’une ou plusieurs couches superposées.   

Figure 5

Figure 6 – Nouages Altostratus

Figure 7 – Le Phenomen Virga en Danube Delta

L’air est donc réchauffé quand il entre en contact avec la terre. Le réchauffement réduit sa densité par comparaison avec l’air situé au-dessous, déterminant l’ascension de l’air chaud. Pendant l’ascension, la température de l’air décroit dans un rythme fixe, devenant de plus en plus lourd et dense, jusqu’au moment ou il est plus dense que l’air froid, et commence de descendre. Quand l’air monte et se refroidit, la quantité des vapeurs d’eau qu’il peut contenir décroit jusqu’au point de saturation, quand commence la formation des gouttes d’eau. La température à laquelle ce processus se manifeste est nommée le point de rosée. Le point de rosée n’est pas fixe, et il dépend de la température de l’air. Quand les vapeurs condensent dans des gouttes, ils libèrent leur chaleur latente. Si l’air saturé se refroidit plus lentement que l’autre air qui l’entoure, il continue son ascension jusqu’au moment ou il commence se désintégrer sans donner naissance aux précipitations, comme il se passe souvent au-dessus du Delta. L’air qui monte sans être poussé s’appelle air instable. Les nuages commencent à se former après le point de rosée et ils peuvent avoir une grosseur importante. Dans cette catégorie entrent les nuages Altocumulus qui se forment à une altitude modérée et ont des formes variées: rouleaux, bandes blanches ou grises, couvertures souvent superposées d’un gris faible. Ils ont un aspect continu ou sont séparés par des petits espaces. Ils sont rarement transparents, et généralement bloquent la visibilité du Soleil (Figure 8).

Figure 8

A l’ouest et à l’est, ils prennent une nuance rouge intense (Figure 9).

Figure 9

Mais pour mieux comprendre les conditions qui génèrent les nuages du Delta, on doit définir la notion de ”condensation” qui précède la notion du ”point de rosée”. La condensation est le changement subi par les vapeurs de gaz, comme les vapeurs d’eau, quand ils se transforment dans un liquide, comme l’eau. Par exemple, les vastes étendues aquatiques du Delta permettent à un grand nombre d’atomes d’hydrogène et oxygène d’échapper et de se déplacer librement dans les molécules portées par les courants ascendants. Deux molécules d’eau qui se heurtent se rejettent réciproquement mais si la température baisse, les molécules ont moins d’énergie et leurs mouvements sont ralentis. Quand ils arrivent à la température du point de rosée, température à laquelle l’eau condense, les molécules d’eau fusionnent quand elles se heurtent. On réalise un lien d’hydrogène entre un des atomes d’hydrogène d’une molécule et l’atome d’oxygène d’une autre molécule, formant ainsi des courtes files. A ce moment, les vapeurs d’eau deviennent un liquide. Par la fusion, les molécules d’eau entrent dans un état ou elles nécessitent moins d’énergie pour se maintenir, et cèdent une partie de leur énergie sous la forme de la chaleur (la chaleur latente). Elle réchauffe l’air et peut être absorbée par les molécules liquides, qui se transforment en vapeurs. La pluie se produit quand les gouttes sont assez grandes pour vaincre la gravitation, mais ça se passe très rarement dans le Delta.

Pendant mon étude des nuages du Delta, à la fin du mois du juillet, je n’ai pas rencontré la pluie mais j’ai pu observer des nuages capables de créer des précipitations. Ils sont formés quand l’air chaud est poussé au-delà du point de rosée, pour former des nuages Cumulus (figure 10). Ce type de nuage est formé quand l’air chaud passe par-dessus l’air froid, sur la ligne du front. 

Figure 10 – Nuage Cumulus au-dessus du Canal Saint George

Au-dessus du Delta du Danube, sans une stratification inverse ou diffuse, et à cause d’une atmosphère propre, qui ne reflète pas beaucoup de lumière, et qui n’absorbe ni conserve une quantité importante de chaleur, les nuages, bien que chauds près de la surface de la terre, ont des dimensions et structures variées.

En dehors des nuages Cumulus, Altostratus et Altocumulus, dans le Delta il y a aussi d’autres types de nuages, qui ne conduisent pas en général à la formation des précipitations. Les nuages Cirrus et Cirrostratus sont présents à une grande altitude, annoncent le bon temps et, à cause de leur finesse, ne bloquent pas la lumière des astres. La pluie rarement accompagne ces nuages parce que les gouttes de pluie sont formées par la fusion d’autres gouttes d’eau dans les nuages chauds et leurs dimensions sont très variées. Les plus grandes gouttes, étant les plus lourdes, tombent plus vite que les petites gouttes. Quand des gouttes avec des dimensions différentes entrent en collision, elles fusionnent et puis se séparent mais quand une grande goutte rencontre  une petite goutte, elles fusionnent définitivement pour former des gouttes de plus en plus larges qui tombent vers la terre comme pluie. Parce que les nuages Cirrus (Figure 11), souples, ressemblant des fils, fibres ou bandes blanches ou transparentes, sont formés des cristaux de glace, ils n’annoncent pas la pluie mais plutôt une perturbation atmosphérique.

Figure 11 – Nuages Cirrus près de l’Île du Sacalin

Ni les nuages Cirrostratus, blancs et avec un aspect ondulé, ne sont pas liés à l’apparition de la pluie. Ils peuvent couvrir le ciel totalement ou seulement en partie mais, parce qu’ils contiennent  des cristaux de glace, ils sont souvent très délicats et difficiles à observer, donnant au ciel un aspect  laiteux, annonçant un temps favorable, mais sans beaucoup de soleil.

Figure 12 – Nuages Cirrostratus

Le Delta du Danube nous offre toujours des surprises, mais, maintenant, nous savons qu’une fois arrivés dans le Delta, on peut admirer son ciel pour approfondir les mystères de cet endroit. C’est l’histoire des nuages du Delta pendant l’été… il nous reste à découvrir leur histoire pendant la saison froid. 

Bibliographie:

http://www.craimont.ro/vremea/nori.html

Ciulache, S., Ionac, I., (2007), Esenţial în meteorologie şi climatologie, Editura Universitară, Bucureşti;

Stâncescu, I., Ballif, S., (1981), Meteorologie fără formule, Editura Albatros, Bucureşti;

***, (2007), Terra, Smithsonian Institute. 

Photos par Gabriela-Adina Moroșanu.

Article écrit par Gabriela-Adina Moroșanu et traduit par Mihail Andreas Mitoșeriu