CUPRINS
1
ARGUMENT CAPITOLUL I – HIDROMETEORII – NOŢIUNI GENERALE I.1. Definirea hidrometeorilor I.2. Clasificarea hidrometeorilor I.3. Ninsoarea CAPITOLUL II – METODE DE OBSERVARE ŞI MĂSURARE A STRATULUI DE ZĂPADĂ II.1. Stratul de zăpadă – caracteristici generale II.2. Efectuarea observaţiilor asupra stratului de zăpadă II.3. Stabilirea gradului de acoperire şi caracteristicile stratului de zăpadă II.4. Tipuri de platforme pentru măsurători nivometrice II.5. Determinarea grosimii stratului de zăpadă II.6. Determinarea densităţii stratului de zăpadă CAPITOLUL III – ÎNREGISTRAREA DATELOR III.1. Înscrierea datelor zilnice III.2. Înscrierea datelor pentadice CONCLUZII BIBLIOGRAFIE
ARGUMENT
2
Precipitaţiile atmosferice cuprind totalitatea produselor de condensare şi cristalizare a vaporilor de apă din atmosferă, denumite şi hidrometeori, care cad de obicei din nori şi ajung la suprafaţa pamântului sub formă lichidă ( ploaie şi aversa de ploaie, burniţa etc. ), solidă ( ninsoare şi aversa de ninsoare, grindina, mazarichea etc.), sau sub ambele forme în acelaşi timp ( lapoviţa şi aversa de lapoviţă ). Precipitaţiile atmosferice au o importanţă fundamentală atât pentru economia unei ţări sau a unei regiuni oarecare, cât şi în circuitul apei în natură. Deasupra uscatului, la latitudinile noastre, în anotimpul rece, se aşterne, de obicei când temperatura este negativă, un strat continuu de zăpadă. Uneori el se formează şi în regiunile subtropicale ( Asia Mică, sudul Greciei, Italia ). Menţinerea stratului de zăpadă depinde de climatul regiunii respective. Zăpada este o formă de precipitaţie, care este apă îngheţată aflată în stare cristalină, constând dintr-o multitudine de fulgi de zăpadă. Are o structură deschisă şi moale, având o densitate scăzută, dacă nu este supusă unei presiuni externe. Zăpada şi gheaţa sunt bine cunoscute hazarde pentru cei ce trăiesc în zonele muntoase sau în regiunile nordice. Întreruperea prelungită a curentului electric, accidentele rutiere, întârzierea transporturilor şi şosele periculoase sunt cauzate de zăpadă. Importanţa stratului de zăpadă este deosebit de mare pentru agricultură, el fiind un bun protector contra îngheţului şi, în acelaşi timp, o rezervă de apă pentru sol. Temperatura solului acoperit cu zăpadă este cu mult mai mică decât temperatura suprafeţei zăpezii ( se poate crea o diferenţă de temperatură până la 15-20ºC ). Lucrarea de faţă cuprinde date generale despre stratul de zăpadă, tipurile de observaţii supra stratului de zăpadă, modul de efectuare a observaţiilor şi măsurătorilor, instrumentele utilizate şi importanţa stratului de zăpadă. CAPITOLUL I – HIDROMETEORII – NOŢIUNI GENERALE
3
I.1. Definirea hidrometeorilor Hidrometeorul este fenomenul meteorologic constituit dintr-un ansamblu de particule de apă, lichide sau solide în suspensie sau în cădere în atmosferă, ridicate de vânt de pe suprafaţa terestră sau depuse pe obiectele de pe sol ori din atmosfera liberă. I.2. Clasificarea hidrometeorilor - sub forma unei căderi de particule lichide sau solide; - constituiţi dintr-o suspensie de particule în atmosferă; - constituiţi dintr-un ansamblu de particule de apă lichidă sau solidă, ridicată de vânt de pe suprafaţa solului; - constituiţi dintr-un depozit sau depunere. I.3. Ninsoarea Ninsoarea (zăpada) este o precipitaţie solidă sub formă de cristale de gheaţă, izolate sau unite între ele, care cade dintr-un nor. Forma, dimensiunile şi concentraţia cristalelor de gheaţă variază considerabil în funcţie de temperatura la care s-au format şi condiţiile în care s-a produs creşterea lor. Forma cristalelor şi structura fulgilor de zăpadă este predominant hexagonală. Structura cristalină a particulelor de zăpadă în cădere este vizibilă şi se păstrează atâta timp cât pe aceste cristale se congelează un număr mic de picăturele. Atunci când temperatura în masa norului este mai mare de -5ºC, cristalele de gheaţă sunt aglomerate în fulgi mari. Ninsoarea, ca şi ploaia cade din acelaşi tip de nori, adică din norii predominant stratiformi (Nimbostratus, Altostratus, Stratocumulus şi Stratus) însă la fel ca şi ploaia poate prezenta aceleaşi caracteristici atât sub aspectul cantitativ şi prin modul cum începe şi se termină, astfel se pot observa ninsori continue sau intermitente, ninsori abundente şi averse de ninsoare. 4
Aversa de ninsoare este caracterizată prin început şi sfârşit brusc, prin variaţii bruşte ale intensităţii, prin fulgi de dimensiuni mari şi care nu sunt însoţiţi întotdeauna de intensificări de vânt. Aversele de ninsoare cad din norii Cumulonimbus fiind însoţite uneori de fenomene orajoase.
CAPITOLUL II – METODE DE OBSERVARE ŞI MĂSURARE A STRATULUI DE ZĂPADĂ
5
II.1. Stratul de zăpadă – caracteristici generale Pătura (învelişul) de zăpadă depusă pe suprafaţa solului sau a gheţurilor, care se formează în urma ninsorilor, constituie “stratul de zăpadă”. Zăpada se depune sub forma unui strat continuu, pe timp calm, dacă temperatura scoarţei terestre şi a straturilor de aer învecinate acesteia este mai mică decât 0ºC. Sub influenţa vântului şi a neuniformităţii terenului, repartiţia stratului de zăpadă devine neomogenă, caracterizată uneori prin prezenţa troienelor. Topirea stratului de zăpadă este determinată de creşterea temperaturii aerului, a solului şi de căderea precipitaţiilor lichide. În general procesul de topire se realizează treptat în cursul lunilor de primăvară şi uneori brusc, chiar în timpul iernii, sub influenţa invaziilor de aer cald. Stratul de zăpadă are o mare importanţă pentru agricultură, constituind o rezervă de apă pentru sol şi în acelaşi timp un înveliş protector, care reduce adâncimea de pătrundere a îngheţului în sol. Principalele caracteristici ale stratului de zăpadă, care se măsoară la staţie, sunt grosimea şi densitatea, în baza cărora se determină şi rezerva de apă ( echivalentul în apă al stratului de zăpadă). II.2. Efectuarea observaţiilor asupra stratului de zăpadă Observaţiile asupra stratului de zăpadă încep din momentul depunerii acestuia şi continuă până în momentul topirii totale şi se grupează in: 1. Observaţii zilnice care constau, atât din stabilirea gradului de acoperire şi a caracteristicilor de aşezare a stratului de zăpada cat şi din determinarea grosimii acestuia. 2. Observaţii pentadice care constau din determinarea densităţii şi a echivalentului în apă al stratului de zăpadă.
6
Determinările şi măsurătorile asupra stratului de zăpadă se fac atât vizual cât şi instrumental. Vizual, se stabileşte gradul de acoperire cu zăpadă şi caracteristicile de aşezare a stratului de zăpadă, iar instrumental grosimea, cu ajutorul riglelor nivometrice şi densitatea stratului de zăpadă, cu ajutorul densimetrului. Având în vedere caracterul uneori neuniform al depunerii stratului de zăpadă este necesar ca în apropierea platformei meteorologice să se aleagă o parcelă de teren, cât mai reprezentativă pentru zona respectivă. Alegerea parcelei se face de câtre specialiştii din cadrul serviciilor de meteorologice de pe teritoriu. Aceştia au obligaţia să facă descrierea amănunţită şi o schiţă de plan a parcelei alese. În descriere, trebuie precizat amănunţit şi o schiţă de plan a parcelei alese. În descriere, trebuie precizat neapărat caracterul suprafeţei parcelei (degajată sau adăpostită) şi să se indice amănunţit toate obstacolele aflate pe o rază de 0,5 Km (construcţii, livezi, obstacole naturale etc.). Planul care se întocmeşte la scara de 15.000, trebuie să aibă precizate punctele unde se instalează riglele de zăpadă. II.3. Stabilirea gradului de acoperire şi caracteristicile stratului de zăpadă Observaţii asupra gradului de acoperire cu zăpadă să fie zilnic la ora 7 sau imediat dup ce se luminează, întotdeauna din acelaşi punct, de obicei cel mai ridicat din apropierea platformei staţiei meteorologice. Acestea se fac vizual asupra întregii suprafeţe din împrejurimile staţiei (denumită convenţional “orizont vizibil al staţiei”) şi constau în: · determinarea gradului de acoperire cu zăpadă a suprafeţei solului; · aprecierea modului de aşezare a stratului de zăpadă. Prin ” orizontul vizibil al staţiei” trebuie să se inţeleagă, zona din jurul staţiei – pentru care aceasta este reprezentativă şi nu întreaga suprafaţa vizibila cuprinsă între locul de efectuare a observaţiei şi linia de orizont care o mărgineşte. 7
Pentru stabilirea gradului de acoperire cu zăpadă al suprafeţei solului, orizontul vizibil al staţiei împarte convenţional (imaginar), în zece parţi egale (zecimi). Observatorul trebuie să aprecieze vizual dacă această parte din împrejurimile vizibile ale staţiei este acoperită cu zăpadă. Aprecierea se face in cifre de la zero (“0”) la zece (10), cifra zece (10) reprezentând întregul orizont vizibil al staţiei. La staţiile de pe litoral se va lua in considerare numai suprafaţa solului, iar la staţiile din apropierea pădurilor se va ţine seama numai de suprafaţa terenurilor deschise. Când întregul orizont vizibil al staţiei este complet acoperit cu zăpadă (grad de acoperire 10) se apreciază şi modul de aşezare al acesteia, prin următoarele caracteristici; · uniform, fără troiene; · neuniform, cu troiene mici; · foarte neuniform, cu troiene mari. II.4. Tipuri de platforme pentru măsurători nivometrice II.4.1 Platforme reduse pentru măsurători nivometrice. Prin platformă redusă se înţelege platforma degajată şi platforma adăpostită de formă pătrată cu latura de 20 m prevăzută cu rigle fixe. Când regiunea respectivă este numai acoperită (împădurită) sau complet neacoperită, se alege numai o singură platformă. Deoarece sunt rare cazurile când o regiune să fie complet acoperită sau complet neacoperită, se organizează ambele tipuri de platforme. Platforma redusă degajată. Terenul trebuie să aibă formă plată, fără obstacole, tufişuri, gropi, rambleuri etc. care pot reţine zăpada. Terenul trebuie să fie supus influenţei libere a vântului. Distanţele până la obstacole să nu fie mai mici de 20 de ori înălţimea obstacolelor respective. 8
Platforma adăpostită. Terenul trebuie să fie neted şi scos de sub influenţa vântului, încât zăpada să se aştearnă unifom fără nămeţi sau locuri spulberate. Platformele se aleg în poieni, parcuri, grădini, curţi mai mari. Distanţele de la platformă până la copaci (obstacole) să nu fie mai mici de 10 ori sau mai mari de 20 ori decât înălţimea copacilor (obstacolelor). Platformele reduse sunt alese de specialiştii staţiei hidrologice, verificate şi omologate de organele coordonatoare. După ce platformele au fost omologate, atât platformele cât şi poziţia riglelor fixe. nu pot fi schimbate decât cu aprobarea aceloraşi organe coordonatoare. În mijlocul platformei sunt instalate trei rigle pentru măsurat zăpada, fixate pe suporturi şi numerotate I, II, III. Fig. 14. Platforma redusă cu rigle instalate Numerotarea riglelor se menţine aceeaşi de la an la an. Distanţa între rigle este de cel puţin 10 m, formând cu aproximaţie un triunghi cu laturile egale (fîg.14). Pregătirea platformelor pentru măsurători de iarnă se face cel mai târziupână la 15 octombrie. Pregătirea constă în curăţirea platformelor de vegetaţie şi netezirea lor dacă este cazul. Se va da atenţie în special spaţiului din jurul riglei fixe, pe o distanţă de 1-2 m. care trebuie bine curăţat şi netezit. Pe platformele reduse, observaţiile vizuale asupra stratului de zăpadă din împrejurimile staţiei hidrometrice şi grosimii stratului de zăpadă se execută zilnic. Se execută o singură observaţie imediat după observaţiile de la ora 7. Observaţiile se execută zilnic chiar dacă stratul de zăpadă a rămas acelaşi şi nu şi-a schimbat grosimea în ultimele 24 ore. Grosimea stratului de zăpadă se măsoară prin observaţii directe la cele trei rigle de pe ambele platforme reduse. în lipsa riglelor fixe, grosimea stratului de zăpadă se poate măsura cu rigla de zăpadă sau cu mira 9
portativă în trei puncte de la mijlocul terenurilor unde ar trebui să fie situate riglele fixe. Înscrierea datelor obţinute la riglele fixe şi de la observaţiile vizuale se face imediat în fişe tip notând fiecare observaţie în coloana riglei respective. Densitatea zăpezii se măsoară pentadic, adică în zilele de 5, 10, 15. 20, 25 şi ultima zi a lunii. În zece puncte: la colţurile terenului, la mijlocul laturilor şi în două puncte la mijlocul platformei, la libera alegere a muncitorului. Densitatea se măsoară dimineaţa, după ce se măsoră grosimea stratului de zăpadă. Densitatea zăpezii nu se determină dacă grosimea medie a stratului de zăpadă este mai mică de 5 cm. Punctele unde se măsoară grosimea şi densitatea zăpezii Figura 15. Punctele unde se măsoară densitatea zăpezii şi direcţia de parcurgere. În punctele unde se execută observaţii privind densitatea zăpezii, grosimea stratului de zăpadă nu se mai măsoară separat cu rigle de zăpadă, ci direct cu cilindrul densimetrului. Datele se înscriu în "Fişa pentru înscrierea măsurătorilor de zăpadă pentadale" la platforma redusă nr. 1 şi platforma redusă nr. 2. înscrierile se fac sub formă de fracţie, la numărător se scrie grosimea stratului de zăpadă citită pe cilindrul densimetrului iar la numitor numărul de diviziuni citite pe braţul balanţei. II.4.2. Platforme mari pentru măsurători nivometrice Platformele sunt suprafeţe mari pătrate, deptunghiuîare sau triunghiulare pe care se măsoară grosimea şi densitatea stratului de zăpadă.
10
Terenurile sunt marcate prin borne de lemn sau beton care se plantează la colţuri. Pentru executarea măsurătorilor nivometrice se marchează mai multe aliniamente, pe care se aleg punctele de măsurare la anumite distanţe. Aliniamentele se marchează prin jaloane, iar distanţele pe aliniamente prin ţăruşi de lemn. Platformele trebuie să fie reprezentative în privinţa reliefului, vegetaţiei, gradului de accidentare a reliefului etc, pentru regiunea respectivă. II.4.3. Platformele pătrate în zone descoperite Platformele pătrate pentru zonele neacoperite de păduri au laturile de 100/100 m. Pe platforma pătrată, pentru zonele neacoperite aliniamentele sunt situate din 10 în 10 m cu aliniamentul I la 0 m, iar aliniamentul XI la 100 m. Pe fiecare aliniament sunt situate punctele unde se măsoară grosimea şi densitatea zăpezii. Punctele pentru măsurat grosimea zăpezii încep de la 0 m şi se continuă din 10 în 10 m până la 100 m. deci în total câte 11 puncte de fiecare aliniament. Punctele pentru măsurat densitatea zăpezii sunt situate la mijlocul aliniamentelor fără soţ (distanţa 50 m) şi la capetele aliniamenelor cu soţ (distanţele 0 m şi l00m). Ca şi platformele reduse, platformele pătrate mari trebuie pregătite pentru măsurători încă din toamnă, cel mai târziu până la 15 octombrie. Pregătirea constă din înlăturarea tufişurilor mari, marcarea aliniamentelor prin jaloane (extremităţile) şi distanţele prin ţăruşi. Observaţiile şi măsurătorile pe platforme se execută chiar a doua zi sau în aceeaşi zi când a început ninsoarea, dacă grosimea zăpezii a atins 5 cm. Măsurătorile continuă în zilele de 5, 10, 15, 20, 25 şi ultima zi a lunii. Măsurătorile se fac dimineaţa după terminarea observaţiilor şi măsurătorilor curente. Primăvara sau în timpul dezgheţurilor timpurii din iarnă, când zăpada se topeşte repede, observaţiile şi măsurătorile se vor executa zilnic.
11
în timpul averselor de zăpadă abundente, în ziua respectivă se fac măsurători suplimentare, chiar dacă nu coincide cu una din datele planificate. Dacă la datele planificate (din 5 în 5 zile) măsurătorile nu se execută, în fişe se vor specifica zilele când nu s-au putut efectua şi cauza (stratul de zăpadă nu a avut grosimea de 5 cm, zăpada lipseşte etc). Deci după începerea observaţiilor şi măsurătorilor unui sezon nou de iarnă, indiferent dacă s-au executat sau nu măsurători, pentru fiecare dată planificată se completează câte o "Fişă pentru înscrierea măsurătorilor de zăpadă pentadale" - platforma dreptunghiulară. Observaţiile vizuale constau din observaţiile asupra stratului de zăpadă din împrejurimile staţiei hidrometrice şi asupra solului sub stratul de zăpadă care se execută pe toate platformele pentru măsurarea stratului de zăpadă.
12
Figura 16. Schema unui teren nivomelric. Măsurătorile se execută de-a lungul aliniamentelor; pe cele fără sot se duce, iar pe cele iară soţ se întoarce. Săgeţile indica traseul, cifrele, grosirnea zăpezii, măsurate în punctele respective, iar cifrele încercuite indică grosimea zăpezii în punctele unde s-a măsurat şi densitatea zăpezii
13
II.4.4. Platformele în pădure şi în poieni Platformele din zonele împădurite şi din poieni an dimensiuni de 100/100 sau 50/200, însă numărul alinlamenelor se reduce la jumătate. în total lungimea aliniamentelor trebuie să fie 500 m, iar intervalele între ele de 25 m (fig. 17). În anumite situaţii, datorită terenului, platformele se pot reduce la dimensiuni 40/100 ni. În aceste cazuri intervalele între aliniamente vor fi de 10 ni, numărul aliniamentelor şi totalul lungimilor fiind de 500 m. punctele de măsurare fiind aceleaşi. Pregătirea platformelor se face tot din toamnă, cel mai târziu până la 15 octombrie. Pregătirea platformelor din pădure constă din înlăturarea crengilor uscate căzute şi marcarea aliniamentelor prin însemnare pe copacii din apropierea punctelor de măsurare. Însemnarea punctelor se face fie eu vopsea de ulei în culori vii, fie prin baterea unor tăbliţe care să indice numărul aliniamentului şi distanţa punctului. De exemplu: punctul 50 de
14
pe primul aliniament se va însemna cu 1/50, punctul 100 de pe aiiniametuî cinci se va însemna V/100 eic. Pregătirea platformelor din poieni constă din curăţirea lor de tufişuri mari, marcarea aliniamentelor prin jaloane şi marcarea distanţelor prin ţăruşi. Observaţiile şi măsurătorile pe platformele din pădure şi poieni se execută în aceleaşi condiţii ca şi pe platformele neacoperite de la capitolul precedent. Înscrierea datelor obţinute de pe ambele platformele (pădure şi poiană) se face tot în "Fişa pentru înscrierea măsurătorilor de zăpadă pentadale" - platforma dreptunghiulară. În coloanele aliniamentelor I, Ii, Iii, IV, V, se trec datele de la platforma din pădure, iar coloanele VII, VIII, IX, X şi XI se trec datele de la platformele din poiană; coloana VI rămâne liberă. Pentru a nu se produce confuzii se va specifica deasupra coloanelor "platforma pădure" şi "platforma poiană", iar în coloanele VII, VIII, IX, X şi XI se va scrie deasupra I, II, III, IV şi V. II.4.5. Platforme triunghiulare Aceste platforme au formă de triunghi echilateral cu laturile de 400 m. Aliniamentele sunt formate din laturile triunghiului. Aliniamentele se marchează prin jaloane plantate în cele trei colţuri, iar pe laturi la fiecare sută de metri câte un ţăruş. Punctele unde se măsoară grosimea zăpezii se iau din 10 în 10 m, iar densitatea zăpezii din 100 în 100 m (fig.18).
15
Figura 18. Teren pentru ridicări nivometrice de formă triunghiulară cu fiecare latură de 400 m. Pregătirea platformei triunghiulare pentru măsurători se face în aceleaşi condiţii ca şi la celelalte platforme, adică până la 15 octombrie, (se înlătură tufişurile mari şi se marchează aliniamentele şi punctele de măsurare prin jaloane la cele trei colţuri şi prin ţăruşi din 100 în 100 m. Observaţiile şi măsurătorile pe platformele triunghiulare sunt identice ca la celelalte platforme şi se execută la aceleaşi termene şi în aceleaşi condiţii. Măsurarea grosimii zăpezii se face de-a lungul laturilor, tot din 10 în 10 m, înconjurând triunghiul până la punctul de unde s-a plecat, iar densitatea zăpezii din 100 în 100 m. înscrierea datelor se face tot în "Fişa pentru înscrierea măsurătorilor de zăpadă pentadaîe" la platforma în formă triunghiulară şi se începe de la stânga la dreapta conform cifrelor care indică distanţele.
16
II.4.6. Profil de măsurare Pe terenurile accidentate, cu râpe, viroage, coline, dealuri acoperite parţial de vegetaţie etc, platformele pot fi înlocuite cu un profil de măsurare lung de 2-3 km. Profilul de măsurare poate fi drept sau frânt, însă să treacă prin toate formele de relief tipice pentru regiunea respectivă (fig.92).
Figura 19. Profil de măsurare Pregătirea profilului de măsurare se face până la 15 octombrie şi constă din marcarea traseului folosind diferite repere naturale de pe teren (copaci, întretăieri de poteci, drumuri, garduri, vârful colinelor etc). Marcarea propriu-zisă se face numai din 200 în 200 m prin însemnarea pe copaci sau pe alte repere naturale din apropierea punctelor de măsurare. Însemnarea punctelor se face cu vopsea de ulei sau prin baterea unor tăbliţe, care să indice distanţa punctului (0, 200, 400, 600, 800, 1O00. 1200. 1400, 1600, 1800, 2000 m). Odată cu pregătirea pentru măsurători se va face şi o schiţă a traseului cu explicaţiile necesare din care să reiasă în ce constă şi unde este situat fiecare reper pe care este însemnat punctul de măsurare Observaţiile vizuale şi notările lor se fac la fel ca la celelalte platforme. Grosimea şi densitatea zăpezii se măsoară de-a lungul traseului începând de la 0 până la 2000 m sau 3000 m. 17
Grosimea zăpezii se măsoară din 20 în 20 m măsurând distanţele cu pasul, iar densitatea din 200 m în 200 m în punctele marcate. înscrierea datelor se face în "Fişa pentru înscrierea măsurătorilor de zăpadă pentadice" - la platforma dreptunghiulară, în aceeaşi ordine ca la platformele dreptunghiulare, numai că distanţele trecute din 10 în 10 m se consideră din 20 în 20 m.
II.5. Determinarea grosimii stratului de zapadă Efectuarea măsurătorilor asupra grosimii stratului de zapadă se face in fiecare zi, dimineaţa, după efectuarea observaţiilor asupra gradului de acoperire cu zăpada. Măsurarea grosimii stratului de zăpada se face cu rigle fixe, instalate in vârfurile unui triunghi echilateral cu latura de 10 m si numerotate cu cifrele 1. 2. şi 3. Locul de instalare a acestora si numerotarea lor trebuie să ramână aceeaşi de la un an la altul.
Rigla de zăpadă Riglele de zăpadă se instalează toamna, cu aproximativ o lună înainte de data medie a căderii primei zăpezi şi se ridică primăvara când condiţiile atmosferice nu mai pot fi favorabile depunerii stratului de 18
zăpada. La ridicarea riglelor trebuie sa se marcheze locurile, pentru ca in anul următor acestea sa se instaleze in aceleaşi puncte. Grosimea stratului de zăpadă se determină cu ajutorul citirilor făcute la cele trei rigle. Citirea trebuie făcuta de la o distanţă de cel puţin doi – trei metri de rigla, observatorul apropiindu-se totdeauna, din aceeaşi direcţie. In momentul citirii, ochiul observatorului trebuie sa se găsească cat mai aproape de suprafaţa stratului de zăpadă. Pe rigle se citeşte in centimetri întregi, acea diviziune pana la care ajunge nivelul stratului de zăpada. La determinarea grosimii stratului de zăpada, trebuie să se aibă în vedere că este posibilă; · lipirea zăpezii pe riglele nivometrice şi în acest caz zăpada de pe acestea trebuie înlăturată cu un băţ lung având la capăt o plăcuţă; · spulberarea zăpezii din jurul riglei si atunci citirea se va face conform indicaţiilor; · troienirea zăpezii in jurul riglei si in aceasta situaţie critica se va face conform indicaţiilor. · Se menţionează ca citirea la rigle se face zilnic, chiar daca nu a mai nins si grosimea stratului de zăpada nu s-a mai schimbat in ultimele 24 de ore. În lipsa riglei de zăpadă se va folosi mira portativă.
Miră portativă
19
II.6. Determinarea densităţii stratului de zăpadă După măsurarea grosimii stratului de zăpada,atunci când grosimea este de cel puţin 5 cm, se face determinarea densităţii acestuia, o data la cinci zile in zilele de 5,10,15,20,25 ale lunii si in ultima zi a lunii), pe parcela unde sunt instalate rigle, fixe rezervându-se in acest scop o suprafaţa de cel puţin 53 m² . Pentru determinarea densităţii se iau trei probe, totdeauna numai din locurile cu stratul de zăpada intact. După aceasta, locurile se vor marca distinct, pentru a se evita luarea probelor din aceleaşi puncte. Determinarea densităţii stratului de zăpada se face cu densimetrul.
Densimetru cu cântar. I. - vas cilindric: 2. - buza zimţată a cilindrului cu care se taie zăpada: 3. - capacul cilindrului: 4. - inelul pentru susţinerea cilindrului; 5. - toarta pentru agăţarea cilindrului: 6. - riglă gradată: 7. - cuţit prismatic; 8. dispozitiv de susţinere a cuţitului; 9. - cârligul pentru agăţarea cilindrului. 10. - greutatea mobilă care serveşte pentru cântărire; II. - opritorul care nu lasă greutatea să cadă de pe riglă.
Cu o jumătate de ora înainte de observaţie, densimetrul de zăpada se scoate afara din biroul staţiei, pentru ca astfel sa capete temperatura aerului. Daca aceasta regula nu se respecta, zăpada se va lipi de pereţii cilindrului. Înainte de efectuarea observaţiilor, trebuie verificat echilibrul 20
cântarului cu cilindrul gol agăţat de el. Daca balanţa va rămâne in stare de echilibru, dup ace potrivim ca liniuţele greutăţii sa coincide cu diviziunea zero a scalei, aparatul este in buna stare de funcţionare. Daca pentru poziţia de echilibru linia de marcare a greutăţii mobile nu coincide cu diviziunea zero, atunci noua poziţie a liniei trebuie considerate zero, iar după observaţie urmează sa se stabilească cauza defectării. După verificarea punctului zero al cantarului, cilindrul se înfige vertical prin împingere in zăpada, cu marginea sa ascuţita de jos. Daca grosimea stratului de zăpada este mai mica de 60 cm, zăpada se taie pana la suprafaţa solului. Apoi se citeşte, in centimetri întregi, grosimea stratului de zăpada, pe scara de pe partea anterioara a cilindrului. Se da la o parte cu lopăţica zăpada dintr-o parte a cilindrului, apoi lopăţica se introduce sub marginea sa inferioara. Ridicând cilindrul împreuna cu lopăţica i se pune capacul si apoi se răstoarnă cu marginea inferioara in sus. Apoi cilindrul se curate de zăpada lipita pe partea sa exterioara si se agaţă de cântar. Aşezându-se cu spatele spre vânt, observatorul aduce balanţa in stare de echilibru. După aceea, ţinând balanţa la nivelul ochilor se citeşte diviziunea de pe braţul balanţei care coincide cu liniuţa de pe marginea teşita a ferestrei greutăţii mobile. Apoi,proba de zăpada se arunca alături de locul de unde a fost luata (pentru ca zăpada aruncata să nu mai împiedice luarea probelor ulterioare) si cilindrul se curate bine de resturile de zăpada. Înainte de a fi luata o a doua proba se va controla din nou poziţia de echilibru a cilindrului. Daca grosimea stratului de zăpada depăşeşte înălţimea cilindrului, atunci întreaga coloana de zăpada nu se ia dintr-o singura măsurătoare, ci din mai multe. Exemplu: Grosimea stratului de zăpada este de 95 cm. Se ia prima proba, adâncindu-se cilindrul aproximativ pana la 50 cm. Se cureţe din toate părţile zăpada in jurul cilindrului scufundat, deoarece ea poate sa cada in locul in care urmează sa fie înfipt cilindrul pentru luarea probei din stratul următor. Pentru a doua măsurătoare se ia proba începând de la
21
suprafaţa pana la care a fost tăiata prima proba şi până la suprafaţa solului. Dacă grosimea stratului depăşeşte înălţimea cilindrului cu 10-20 cm, atunci in cazul unei zăpezi afânate, proba pentru densitate se poate lua într-o singura etapă presându-se bine cilindrul de zăpada. La luarea probei, in cazul zăpezii întărite, cu crusta de zăpada (când cilindrul densimetrului pătrunde greu in zăpada) acesta trebuie cufundat prin apăsare si rotire, dar in niciun caz prin lovire, deoarece in acest fel aparatul se defectează denaturând valorile densităţii stratului de zăpada. Daca crusta de zăpada de pe suprafaţa stratului de zăpada este atât de tare încât ea nu poate fi tăiata cu buza inferioara ascuţita a cilindrului, atunci cilindrul de zăpada se aşează pe suprafaţa crustei de zăpada si in jurul sau crusta se taie cu o alta sau cu un cuţit. Odată cu scufundarea cilindrului, crusta de zăpada tăiata va pătrunde in interiorul cilindrului şi va fi luată în considerare la determinarea densităţii. In cazul in care crusta de zăpada se găseşte in interiorul stratului de zăpada şi nu la suprafaţa acestuia, se iau doua probe de zăpada. Prima proba se ia de la suprafaţa stratului de zăpada până la crusta de zăpadă, a doua de la crusta de zăpada (în prealabil curăţată de zăpada si sparta, aşa cum s-a arătat anterior) pana la sol. Daca insa la suprafaţa solului exista crusta de gheata, atunci proba pentru densitate se ia fora aceasta crusta de gheata. Întreţinerea densimetrului. Densimetrul este prevăzut cu o învelitoare de pânză. Păstrarea în cameră şi transportul se face în această învelitoare. Pentru a se putea introduce în trusă, cântarul propriu-zis se desface în cele două piese, braţul cântarului şi dispozitivul de susţinere şi se fixează pe suportul de lemn. Suportul se introduce în tubul cilindric, apoi cu totul în învelitoarea de pânză. Densimetrul trebuie îngrijit în permanenţă. Cuţitele prismatice ale cântarului se ung cu vaselină, iar înainte de întrebuinţare se şterg bine cu o bucată de pânză. După întrebuinţare, densimetrul se şterge de apă sau umezeală cu o bucată de pânză uscată, apoi se îmbibă pânza 22
puţin cu ulei, se şterge uşor cântarul şi cilindrul şi se ung din nou cuţitele prismatice cu vaselină. ]Atât cântarul cât şi tubul cilindric vor fi ferite de lovituri pentru a nu se deforma aparatul. Se va avea grijă în special de inelul cu dinţi de la gura cilindrului şi de cuţitele prismatice, deoarece prin deformările acestor piese se obţin erori la luarea şi cântărirea probelor. Petele de rugină apărute pe cilindru sau pe cântar vor fi îndepărtate prin frecare cu o bucată de pânză înmuiată în petrol, iar locul se unge cu ulei. Densimetrul trebuie verificat atât înainte cât şi după fiecare măsurătoare. Verificarea se face punând greutatea mobilă cu semnul în dreptul diviziunii zero; dacă se menţine cu vârful în dreptul crestăturii de pe dispozitivul de susţinere, densimetrul este bun. Determinarea densităţii zăpezii in timpul topirii sale. In timpul topirii zăpezii, primăvara sau iarna - în zilele de dezgheţ - daca se constata existenta apei in stratul inferior al zăpezii, probele pentru densitatea zăpezii se iau prin scufundarea cilindrului numai pana la nivelul apei si nu pana la suprafaţa solului. În paralel cu măsurarea densităţii stratului de zăpada, observatorul trebuie să mai facă următoarele măsurători: - grosimea crustei de gheaţa de la suprafaţa solului; - grosimea totala a crustelor de gheata din stratul de zăpada; - grosimea stratului de apa de sub stratul de zăpada; Toate aceste caracteristici se măsoară cu o rigla obişnuita si se exprima in milimetri (mm). Determinarea densităţii cu ajutorul pluviometrului. Aceasta se face numai in situaţia lipsei ori deteriorării densimetrului. In acest caz este obligatorie cântărirea vasului colector al acestuia (fără capac si dispozitiv de zăpada) şi înscrierea greutăţii pe vas. Cilindrul colector al pluviometrului se scufunda cu gura în jos în zăpada, exact ca vasul cilindrului densimetrului, respectându-se întocmai condiţiile impuse 23
acestuia. Cilindrul colector, împreuna cu zăpada din el, se recântăreşte. In acelaşi timp, cu ajutorul unei rigle se măsoară grosimea stratului de zăpadă în locul unde s-a ridicat proba. Pentru calcularea densităţii din greutatea colectorului cu zăpadă se scade tara colectorului (greutatea colectorului gol), înscrisa pe acesta. Se obţine o greutate egala cu un număr de grame “m” si aceasta se împarte la 200x h (h= grosimea stratului de zăpadă). Odată cu determinarea densităţii stratului de zăpadă se determina şi structura acesteia, folosind tabelul de mai jos.
Cifra de cod
Structura zăpezii
0
Zăpadă proaspăta, in pulbere
1
Zăpadă proaspăta, afânata (pufoasa)
2
Zăpadă proaspăta, lipicioasa
3
Zăpadă veche (afânata)
4
Zăpadă veche densa
5
Zăpadă veche umeda
6
Zăpadă pufoasa cu crusta la suprafaţa
7
Zăpadă densa, cu crusta la suprafaţa
8
Zăpadă umeda, cu crusta la suprafaţa
9
Zăpadă îngheţata, compacta
24
DETERMINAREA ECHIVALENTULUI ÎN APĂ AL STRATULUI DE ZĂPADĂ Echivalentul în apă al stratului de zăpadă reprezintă cantitatea de apă ce ar rezulta din topirea stratului de zăpadă, de înălţime “h”, situat pe o suprafaţa de 1 m². Determinarea lui se poate face prin măsurare sau prin calcul. Prin măsurare, determinarea echivalentului în apă al stratului de zăpadă se face cu ajutorul densimetrului sau al pluviometrului, după determinarea densităţii acestuia. Zăpadă din cilindru se lasă să se topească lent, de parte de surse de încălzire, intr-un vas oarecare. După ce întreaga cantitate de zăpadă s-a topit, apa rezultată se toarnă cu grijă în eprubeta pluviometrică, citinduse cu exactitate diviziunile de pe eprubetă. În cazul în care determinarea s-a făcut cu pluviometrul cantitatea de apă măsurată reprezintă echivalentul în apă, iar în cazul folosirii densimetrului, valorile citite la eprubeta pluviometrică se vor înmulţi cu 4, deoarece densimetrul are o suprafaţă colectoare de 50cm², iar eprubeta este gradată pentru o suprafaţa colectoare de 200cm². Prin calcul Echivalentul în apă al stratului de zăpadă se afla cu ajutorul următoarei formule: E=d x h x 10 Unde: - E este echivalentul de apă exprimat in litri pe metrul pătrat (l/m²); - d- densitatea exprimata în grame pe centimetru cub (g/cm³); - h- înălţimea (grosimea) stratului de zăpadă exprimată în centimetri; - 10- constanta.
25
CAPITOLUL III – ÎNREGISTRAREA DATELOR III.1. Înscrierea datelor zilnice Datele asupra gradului de acoperire si asupra caracterului de aşezare a stratului de zăpadă se înscriu in registrul RM-1M in rubrica “Fenomene meteorologice” (19h-19h), de pe pagina a doua, a fiecărei zile. Semnul existentei stratului de zăpadă “*” se înscrie in rubrica “Fenomene meteorologice” a registrului RM-1M in toate zilele in care, la observaţiile de la ora 7, împrejurimile vizibile ale staţiei sunt acoperite cu zăpadă. Gradul de acoperire se înscrie ca exponent al semnului “*”, prin cifre de la zero la zece. Prin aceste cifre se exprima numărul de zecimi din suprafaţa vizibila acoperita cu zăpadă. Astfel daca tot terenul vizibil din jurul staţiei este acoperit cu zăpadă, exponentul va fi 10; daca zăpadă acoperă numai 3/10, exponentul va fi 3,daca zăpadă acoperita 1/10 din împrejurimile vizibile, exponentul va fi 1; daca se observa numai unele parţi mici de zăpadă, care acoperă o parte neînsemnata din împrejurimile vizibile, la exponent se trece 0 in carnet. Daca stratul de zăpadă lipseşte complet, la rubrica “ Fenomene meteorologice”, nu se trece semnul “*” . In cazul când stratul de zăpadă s-a format după ora de observaţii de dimineaţa si dispare prin topire pana a doua zi dimineaţa la ora 7, atunci semnul “*” se înscrie in registrul RM- 1M, in rubrica “Fenomene meteorologice” numai cu condiţia ca stratul să fie acoperit mai mult de jumătate din împrejurimile vizibile ale staţiei. Caracterul de aşezare al stratului de zăpadă se înscrie imediat după semnul solului acoperit cu zăpadă, cu exponentul 10 (“*”¹º), prin caracteristicile: uniform, neuniform si foarte neuniform . Datele privind grosimea stratului de zăpadă se înscriu in registrul RM – lM, in rubricile cuprinse sub titlul “GROSIMEA STRATULUI DE ZAPADA (cm)”.
26
In rubrica ” Parcela”, atunci când observaţiile asupra grosimii stratului de zăpadă se efectuează pe parcela adăpostita , se va nota cifra 1, pe parcela degajata cifra 2 si in situaţii speciale, când observaţiile s-au efectuat pe o parcela semidegajată, se va înscrie cifra 5. In rubrica “Citirea” se vor înscrie valorile citite la cele trei rigle fixe (1,2 si 3) , in rubricile corespunzătoare fiecăreia. Daca la una din rigle s-a constatat, in timpul observaţiilor, un troian, citirea la acea rigla se înscrie in carnet cu următoarea menţiune, in rubrica “Însemnări” : “ La rigla nr. 3 , troianul de zăpadă este gros de circa 30 cm”. Daca grosimea stratului de zăpadă , măsurata intr-o zi , a fost aceeaşi ca si in ziua precedenta, citirile si menţiunile se notează pentru toate riglele in mod obişnuit. Nu se admit ghilimelele (“) si nici notarea cu “ idem”. In cazul unui strat de zăpadă foarte subţire , când grosimea lui la o rigla este mai mica de 0,5 cm , in registrul se înscrie 0 (zero). Când la una din rigle zăpadă lipseşte complet, rubrica respective rămâne necompletata. In cazul când nu s-a putut face observaţia la una din rigle, pe locul prevăzut pentru notarea citirii se trece o liniuţa (-), iar cauza omiterii observaţiei se menţionează la rubrica “Însemnări”. Dacă, pe lângă o riglă oarecare pe suprafaţa solului se constată gheată, iar zăpada lipseşte, atunci indiferent de grosimea stratului de gheată , rubrica rămâne necompletată, ca şi în cazul lipsei de zăpadă. Dacă pe această gheată va cădea zăpadă, atunci grosimea stratului de zăpadă , se citeşte în mod obişnuit fără să se excludă grosimea gheţii. Pentru a calcula grosimea medie a stratului de zăpadă dintr-o zi oarecare, suma grosimilor de la cele trei rigle se împarte la 3, chiar daca la unele rigle, in ziua respective nu a fost zăpadă sau foarte putina zăpadă. Catul astfel obţinut se rotunjeşte pana la centimetri întregi. Exemplu : grosimea stratului de zăpadă in dreptul riglei nr.1 a fost de 6 cm , in dreptul riglei nr. 2 de 4 cm, iar la rigla nr. 3 de 0 cm.
27
Grosimea medie va fi (6+4+0):3=3,3 cm. In registrul RM – 1M la rubrica “Media “ se înscrie : 3 cm. Dacă în urma împărţirii se obţine o valoare mai mica de 0,5 m , in coloana “Media” se va trece “0”. Datele zilnice, rezultate din observaţii şi măsurători, se trec in rubricile cuprinse sub titlul “Stratul de zăpadă” : - in rubrica "Gradul de acoperire * 36 – 37” se notează numai exponentul care reprezintă zecimile din suprafaţa solului, acoperita cu zăpadă; - in rubrica “Felul parcelei” se notează cifra înscrisă la “GROSIMEA STRATULUI DE ZAPADA ( cm)”, in rubrica “Parcela”; - in rubrica “Grosimea pe parcela (cm) – 38 – 40 “ se transcrie valoarea medie a grosimii stratului de zăpadă. III.2. Înscrierea datelor pentadice Înscrierea acestor date se face intr-un tabel special de la sfârşitul registrului RM – 1M, intitulat “Densitatea (gr/cm³) şi echivalentul in apa (mm/m²) al stratului de zăpadă”. In rubricile “Proba 1”, “Proba 2” si “Proba 3” se înscriu, pentru fiecare determinare, înălţimea (grosimea) stratului de zăpadă ( h cm ) numărul de diviziuni de pe braţul cantarului (nr. diviziuni) si densitatea. Densitatea zăpezii se calculează prin împărţirea greutăţii probei la volumul acesteia. Deoarece fiecare diviziune de pe braţul cantarului corespunde la 5 gr. Rezulta ca toata greutatea probei de zăpadă va fie gala cu 5 x m ( in care “m” reprezintă numărul de diviziuni de pe braţul cantarului). Volumul probei de zăpadă este egal cu produsul dintre suprafaţa secţiunii transversale a cilindrului densimetrului ( 50 cm²) si înălţimea probei luate (h in cm). Densitatea va fi egala cu:
28
Deci pentru calculul densităţii zăpezii numărul diviziunilor citite pe braţul balanţei se împarte la valoarea citita pe scara cilindrului densimetrului (h) înmulţita cu cifra 10. Împărţirea se face cu trei zecimale, iar rezultatul obţinut se rotunjeşte la doua zecimale (conform indicaţiilor date in capitolul 4 – pct.4.3). Exemplu: grosimea probei de zăpadă este de 26 cm, iar numărul diviziunilor de pe braţul balanţei este de 59. Densitatea “d” va fie gala cu:
În rubrica ,, Densitatea medie d=( D1+d2+d3)/3 se înscrie media celor trei determinări de densitate. Următoarele trei rubrici se completează cu datele privind grosimea crustelor de gheaţă şi a stratului de apă de sub zăpadă, în mm. În rubrica ,, Starea suprafeţei solului” ( cifra de cod )” se înscrie cifra de cod corespunzătoare stării suprafeţei solului. În rubrica ,, Structura zăpezii ( cifra de cod ) „ se va nota cifra de cod ce corespunde structurii zăpezii în momentul observaţiei . În rubricile ,, Echivelentul în apă (mm/m 2) – prin măsurare şi prin calcul „ se va înscrie în mm întregi cantitatea de apă obţinută prin calcul. În rubrica ,, Însemnări speciale „ se trec toate datele suplimentare în legătură cu observaţiile asupra stratului de zăpadă şi anume: - datele privind cazurile de formare şi dispariţie totală a stratului de zăpadă în imprejurimile staţiei - starea solului – dezgheţat sau îngheţat; dacă este dezgheţat se va indica: uscat, umed sau foarte umed; - caracteristicile topirii stratului de zăpadă primăvara, datele apariţiei primelor petice de pământ fără zăpadă, datele apariţiei apei sub stratul de 29
zăpadă, dacă în timpul topirii zăpezii apa se infiltrează în sol, bălteşte sau se scurge; - datele când începe şi se sfârşeşte zezonul drumului de sanie, când se pot trece apele pe gheaţă, când se poate schia, precum şi datele depunerii şi topirii zăpezii pe munţii şi dealurile înconjurătoare; - toate cazurile de viscol puternic şi îndelungat care îngreunează transportul normal, cazurile de dezgolire a solului în timpul iernii ( care provoacă daune semănăturilor)
30
CONCLUZII
Stratul de zăpadă se formează în urma ninsorilor, sub forma unui strat continuu, pe timp calm, la temperaturi mai mici de 0ºC. Observaţiile asupra stratului de zăpadă sunt zilnice şi pentadice. Parametrii care se determină vizual sunt gradul de acoperire cu zapadă şi caracteristicile de aşezare a acestuia. Prin metode instrumentale se determină grosimea şi densitatea stratului de zăpadă. Platformele pentru măsurătorile nivometrice au dimensiuni şi forme diferite în funcţie de locul ales pentru efectuarea observaţiilor şi măsurătorilor. Instrumentele utilizate pentru determinarea grosimii şi densităţii stratului de zăpadă sunt rigla nivometrică, densimetrul şi pluviometrul. Datele zilnice şi pentadice se înscriu în registrul RM-1M, în rubricile corespunzătoare. Stratul de zăpadă este benefic pentru agricultură, dar îngreunează transporturile şi poate provoca accidente rutiere.
31
BIBLIOGRAFIE
1. BĂLTEANU D., ALEXE R., 2001 – Hazarde naturale şi antropice, Ed. Corint, Bucureşti 2. BACINSCHI, D., PLATAGEA, GH., 1971 - Meteorologie, climatologie şi hidrologie - Manual pentru licee de specialitate, Ed. Didactică şi Pedagogică, Bucureşti 3. CIULACHE, S., 2002 – Meteorologie şi climatologie , Ed. Universitară , Bucureşti 4. CRISTEA, N., STOICA, C., 1971 - Meteorologie generală, Ed. Tehnică, Bucureşti *** Instrucţiuni pentru Staţiile Meteorologice, 1995, Institutul Naţional de Meteorologie şi Hidrologie, Bucureşti ***www.google.ro ***www.wikipedia.org
32
