http://www.mondonews.ro/meteo-a-plouat-cu-grindina-in-bucuresti-foto-vezi-cum-va-fi-vremea-saptamana-viitoare/

Studiind fenomenul de grindină, mai ales din punct de vedere genetic, numeroși cercetători (Rinehart, 2004; Mallafre, 2008; Betchart et al., 2012) au evidențiat că celulele convective – sursă a grindinei – răspund prin semnale radar într-o formă organizată, repetitivă, în general destul de facil de urmărit prin implementarea unor algoritmi.

În funcție de semnalul radar emis de particulele de gheață din nori, s-au realizat de-a lungul timpului mai multe clasificări (Lin, 2007), dintre care cea menționată ca fiind completă și corectă de către cei mai mulți autori este aceea care grupează convecția în: celule simple, multicelule, supercelule.

Utilitatea acestei clasificări reiese din încadrarea formațiunilor convective în anumite tipare, în funcție de care se poate estima ciclul de viață, tipul de precipitație și caracteristicile barice și termice, dar este destul de robustă în sensul că în unele situații este destul de dificil să se stabilească strict tipul de fenomene caracteristice fiecărui grup.

Principiul fizic pe baza căruia se estimează cantitatea de grindină din celula convectivă se sprijină pe evaluarea energiei potențiale disponibile (Lin, 2007; Paraschivescu, 2010)). Mai concret, meteorologul se ghidează în a stabili condițiile termodinamice favorabile dezvoltării convecției cumuliforme studiind energia potențială disponibilă pentru convecție.

Celulele convective izolate sau norii Cumulonimbus (Foto 2) reprezintă cele mai simple surse de energie pentru complexele convective mezoscalare, jucând un rol semnificativ în circulația atmosferei și transferul de umezeală și căldură între troposfera înaltă și stratosfera joasă. Totodată, aceștia joacă un rol important în bugetul radiativ al atmosferei (Ciulache et al., 1995). Structura unui nor Cumulonimbus asociat fenomenului de grindină este prezentată în Figura 2. Din aceasta se poate observa vârful norului în care curenții sunt divergenți și structura tipică unui nor de grindină, cu zonele norului associate căderilor de grindină.

Definitorie pentru acest tip de celule convective este forfecarea verticală foarte slabă (<10m/s in primii 4km). Timpul de viață este de doar 30 de minute, în care se celula trece prin trei perioade: cea de dezvoltare, perioada matură și perioada de disipare (Paraschivescu, 2010). Structura lor simplă poate fi descrisă ca prezentând un singur curent ascendent destul de înalt, care poate atinge troposfera, dar care foarte rar este responsabil de geneza grindinei, norii Cumulonombus simplii dând doar fenomene orajoase și precipitații lichide (Ciulache et al., 1995).

Sistemul multicelular (Foto 3) reprezintă apare într-o fază mai evoluată a celulelor convective simple, prin fuzionarea lor într-un anumit sistem, organizare dictate de forfecarea pe vertical mai intense, dar într-o oarecare măsură moderată (10-20 ms în primii 4 km pe verticală), și un timp de viață mai lungă față de cel al unei celule simple, datorită faptului că celulele individuale nu fuzionează unele cu altele (Lin, 2007). Deși unele din celulele ce formează sistemul se pot destrăma, acesta este menținut de altele noi care apar în lungul frontului de rafală.

Vizual, aceste sisteme multicelulare sunt recunoscute de meteorologi prin forma de boltă pe care o capătă la partea superioară, unde se deplasează aerul rece purtat de jos în sus de curenții ascendenți induși de evaporarea precipitațiilor. Un alt element ajutător este mișcarea individuală a celulelor, dată de vântul mediu orientat spre NE, în timp ce ansamblul de celule se mişcă spre E. ”Curgerea” spre exterior al aerului rece purtat de rafală este cea care întreține viața sistemului multicelular (Paraschivescu, 2010).

Supercelulele (Foto 4) reprezintă faza cea mai avansată a unui sistem convectiv, fiindu-i caracteristică înclinarea celulelor component, precum și mișcarea rotațională într-un mediu cu o puternică forfecare verticală, peste 20 m/s în primii 4 km (Lin, 2007).

Datorită întârzierii cu care se realizează mișcările rotative și a evoluției lente, supercelulele se pot menține mai multe ore și sunt răspunzătoare în cele mai multe cazuri de formarea fenomenului de grindină și alte fenomene de vreme severă (ploi abundente, furtuni individuale, chiar tornade). Dezvoltarea lor poate fi urmată de o scindare a furtunii în doua celule care se vor deplasa în sens contrar față de vantul mediu, între care cea din stânga se distruge rapid, pe când cea din dreapta va antrena rotația curenților ascendenți (Mallafre, 2008). Așadar, din celula dreaptă se vor forma alte celule, de unde se poate ușor deduce că supercelulele se deplasează spre dreapta. Puternicul curent ascensional generator de așa-numitele ”furtuni supercelulare” mai este cunoscut în literatura de specialitate și sub denumirea de ”mezociclon”.

Modelul RADAR descris de o supercelulă poate fi ușor confundat cu unul multicelular, însă datorită structurii tipice a acesteia, regiuni de ecou slab, zone balcon, gradienți puternici de reflectivitate, sistemul supercelular poate fi reperat cu precizie pe produsele radar (Betschart et al., 2012).

Așadar, în detecția grindinei, radarul este un sistem observațional esențial, fiind singurul aparat cu ajutorul căruia meteorologii își pot forma o privire completa asupra furtunilor și pot prevedea la timp și cu o bună rezoluție spațială (aproximativ 1km² fenomenul de grindină.

Bibliografie:

1. Betschart, M., Hering, H., 2012, Automatic Hail Detection at MeteoSwiss. Verification of the radar-based hail detection algorithms POH, MESHS and HAIL, Arbeitsbericht MeteoSchweiz nr. 23
2. Ciulache, S., Ionac, N., 1995,  Fenomene geografice de risc, Editura Universitară, București
3. Lin, Y.-L., 2007, Mesoscale dynamics, Cambridge University Press.
4. Mallafre, M.C., 2008, Identificación y caracterización del granizo mediante el radar meteorológico. Modelos de predicción del ciclo de vida de las células convectivas, Departament d’Astronomia i Meteorologia, Universitat de Barcelona
5. Rinehart, R., 2004, Radar for Meteorologists, University of Oklahoma Press
6. http://www.mondonews.ro/meteo-a-plouat-cu-grindina-in-bucuresti-foto-vezi-cum-va-fi-vremea-saptamana-viitoare/

    

Introducere

S-a scris mult referitor la apă, mulţi oameni de ştiinţă şi-au pus întrebări asupra originii şi compoziţiei ei, s-au formulat răspunsuri, s-au întocmit statistici. Misteriosul lichid a fost aclamat ca fiind dătător de viaţă, a fost blestemat când a măturat bunuri şi a înghiţit vieţi. Şi totuşi, ne amintim de apă atunci când ne lipsește. Constatăm că lăcomia ne-a adus reducerea resurselor de apă și ne panicăm. Se organizează conferinţe, se creează un brainstorming mondial în vederea obţinerii unor idei care să salveze omenirea de la pieire. Drept consecinţă, s-a decis o mai buna gestionare a resurselor de apa si recurgerea la activităţi de modificare a vremii, între care însămânţarea norilor.

Discuţii şi rezultate

Însămânţarea norilor reprezintă un aspect important al activităţilor de modificare a vremii, ce viza cel puţin în prima fază fertilizarea zonelor semiaride şi aride, reducerea precipitaţiilor în cazul zonelor inundabile, suprimarea grindinii în preajma aeroporturilor, şi a zonelor agricole şi evaporarea rapidă a ceţii pe aeroporturi. Avântul oamenilor de ştiinţă s-a diminuat treptat, din cauza efectelor slabe sau nerelevante obţinute în urma experimentelor.

Cercetarea în domeniul însămânţării norilor a devenit activă la sfârşitul anilor 40, după faimosul experiment Schaefer&Langmuir realizat în Laboratoarele General Electric, când s-a recurs la injectarea cu gheaţă carbonică a norilor. Entuziasmul general a condus la realizarea mai multor experimente care să grăbească apariţia rezultatelor pozitive. S-au investit sume impresionante în experimente care de multe ori erau conduse de meteorologi fără cunoştinţe de fizica atmosferei şi de chimie.

În definitiv, s-a plecat de la ideea că norii reprezintă volume mari de picături de apă în suspensie şi uneori şi de cristale de gheaţă, care se formează în jurul unor nuclee pe care vaporii de apă condensează sau îngheaţă.  Aceste nuclee reprezintă aerosol activat, cu origine minerală sau biogenă. S-au studiat grosso modo procesele atmosferice şi un grup de oameni de ştiinţă a pornit la drum cu ideea imitării proceselor atmosferice naturale.

Ca prime experimente de însămânţare a norilor cu rezultate nerelevante, însă, pot fi menţionate:

• Cloud Seeding Project (Proiectul de însămânţare a norilor), derulat cu ajutorul Weather Bureau (SUA), în anul 1957, când particule fine de gheaţă au fost injectate cu ajutorul unor avioane în norii stratiformi din zona statului Ohio.

• Experimentul Artificial Cloud Nucleation Project, derulat în anul 1951, a adus cunoştinţe noi în domeniu, prin dovedirea faptului că apa pulverizată folosită ca agent de însămânţare a grăbit iniţierea precipitării, ceea ce a dus la reducerea timpului necesar creării apei din nor, scăzând astfel cantitatea de apă precipitată.

• Experimentele din cadrul Missouri Project Whitetop sunt cunoscute drept “double blind” din cauza lipsei specialiştilor în domeniu şi a rezultatelor neconcludente.

Organizaţia Mondială de Meteorologie semnala în 1999 existenţa a circa 100 de activităţi de însămânţare a norilor, în derulare în 24 de ţări, majoritatea având drept scop sporirea cantităţii de precipitaţii.

Treptat, SUA au redus investiţiile în programele de însămânţare a norilor în vederea sporirii precipitaţiilor şi pentru reducerea secetei; în schimb, fonduri importante sunt alocate în vederea disipării ceţii pe aeroporturi. La nivelul anului 2003, National Research Council raportează o reducere de 43- 45 % a cererilor de asigurare împotriva grindinii (pe o perioada de 7 ani), în arealele acoperite de activităţile de însămânţare a norilor, cu scopul de a reduce efectele devastatoare ale grindinii.

În cazul Rusiei, interesul pentru activităţile de însămânţare a norilor se manifestă din anii 30 ai secolului al XX-lea, când este înfiinţat Institute of Rainmaking la Leningrad. Ca agent de însămânţare, era folosită clorura de calciu (1934- 1939), iar după război, sunt folosite în mod constant gheaţa carbonică (1947) şi iodura de argint (1949). În iarna 1960- 1961, sovieticii susţin că însămânţând norii, au înseninat cerul pe o suprafaţă de circa 20.000 kmp (Keith, 2000).

Începând cu anii 70, interesul în domeniul însămânţării norilor scade, pe de o parte din cauza înfiinţării organizaţiilor de mediu, iar pe de altă parte din cauza eficienţei îndoielnice.

Întrucât entuziasmul general a trezit interesul marilor puteri, în special SUA si Rusia, a fost necesara semnarea Convenţiei asupra modificării mediului, în vederea interzicerii utilizării tehnicilor de modificare a mediului în scop militar. A fost adusă în discuţie şi deschisă spre semnare în anul 1977 la Geneva şi a intrat în vigoare in anul 1978. Printre statele care au ratificat convenţia se numără Canada (1981), Finlanda (1978), Germania (1983), Italia (1977), Polonia (1978), România (1977), Rusia (URSS, 1978), SUA (1980), Marea Britanie (1978). Dintre statele semnatare, dar care nu au ratificat convenţia: Bolivia, Siria, Turcia, Luxemburg, Iran.

Concluzii

• Cu toate că însămânţarea norilor nu a avut rezultatul scontat, oamenii de ştiinţă sunt optimişti în ceea ce priveşte cercetarea în domeniu, punând această stare de spirit pe seama aprofundării cunoştinţelor asupra proceselor atmosferice.

• Ceea ce este cert în domeniul însămânţării norilor este faptul că s-a convertit rapid într-o mare industrie, în parte datorită apariţiei unor noi device-uri pentru eliberarea agenţilor de însămânţare (AgI) şi pe de altă parte datorită popularizării procedeului.

• Pentru validarea acestui procedeu de ”generare artificială a precipitaţiilor”, este necesară îndeplinirea a două aspecte: să se dovedească ştiinţific (prin descrierea proceselor fizice) validitatea rezultatelor obţinute (lanţul de procese care au loc) şi să se obţină rezultate statistice concludente.

• Nu se ştie dacă, într-un caz de precipitare a unui nor însămânţat, nu este şi o coincidenţă la mijloc. Este posibil ca acesta sa fi precipitat şi în condiţii naturale.

• S-a sperat mult în ceea ce priveşte proiectele derulate şi s-au depus eforturi care au fost răsplătite prin cunoştinţe asupra principalelor procese atmosferice şi de microfizică a norilor.

BIBLIOGRAFIE

Cotton W. R. (2007), Basic Cloud Seeding Concept, Colorado State University

David K. (2000), Geoengineering the Climate: History and Prospect, Annu. Rev. Energy Environment 25: 245-84, Carnegie Mellon University, Pittsburgh, Pennsylvania

Koloskov B.P. &co Cloud Seeding Operations to Modify Weather Conditions over Cities: 2003- 2006,St. Petersburg, Rusia

National Research Council (2003), Critical Issues in Weather Modification Research, Washington DC, NY

Surse foto:

http://tanstaaflcanada.blogspot.ro/2011/01/debunking-chemtrails.html

http://www.joe-anybody.com/id18.html

http://science.howstuffworks.com/nature/climate-weather/atmospheric/control-weather.htm

Articol realizat de Marţin Elena-Gina, noul redactor al revistei Greenly, masterandă anul II, Master Climatologie-Hidrologie, Facultatea de Geografie, Universitatea din Bucureşti

Aceasta se dezvoltӑ pornind de la simple furtuni, iar la câteva ore de la inițierea convecției atmosferice, ajunge la mӑrimea unui sistem multicelular, deosebindu-se de acesta prin curenții ascendenți foarte puternici, care pot susține o cantitate mai mare de precipitații, dar și prin prezența fenomenului de grindinӑ, care poate produce pagube însemnate. Sistemul noros, cu diametrul cuprins între câțiva kilometri până la zeci de kilometri, prin rotația curentului ascendent, poartӑ numele de mezociclon, iar ȋmpreunӑ cu celula de furtunӑ asociatӑ, devine o supercelulӑ. Ȋn curentul turbionar al unei supercelule, poate apӑrea ȋn condiții speciale chiar și fenomenul de tornadӑ.

Supercelula este cel mai rar tip de furtunӑ și, de asemenea, cel mai periculos, din cauza vremii extreme generate. Marginile unei supercelule se comporta diferit de cele ale unei furtuni normale. Curenții ascendenți nu sunt în “competiție” unul cu altul, ci aceștia “hrӑnesc” curentul principal, din centrul supercelulei, iar astfel furtuna crește ȋn intensitate și mӑrime mai rapid.

O supercelulӑ este diferitӑ de altӑ supercelulӑ, fiecare având o formӑ și o mӑrime diferitӑ. Ȋn timp ce unele supercelule pot produce inundații, tornade și foarte multӑ grindinӑ, altele pot produce doar fulgere, tunete și grindinӑ ȋn cantitӑṭi mici. Atunci când tornadele se formeazӑ ȋn primul tip de supercelulӑ (cea cu ploi abundente și tornade), datoritӑ precipitaṭiilor abundente, acestea nu pot fi observate la timp.

Cel mai des, supercelulele se produc ȋn USA, ȋn zona de sud-est, coasta Golfului Mexic. Aici existӑ trei surse principale de aer care “ajutӑ” la producerea supercelulelor: masele de aer rece din vest, masele de aer cald, uscat, din sud-vest și masele de aer umed din sud-est. De asemenea, ȋn zona Africii de Sud se produc anual astfel de fenomene. Alte supercelule au mai fost ȋnregistrate ȋn: India (2005), Australia (1999, 2007, 6 martie 2010, 22 martie 2010), Belgia (2009, 2011), Regatul Unit (2012).

Surse informaṭii: http://mystery.bf-1.com/mystery-nature/supercells-most-fascinating-natural-phenomena; http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-1334672/Jaw-dropping-image-enormous-supercell-cloud-Glasgow-Montana.html; http://ww2010.atmos.uiuc.edu/(Gh)/guides/mtr/svr/type/spr/home.rxml

Surse foto: http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-1334672/Jaw-dropping-image-enormous-supercell-cloud-Glasgow-Montana.html; http://farm3.static.flickr.com/2169/2299629713_fb5af00df4.jpg