Evenimente Pluviometrice Extreme din Dobrogea

Universitatea Ovidius din Constanța

Facultatea de Științe ale Naturi și Științe Agricole

Specializarea- Geografie

Lucrare de licență

Evenimente pluviometrice extreme din Dobrogea

Coordonator

Șef lucrări univ. Dr. Prefac Zoia Absolvent

Gogoașă Maria Roxana

Constanța

2016

Cuprins

Capitolul I. Introducere ………………………………………………………………………. pg. 4

Structura lucrării …………………………………………………………………………… pg. 4

Scopul lucrării ………………………………………………………………………………. pg. 5

Istoricul cercetării climatice în Dobrogea …………………………………………. pg. 6

Capitolul II. Aspectele fizico-geografice ale Dobrogei ……………………………. pg. 8

Caracterizare generală ……………………………………………………………………. pg. 8

Considerații geografice …………………………………………………… pg. 8

Structura geologică și evoluția paleogeografică ………………….. pg. 9

Relieful …………………………………………………………………………………………. pg. 10

Clima ……………………………………………………………………………………………. pg. 13

Factorii genetici ai climei ………………………………………………… pg. 13

Caracteristicile principalelor elemente climatice ………………… pg. 15

Hidrografia ………………………………………………………………………………….. pg. 20

Vegetația, fauna și solurile …………………………………………………………….. pg. 21

Capitolul III. Terminologie și metodologie ……………………………………………… pg. 22

Terminologie …………………………………………………………………………………. pg. 22

Precipitațiile …………………………………………………………………… pg. 22

Fenomenul de secetă ……………………………………………………….. pg. 25

Metodologie ………………………………………………………………………………….. pg. 30

Indicele pluviometric lunar Angot ……………………………………. pg. 30

Indicele PALFAI ……………………………………………………………. pg. 31

Indicele Standardizat de Precipitații …………………………………. pg. 31

Anomalia Standardizată de Precipitații …………………………….. pg. 33

Determinarea Structurii Perioadelor Ploioase și Secetoase …… pg. 34

Indicele Palmer pentru Severitatea Secetei ………………………… pg. 37

Deviația Standard …………………………………………………………… pg. 39

Metoda percentilelor ……………………………………………………….. pg. 41

Precipitații maxime căzute în 24 de ore, într-o lună …………….. pg. 41

Maximele lunare a 5 zile de precipitații consecutive ……………. pg.41

Indicele simplu pentru intensitatea precipitațiilor ……………….. pg. 41

Zilele cu precipitații de peste 10 mm, dintr-un an ……………….. pg. 41

Zilele cu precipitații de peste 20 mm, dintr-un an ……………….. pg. 41

Numărul maxim de zile secetoase consecutive, sub 1 mm……. pg. 42

Numărul maxim de zile umede consecutive, de peste 1 mm …. pg. 42

Precipitațiile anuale totale, atunci când RR>95 …………………… pg. 42

Precipitațiile anuale totale, atunci când RR>99 …………………… pg. 42

Precipitațiile anuale totale, din zilele umede ………………………. pg. 42

Date utilizate ………………………………………………………………………………….. pg. 43

Capitolul IV. Evenimente pluviometrice extreme în Dobrogea ………………….. pg. 44

Variabilitatea anotimpuală multianuală a cantităților de precipitații la stațiile Constanța, Tulcea și Sulina ……………………………………………… pg. 44

Variabilitatea sezonieră multianuală a cantităților de precipitații la stațiile Constanța, Tulcea și Sulina ……………………………………………………….. pg. 48

Variabilitatea anotimpuală multianuală a cantităților de precipitații la stațiile Constanța, Tulcea și Sulina …………………………………………….. pg. 50

Variabilitatea lunară multianuală a cantităților de precipitații la stațiile Constanța, Tulcea și Sulina ……………………………………………………….. pg. 51

Determinarea probabilităților de depășire a precipitațiilor zilnice pe intervale specifice in baza analizei multianuale și lunare ………………. pg. 55

Caracterizarea perioadelor ploioase și secetoase …………………………… pg. 59

Concluzii …………………………………………………………………………………………….. pg. 64

Bibliografie …………………………………………………………………………………………. pg. 66

Capitolul I

Introducere

1.1 Strucura lucrării

Această lucrare de licență este structurată pe patru capitole majore și concluzii.

Primul capitol este reprezentat de „Introducere”. Acesta prezintă subcapitolele: „Structura lucrării” în care sunt prezentate toate capitolele și subcapitolele împreună cu ce conțin acestea, pe scurt; „Scopul lucrării” în care este explicat motivul pentru care am ales această temă; „Istoricul cercetării în domeniu” prezintă cercetătorii și lucrările acestora în legătură cu spațiul studiat și precipitațiile atmosferice.

Al doilea capitol, intitulat „Aspectele fizico-geografice ale Dobrogei”, prezintă cinci subcapitole: „Caracterizare generală.” prezintă așezarea geografică a Dobrogei și câteva caracteristici generale ale Dobrogei și ale evoluției geologice; „Relieful” prezintă caracteristicile generale ale reliefului Dobrogei și marile unități de relief; „Clima” prezintă factorii genetici ai climei și caracteristicile generale ale temperaturii, precipitațiilor, vântului și fenomenele de secetă; „Hidrografia” prezintă pe scurt râurile și lacurile Dobrogene; „Vegetația, fauna și solurile” prezintă vegetația, fauna și solurile specifice zonei.

Al treilea capitol, „Termeni, metode și indici”, prezintă trei subcapitole: „Termeni” definește și clasifică seceta și precipitațiile ca și fenomene și prezintă impactul lor asupra Dobrogei; „Indici și metode de calcul ale precipitațiilor extreme” prezintă 18 metode și indici de calcul al precipitațiilor extreme; „Date utilizate” prezintă datele folosite pentru realizarea acestei lucrări și metodele utilizate pentru obținerea rezultatelor.

Cel de-al patrulea capitol, „Evenimente pluviometrice extreme în Dobrogea”, prezintă trei subcapitole: „Caracterizarea perioadelor umede și uscate” prezintă un studiu asupra perioadelor uscate și umede utilizând Indicele Standardizat de Precipitații; „Analiza precipitațiilor la stațiile Constanța, Tulcea și Sulina” prezintă o caraterizare amplă a precipitațiilor anuale, sezoniere, anotimpuale și lunare pentru cele trei stații analizate, din perioada 1961-2009; „Comparație între stațiile Constanța, Tulcea și Sulina” prezintă o comparație între maximele multianuale de la cele trei stații studiate.

„Concluzii” prezintă cele mai importante idei care rezultă în urma acestei lucrări.

„Bibliografie” prezintă toate sursele bibliografice utilizate pentru această lucrare, în ordine alfabetică.

Această lucrare conține 17 figuri și 11 tabele.

1.2 Scopul lucrării

Lucrarea de față își propune să analizeze evenimentele pluviometrice extreme, în baza unor indici, propuși și utilizați și la nivel internațional.

Conform lui Alexander ș.a. (2006), schimbările în ceea ce privește precipitațiile extreme sunt mai puțin coerente decât în ceea ce privește temperaturile, dar în medie, la nivel global, contribuția procentuală a precipitațiilor anuale totale de zile foarte ploioase (de peste 5%) este mai mare în ultimele decenii decât în deceniile anterioare acestora. Schimbările observate în precipitațiile intense, pentru mai mult de jumătate din glob, arată o creștere a probabilității de producere a evenimentelor pluviometrice. Această constatare confirmă schimbările disproporționale în ceea ce privește precipitațiile extreme, în special în cadrul latitudinilor medii, încă din anul 1950.

Din acest motiv am ales sa abordez acest subiect, al precipitațiilor extreme, pentru Dobrogea.

Această lucrare a fost creată cu scopul de a scoate în evidență perioadele ploioase sau secetoase din cadrul Dobrogei. De asemenea, se pot observa și diferențele dintre stațiile Constanța, Tulcea și Sulina și faptul că acestea au un regim pluviometric relativ diferent, între ele, de-a lungul celor 48 de ani studiați (1961-2009).

Lucrarea prezintă Dobrogea ca fiind cea mai secetoasă regiune a țării, cu cele mai scăzute cantități de precipitații, aceasta fiind influențată de vecinătatea Mării Negre și a Dunării.

Unul dintre motivele principale ar fi acela de a scoate în evidență riscurile pluviometrice la care este supusă această regiune a țării. Faptul că în unele zone ale regiunii, în anumite perioade ale anului, există riscul de secetă, trebuie să îi avertizeze pe locuitori să se pregătească pentru aceste perioade. De asemenea, există și riscul unor perioade ploioase, când pot fi provocate inundații.

1.3 Istoricul cercetării climatice în Dobrogea

În țara noastră, primele observații legate de evenimentele meteorologice cu efecte negative au apărut încă din secolul al XV-lea, în diferite cronici (Cronicile Brașovului, 1420, Letopisețul Țării Moldovei, etc.). Aici erau notate unele fenomene atmosferice deosebite ce produceau calamități, sau „riscuri climatice”, cum se numesc în prezent.

Dobrogea a fost analizată, de-a lungul timpului, de mai mulți autori. Studiile făcute în această regiune au fost dintre cele mai diverse: geomorfologice, ecologice, pedologice, climatice etc. Cele care vor fi scoase în evidență în cadrul acestui capitol sunt, de sigur, cele de natură climatică, în special cele ce privesc precipitațiile atmosferice.

Primele cercetări legate de clima Dobrogei se întâlnesc la Herodot (sec. V î.Hr.), în descrierile cu caracter istoric și geografic, pe care acesta le-a făcut.

Donciu C., vorbește în lucrarea sa „Fenomenele de uscăciune și secetă în România” (1928), despre toate zonele din țară afectate de uscăciune și secetă, printre care și Dobrogea. Acesta definește perioada de seceta ca fiind caracterizată prin „absența precipitațiilor în cel puțin 14 zile consecutive în intervalul rece (octombrie-martie) și de cel puțin 10 zile consecutive în intervalul cald al anului (aprilie-septembrie)”.

Bogdan Octavia și Niculescu Elena au vorbit în lucrările lor „Phenomena of dryness and drought in Romania” (1985) și „Riscurile climatice din România” (1999) despre riscul la secetă din Dobrogea, definind această zonă a țării ca fiind una dintre „ariile cele mai afectate de fenomenele de uscăciune și secetă din România”. De asemenea, Octavia Bogdan a publicat în anul 2003 lucrarea „Fenomenele de uscăciune și secetă, cele mai tipice riscuri climatice din Dobrogea”, iar în anul 2001 a publicat lucrarea „Individualitatea climatică a Podișului Dobrogean”. Acestea, spre deosebire de cele două anterioare, se referă strict la zona Dobrogei. În lucrarea din anul 2003, a scos în evidență fenomenele de uscăciune și secetă cu ajutorul indicelul de ariditate Emmanuel de Martonne și a climatogramelor Walter-Lieth.

Oprescu Alexandra, Pătăchie Iulia au publicat în 1983 lucrarea „Analiza climatologică a perioadelor secetoase din Dobrogea” unde au scos în evidență faptul că prezența Mării Negre duce la creșterea evapotranspirației și apariția secetei.

Iulica Văduva, a publicat lucrările „Caracteristicile climatice ale Podișului Dobrogei de Sud cu privire specială asupra fenomenelor de uscăciune și secetă” (2003) și „Maximum quantities of rainfall registered in 24 hours in the South Dobroudja Plateau” (2005). În cea de-a doua lucrare, aceasta face observații asupra cantităților maxime de precipitații căzute în 24 de ore la stațiile Hârșova, Adamclisi, Medgidia, Valu lui Traian, Constanța și Mangalia. Aceasta afirmă că precipitațiile maxime înregistrate în 24 de ore sunt mai rare și mai izolate, pe când cantitățile mai mici de precipitații sunt mai frecvente.

Vasile Torică și Adelina Potra au publicat în anul 2005 lucrarea „The exceptional rain fallen in Constanța District and on the Black Sea Coast on the 28th of August 2004”. În această lucrarea este vorba de ziua de 28 august 2004, când, în județul Constanța, au fost înregistrate cantități de precipitații care au reușit să depășească 150 mm/m². În urma acestei zile, au fost distruse străzi din localitățile de pe litoralul Mării Negre, faleze și case.

Felicia Vasenciuc vorbește în lucrarea „Caracterizarea pluviometrică, conform anomaliei standardizate de precipitații, în contextul ultimului deceniu al secolului XX, în Dobrogea” (2003), despre cantitățile de precipitații căzute în fiecare an, din perioada 1991-2000, dar și despre perioadele secetoase.

Zoia Prefac, Cristian Păltineanu și George-Marius Cracu au publicat în anul 2013 lucrarea „Characterizing wet and dry periods in Dobrogea, Romania”, lucrare în care au analizat, cu ajutorul Indicelui Standardizat de Precipitații, distribuția spațio temporală a perioadelor umede și uscate, la 42 de stații din cadrul Dobrogei, pentru perioada 1961-2000.

Yves Richard, Ion-Florin Mihailescu și Olivier Planchona au publicat în anul 2000 lucrarea „Spatial distribution of the precipitation in Dobruja”. Aceștia au prezentat influența Mării Neagre asupra distribuției precipitațiilor pe teritoriul Dobrogei.

Capitolul II

Aspectele fizico-geografice ale Dobrogei

2.1 Caracterizare generală

2.1.1 Considerații geografice

Dobrogea reprezintă provincia istorică din extremitatea sud-estică a României, cuprinsă între aproximativ 44 și 45° latitudine nordică și între circa 28 și 29° longitudine estică. Aceasta are o suprafață de 15 570 km²împreună cu delta. (fig. 1)

Fig. 1. Poziția Dobrogei în cadrul României.

Aceasta a cunoscut o dezvoltare intensăîncă din antichitate, spre deosebire de alte regiuni ale țării, datorită așezării în apropierii de malul mării. Dunărea si Marea Neagră au pus-o in legătură cu exteriorul pe calea apelor, având o influență deosebită asupra vieții sociale si economice din această provincie.

Aici, au apărut unele dintre primele așezări din România, construite de greci și romani. Aceștia au avut un rol important în dezvoltarea comerțului. Dobrogea este cea mai veche provincie romană dintre toate provinciile românești (Brătescu, 1928).

Podișul este dominat de o economie agricolă, piscicolă, turistică și balneoclimaterică.

Orașul Constanța reprezintă o poartă de legătură a României cu Oceanul Planetar, fiind unul dintre cele mai mari porturi maritime din Europa, prin intermediul căreia se realizează comerțul cu mai multe țări.

Poziția geografică a Dobrogei la țărmul Mării Negre are o importanță deosebită în dezvoltarea economiei naționale și în relațiile internaționale.

Din punct de vedere fizico-geografic, Podișul Dobrogei este cel mai complex podiș din România. Aici se găsesc singurele pedimente si inselberguri din țară, bine păstrate și larg extinse; are cel mai vechi relief, dar și cel mai nou. Pe o suprafață restrânsă sunt cumulate resturi de munți, podișuri, dealuri și fragmente de câmpii variate, peste care se suprapun forme de relief litorale, în loess, carstice, eoliene, periglaciare etc. Este singurul podiș al țării unde versanții au fost terasați, și care a fost amenajat pentru irigații.

Dobrogea prezintă condiții specifice în ceea ce privește clima, hidrografia, vegetația, solurile, fauna etc.

2.1.2 Structura geologică și evoluția paleogeografică

Alcătuirea geologică a Podișului Dobrogei se redă prin noțiunea de „mozaic” structural și petrografic. De la nord la sud, se cunosc următoarele unități structurale: Orogenul Nord-Dobrogean, Dobrogea Centrală și Dobrogea de Sud. Delimitarea lor se realizează în lungul faliilor transcrustale Galați-Sfântu Gheorghe, Peceneaga-Camena, Capidava-Ovidiu (Săndulescu, 1994).

Dobrogea de Nord are cea mai complexă structură, aici întânindu-se patru subunități în cadrul cărora se remarcă amprenta ciclurilor orogenetice: assyntic, hercinic și alpin timpuriu (Săndulescu, 1984; Ionesi, 1994). Astfel, în Podișul Dobrogei de Nord, s-au individualizat, dinspre vest-sud-vest spre est-nord-est, următoarele compartimente structurale: Măcin (roci cristaline, magmatice și sedimentare, precambriene și paleozoice), Niculițel (roci magmatice și sedimentare triasice) și Tulcea (roci sedimentare paleozoice, triasice și jurasice). Aceste compartimente, orientate nord-vest-sud-est, au structură în pânze de șariaj.

Actualul aranjament structural al Dobrogei de Nord s-a desăvârșit prin cutările alpine de la sfârșitul Jurasicului. În partea a doua a Cretacicului s-a format bazinul Babadagului, prin scufundarea unei porțiuni din sudul celor trei compartimente.

Timp de aproximativ 65 milioane de ani, Podișul Dobrogei de Nord a fost supus unei îndelugate acțiuni de denudare, rezultând ariile cu metamorfite și magmatite din vest și nord. S-au acumulat eluvii și deluvii cu grosimi importante, până la 50-65 m (Roșca, 1990).

În porțiunile de nord-est și sud-est ale Dobrogei de Nord, s-au format doline si avene. Dar și aici roca de bază este acoperită de eluvii și deluvii. În vecinătatea lacului Babadag, relieful cretacic este acoperit de depozite marine cuaternare (Szasz ș.a., 1980).

Cea de-a doua unitate structurală, Dobrogea Centrală, este limitată de faliile Peceneaga-Camena în nord, și Capidava-Ovidiu în sud. Aceasta a avut o primă etapă de labilitate până la sfârșitul orogenezei assyntice, când s-a cratonizat. Rocile epimetamorfice ce au rezultat în urma procesului, domină la suprafața Dobrogei Centrale. Aici mai apar, pe arii restrânse, calcare și dolomite. Peste acestea, se găsesc argile continentale și depozite de loess.

Ultima unitate structurală, Dobrogea de Sud, reprezintă o porțiune ridicată, din cadrul Platformei Moesice. Aceasta are o cuvertură sedimentară foarte groasă, spre deosebire de Dobrogea Centrală, acumulată în ciclurile Cambrian-Westfalian, Permian-Triasic, Bathonian-Campanian, Eocen-Oligocen și Badenian superior-Romanian (Ionesi, 1994). La suprafată domină calcarele cretacice și sarmațiene, pe care s-a dezvoltat un paleorelief carstic, acoperit pe mari întinderi de o cuvertură de loess.

2.2 Relieful

Relieful este reprezentat de podișuri de tip platformă, relativ valurită, cu altitudini în jur de 100-300 m. Aici se mai întâlnesc și: dealuri provenite din podiș, câmpii deltaice, litorale și de pediplenă, iar în cadrul Dobrogei de Nord întâlnim o culme de tip masiv muntos prealpin, cu o altitudine maximă de 467 m.

Formele majore de relief au fost create printr-un proces evolutiv, când au avut loc nivelări repetate, fosilizări și exhumări, înălțări și falieri.

În figura 2 se pot observa marile forme de relief ale Dobrogei.

Fig. 2. Harta fizică a Dobrogei

Podișul Dobrogei de Nord are ca limită la nord și la vest Lunca Dunării, la est Delta Dunării, iar la sud Falia Peceneaga-Camena.

Relieful inițial, pediplenat a fost reînălțat mai mult în partea de vest, și puternic fragmentat. În acest sector, se ating cele mai mari înălțimi din Dobrogea.

Munții Măcinului prezintă 4 vârfuri cu peste 400 m. Sunt alcătuiți din formațiuni paleozoice, cu o desfășurare dinspre nord-vest spre sud-est, iar ca urmare a climatului arid, s-a format un relief rezidual, cu o scoarță de alterare groasă, și culmi rotunjite. În partea centrală, se află Culmea Pricopanului (467 m, Vârful Țuțuiatu), fiind cea mai înaltă, încojurată la est și vest de dealuri mai mici.

Podișul Niculițel se află la contactul cu Depresiunea Nalbant, fiind format din roci vulcanice și roci sedimentare.

Dealurile Tulcei sunt situate în partea nord-estică a Dobrogei, pe o direcție vest-est, cu înălțimi de 180 m, alcătuite din roci sedimentare și roci vulcanice, iar relieful are aspect de pediment, presărat pe alocuri cu inselberguri.

Podișul Babadag se află în sudul Dobrogei de Nord, între Dunăre și Lacul Razim. Este un sinclinoriu cu numeroase cute secundare, ce formează un relief structural tipic. De asemenea, apar pedimente și inselberguri, rocile calcaroase au generat un relief carstic, ce urcă la 400 m în vest și scade la 30-40 m în sud-est.

Podișul Dobrogei Centrale are ca limită la nord falia Peceneaga-Camena, iar la sud falia Topalu-Tașaul.

Este alcătuit din șisturi verzi, acoperite de o pătură calcaroasă și importante depozite de loess.

Relieful prezintă poduri largi, între 100-150 m, martori de eroziune, inselberguri, un relief carstic în sectorul Topalu-Stupina, iar văile au o distribuție radiară, spre mare și spre Dunăre, determinând bazinete depresionare de contact.

Se observă prezența nivelelor de eroziune lângă Dunăre, mare și bazinul Casimcei.

Podișul Casimcei are extensiunea cea mai mare, alcătuit din șisturi verzi și calcare, mai ales spre sud, cu înălțimi ce urcă la 250-300 m.

În cadrul Podișului Dăieni-Hârșova se observă prezența a două terase de abraziune.

Podișul Istriei este format din două trepte mai joase.

Podișul Dobrogei de Sudse desfășoară la sud de falia Topalu-Tașaul. Acesta este o unitate ce se suprapune peste cristalinul proterozoic, alcătuit din calcare sarmațiene și cretacice, iarla suprafață este acoperit de o pătură de loess.

Mișcările neotectonice ridică sectorul sud-vestic mai mult,până la 200m,văile au un caracter antecedent și o fragmentare mai accentuată. Interfluviile sunt plate, văile au obârșii evazate iar în aval se adâncesc,formând canioane în loess.Rețeaua de văi are un caracter intermitent și se desfășoară spre vest, nord-vest,dar și spre est.Cele care se termină spre Dunăre au limane fluviatile,iar văile dinspre mare se termină prin lagune sau limane fluviomaritime.

Relieful a fost afectat de eroziune torențială, la care se adaugă procese de sufoziune,tasare, alunecări și spălarea în suprafață.

În partea de est apar procese marine de tasare precum și procese carstice.

Podișul Medgidiei are cea mai mare desfășurare, înalțimi între 80 și 100 m, cu un relief de podiș în nord și deluros spre Dunăre și Valea Carasu. Grosimea mare a loessului favorizeaza procese de sufoziune, tasare, torențialitate, șiroire.

Podișul Oltinei este situat în partea de sud-vest, cu altitudini de până la 180 m, este puternic fragmentat și cu văi înguste. Râurile au format limane, iar relieful s-a format pe platouri alcătuite din calcare sarmațiene și loess.

Podișul Cobadin este situat în partea central-sudică, cu înălțimi de până la 180 m, cu un relief de platouri pe calcare, cu un carst fosilizat și depresiuni carstice: Depresiunea Negru Vodă.

Podișul Mangaliei este o unitate mai joasa, sub 50 m, cu un relief de platouri pe calcare sarmațiene și loess, și cu văi scurte care se termină prin limane fluvio-marine, faleze și plaje înguste.

2.3 Clima

Podișul Dobrogei se încadrează în climatul de dealuri și podișuri joase, sub 500 m altudine, în nord; și cel de câmpie, sub 200 m, în centru și sud.

2.3.1 Factorii genetici ai climei

Datorită poziției din sud-estul țării, dar și datorită vecinătății cu Marea Neagră si cu culoarul Dunării, Podișul Dobrogei se caracterizează prin cel mai tipic climat temperat-continental din țară.

Caracterul semiarid al climei este determinat de cauze generale (radiația solară și circulația atmosferică) și locale (caracteristicile structurii suprafeței active).

Radiația solară este determinată de activitatea solară. Valorile medii anuale ale radiației solare sunt influențate de circulația generală a atmosferei, care constituie mecanismul principal de formare a norilor și care nuanțează regimul proceselor de insolație.

Durata medie anuală de strălucire a Soarelui variază de la 2200 de ore de insolație spre vest, la peste 2300-2400 ore de insolație înspre zona litorală. Aici, insolația ajunge să depășească 2500 de ore.

În concordanță cu durata de insolație, variază și radiația solară globală medie anuală. Valorile acesteia cresc de la aproximativ 127.8 kcal/cm² în vest, la 132.5 kcal/cm² în est.

Cea mai mare parte din aceasta se realizează între lunile aprilie și septembrie, ceea ce favorizează practicarea curei balneoclimaterice și a activităților turistice în lungul litoralului.

Circulația generală a atmosferei este reprezentată de circulația zonală de vest. Aceasta este, însă, perturbată de acțiunea centrilor barici care acționează deasupra Europei de Sud-Est, în care se încadrează și Dobrogea.

Dobrogea se situează la limita de influență a anticiclonului azoric, la periferia căruia se dezvoltă ciclonii oceanici europeni, răspunzători de maximul pluviometric anual din luna iunie (Doneaud, 1958). Acești cicloni ajung aici după un traseu lung de continentalizare, deja „secătuiți de precipitații”. Prin urmare, se remarcă cel mai mare grad de continentalism în sectorul de interferență a mării cu uscatul.

Podișul Dobrogei, este, totodată, supus mai mult influenței anticiclonilor continentali eruoasiatici, lipsiți, de asemenea, de precipitații. Aceștia transportă iarna aer rece și uscat, iar vara aer cald tropical și uscat (Topor, Stoica, 1965). Uneori, favorizează insolația și radiația solară prelungite, umezeala redusă și seceta (Donciu, 1962). Mai importanți sunt ciclonii mediteraneeni și pontici, ce se formează deasupra Mării Negre. Aceștia determină, prin retrogradare, cantități mari de precipitații deasupra întregului teritoriu dobrogean, influențând modelarea reliefului și evoluția rețelei hidrografice.

Cauzele locale țin de complexitatea structurii suprafeței active, mai ales, de dimensiunile uscatului și de caracteristicile reliefului și ale luciilor de apă, care determină contrastele termice, de care depinde intensitatea proceselor de încălzire și răcire, dinamica locală a aerului în zona de litoral, frecvența nebulozității zi-noapte, apariția fenomenelor de secetă, reducerea precipitațiilor, etc. Aici se remarcă și rolul Mării Negre, ca și „baraj termic” (Bâzâc, 1983), evidențiat de inversiunile de temperatură, ce se dezvoltă pe suprafața luciului de apă, ca efect al evaporației (Bogdan, 1989). La rândul lor, influența acestora duce la dezvoltarea curenților de aer descendenți ce destramă sistemele noroase, reducerea precipitațiilor, creșterea duratei de insolație, a radiației solare, a temperaturii și a evapotranspirației, și în final, apariția fenomenelor de uscăciune și secetă (Oprescu, Pătăchie, 1983; Bogdan, Alexandrescu, 1989).

Elementele climatice variază teritorial în sensuri diferite: fie orientate dinspre uscat spre mare, fie dinspre altitudinile cele mai mari spre altitudinile cele mai mici, sau invers.

2.3.2 Caracteristicile principalelor elemente climatice

Temperatura medie anuală

Pentru perioada 1901-1990, temperatura medie anuală în latura de vest a Dobrogei, a fost de aproximativ 11°C, și de peste 11°C pe latura de nord-est și est.

Cel mai mare potențial termic, după temperaturile medii anuale, se remarcă in lungul litoralului nordic, pe platforma continentală. Aceasta înmagazinează vara căldură, pe care apoi o cedează iarna, fapt ce întreține valori mai ridicate decât pe restul uscatului dobrogean. Totodată, de la nord la sud se reduc gradienții termici anuali, arătând faptul că potențialul este mai mare pe litoralul nordic, decât pe cel sudic.

În restul uscatului dobrogean, temperatura medie anuală a aerului se reduce de la sud (peste 10.5°C) spre nord (sub 10°C). De asemenea, temperatura scade chiar sub 9°C pe culmile deluroase mai înalte, din nord, odată cu altitudinea.

De-a lungul timpului, fluctuațiile circulației generale a atmosferei au generat abateri importante față de mediile anuale, de 1-2°C. Prin urmare, s-au înregistrat cele mai mari temperaturi medii anuale, de peste 12°C; și cele mai mici temperaturi medii anuale, de circa 9.5°C. Aceste abateri constituie riscuri climatice specifice teritoriului dobrogean; peste acesta, se interferează iarna mase de aer rece, cu origine polară sau arctică, din nord și nord-est, cu mase de aer cald tropical-continental, de origine submediteraneană, nord-africană și asiatică, din sud, sud-vest și sud-est.

În ceea ce privește minimele și maximele termice lunare, acestea sunt atinse în lunile iulie (maximul) și ianuarie (minimul).

În luna ianuarie, temperatura medie a aerului scade de la sud (peste -1.5°C) către nord (sub -1.5°C), datorită creșterii altitudinale și a influenței anticiclonilor din nordul si nord-estul continentului. De asemenea, acestea cresc de la vest la est, datorită influenței mării.

De-a lungul litoralului, temperaturile medii ale lunii ianuarie, scad de la nord și sud, spre partea centrală a acestuia, adică spre Capul Midia.

Cele mai mari temperaturi medii ale lunii ianuarie au depășit 7°C, iar cele mai mici temperaturii medii au coborât până la aproximativ -8°C.

Temperaturile minime absolute au înregistrat abateri mai mari, fiind mai mici de -20°C. Se remarcă scăderea acestora de la sud către nord, evidențiindu-se influența continentală și cea pontică,

În ceea ce privește luna iulie, temperatura medie scade de la sud la nord, odată cu creșterea altitudinii și a influențelor continentale.

În zona litorală, la sud de Capul Midia, temperatura este în jur de 22°C, la fel ca și în cea mai mare parte a Dobrogei de Nord și Centrale. La nord de Capul Midia, datorită valorilor mai mari a duratei strălucirii Soarelui și a radiației solare, procesele de încălzire sunt mai evidente, realizându-se aici cele mai mari temperaturi medii din aceasta lună.

Cele mai mari temperaturi medii ale lunii iulie, au fost de peste 24-26°C, iar cele mai mici de 19-21°C.

Temperaturile maxime absolute au înregistrat abateri, începând de la 36°C până la 42°C.

Amplitudinea termică medie anuală este de aproximativ 24.5°C în extremitatea vestică a Dobrogei; circa 22°C în sud-est și pe litoralul sudic. În Podișul Dobrogei de Nord, amplitudinea scade odată cu altitudinea, sub 23°C pe culmile de peste 250 m, iar pe platforma continentală a Mării Negre, în dreptul litoralului nordic, aceasta este de peste 23°C.

Înghețul reprezintă una dintre caracteristicile specifice ale Dobrogei. Acesta este un fenomen climatic de iarnă, care în anumite condiții, poate deveni un risc climatic. Înghețul apare prima oară în partea vestică și nord-vestică, apoi se extinde pe restul podișului. Acest fenomen se produce între sfârșitul lunii octombrie până la începutul lunii aprilie. Acesta poate avea o durată cuprinsă între 135-140 zile pe litoral, până la 140-165 zile pe restul teritoriului și în zonele mai înalte.

Precipitațiile atmosferice

Unul dintre cele mai importante elemente ale potențialului climatic din Dobrogea, sunt precipitațiile atmosferice. Acestea prezintă caracteristici distincte față de restul țării.

Dobrogea este poziționată la extremitatea centrilor barici de influență: anticiclonul azoric, la periferia căruia se dezvoltă ciclonii oceanici, din cauza cărora se produce maximul pluviometric din luna iunie; anticiclonul est-european, cu toate că are o mare influență asupra regiunii, acesta nu provoacă ploi; iar ciclonii pontici și mediteraneeni, ce prezintă un caracter retrograd, sunt singurii care determină maximul pluviometric anual de toamnă.

Marea Neagră nu numai că este un centru de ciclogeneză ce poate genera ploi, ci este și un acvatoriu imens, cu rol de „baraj termic”, datorită inversiunilor de temperatura generate de procesele de evaporație. Acestea contribuie la destrămarea sistemelor noroase și la reducerea cantității de precipitații. Influența acestora se reflectă și aspura zonelor limitrofe. De asemenea, se evidențiază și influențele danubiene, care exercită influențele majore ale Mării Negre. La acestea se mai adaugă dispunerea în trepte a reliefului cu expunere periferică, supus influențelor din toate părțile: submediteraneene, pontice, danubiene și continentale.

Prin urmare, se explică de ce Podișul Dobrogei prezintă cele mai mici cantități medii de precipitații din țară. Acestea scad de la 400-450 mm în vest, la 350 mm în zona litorală, și chiar sub această valoare. În zonele mai înalte, adică în cadrul Podișului Dobrogei de Nord și Centrale, cantitățile medii anuale de precipitații pot ajunge până la 500-550 mm, pe culmile cele mai înalte. De asemenea, în zonele cu altitudini mai mari din Podișul Dobrogei de Sud, cantitățile de precipitații cresc până la 450 mm datorită influențelor submediteraneene.

Majoritatea cantităților de precipitații (180-250 mm) se produc în perioada caldă, între lunile aprilie și septembrie, iar restul (150-200 mm) se produc în perioada rece a anului.

De-a lungul anului, maximul pluviometric principal se înregistrează în luna iunie (în jur de 30-50 mm), valorile cele mai mici remarcându-se în lungul litoralului, iar cele mai mari în vest, sud-vest și nord.

Al doilea maxim pluviometric, cu valori de circa 30-40 mm, se produce toamna, în luna noiembrie, pe litoral și în Podișul Oltinei. Acesta este influențat de ciclonii pontici și mediteraneeni.

În regiune, mai au loc, de asemenea, și ploile frontale, cu caracter continental (averse). Acestea se produc în regim anticiclonic, datorită insolației puternice, ce generează nori Cumulonimbus. Din aceștia cad ploi torențiale, uneori însoțite de grindină și fenomene orajoase (Bogdan, 1995).

Astfel de ploi sunt specifice Dobrogei de Nord și Centrale. Din cauza faptului că aceste regiuni sunt acoperite de depozite loessoide, în timpul averselor se măresc bazinele hidrografice prin eroziune regresivă, iar văile se adâncesc cu câțiva metri pe verticală, până la roca de bază.

De cele mai multe ori, valorile absolute lunare ale cantităților maxime de precipitații în 24 de ore, sunt mai mari decât mediile lunare multinuale, mai ales în zona litorală.

Din punctul de vedere al cantităților maxime absolute de precipitații în 24 de ore, acestea au depășit 100-125 mm, iar în unele situații, chiar 200-300 mm. Valorile acestea reprezintă aproximativ jumătate din cantitatea anuală de precipitații, căzută într-o singură zi.

Cea mai mare cantitate de precipitații s-a înregistrat în Delta Dunării, mai exact pe grindul Letea. Aici, s-au înregistrat 530 mm de precipitații la data de 29 august 1924, și respectiv 691 mm, următoarea zi. Acest „potop” a fost generat de o serie de cicloni mediteraneeni, cu caracter retrograd, ce au afectat litoralul, Delta Dunării și Dobrogea de Nord.

Cele mai multe precipitații s-au produs vara, ceea ce demonstrează apartenența lor la ploile convective; apoi toamna, iar cele mai puține primăvara și iarna (Teodoreanu, 1971).

Vântul

Vântul este un fenomen climatic ce influențează producerea fenomenelor de secetă și uscăciune. Acesta este dependent de caracteristicile circulației generale ale atmosferei, ca și de influența exercitată de regiunile continentale și maritime limitrofe.

În Podișul Dobrogei de Nord predomină nord-vestul, în Podișul Casimcei, estul și vestul, iar în Dobrogea de Sud, nordul și vestul.

Calmul atmosferic prezintă cea mai mare frecvență medie anuală în Dobrogea de Sud, iar cea mai mică, la extremitatea estică a Deltei Dunării, unde vântul prezintă frecvența cea mai mare. În interiorul uscatului dobrogean, valoarea calmului scade cu altitudinea.

Cele mai mari viteze medii anuale ale vântului se produc pe litoral și în Podișul Dobrogei de Nord (4.1-5 m/s), iar în restul teritoriului, viteza vântului prezintă valori în jur de 3.6-4 m/s.

Pe teritoriul Dobrogei se remarcă vânturi locale, precum: crivățul, suhoveiul sau vântul negru (vânt uscat și fierbinte ce provoacă uscăciune și secetă), însă cele mai specifice vânturi locale sunt brizele marine. Acestea din urmă asigură în perioada caldă a anului, aproximativ 1/3 din cantitatea anuală de precipitații care reduc gradul de uscăciune și secetă din sol (Buiuc, 1990).

Fenomenele de uscăciune și secetă

Cele mai mari temperaturi din cadrul României se produc în Dobrogea. De asemenea, aici se întâlnesc și cele mai mici cantități de precipitații, dar și cele mai uscate și fierbinți vânturi. Aceste caracteristici duc la declanșarea fenomenelor de secetă și uscăciune din cadrul Podișului Dobrogei.

În Dobrogea, într-un an mediu, se produc consecutiv, 4-6 luni de uscăciune, crescând treptat de la vest spre est și de la nord spre sud, urmate de 2-3 luni de secetă. În zona litorală, fenomenele sunt mai accentuate, ajungându-se la peste 6 luni de uscăciune și peste 3 luni de secetă.

2.4 Hidrografia

Fig. 3. Rețeaua hidrografică a Dobrogei.

În Dobrogea, resursele de apă sunt rezultatul interacțiunii dintre condițiile climatice și cele fizico-geografice specifice acesteia.

Rețeaua hidrografică a Dobrogei este formată, în primul rând, de Dunăre, Canalul Dunăre-Marea Neagră, râurile interioare, subterane și de suprafață, lacuri și, nu în ultimul rând, de Marea Neagră, acestea putând fi observate în figura 3. Această din urmă determină formarea zonei litorale, platformei continentale și a litoralului.

Dunărea reprezintă granița de vest și de nord a Dobrogei, iar Marea Neagră reprezintă granița estică.

Dintre cele mai importante râuri interioare, amintim: Taița și Telița, care se varsă în Lacul Babadag; Slava, ce se varsă în Lacul Golovița; Casimcea, cel mai important lac dobrogean, se varsă în Lacul Tașaul.

Dintre lacuri, cele mai importante sunt limanele maritime (Techirghiol, Tașaul, Mangalia, Babadag), lagunele (Siutghiol, Razim-Sinoe) și limanele fluviale (Bugeac, Oltina, Vederoasa). La acestea se mai adaugă și lacurile de acumulare pe râurile mai mici, cu apă semipermanentă, din sudul Dobrogei.

2.5 Vegetația, fauna și solurile

În ceea ce privește structura vegetală a învelișului vegetal al Podișului Dobrogei, se poate observa, în primul rând stepa, urmată de silvostepă. Mare parte din vegetația de stepă și silvostepă a fost înlocuită de culturi agricole.

Fauna cuprinde în mare parte specii de rozătoare, specifice stepei, reptile de origine submediteraneană, păsări și sute de specii de pești.

Cele mai întâlnite tipuri de sol sunt: solurile bălane, cernoziomurile, solurile cenușii și rendzinele. În partea înaltă din nord a podișului apar și soluri brune luvice.

Capitolul III

Terminologie și metodologie

3.1 Terminologie

Un fenomen climatic extrem sau un hazard climatic reprezintă un fenomen care descarcă energii, provocând pierderi materiale și vieți omenești în diferite proporții și care poate crea mari dezastre (Păltineanu ș.a., 2008).

Un fenomen climatic extrem situat la limita extremă, maximă sau minimă, în funcție de caz, este definit ca o variație, cu caracter singular de unicat, cuantificabil, extras dintr-un șir lung de date statistice, deși până la el mai pot fi multe altele care au provocat pagube în diferite grade, dar nu într-atât de grave ca acesta (Păltineanu ș.a., 2008).

Un fenomen meteorologic extrem este un eveniment care e rar într-o arie anume și într-o perioadă a anului specifică. Defințiile cuvântului „rar” variază, dar un fenomen meteorologic extrem este de obicei la fel de rar, sau mai rar decât a 10-a sau a 90-a percentilă a unei funcții de densitate probabilă estimată din observații. Prin definție, caracteristicile a ceea ce poate fi numit eveniment extrem pot varia din loc în loc într-un sens absolut. Când un tipar de eveniment extrem persistă pe o durată extinsă, precum ar fi un sezon, poate fi clasificat ca un „fenomen climatic extrem”, cu precădere dacă are ca urmare o medie sau un total care e în sine extrem (IPCC WGI Fifth Assessment Report. In: Climate Change 2013: The Physical Science Basis).

Când vorbim de evenimente pluviometrice extreme, ne gândim fie la perioade cu precipitații abundente, fie la perioade secetoase, o abatere de la situația medie, normală a acestora.

3.1.1 Precipitațiile

Precipitațiile rezultă din picăturile care formează norii, atunci când acestea ating diametru de 0.1 mm, fiind capabile să scape de sub influența curenților ascendenți.

Baza conceptuală pentru schimbările legate de precipitații a fost dată de Allen și Ingram (2002) și Trenberth ș.a. (2003). Problemele se referă la schimbările legate de tipul, cantitatea, frecvența, intensitatea și durata precipitațiilor. Creșterea vaporilor de apă din atmosferă duc la creșterea intensității, dar acest lucru duce la reducerea frecvenței sau a duratei în cazul în care rata totală de la suprafața Pământului este nemodificată. Există o creștere seminificativă, din punct de vedere statistic, de 2-4% în ceea ce privește frecvența evenimentelor pluviometrice extreme, la latitudinile mijlocii și mari.

Mai multe analize arată că evoluția statistică a preciptațiilor în a doua jumătate a secolului XX este dominată de variații între ani sau decade și au tendința de a fi incoerente din punct de vedere spațial (Manton ș.a., 2001; Peterson ș.a., 2002; Griffiths ș.a., 2003; Herath și Ratnayake, 2004). În Europa, majoritatea stațiilor meteorologice prezenta tendințe de creștere în ceea ce privește zilele umede și foarte umede (definite ca zile umede, de peste 1 mm precipitații, ce depășesc percentilele 75 și 95) pe durata a celei de-a doua jumătăți a secolului XX (Klein Tank și Können, 2003; Haylock și Goodess, 2004).

Christensen și Christensen (2003), Giorgi ș.a. (2004) și Kjellström (2004) au observat o creștere substanțială în intensitatea precipitațiilor zilnice. Această obervație este valabilă și pentru zonele cu o medie a precipitațiilor scăzută.

Precipitațiile atmosferice constituie unul dintre cele mai importante elemente climatice ale Dobrogei. Zonele în care acestea depășesc 500 mm sunt puține (Munții Măcin, Podișul Negru Vodă și Podișul Babadag – datorită altitudinilor mai mari), iar depășirile sunt nesemnificative. În majoritatea Dobrogei, precipitațiile nu depășesc 450 mm/an.

Regimul anual al cantităților medii lunare de precipitații arată o perioadă mai ploioasă la sfârșitul primăverii și începutul verii, mai ales în luna iunie. Acest maxim pluviometric este mai slab exprimat la stațiile meteorologice situate pe țărmul Mării Negre și mai puternic la cele din interiorul uscatului. În cazul acestora din urmă, maximul de precipitații include și luna iulie. Mediile anuale ale lunilor celor mai ploioase sunt mai mari în interiorul uscatului decât pe litoral. În lunile noiembrie și decembrie, se consideră un al doilea maxim pluviometric, unde creșterea mediilor pluviometrice lunare se regăsește la stațiile meteorologice din interior, sud, centru sau nord.

Regimul anual de precipitații înregistrează un minim pluviometric în lunile ianuarie și februarie datorită faptului că regiunea este dominată de aer polar continental ce provine dinspre nord și nord-est, cu conținut sărac de vapori de apă.

Ploile torențiale cad în perioada caldă a anului ca urmare a intensificării activității Anticiclonului Azoric, dar și a celei ciclonice oceanice și mediteraneene. Acest tip de precipitații generează cantități mari de apă care cad într-un interval de timp foarte scurt, cu mare intensitate și determină viituri ce pot avea urmări grave asupra așezărilor umane, dar totodată pot provoca și eroziune accelerată pe versanți.

În general, precipitațiile care depășesc o cantitate de 25 mm în 24 de ore sunt considerate ploi torențiale (Platagea, 1959; Pătăchie, 1974; Pătăchie, Călinescu, 1986). Acestea se produc în perioada caldă a anului dacă îndeplinesc următoarele condiții:

Realizarea contactului dintre două mase de aer maritim sub forma unui front rece, dintre care una să fie de origine tropicală;

Intensificarea activității ciclonice și a familiilor de cicloni;

Menținerea suprasaturației aerului și după formarea norilor;

Valorile umezelii specifice să depășească 7g/kg, iar deficitul de umezeală să se mențină mic în stratul activ de formare a norilor;

Norii formați să aibă o grosime mai mare de 7500 m, iar baza lor să fie situată la 1000-1500 m deasupra solului.

Convecția și schimbul turbulent din interiorul maselor de aer sunt procesele fundamentale care conduc la dezvoltarea formațiunilor noroase ce produc mari cantități de precipitații.

În cadrul Dobrogei, precipitațiile de vară sunt de natură frontală și se produc, de regulă, ziua având caracter de aversă. Acestea sunt determinate de: circulația de vest și nord-vest, convecția termică din timpul verii în condițiile unei convergențe sol-altitudine, activarea și reactivarea frontului polar la nivelul țării, activitatea frontală legată de ciclonii retrograzi care se manifestă în măsură mai mică, în această zonă ajungând doar fronturile ocluse.

Curba de corelație dintre distanța față de Marea Neagră a punctelor pluviometrice și cantitățile maxime zilnice de precipitații, în decursul a 24 de ore, căzute în fiecare lună de vară, are un aspect similar cu cel al cantităților medii de precipitații de pe teritoriul Dobrogei, în perioada caldă a anului (aprilie-octombrie) (Mihăilescu, 1977). Cantitățile maxime de precipitații căzute în 24 de ore scad treptat dinspre uscat, de la distanța de 30-35 km, cu tendința de a atinge cele mai mici valori pe litoralul Mării Negre.

Parametrii caracteristici ploilor torențiale ce cad pe teritoriul dobrogean variază în funcție de altitudine, formă de relief, depărtarea de mare, precum și alte condiții locale și de timp.

Intensitatea ploilor torențiale reprezintă caracteristica principală a acestora. Cele mai puternice averse se produc în partea vestică a Dobrogei, iar cele mai slabe, în sud și în zona litorală.

În cadrul ploilor torențiale s-a constatat că intensitatea este invers proporțională cu durata acestora. Astfel, cu cât intensitatea este mai mare, cu atât acestea au o durată mai scăzută, și invers. Ploile torențiale frontale au durata cea mai mare, de peste 4 ore, iar intensitatea este scăzută, sub 0.20 mm/min. Ploile cu intensitate sub 1 mm/min, au o durată de aproximativ o oră, cele între 1 și 2 mm/min, durează în jur de 30 minute etc.

Cantitatea de apă căzută în timpul ploilor torențiale este direct proporțională cu intensitatea și durata ploii, fiind dependentă de condițiile ei genetice. Cea mai mare cantitate de apă se înregistrează în cazul averselor de origine frontală, când contrastul termobaric este foarte mare.

Ploile torențiale nu se produc cu regularitate. Ele au o variabilitate neperiodică, fiind dependente de caracteristicile circulației generale a atmosferei peste teritoriul țării, de caracteristicile influențelor climatice din diferite sectoare ale țării și de caracteristicile suprafeței active.

În Dobrogea frecvența anilor în care nu se produc averse crește de la vest la est, pe litoral, sub influența Mării Negre. Frecvența anilor în care nu se produc ploi torențiale este cea mai mare, 85% din cazuri din cauza aerului umed.

Ploile torențiale au caracter de risc în cazul în care declanșează procese accelerate de eroziune pe versanți sau dacă produc inundații. Efectul distrugător al ploilor torențiale depinde de mai mulți factori, precum: intensitatea, durata, cantitatea de apă căzută, viteza vântului în timpul precipitațiilor și de caracteristicile suprafeței active.

3.1.2 Fenomenul de secetă

Seceta reprezintă cel mai complex și mai puțin înțeles hazard natural. Aceasta afectează mai mulți oameni, decât orice alt hazard (Hagman, 1984), fiind întâlnit pe toate continentele locuite, accentuând încălzirea globală, motiv pentru care aceasta a generat o tratare mai serioasă și amănunțită.

Seceta rezultă din interacțiunea fenomenelor naturii și cererea pentru apă și alte resurse utilizate de om, și deși are peste 150 de definiții (Wilhite și Glantz, 1985), o definiție este comună: seceta reprezintă fenomenul caracterizat prin deficit de apă pentru satisfacerea necesarului pe un anumit interval de timp (Redmond, 2002).

Seceta ia naștere în condițiile în care temperatura aerului este ridicată, iar precipitațiile lipsesc, sau sunt sub valoarea normală din zona respectivă.

Seceta se manifestează atunci când un anticiclon continental stagnează o perioadă mai lungă deasupra unui anumit teritoriu, împiedicând ca acesta să fie traversat de perturbații ploioase.

Acest fenomen afectează în mod dramatic viața umană. În cazul în care perioada de secetă durează, ea poate provoca un dezechilibru hidric important, reprezentat prin pierderi agricole, restricții în consumul de apă, creând probleme economice.

Termenul de secetă definește perioade uscate, calde, durabile, pentru un interval de peste 20 de zile, în care cade sub 30% din cantitatea normală de precipitații pentru perioada respectivă. Un deficit de umezeală, poate fi considerat secetă în anumite regiuni, fiind considerat mai grav sau mai puțin grav, în funcție de sezon.

După Crowe (1971), seceta ia naștere atunci când precipitațile de-a lungul a 15 zile consecutive însumeaza mai puțin de 0.25 mm. Bazându-se pe acest lucru, și alți autori au încercat să definească și să precizeze termenul de secetă. În acest sens, Do O (2005), prezintă mai multe definiții ale secetei: hidrologică, meteorologică, agronomică, socio-economică, date de diferiți autori (Wilhite, 2000; Keyantash & Dracup, 2002; Rossi, 2003; Wilhite și Glantz, 1985).

Riscul la secetă este probabil să crească în sudul și centrul Europei. Diferite studii au arătat o scădere a numărului de zile cu precipitații (Semenov și Bengtsson, 2002; Voss ș.a., 2002; Räisänen ș.a., 2003, 2004; Frei ș.a., 2006) și o durată mai mare a perioadelor secetoase (Voss ș.a., 2002, Pal ș.a., 2004; Beniston ș.a., 2007; Gao ș.a., 2006; Tebaldi ș.a., 2006).

Seceta poate dura o lună, un anotimp sau mai multe. Cât timp durează seceta, impactul ei este o funcție complexă în ceea ce privește resursele de apă și utilizarea lor, care schimbă deciziile privind managementul apei, cu accent pe conservarea apei și cu sprijin, în special, pentru fermieri. În principiu, durata secetei diferă în funcție de modul de abordare: dacă precipitațiile lipsesc între 1 și 3 luni, atunci este vorba de secetă meteorologică, ceea ce poate cauza o secetă pedologică și agronomică de 2-4 luni și poate reduce scurgerile pe o perioadă de 4-6 luni, fiind aici vorba de o secetă hidrologică, ulterior, acviferele putând fi afectat chiar după un an (secetă hidrogeologică) (Do O, 2005).

Seceta meteorologică este caracterizată printr-o perioadă de uscăciune a aerului (minim 5 zile fără precipitații) și printr-o perioadă de secetă propriu-zisă, fiind definită printr-un interval de cel puțin 10 zile consecutive fără precipitații în perioada caldă (aprilie-septembrie) și un interval de cel puțin 14 zile consecutive fără precipitații în perioada rece (octombrie-martie).

Seceta meteorologică apare atunci când regimul precipitațiilor devine anormal, suma precipitațiilor lunare sau anuale, fiind sub media multianuală, dar totodată și sub necesarul plantelor, iar producerea precipitațiilor nu corespunde cu perioadele critice pentru plante.

Seceta atmosferică se caracterizează prin perioade cu umiditate relativ redusă a aerului, fară precipitații sau cu precipitații insuficiente, iar consumul apei din sol crește odată cu temperatura aerului. Dacă temperaturile sunt ridicate, umiditatea relativă poate scădea sub 30%. De asemenea, transpirația plantelor devine intensă și se ajunge la un dezechilibru între apa pierdută de plante prin transpirație și apa absorbită de plante din sol. Plantele se pot ofili, dar își pot reveni noaptea, dacă temperatura scade, și dacă în sol există o rezervă suficientă de apă. Acest tip de secete se pot produce primăvara, când solul dispune doar de apă ce provine din zăpezile topite, sau se mai pot produce și vara în condiții de umiditate insuficientă.

În cazul în care seceta atmosferică este de lungă durată, atunci se poate produce uscarea solului între suprafața sa și aproximativ 1-1.2 m adâncime, uneori chiar și sub 1.5 m.

Seceta pedologică apare atunci când solul nu mai poate face posibilă asigurarea plantelor cu apa necesară transpirației, sau o furnizează în cantități foarte mici care nu pot compensa în totalitate pierderile de apă prin transpirație. Acest tip de secetă este mai periculoasă decât seceta atmosferică. Aceasta apare la mijlocul sau la sfârșitul verii, dar există și excepții când apare încă de primăvara, precum în anii 2000 și 2007, în sudul țării.

În cazul în care seceta pedologică se ascociază cu seceta atmosferică (caz foarte frecvent), devine secetă mixtă. Aceasta determină compromiterea parțială sau totală a recoltelor. Seceta reprezintă un pericol deosebit în momentul în care se suprapune peste condițiile agrometeorologice nefavorabile anotimpurilor de iarnă (cu zăpadă puțină sau cu înghețuri adânci ale solului) sau de toamnă uscată.

Seceta agronomicăeste caracteristică situației în care producția agricolă este afectată de lipsa severă de apă. Aceasta se clasifică în funcție de intensitate, astfel: medie, puternică și foarte puternică. Pentru producerea acestui tip de secetă, ar trebui sa existe o secetă pedologică sau mixtă pentru o perioadă însemnată de timp.

După Rossi (2003), seceta socio-economică este reprezentată de reducerea furnizării de apă, pe o perioadă semnificativă de timp, pe o arie largă; dar acești termeni sunt subiectivi si diferiți. De exemplu, o secetă deasupra oceanului nu este considerată secetă (Do O, 2005).

În funcție de anotimpuri, pot exista secete de: primăvară, vară, toamnă și iarnă.

Seceta de primăvară este foarte periculoasa pentru agricultură deoarece acesta este momentul dezvoltării culturilor; pe parcursul secetei de vară se micșorează producția agricolă; seceta de toamnă încetinește vegetația și reduce rezistența plantelor la frig; iar seceta de iarnă afectează în special cerealele păioase.

Pentru populația din Dobrogea, seceta este un eveniment deosebit de dramatic. În cazul în care perioada secetoasă durează prea mult, ea poate provoca un dezechilibru hidric, care se manifesta prin pierderi importante de recoltă, restricții la consumul de apă, și totodată creează și probleme din punct de vedere economic.

Seceta este, de asemenea, dăunătoare și pentru creșterea animalelor, care suferă din lipsă de hrană.

În cadrul României, seceta din 1946 a afectat o suprafață importantă a țării, mai ales în Dobrogea, iar secetele din 2000-2001 și 2007 au produs pagube importante în mai multe regiuni ale țării.

Seceta în Dobrogea

În cadrul Dobrogei, fenomenele de uscăciune și secetă sunt cele mai complexe riscuri climatice, care pot fi determinate de diferiți factori, precum:

Factori care definesc structura suprafeței active: particularitățile reliefului, gradul de acoperire cu vegetație, tipul de vegetație, adâncimea pânzei freatice etc.

Factori care definesc particularitățile timpului: influența activității anticiclonice, cantitatea de precipitații, rezerva de apă din sol, umezeala și temperatura aerului și solului, viteza vântului, evapotranspirația etc.

Factori care definesc particularitățile fiziologice ale plantei: soiul de plantă, faza de vegetație, gradul de rezistență la uscăciune etc.

Factori care definesc influența antropică asupra mediului: starea terenurilor, agrotehnica folosită, care pot facilita epuizarea apei din sol (Donciu, 1928, Agrometeorologie, 1970; Donciu și colab., 1973; Bogdan, 1978, 1980, 1983, 1999).

Fiecare dintre acești factori participă la intensificarea fenomenelor de secetă și uscăciune, în raport de anotimp, de fază de vegetație etc.

Donciu (1928) grupează cauzele principale care ajută la declanșarea secetei în două categorii:

Cauze de ordin dinamic ce constau în circulația atmosferică generală, respectiv influența formațiunilor barice anticiclonice staționare cu extensiune foarte mare ce se propagă pe traiectorii diferite.

Cauze de ordin termic ce reflectă gradul de încălzire și răcire a suprafeței active din cursul anului în condiții geografice locale și meteorologice specifice.

Dobrogea reprezintă regiunea cea mai afectată de fenomenele de uscăciune și secetă din România, împreună cu sudul Podișului Moldovei și Câmpia Bărăganului (Bogdan, 1978, 1980; Bogdan, Niculescu, 1995).

Dobrogea se distinge de celelalte regiuni ale țării prin parametrii termici și pluviometrici extremi, având în vedere temperatura medie anuala de peste 11°C și media pluviometrică anuală cu valori mai mici de 350-400 mm; valori mai mici decât în restul țării.

Dunărea și Marea Neagră contribuie la evidențierea acestui specific, prin faptul că limitează Dobrogea pe trei laturi. Dunărea la vest și nord, iar Marea Neagră la est, impun sensul de dezvoltare ai gradienților termici și pluviometrici.

Marea Neagră se impune prin așa-numitul „baraj termic” care se realizează vara datorită inversiunilor termice de evaporție (Bogdan, 1989) de pe suprafața acvatoriului marin. Aceste inversiuni provoacă destrămarea sistemelor noroase, datorită curenților de aer descendenți, și, prin urmare, crește durata de insolație care totodată determină creșterea temperaturii aerului, reducerea cantității de precipitații, creșterea evapotranspirației și apariția secetei (Oprescu, Pătăchie, 1983; Bogdan, Alexandrescu, 1989).

Marea Neagră are o influență atât de mare, încât această tinde sa estompeze zonalitatea altitudinală (50-450 m), astfel încât izoliniile de temperatură și precipitații țin seama, mai mult, de influența mării, având un caracter paralel cu țărmul în extremitatea estică, și în partea vestică, de-a lungul Dunării, de asemenea. În partea centrală, se impune influența altitudinală, în special în nordul Podișului Dobrogei, unde alura izoliniilor capătă un aspect circumperiferic închis.

3.2Metodologie

Indicele pluviometric lunar Angot.

Indicele Angot (k) este cunoscut și sub numele de coeficient pluviometric lunar. Acesta este folosit pentru evidențierea caracteristicilor variației anuale a precipitațiilor atmosferice și pentru determinarea modurilor de variație a acestora de-a lungul anului.

Având în vedere că lunile au un număr inegal de zile, sumele lunare de apă ce rezultă din precipitații nu pot fi comparate exact. Pentru a înlătura acest neajuns, se poate aplica raportul:

k=p/P, unde:

p = q/n, în care q reprezintă cantitatea medie zilnică a precipitațiilor dintr-o lună, iar n este numărul de zile din luna respectivă.

P=Q/365, unde Q reprezintă cantitatea medie multianuală de precipitații, iar 365 numărul de zile dintr-un an.

Din relațiile de mai sus, rezultă:

k===

Acest indice se poate calcula fie pentru o stație meteorologică, cu un șir de date suficient de lung, fie pentru o regiune geografică extinsă.

Indicele Angot urmărește, de-a lungul anului, variația cantităților lunare de precipitații, scoțând în evidență intervalele ploioase și sectoase.

Indicele PALFAI.

Indicele PALFAI se ocupă cu calculul aridității. Acesta a fost propus de cercetătorii maghiar Palfai ș.a. la o conferință asupra secetei din bazinul carpatic, susținută la Budapesta (1995). În România, mai multe studii au fost realizate bazate pe PAI (Dragotă ș.a., 2002).

Calculul se realizează în două etape. Prima oară se calculează PAI0, adică indicele PALFAI necorectat.

PAI0=*100, unde:

tIV-VIII reprezintă temperatura medie zilnică (ºC) în perioada IV-VIII, iar PX-VIII este greutatea precipitațiilor (mm) căzute în perioada X-VIII.

În cea de-a doua etapa, se obține indicele PALFAI corectat:

PAI = Kt * Kp * Kgw * PAI0

În funcție de valorile rezultate, se atribuie lunilor următoarele calificative: secetă moderată (6-8), secetă (8-10), secetă gravă (10-12), secetă desoebit de gravă (>12).

Indicele Standardizat de Precipitații.

Pentru a caracteriza secetele meteorologice, McKee ș.a.(1993; 1995) au dezvoltat Indicele Standardizat de Precipitații (ISP/SPI – Standardised Precipitation Index) pentru a cuantifica anomaliile de precipitații față de medie, pentru scări multiple de timp: 3, 6, 9, 12 și 24 de luni, permițând o comparație între regiuni geografice diferite cu diverse feluri de precipitații. Scările diferite de timp, reflectă impactul deficitelor de precipitații asupra resurselor de apă diferite.

Indicele Standardizat de Precipitații este utilizat pentru identificarea perioadelor cu deficit de precipitații, secetoase. Acesta a fost conceput cu scopul de a defini si a monitoriza dezvoltarea secetelor, cu toate acestea, indicele ia în considerare doar precipitațiile atmosferice.

Exista mai multe procedee pentru a obține valorile ISP-ului. Conceptual, ISP reprezintă numărul de abateri standard (AS) prin care precipitațiile dintr-o anumită regiune diferă față de media lor (M) efectuată pe anumite perioade de timp. Astfel, ISP se calculează după relația lui Giddings ș.a. (2005):

ISP = (P-M)/AS

Deoarece precipitațiile nu sunt repartizate normal, se aplică inițial o transformare utilizând funcția gamma (Giddings ș.a., 2005), astfel încât valorile transformate ale precipitațiilor să urmeaze o repartiție normală. În acest sens, Guttman (1999) a recomandat transformata a III-a a lui Pearson pentru datele de precipitații. ISP poate fi calculat prin programul Fortan, așa cum au procedat Edwards și McKee (1997), sau cu un program de tip spreadsheet, cum este Microsoft Excel (Giddings ș.a., 2005).

În calculul ISP, sunt recomandate perioade de 50 de ani cu valori continui de precipitații (după Guttman, 1999), și perioade de cel puțin 30 de ani (după Mckee, 1993). Valorile ISP recomandate de Mckee permit caracterizarea următoare a secetelor sau perioadelor ploioase, după cum se observă în tabelul 1:

Tabel 1. Calificative pluviometrice acordate lunilor sau altor perioade de analiză, în funcție de valoarea ISP.

Do O (2005) recomandă analizarea perioadelor lungi și foarte lungi, de 12 și 24 de luni, pentru caracterizarea ISP și a secetelor, deoarece acestea urmează ciclul ecosistemelor umane. Din aceleași motive Pereira (2005) și Paulo (2005), recomandă și ei perioade lungi de calcul pentru ISP, de 9 și 12 luni. Avantajul standardizării ISP rezidă în faptul că valorile sale reprezintă aceleași posibilități de producere a precipitațiilor, indiferent de perioada din an, de loc sau de climat, situația secetelor putând fi astfel comparată între diferite regiuni ale Terrei.

Nain ș.a. (2005), comparând rezultatele date de valorile ISP cu cele ale unui model de simulare a dezvoltării culturilor agricole în monitorizarea secetei, constată că ISP are totuși unele dezavantaje în estimarea deficitului de apă, respectiv a sectoarelor agronomice, deoarece acesta nu ia în considerare intensitatea și distribuția în timp a precipitațiilor. Wilhite (2000), deși recunoaște importanța ISP, totodată critică acest indice pentru incapacitatea sa de a prevedea începutul și sfârșitul secetelor.

Anomalia Standardizată de Precipitații.

ASP caracterizează atât secetele moderate, cât și secetele puternice. Aceasta este influențată mai ales de altitudinea reliefului, însă în limitele unor raporturi de corelație mai puțin semnificative decât cele întâlnite la perioadele secetoase.

Aceasta se calculează astfel:

ASP=[P-p(P)/cr(P)], unde:

P reprezintă cantitatea lunară de precipitații atmosferice;

p(P) reprezintă valoarea normală;

cr(P) reprezintă deviația standard în raport cu normala.

Secetele moderate (ASP = -0.6…-1) înregistrează frecvența cea mai ridicată, de peste 30% în intervalul august-octombrie, la distanța de peste 20 km față de țărmul mării. Această frecvență este depășită la altitudinile de 20-100 m, în luna septembrie, și la peste 200 m altitudine în intervalul august-octombrie, la care se adaugă și luna martie.

Frecvența cea mai redusă a secetlor moderate, de sub 20%, ocupă o mare parte din teritoriul dobrogean, în intervalul aprilie-iulie.

Secetele extreme (ASP< -1) prezintă o frecvență foarte ridicată, de peste 15%, mai ales primăvara și vara. Acestea ocupă suprafețe mai extinse, între 5 și 35 km și peste 50 km de la linia țărmului și, de asemenea, peste altitudinea de 150 m. În luna noiembrie, secetele extreme se produc și la altitudini de 60-160 m.

Determinarea Structurii Perioadelor Ploioase și Secetoase.

Frecvența de apariție a perioadelor ploioase și secetoase se poate determina cu această metodă (SPPS). Această metodă a fost utilizată intens în Franța, de către Douguedroit (1987). Ea poate fi aplicată pentru a determina riscul pluviometric excedentar, fie prin persistență. Fie prin intensitate, dintr-un anumit areal.

Sunt necesare date zilnice de precipitații pentru determinarea SPPS, de la stațiile analizate. E de preferat ca datele să fie de minimum 30 de ani, iar șirul trebuie sa fie omogen.

Trebuie parcurse trei etape pentru a determina SPPS:

Prima etapa presupune identificarea perioadelor ploioase și secetoase. Această etapă este cea mai grea, în special dacă nu există un program special de selectare a datelor.

Din șirul de date zilnice, se selectează pentru fiecare lună, anotimp, semestru sau an perioadele secetoase și perioadele ploioase, cu diferite lungimi.

O perioadă ploioasă este considerată atunci când un interval de zile consecutive cu precipitații prezintă cantitatea zilnică egală sau mai mare de 0.1 mm. Se pot considera zile cu precipitații acelea în care suma este egală sau mai mare de 0.5, 1 mm.

În cazul în care perioadele ploioase sau perioadele secetoase sunt situate la contactul dintre două luni, acestea se includ la luna în care a început intervalul ploios sau, respectiv, secetos. De asemenea, în acest caz, poate apărea inconvenientul de a încadra într-o anumită lună un interval ploios sau secetos care se produce, în cea mai mare parte, în cea de-a doua lună. În principiu, se poate alege și varinta de introducere a intervalului în luna în care perioadele ploioase sau secetoase ocupă mai multe zile, dar în acest caz apare problema introducerii intervalelor cu număr de zile par. Totuși, se poate alege oricare dintre variante.

Cea de-a doua etapă este reprezentată de centralizarea datelor, așa cum este prezentată în tabelul 2. De aici, se pot selecta datele necesare pentru intervalul de timp la care se va lucra (lună, anotimp, semestru, an) și se introduc în tabel.

Tabel 2. Tabel general pentru întreaga perioadă. (NP – Număr perioade; CTP – Cantitate totală de precipitații; SP – Suma perioadelor; SCP – Suma cantităților de precipitații; MP – Media perioadei MZ – Media zilnică.)

După ce datele sunt introduse în tabel, se numără perioadele ploioase sau secetoase cu diferite lungimi pentru intervalul dorit și se calculează frecvența procentuală, astfel:

F(%)=*100, unde:

F – frecvența procentuală a perioadelor ploioase sau secetoase cu diferite lungimi, pentru intervalul de analiză;

Nx – numărul de perioade ploioase/secetoase cu lungimea x existente în intervalul de analiză;

x – numărul de zile (lungimea) al perioadei Nx , x = 1, 2, 3,….., n-1, n;

N – numărul total de perioade ploioase/secetoase, cu lungimea de la 1 la n, identificat în intervalul pentru care se face analiza.

Pentru perioadele ploioase, se pot calcula diferiți parametri, pornindu-se de la tabelul 1. Pentru determinarea cantității medii de precipitații, pentru fiecare perioadă, se utilizează fromula:

RRMPx=, unde:

RRMPx – cantitatea medie de precipitații căzută într-o perioadă cu lungimea de x zile;

RRx – cantitatea totală de precipitații căzută în toate perioadele de x zile;

Nx – numărul perioadelor de x zile.

Pentru a determina cantitatea medie de precipitații pentru o zi, pentru fiecare tip de perioadă, se utilizează formula:

RRMZx=, unde:

RRMZx – cantitatea medie de precipitații pentru o zi dintr-o perioadă de x zile;

RRx – cantitatea totală de precipitații căzută în toate perioadele de x zile;

Nx – numărul perioadelor de x zile;

x – numărul de zile al perioadei.

Pentru cantitatea medie de precipitații, se aranjează descrescător toate sumele cantităților de precipitații ale perioadelor cu aceeași lungime, iar la jumătatea șirului se află valoarea mediană.

A treia etapă presupune interpretarea rezultatelor. În cazul perioadelor secetoase, se stabilește o scară cu gradele de intensitate, luând în considerare lungimea și frecvența perioadelor, și cantitatea de precipitații căzută, pentru regiunea pe care o analizăm.

În cazul periodelor ploioase, se poate stabili, de asemenea, o scară în funcție de intensitate, lungimea perioadelor și cantitatea de precipitații căzută. În plus, față de secetă, se poate stabili, în funcție de cantitatea medie zilnică de precipitații, tipul de risc pluviometric: risc pluviometric excedentar prin persistență sau prin intensitate.

Indicele Palmer pentru Severitatea Secetei.

Acest indice este utilizat mai puțin în climatologia europeană și nepublicat ca aplicație de către climatologii români. IPSS, pe scurt, a fost introdus de climatologul american Palmer (1965), fiind primul indice complex de caracterizare a secetei dezvoltat în S.U.A. (Hayes, 2002). Inițial acesta trebuia să facă analiza cantitativă a impactului intensității secetei asupra economiei și, în special, a agriculturii. IPSS poate fi aplicat și pentru analiza excesului de umiditate.

Indicele a fost utilizat pentru analiza severității secetelor din perioada instrumentală (Diaz, 1983; Karl, 1983; Dai ș.a., 1998), pentru recontituirea unor paleosecete (Stahle ș.a., 1985; Cook ș.a., 1999) sau pentru analiza schimbării climei (Karl ș.a., 1996). De asemenea, IPSS a fost aplicat atât pentru stații meteorologice individuale (Guttman, 1991; Guttman ș.a., 1992), cât și pentru areale (Dai ș.a., 1998). După Byun și Wilhite (1999), se consideră că pentru aplicarea IPSS, scara optimă este de o lună sau două săptămâni.

Indicele măsoară efectul cumulat al deficitului sau al surplusului de precipitații lunare raportat la cantitatea necesară de precipitații pentru menținerea unui conținut optim de apă în sol, pentru creșterea normală a plantelor (Qi și Wilson, 2000).

Ca și obiectiv principal, IPSS urmărește compararea condițiilor de umiditate din areale diferite (Palmer, 1965). Din punct de vedere al analizei secetei o valoare a IPSS de -3,5 în Podișul Dobrogei de Sud are aceeași semnificație cu o valoare de -3,5 în Podișul Central Moldovenesc.

IPSS nu se bazează doar pe aportul precipitațiilor și al temperaturilor, pentru evaluarea severității secetei, acesta se mai bazează și pe caracteristicile solurilor, cele mai bune rezultate fiind obținute în regiunile cu relief relativ plan.

Tabel 3. Calificative acordate lunilor în funcție de Indicele Palmer pentru Severitatea Secetei (IPSS).

IPSS are capacitatea de a determina, mai exact decât alte metode, începutul și sfârșitul secetei. O lună cu exces de precipitații care survine într-o perioadă îndelungată cu deficit nu înseamnă finalul secetei (Hayes, 2002). Această situație nu este mereu bine evidențiată cu ajutorul altor indici și metode.

Calificativele acordate lunilor în funcție de IPSS (Tabel 3) au fost stabilite de Palmer (1965) tocmai pentru a evidenția începutul și sfârșitul unei perioade secetoase, ele variind de obicei între -6 și +6. De aici și calificativele “secetă incipientă” și “umed incipient”.

Acest indice are și dezavantaje, precum faptul că sfârșitul secetei poate fi deplasat mai mult decât în realitate, datorită inerției sale, indicele luând în considerare trăsăturile pluviometrice ale lunilor precedente celei pentru care se calculează.

Mai mulți cercetători au dezvoltat IPSS de-a lungul timpului, rezultând variante mai complexe. De exemplu, Indicele Hidrologic Palmer pentru Analiza Secetei(IHPAS) sebazează pe date privind intrările, ieșirile și nivelul de stocare a precipitațiilor în sistem (Karl și Knight, 1985), iar în 1989 a devenit operațional în S.U.A. Indicele Palmer – modificat pentru Severitatea Secetei (IPmSS) (Hayes, 2002).

Pentru aflarea IPSS, este necesar să se calculeze un indice al anomaliei (Zi) pentru fiecare lună (i), după urmatoarea formulă:

Zi=k(P-αPE-βPR-γPRO+δPL), unde:

k este un factor empiric de ponderare, specific fiecărui areal;

α, β, γ, δ sunt coeficienți de evapotranspirație, alimentare, scurgere și pierdere a apei în sol, calculați ca ponderi ale cantităților reale față de celepotențiale pentru fiecare variabilă;

P, PE, PR, PRO, PLreprezintă cantitatea reală de precipitații, evapotranspirația potențială calculată după metoda Thornthwaite, alimentarea potențială, scurgerea potențială și pierderea umezelii solului.

Pentru regiunile cu relief accidentat este necesară suplimentarea IPSS cu alți indici (Hayes, 2002).

Deviația Standard.

Gradul de împrăștiere se utilizează pentru a scoate în evidență gradul în care o medie este reprezentativă pentru o anumită distribuție de variabile. În statistică, acest grad de variație medie al tuturor variantelor unei variabile față de nivelul mediu central, poate fi determinat și prin intermediul deviației/abaterii standard.

Deviația standard (σ) mai este numită și abatere tip, abatere medie pătratică sau abatere standard. Aceasta se calculează prin extragerea rădăcinii pătrate a dispersiei (σ²), care reprezintă un indicator sintetic ce reprezintă media pătratică a abaterilor valorilor individuale ale unui parametru față de media întregului șir (Țarcă, 1998).

Determinarea gradului de împrăștiere necesită, în primul rând, calcularea nivelului mediu central (media aritmetică, ) față de care sunt distribuite valorile șirului unei variabile X.

Deviația standard derivă dintr-un indicator sintetic al variației ce are mai mult o semnificație de calcul, acesta reprezentând media aritmetică a pătratelor abaterilor valorilor dintr-un șir față de media aritmetică a șirului (Țarcă, 1998). Datorită faptului că abaterile la puterea întâi au semne diferite și prin însumare se anulează, este necesar ca acestea să se ridice la pătrat înainte de însumare (Țarcă, 1998). Dispersia se calculează pe baza următoarei formule:

σ²=

Deviația standard se calculeaza utilizând următoarea formulă:

σ==

Deviația standard poate fi utilizata pentru verificarea normalității distribuției unui șir de valori, urmărindu-se gradul de abatere, exprimat în procente, al valorilor față de media șirului, pe baza unor „puncte de reper” stabilite în funcție de abaterea standard.

Dacă de regulă valorile extreme se exclud, nefiind considerate reprezentative, în analiza riscurilor climatice extremele sunt cele care interesează în mod special. Cantitățile foarte mari de precipitații sunt plasate din punct de vedere statistic în afara intervalului ±2σ, ajungând câteodată chiar în afara intervalului±3σ.

Metoda este utilizată în diverse aplicații climatologice. Giorgi (2002) folosește deviația standard în analiza tendințelor climatice, iar Dumitrașcu ș.a. (2002) au publicat aplicații ale metodei deviației standard în analiza riscurilor climatice.

Kutiel și Paz (1998) atribuie lunilor calificative de la extraordinar de secetos la extraordinar de ploios (Tabel 4), în funcție de rezultatul obținut după aplicarea formulei:

z=

Tabel 4. Calificative pluviometrice atribuite lunilor pe baza raportului dintre abaterea fiecărei luni față de media multianuală și deviația standard (Kutiel și Paz, 1998).

Aceeași formulă este utilizată de Maheras ș.a. (1999), Păltineanu ș.a. (2000), Dumitrașcu ș.a. (2002) sub numele de anomalie standardizată de precipitații, dar cele șapte clase au praguri diferite, după cum urmează: <-2.0…; -2.0…-1.3; -1.3…-0.6; -0.6…0.7; 0.7…1.4; 1.4…2.1; >2.1.

Metoda percentilelor.

Pentru analiza tendinței de evoluție a extremelor climatice, Easterlin ș.a.(2000) utilizează metoda percentilelor, urmărind evoluția percentilei 90. Această metodă se bazează pe ordonarea crescătoare a celor n valori dintr-un șir, într-un număr de k părți egale (n/k) (Țarcă, 1998). Stabilirea numărului de clase se poate realiza având la bază orice alt criteriu convenabil scopului propus.

Precipitații maxime căzute în 24 de ore, într-o lună.

RRij reprezintă cantitatea de precipitații căzute în ziua i, în perioada j. Valoarea maximă a precipitațiilor dintr-o zi, pentru perioada j, se calculează astfel:

Rx1dayj = max (RRij)

Maximele lunare a 5 zile de precipitații consecutive.

RRkj reprezintă cantitatea de precipitații căzute într-un interval de 5 zile consecutive, care se termină în ziua k, pentru perioada j. Valorile pentru maximele din perioada j, se calculează astfel:

Rx5dayj = max (RRkj)

Indicele simplu pentru intensitatea precipitațiilor.

RRwj reprezintă cantitatea zilnică de precipitații în zilele umede – w (RR≥1mm), pentru perioada j. Dacă w reprezintă numărul de zile umede în perioada j, atunci:

SDIIj=

Zilele cu precipitații de peste 10 mm, dintr-un an.

RRij reprezintă cantitatea de precipitații căzute în ziua i, în perioada j. Astfel, zilele cu precipitații de peste 10 mm, se numără după cum urmează:

RRij ≥ 10mm

Zilele cu precipitații de peste 20 mm, dintr-un an.

RRij reprezintă cantitatea de precipitații căzute în ziua i, în perioada j. Astfel, zilele cu precipitații de peste 20 mm, se numără după cum urmează:

RRij ≥ 20mm

Numărul maxim de zile secetoase consecutive, sub 1 mm.

RRij reprezintă cantitatea de precipitații căzute în ziua i, în perioada j. Astfel, numărul zilelor consecutive cu precipitații de sub 1 mm, se numără după cum urmează:

RRij < 1mm

Numărul maxim de zile umede consecutive, de peste 1 mm.

RRij reprezintă cantitatea de precipitații căzute în ziua i, în perioada j. Astfel, numărul zilelor consecutive cu precipitații de peste 1 mm, se numără după cum urmează:

RRij ≥ 1mm

Precipitațiile anuale totale, atunci când RR>95.

Rwj reprezintă cantitatea zilnică de zile umede – w (RR≥1 mm), în perioada j, iar RRwn95 reprezintă percentila 95 a precipitațiilor din zilele umede. Dacă w reprezintă numărul de zile umede dintr-o anumită perioadă, atunci:

R95pj= , unde: RRwj>RRwn95

Precipitațiile anuale totale, atunci când RR>99.

Rwj reprezintă cantitatea zilnică de zile umede – w (RR≥1 mm), în perioada j, iar RRwn99 reprezintă percentila 99 a precipitațiilor din zilele umede. Dacă w reprezintă numărul de zile umede dintr-o anumită perioadă, atunci:

R99pj= , unde: RRwj>RRwn99

Precipitațiile anuale totale, din zilele umede.

reprezintă cantitatea de precipitații căzute în ziua i, în perioada j. Daca i reprezintă numărul de zile din perioada j, atunci:

PRCPTOTj=

3.3 Date utilizate

Pentru a crea harta ce arată poziția Dobrogei în cadrul României, am folosit date oferite de „Natural Earth Data”, după care au fost prelucrate în software-ul QGIS.

Pentru celelalte hărți am folosit date de tip „Shuttle Radar Topography Mission” oferite de www.geo-spatial.org, mozaicate în 27 de bucăți și prelucrate în software-ul QGIS. De asemenea, pentru aceleași hărți, am folosit date de tip „shape” pentru râuri, granițe, lacuri, orașe etc.

Pentru subcapitolele „Analiza precipitațiilor la stațiile Constanța, Tulcea și Sulina” și „Comparație între stațiile Constanța, Tulcea și Sulina” am folosit date pluviometrice zilnice pentru cele trei stații din Dobrogea (Constanța, Tulcea și Sulina), preluate de pe site-ul „European Climate Assessment & Dataset”, pentru perioada cuprinsă între anii 1961 și 2009. Aceste date le-am prelucrat în software-ul Microsoft Excel, pentru a obține obține date de precipitații lunare și anuale, urmărind maximele și minimele zilnice, lunare, anotimpuale, sezoniere, anuale; și numărând zilele cu precipitații mai mici sau mai mari decât 10 mm, mai mari decât 20 mm sau chiar 50 mm. De asemenea, am calculat și frecvența zilelor cu precipitații mai mici de 10 mm, între 10 și 20 mm, între 20 și 30 mm, între 30 și 50 mm și peste 50 mm, la nivel lunar și multianual.

Graficele au fost realizate, de asemenea, folosind software-ul Microsoft Excel, în baza datelor obținute.

Pentru definiții, metodologie și caracterizarea fizico-geografică am folosit literatura de specialitate, redată în Bibliografie.

Capitolul IV

Evenimente pluviometrice extreme în Dobrogea

4.1 Variabilitatea interanuală a cantităților anuale de precipitații la stațiile Constanța, Tulcea și Sulina

Din punct de vedere anual, la Constanța se poate observa o maximă a cantităților de precipitații în anul 2004 (674.6 mm), iar la polul opus, o minimă de 227 mm, înregistrată în anul 1983 (figura 4). Având în vedere faptul că suma de precipitații anuale, este cuprinsă, de regulă, între 350-450 mm, se poate observa din figura 4, că în intervalul 1961-2009, la stația din Constanța s-au înregistrat în 15 ani (2004 – 674.6 mm, 2005 – 649.9 mm, 1997 – 641.2 mm, 1995 – 604.3 mm, 1966 – 586.2, 1969 – 548.6 mm, 1981 – 532.4 mm, 1999 – 531.1, 1977 – 496.6 mm, 2007 – 493.7 mm, 1998 – 488.8, 1972 – 483.3 mm, 1987 – 469.3 mm, 2009 – 461.7 mm, 2006 – 458.4 mm) precipitații peste media normală de 450 mm, iar în 11 ani (1983 – 227 mm, 1990 – 246.6 mm, 1992 – 253.8 mm, 1976 – 285 mm, 1968 – 288.4 mm, 2000 – 292.5 mm, 1961 – 299.2 mm, 1982 – 301.9 mm, 1989 – 305.3 mm, 1986 – 308.8 mm, 1994 – 324.1 mm) s-au înregistrat precipitații sub media normală de 350 mm.

La Tulcea, s-a înregistrat o maximă de 732 mm, în anul 1997, fiind cu aproape 300 mm mai mult față de media pluviometrică a zonei. Minima pluviometrică s-a înregistrat în anul 1983, ca și la stația din Constanța, având valoarea de 273.7 mm. În total, la Tulcea, în perioada 1961-2009, s-au înregistrat, în 15 ani, valori peste 500 mm, după cum urmează: 1997 – 732 mm, 1966 – 666.4 mm, 2005 – 651.9 mm, 1999 – 640.9 mm, 1988 – 627.7, 1980 – 625.2 mm, 2004 – 619 mm, 1969 – 567.3 mm, 1998 – 527.2 mm, 1965 – 524.9 mm, 1996 – 522.5 mm, 1962 – 508.5 mm, 2007 – 508.3 mm, 1972 – 501.9 mm, 1963 – 501.7 mm. Ani cu precipitații sub 350 mm au fost doar 5: 1983 – 273.7 mm, 1982 – 285.9 mm, 1994 – 298.1 mm, 1967 – 328.3 mm, 1973 – 342 mm.

În cazul stației Sulina, s-a înregistrat o maximă de 486.9 mm, în anul 1966, și o minimă de 109.5 mm, înregistrată în anul 2003. În total, la Sulina, anii care au reușit să depășească 350 mm au fost puțini: 1966 – 486.9 mm, 1972 – 406 mm, 1995 – 373.2 mm, 1979 – 353.5 mm; majoritatea precipitațiilor anuale fiind cuprinse în intervalul 200-350 mm, mai exact în 35 de ani, din intervalul 1961-2009. Precipitații sub 200 mm s-au înregistrat în 10 ani: 2003 – 109.5 mm, 2001 – 135 mm, 2000 – 137.8 mm, 2008 – 165.3 mm, 1993 – 165.7 mm, 2007 – 169.9 mm, 1983 – 169.9 mm, 1994 – 178 mm, 1990 – 181.8 mm, 1998 – 197 mm).

Din figura 4, putem observa că stațiile Constanța și Tulcea prezintă o tendință de creștere a precipitațiilor anuale, pe când Sulina prezintă o tendință de scădere a precipitațiilor. De asemenea, putem observa că Sulina este stația cu cele mai mici valori ale precipitațiilor anuale, iar Tulcea este stația cu cele mai mari cantități de precipitații anuale.

Fig. 4. Variabilitatea interanuală a cantităților anuale de precipitații la stațiile Constanța, Tulcea și Sulina, din perioada 1961-2009.

Se poate remarca și faptul că toate stațiile au avut aproximativ aceiași ani în care s-au înregistrat maxime pluviometrice, Constanța și Tulcea având mai mulți ani în comun, decât Sulina cu acestea. Acest fapt demonstrează că deși fac parte din aceeași regiune, pot avea perioade ploioase și secetoase diferite. De exemplu, anul 2007 a reprezentat pentru Sulina un an secetos, pe când la Constanța și Tulcea a fost unul dintre cei mai ploioși ani.

În cazul anilor în care s-au înregistrat cantități mici de precipitații putem observa, de asemenea că Tulcea și Constanța au mai mulți ani secetoși în comun, decât au cu stația Sulina. Sulina s-a aflat într-o perioadă mai lungă fără precipitații în intervalele 1993-1994, 1999-2003, 2007-2008. Tulcea, pe de altă parte, s-a aflat într-o situație asemnătoare în intervalul 1982-1983. De asemnea, și Constanța s-a aflat în aceeași situație precum Tulcea, în același interval.

Aceste diferențe sunt influențate în mare parte de așezarea geografică a stațiilor. Datorită influențelor maritime, dar și dunărene, putem oberva că în cadrul Dobrogei cele mai mari cantități de precipitații s-au înregistrat în Tulcea, iar cele mai puține la Sulina.

Sulina este stația cu cele mai mici cantități ale precipitațiilor, datorită așezării în extremitatea estică a Dobrogei, dar și datorită faptului că este poziționată în vecinătatea Mării Negre și a Dunării, la altitudini foarte joase.

Tulcea, în schimb, este stația cu cele mai mari cantități de precipitații datorită așezării mai înspre interiorul Dobrogei de Nord, dar și datorită faptului că se află la o altitudine mai mare decât Sulina.

Pentru a scoate în evidență anul în care s-a înregistrat maximul pluviometric al fiecărei stații, am prezentat în figura 5, fiecare stație cu anul în care s-a înregistrat maximul pluviometric, comparativ cu suma anuală a celorlalte două stații din același an.

Fig. 5. Comparație între precipitațiile maxime multianuale, la Constanța, Tulcea și Sulina.

Astfel, la Constanța, maxima pluviometrică multianuală s-a înregistrat în anul 2004, având cantitatea de 674.6 mm. În același an, la Tulcea s-a înregistrat o maximă de 619 mm, iar la Sulina, o maximă de 240 mm.

La Tulcea, cantitatea maximă a precipitațiilor s-a înregistrat în anul 1997, cu cantitatea de 732 mm, fiind cea mai mare cantitatea de precipitații căzute într-un an, dintre cele 3 stații, pentru perioada 1961-2009. Constanța, în același an, a înregistrat 641 mm, iar Sulina, doar 324 mm.

Maxima precipitațiilor pentru intervalul 1961-2009, s-a înregistrat, la Sulina, în anul 1966. Aceasta a avut valoarea de 486.9 mm, în timp ce la Constanța, în același an, s-au înregistrat 586 mm, iar la Tulcea, 666 mm. Astfel, la Sulina s-a înregistrat o cantitate maximă mult mai mică decât la celelalte două stații analizate.

Pentru a scoate în evidență anul în care s-a înregistrat minimul pluviometric al fiecărei stații, am prezentat în figura 6, fiecare stație cu anul în care s-a înregistrat minimul pluviometric, comparativ cu suma anuală a celorlalte două stații din același an.

Astfel, observăm că în anul 1983, s-au înregistrat minimele absolute multianuale la stațiile Constanța și Tulcea, prezentând 227 mm la Constanța și 273.7 mm la Tulcea. Totuși, în același an, Sulina a înregistrat o cantitate mai mică de precipitații decât celelalte două stații, aceasta fiind de 170 mm, după cum se poate observa și în figura 6.

Fig. 6. Comparație între precipitațiile minime multianuale, la Constanța, Tulcea și Sulina.

Minima absolută a stației Sulina, s-a înregistrat în anul 2003, fiind astfel și cea mai mică cantitate anuală de precipitații căzute, dintre cele trei stații analizate, pentru perioada 1961-2009. Aceasta a prezentat cantitatea de 109.5 mm, în timp ce Tulcea a prezentat un minim de 398 mm, iar Constanța, un minim de 350 mm.

4.2 Variabilitatea sezonieră multianuală a cantităților de precipitații la stațiile Constanța, Tulcea și Sulina

În ceea ce privește variația sezonieră a precipitațiilor, se remarcă din figura 7, că cele mai mari valori ale precipitațiilor au avut loc în sezonul cald. La stația Tulcea, se observă o amplitudine destul de mare între mediile celor două sezoane. La Constanța și Sulina, amplitudinile dintre mediile celor două sezoane sunt destul de mici, la Constanța prezentându-se o amplitudine de doar 2 mm, iar la Sulina, o amplitudine de 7 mm.

La Constanța, în cele mai multe cazuri, în sezonul rece s-au înregistrat mai mulți ani cu valori de peste 300 mm, chiar dacă maxima în acest sens, s-a înregistrat în sezonul cald, al anului 2004 (484.9 mm), maxima sezonului rece fiind de 440.8, înregistrată în anul 2005.

Fig. 7. Variabilitatea sezonieră multianuală a cantităților de precipitații la stațiile Constanța, Tulcea și Sulina, din perioada 1961-2009.

În Tulcea cea mai mare valoare a precipitațiilor s-a înregistrat în sezonul cald, cu un maxim de 545.5 mm, în anul 1997, spre deosebire de sezonul rece, în care maximul înregistrat a fost de 430.5 mm, în anul 1966. De asemenea, minima pluviometrică s-a înregistrat tot în sezonul rece al anului 1994, prezentând o valoare de doar 61 mm. Minima pluviometrică a sezonului cald a fost de 96.6 mm, înregistrată în anul 2000. Tot aici, în sezonul cald s-au înregistrat peste 30 de ani cu precipitații peste 200 mm și 11 ani cu precipitații de peste 300 mm, spre deosebire de sezonul rece în care s-au înregistrat doar 25 de ani cu precipitații peste 200 mm și 7 ani cu precipitații peste 300 mm.

La Sulina, maxima pluviometrică s-a înregistrat în sezonul rece al anului 1966, prezentând o valoare de 292.1 mm. Maxima sezonului cald s-a înregistrat în anul 1972, cu valoarea de 246.4 mm. În ceea ce privește minima, aceasta s-a înregistrat în sezonul cald al anului 2003, cu valoarea de 27.7 mm. Minima pluviometrică a sezonului rece s-a înregistrat în anului 1994, cu valoarea de 40 mm.

De-a lungul anilor, la Sulina, s-au înregistrat doar 4 ani cu precipitații peste 200 mm, atât în sezonul cald (1972, 1978, 1991, 1997), cât și în sezonul rece (1966, 1971, 1968, 1995).

În tabelul 5, am prezentat amplitudinile dintre sezonul rece și sezonul cald cu valori de peste 150 mm pentru stațiile Constanța și Tulcea, și de peste 100 mm pentru stația Sulina.

Tabel 5. Amplitudinile dintre sezonul rece și sezonul cald, la cele trei stații: Constanța, Tulcea, Sulina.

Din tabelul 5 se poate remarca că la Constanța și la Tulcea, cea mai mare amplitudine pluviometrică s-a înregistrat în anul 1997, când sezonul rece a înregistrat, la ambele, valori mai mici ale precipitațiilor decât sezonul cald. La Sulina, cea mai mare amplitudine s-a remarcat în anul 1978, când, asemenea celorlalte două stații, sezonul cald a înregistrat valori mai mari ale precipitațiilor decât sezonul rece.

4.3 Variabilitatea anotimpuală multianuală a cantităților de precipitații la stațiile Constanța, Tulcea și Sulina

În ceea ce privește variabilitatea anotimpuală multianuală a precipitațiilor, putem observa din figura 8, că cele mai mari cantități de precipitații cad vara și toamna. Tulcea și Sulina ating cele mai mari cantități de precipitații vara, iar Constanța atinge cele mai mari valori ale precipitațiilor toamna. Privind la anotimpurile în care se înregistrează cele mai mici cantități de precipitații, putem observa că Tulcea și Constanța înregistrează cele mai mici cantități de precipitații iarna, iar Sulina, primăvara.

Precipitațiile sunt mai puține iarna deoarece conținutul de vapori al maselor de aer rece nu este destul de mare; iar vara cantitățile sunt mai mari deoarece umiditatea absolută este ridicată și convecția termică duce la dezvoltarea norilor și la intensificarea precipitațiilor.

La stația Constanța, s-a înregistrat maxima de 356.5 mm în vara anului 2004, urmată de iarna anului 1969, cu 309.9 mm, și toamna anului 2005, cu 308.1 mm. Minimele pluviometrice anotimpuale au avut loc, în mare parte primăvara, nereușind să depășească o maximă de 227.5 mm, în anul 1997. Minimele absolute s-au înregistrat în vara anului 1962 (11 mm), toamna anului 1969 (15.7 mm) și primăvara anului 1968 (19.7 mm).

Fig. 8. Variabilitatea anotimpuală multianuală a cantităților de precipitații la stațiile Constanța, Tulcea și Sulina, în intervalul 1961-2009.

La Tulcea, maxima pluviometrică a avut loc în vara anului 1997, cu valoarea de 392.3 mm, depășind astfel unele dintre mediile anuale. Această maximă este urmată de cea din vara anului 1999, care a atins valoarea de 321.7 mm. Următoarele maxime pluviometrice anotimpuale, au fost înregistrate toamna (287.2 mm – 1998), iarna (275 mm – 1966), urmate, într-un final, de anotimpul de primăvară. Minima absolută anotimpuală a fost atinsă în iarna anului 1975, prezentând valoarea de 17 mm; urmată de toamna anului 1994, cu 20.4 mm.

La Sulina, maxima pluviometrică s-a înregistrat în vara anului 1972, având valoarea de 205.1 mm. Ca și maxime pluviometrice anotimpuale, acestea au fost: 159.5 mm pentru iarna anului 1966, 150.3 mm pentru toamna anului 1995 și 112.3 mm pentru primăvara anului 1978. Minima pluviometrică absolută a fost atinsă în primăvara anului 2003, cu valoarea de 5.7 mm, urmată de iarna anului 2002, cu 13.2 mm; toamna anului 1983, cu 17.8 mm; vara anului 1962, cu 18.1 mm.

4.4 Variabilitatea lunară multianuală a cantităților de precipitații la stațiile Constanța, Tulcea și Sulina

În privința variabilității lunare multianuale a cantităților de precipitații, putem observa, din figurile 9 și 10, că cele mai mici medii pluviometrice lunare se înregistrează la stația Sulina, urmată apoi de Constanța, Tulcea fiind stația cu cele mai mari cantități de precipitații medii lunare.

Fig. 9. Variabilitatea lunară multianuală a cantităților de precipitații la stațiile Constanța, Tulcea și Sulina.

Pentru fiecare stație, cele mai mari cantități de precipitații s-au înregistrat în luni diferite. Astfel, la Constanța, luna cu cea mai mare medie pluviometrică este noiembrie, prezentând o medie de 44 mm. Pentru Tulcea, luna cu cea mai mare cantitate de precipitații este luna iunie, care prezintă o medie de 53 mm. La Sulina, luna cu cea mai mare cantitate de precipitații este luna septembrie, aceasta prezentând o medie de 28 mm.

Cele mai mici cantități ale precipitațiilor, s-au înregistrat, de asemenea, în luni diferite. La Constanța, luna cu cea mai mică cantitate de precipitații este luna februarie, având o medie de 27 mm. La Tulcea, luna cu cea mai mică cantitate de precipitații este octombrie, având o medie de 29 mm. Sulina are ca lună cu cea mai mică cantitate de precipitații, luna martie, ce înregistrează 16 mm.Fig. 10. Mediile lunare pentru fiecare stație.

Totuși, toate cele trei stații, au în comun, aceleași cinci luni cu cele mai mici cantități de precipitații, doar că în ordine diferită. Astfel, la Constanța lunile sunt ordonate după cum urmează: februarie, ianuarie, martie, aprilie și octombrie; la Tulcea: octombrie, februarie, ianuarie, martie, aprilie; la Sulina: martie, octombrie, aprilie, ianuarie, februarie. Se poate observa că acest șir include sfârșitul iernii și începutul primăverii, la care se adaugă luna octombrie. Pentru lunile cu cele mai mari cantități de precipitații, ordinea diferă ceva mai mult. De exemplu, luna noiembrie, este luna cu cea mai mare medie a precipitațiilor, la Constanța, pentru Tulcea și Sulina, prezintă cantități relativ mai mici față de celelalte luni care au înregistrat cantități mai mari de precipitații.

Cu mediile lunilor noiembrie, august și octombrie, Constanța reușește să depășească mediile acelorlași luni din cadrul stației Tulcea. Diferențele între lunile august și octombrie, din punct de vedere al cantității medii de precipitații, a celor două stații nu sunt foarte mari. Singura diferență mai mare este între cantitățile medii de precipitații ale lunii noiembrie, la Constanța înregistrând 44 mm, iar la Tulcea, 39 mm.

La Constanța, cea mai mare cantitate de precipitații s-a înregistrat în luna august a anului 2004, prezentând valoarea de 259.2 mm (fig. 11). Aceasta a fost urmată de valori sub 200 mm: 188.5 mm (decembrie 1969), 154.8 mm (ianuarie 1966) ș.a., fiind în total, peste 20 de luni, în perioada 1961-2009, cu valori ale precipitațiilor lunare de peste 100 mm.

La polul opus, cele mai mici valori ale precipitațiilor lunare (fig. 12), s-au înregistrat în martie 1990 (0.1 mm), august 2003 (0.2 mm), februarie 2008 (0.5 mm), septembrie 1965 (0.6 mm), martie 1983 și noiembrie 1986 (0.7 mm). În mai mult de 90 de luni, din perioada studiată, s-au înregistrat precipitații lunare sub 10 mm; peste 450 de luni au înregistrat precipitații lunare sub 50 mm, iar în mai puțin 140 de luni, s-au înregistrat precipitații lunare de peste 50 mm.

Fig. 11. Maximele lunare la stațiile Tulcea, Sulina și Constanța.

La Tulcea, maximul lunar pluviometric s-a înregistrat în luna iulie a anului 1997 și a avut valoarea de 191.1 mm, urmat de august 1999 (168.6 mm), iunie 1980 (160.9 mm), ianuarie 1966 (158.1 mm) (fig. 11). În total, înregistrându-se, în 27 de ani din perioada 1961-2009, valori ale precipitațiilor lunare de peste 100 mm.

Minimul pluviometric, în schimb, s-a înregistrat în lunile decembrie și septembrie ale anului 1975, atingând valoarea de 0.7 mm, urmat de noiembrie 1963 și septembrie 1973, care au înregistrat 0.8 mm, februarie 1975, cu 1 mm etc. (fig. 12). În mai mult de 90 de luni, din intervalul 1961-2009, s-au înregistrat precipitații lunare sub 10 mm, iar în peste 400 de luni, s-au înregistrat precipitații sub 50 mm. Totuși, în peste 150 de luni, precipitațiile lunare au înregistrat valori de peste 50 mm.

Fig. 12. Minimele lunare la stațiile Tulcea, Sulina și Constanța.

La Sulina, maximul pluviometric lunar de 129 mm s-a înregistrat în luna august a anului 1972. Aceasta este urmat de: septembrie 1971 (126.3 mm), decembrie 2009 (113.6 mm) și august 2006 (105 mm) (fig. 11); aceste cantități de precipitații lunare fiind singurele care reușesc să depășească valoarea de 100 mm.

În ceea ce privește minimul pluviometric lunar, am constatat că în 7 luni, din intervalul 1961-2009, a fost 0 mm (iulie – 1962, 1995; august – 1975, 1986, 1989, 2001; noiembrie – 2008), urmat de valori precum 0.1 mm (septembrie – 1975), 0.3 mm (septembrie – 1982, martie – 1990), 0.4 (mai – 2007), 0.6 (iulie – 1989, septembrie – 1961, august – 1993) și 0.7 (mai – 1968), restul depășind 1 mm (fig. 12).

În intervalul studiat, s-au remarcat 186 de luni în care precipitațiile au înregistrat sub 10 mm, 534 luni în care s-au înregistrat precipitații sub 50 mm, și doar 53 de luni în care s-au înregistrat peste 50 mm.

În concluzie, Constanța a înregistrat cea mai mare cantiate de precipitații căzute într-o lună (august 2004), urmată de Tulcea și apoi de Sulina. Dintre cele trei stații, Tulcea este stația cu cele mai mari cantități medii multianuale ale precipitațiilor lunare, urmată de Constanța, apoi de Sulina, care de-a lungul timpului a prezentat mai multe luni fără precipitații.

4.5 Determinarea probabilităților de depășire a precipitațiilor zilnice pe intervale specifice în baza analizei multianuale și lunare

Pentru determinarea probabilităților de depășire a precipitațiilor zilnice, am folosit cinci intervale specifice.

În tabelele 6, 7 și 8 sunt prezentate procentajele precipitațiilor zilnice, la nivelul multianual pentru Constanța, Tulcea și Sulina.

Și în cadrul frecvențelor multianuale, putem observa că peste 95% din zile prezintă precipitații sub 10 mm.

În cazul precipitațiilor zilnice multianuale, Sulina prezintă frecvențe de peste 99% (1983, 1993, 1994, 1999, 2000, 2003, 2007) pentru precipitațiile mai mici de 10 mm.

Pentru precipitațiile de peste 50 mm, cea mai mare frecvență este de 0.27% pentru toate stațiile.

Pentru precipitațiile cuprinse între 10 și 20 mm, frecvența zilelor depășește în anumiți ani valoarea de 3% la Constanța (1966, 1977, 1978, 1988, 1993, 1995, 2004, 2005, 2006, 2007, 2009) și Tulcea (1961, 1963, 1965, 1966, 1973, 1975, 1977, 1978, 1980, 1985, 1988, 1991, 1992, 1997, 2005), ajungând și la 4.11% în Tulcea, în anul 1961.

Precipitațiile curpinse între 20 și 30 mm și între 30 și 50 mm prezintă o frecvență foarte redusă, de cele mai multe ori, sub 1%.

În tabelele 9, 10 și 11 sunt prezentate procentajele precipitațiilor zilnice, la nivelul lunar pentru Constanța, Tulcea și Sulina.

Tabel. 9. Frecvența precipitațiilor zilnice în funcție de intervalele specifice, Constanța.

Tabel. 10. Frecvența precipitațiilor zilnice în funcție de intervalele specifice, Tulcea.

Tabel. 11. Frecvența precipitațiilor zilnice în funcție de intervalele specifice, Sulina.

Se poate observa din tabelele 9, 10 și 11 că peste 95% din precipitațiile zilnice lunare sunt mai mici de 10 mm, iar cele cuprinse între 30 și 50 mm și cele de peste 50 mm, sunt aproape inexistente. O frecvență mai mare a precipitațiilor de peste 50 mm se remarcă în tabelul 7, de 0.33% pentru luna iulie, la Tulcea. La Constanța, cea mai mare frecvență pentru precipitații de peste 50 mm, se remarcă în lunile august și septembrie, de 0.2%.

Frecvență mare se observă și pentru precipitațiile cuprinse între 10 și 20 mm, în lunile noiembrie (3.06%) și decembrie (3.03 %), la Constanța, lunile iunie (3.95%) și noiembrie (3.27%), la Tulcea, în luna august (2.04%), la Sulina.

Sulina se deosebește de celelalte două stații prin faptul că în lunile martie și aprilie prezintă peste 99% din zile cu precipitații sub 10 mm.

De-a lungul anilor, din intervalul 1961-2009, fiecare dintre cele trei stații studiat a atins o maximă zilnică pluviometrică. Astfel, cea mai mare cantitate de precipitații căzută în 24 de ore s-a înregistrat la Constanța, pe data de 28 august 2004, prezentând o valoare de 201 mm, ce a atins valoarea de 8 mm/m²/min, în intervalul 16:27-16:28 și chiar peste 60 mm/m² între 15:30 și 17:00 (Torică V. ș.a., 2007). Acesta a fost un fenomen unic în istoria acestei stații meteorologice.

La Tulcea, maxima pluviometrică a precipitațiilor căzute în 24 de ore, s-a înregistrat pe data de 27 iulie 1997 și a avut valoarea de 134.5 mm.

Ca și număr de zile cu precipitații mai mari de 20 mm, la Constanța s-au remarcat peste 150 de zile, în intervalul 1961-2009; la Tulcea s-au remarcat peste 200 zile; iar la Sulina doar 75 de zile. În ceea ce privește zilele în care nu au căzut deloc precipitații, la Constanța s-au înregistrat peste 1300 de zile, la Tulcea peste 12000 de zile, iar la Sulina peste 13500 de zile.

În concluzie, cea mai ploioasă zi, din intervalul 1961-2009, s-a înregistrat la Constanța. Cele mai multe zile cu precipitații de peste 20 mm, s-au înregistrat la Tulcea, iar cele mai multe zile fără precipitații s-au înregistrat la Sulina.

4.6 Caracterizarea perioadelor ploioase și secetoase

Pentru a determina perioadele ploioase și secetoase din Dobrogea, Z. Prefac ș.a. (2013), au calculat Indicele Standardizat de Precipitații folosind date lunare și anuale, pentru intervalul 1961-2000, de la 42 de stații și posturi pluviometrice, care pot fi observate în figura 13.

Fig. 13. Pozitia celor 42 de stații în cadrul Dobrogei (Z. Prefac ș.a., 2013)

Conform Z. Prefac ș.a. (2013), s-a constatat că perioadele extrem de ploioase, ce prezintă un ISP > 2, au cea mai mică frecvență. Acestea au o frecvență mai mare în nordul Dobrogei, excepție făcând Delta Dunării, datorită faptului că este cea mai aridă regiune a Dobrogei. Perioadele foarte ploioase și ploioase prezintă frecvențe mai mari, în special perioadele umede, variind de-a lungul Dobrogei. Aceste variații pot fi observate în figura 14.

Perioadele cu un regim normal de precipitații au avut cea mai mare frecvență, petrecându-se în majoritatea anilor din intervalul 1961-2000.

Fig. 14. Distribuția spațială a claselor ISP-ului (%) pentru intervalul de 12 luni, în Dobrogea. (Z. Prefac ș.a., 2013)

Conform figurii 14, se poate observa că în cazul perioadelor ploioase, acestea au avut cea mai mare frecvență, având valori mari în majoritatea zonelor din Dobrogea, în special în centru și în partea vestică.

În cazul perioadelor foarte ploioase, acestea au avut cea mai mare frecvență în vest și sud-vest, iar cele mai mici valori, în sud-est, pe litoral și în extremitatea nord-vestică.

În ceea ce privește perioadele extrem de ploioase, acestea au prezentat cele mai mari frecvențe în extremitatea nord-vestică și extremitatea sud-estică, dar mai ales în zona Complexului Lagunar Razim, iar cele mai mici frecvențe au putut fi observate în Delta Dunării și în centrul Dobrogei.

În ceea ce privește perioadele secetoase, ce prezintă un ISP negativ, s-a constatat că perioadele extrem de secetoase au avut cea mai mică frecvență, urmate de perioadele foarte secetoase, apoi de cele secetoase. Datorită deficitului de apă din aceste perioade, în unele zone ale Dobrogei, cerințele de apă industrială și menajeră nu au fost îndeplinite. De asemenea, și aceste perioade secetoase au variat de-a lungul Dobrogei, variația lor putând fi observată în figura 15.

Fig. 15. Distribuția spațială a claselor ISP-ului (%) pentru intervalul de 12 luni din Dobrogea. (Z. Prefac ș.a., 2013)

Conform figurii 15, se poate observa că în ceea ce privește perioadele secetoase, acestea au o frecvență relativ egală pe toată suprafața Dobrogei, excepție făcând zona Complexului Lagunar Razim, care prezintă cea mai slabă frecvență.

Legat de perioadele foarte secetoase, se poate observa că acestea au cea mai mare frecvență în extremitatea nord-vestică a Dobrogei și în anumite zone din sudul și nordul Dobrogei.

În cazul perioadelor extrem de secetoase, se remarcă o frecvență ridicată în Delta Dunării și în anumite zone din centrul Dobrogei; la capătul opus, cea mai mică frecvență se remarcă în partea de nord-vest și sud-vest a Dobrogei.

În ceea ce privește distribuția anuală a perioadelor ploioase și secetoase, se poate observa din figurile 16 și 17, că anul 1974 a fost cel mai secetos, urmat de perioada 1990-1994, perioada 1983, 1985-1987 și anii 1976 și 1968. La capătul opus, cel mai ploios an a fost 1970, urmat de 1973 și perioadele 1966-1967, 1997-1998.

Fig. 16. Dinamica mediilor anuale pe durata a 10 ani a ISP-ului, pentru perioadele extrem de ploioase, foarte ploioase și ploioase, pentru toate zonele studiate din Dobrogea, în perioada 1961-2000. (Z. Prefac ș.a., 2013)

Fig. 17. Dinamica mediilor anuale pe durata a 10 ani a ISP-ului, pentru perioadele extrem de secetoase, foarte secetoase și secetoase, pentru toate zonele studiate din Dobrogea, în perioada 1961-2000. (Z. Prefac ș.a., 2013)

Astfel, s-a remarcat o tendință de creștere a perioadelor umede la sfârșitul anilor 1990. Acestă tendință generală de creștere a secetelor ar putea fi atribuită încălzirii globale. (Z. Prefac ș.a., 2013)

Concluzii

Dobrogea prezintă un climat temperat-continental cu un caracter semiarid. Poziția geografică a Dobrogei în sud-estul țării, între Dunăre și Marea Neagră, dar și relieful jos, prezintă o importanță deosebită în ceea ce privește caracteristicile climatice. Marea Neagră acționează ca un „baraj termic” care duce la apariția fenomenelor de secetă și uscăciune. Elementele climatice variază fie dinspre uscat spre mare, sau invers, fie de la altitudinile mai mari spre cele mai mici, sau invers.

Dobrogea reprezintă cea mai caldă zona a țării, prezentând o temperatură medie anuală de 11°C. Totodată, aceasta reprezintă și zona cu cele mai mici cantități de precipitații a țării, precipitațiile medii anuale fiind de 350-450 mm.

În această regiune, vântul atinge cele mai mari viteze pe litoral. Cele mai specifice vânturi sunt brizele marine.

În ceea ce privește precipitațiile, în Dobrogea sunt specifice fie perioadele secetoase, fie perioadele cu precipitații zilnice abundente, care într-o zi pot depăși jumătate din cantitatea anuală de precipitații.

Astfel, seceta reprezintă unul dintre cele mai complexe și mai puțin întelese hazarde naturale, fiind caracterizată printr-o perioadă de peste două săptămâni, în care nu s-au înregistrat deloc precipitații. Aceasta poate dura de la două săptămâni, la o lună, un anotimp, sau chiar mai mult.

Precipitațiile sunt rezultate din picăturile care formează norii. Acestea sunt mai frecvente, în cadrul Dobrogei, la sfârșitul primăverii și începutul verii. Cele mai mici cantități de precipitații se înregistrează la sfârșitul iernii și începutul primăverii.

În perioada caldă a anului, cele mai specifice sunt precipitațiile torențiale, acestea reușind adesea să depășească 20-25 mm în 24 de ore.

Atât seceta, cât și ploile torențiale reprezintă hazarde climatice în cadrul Dobrogei, în special din punct de vedere agricol.

Pentru determinarea perioadelor secetoase sau ploioase, se pot utiliza diferiți indici sau metode de calcul. Unul dintre cei mai utilizați indici, fiind Indicele Standardizat de Precipitații. Acesta a fost utilizat pentru caracterizarea perioadelor ploioase și secetoase din Dobrogea.

Dintre toți anii studiați, în perioada 1961-2000, 1974 a fost cel mai secetos, urmat de perioada 1990-1994, 1983, perioada 1985-1987, 1976 și 1968. La capătul opus, anii care nu au prezentat perioade secetoase, au fost rezentați de o parte din anii decadei 1961-1970. Cel mai ploios an a fost 1970, urmat de 1973, și perioadele 1966-1967 și 1997-1998.

Pentru stațiile Constanța, Tulcea și Sulina (1961-2009), am constatat următoarele:

La Constanța, cele mai mari cantități de precipitații cad la sfârșitul primăverii și începutul verii, și sfârșitul toamnei și începutul iernii, iar cele mai mici cantități de precipitații cad în intervalele ianuarie-aprilie și septembrie-octombrie.

La Tulcea, cele mai mari cantități de precipitații cad la începutul verii, iar cele mai mici, la sfârșitul iernii și începutul primăverii.

La Sulina, cele mai mari cantități de precipitații cad la sfârșitul verii și începutul toamnei (august-septembrie), iar cele mai mici cantițăți de precipitații cad la sfârșitul iernii și începutul primăverii.

Dintre cele trei stații studiate, Sulina este stația care prezintă cele mai mici cantități de precipitații, iar Tulcea este stația cu cele mai mari cantități de precipitații.

Pentru fiecare stație, maxima multianuală de precipitații, a avut loc în ani diferiți: Constanța – 2004, Tulcea – 1997 și Sulina – 1966. Minima pluviometrică, în schimb, a avut loc în anul 1983 la Tulcea și Constanța, iar la Sulina a avut loc în anul 2003.

În ceea ce privește mediile lunare multianuale, la toate cele trei stații, minima pluviometrică s-a înregistrat la sfârșitul iernii și începutul primăverii, la care s-a adăugat și luna octombrie. Maximele pluviometrice, în schimb, au avut loc în perioade diferite: Constanța – noiembrie, Tulcea – iunie, Sulina – septembrie.

În ceea ce privește cantitățile de precipitații zilnice, peste 95% sunt zile cu precipitații sub 10 mm.

Bibliografie

Bogdan Octavia, 2003, „Fenomenele de uscăciune și secetă, cele mai tipice riscuri climatice din Dobrogea”, Analele Universității Ovidius – Seria Geografie, vol. I, Ovidius University Press, Constanța, p. 214-223.

Cheval Sorin, Croitoru Adina-Eliza, Dragne Dana, Dragotă Carmen, Gaceu Ovidiu, Patriche Cristian-Valeriu, Popa Ionel, Teodoreanu Elena, Voiculescu Mircea, 2003, „Indici și metode cantitative utilizate în climatologie”, Editura Universității din Oradea, p. 7-12, 15-23, 68-71, 106-112.

Christensen J.H., Hewitson B., Busuioc A., Chen A., Gao X., Held I., Jones R., Kolli R.K., Kwon W.-T., Laprise R., Magaña Rueda Mearns V., L., Menéndez C.G., Räisänen Rinke J., Sarr A., Whetta P., 2007,„Regional Climate Projections”, Climate Change 2007: The Physical Science Basis, Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.

Ionita M., Scholz P., Chelcea S., 2016, „Assessment of droughts in Romania using the Standardized Precipitation Index”, Natural Hazards, Springer Netherlands, Volum 81, p. 1483-1498.

Lungu Marius, 2008, „Resurse și riscuri climatice din Dobrogea”, Teză de doctorat, Universitatea din București.

Lungu Marius, 2009, „Fenomene climatice de risc din Dobrogea”, Editura Universitară, București, p. 29-34, 81-88, 122-133.

Păltineanu Cristian, Lungu Marius, Mihăilescu Ion Florin, 2008, „Riscuri climatice și hidrologice”, Editura Universitară, București, p. 21-22, 126-142.

Păltineanu, Cr., Zoia, Prefac, Popescu, M., 2008, „Aridity and extreme drought in Dobrogea, Romania”, Proceedings of the Conference on Desertification, Gent, Belgium.

Posea Grigore, Bogdan Octavia, Zăvoianu Ion, Buza Mircea, Bălteanu Dan, Niculescu Gheorghe, 2005, „Geografia României – Câmpia Română, Dunărea, Podișul Dobrogei, Litoralul Românesc al Mării Negre și Platforma Continentală”, vol. V, Editura Academiei Române, București, Podișul Dobrogei, p. 644-677.

Povară Rodica, 2004, „Climatologie generală”, Editura Fundației România de Mâine, București, p. 26-29, 111-112.

Prefac Zoia, Păltineanu Cristian, Cracu George-Marius, 2013, „Characterizing wet and dry periods in Dobrogea, Romania”, Analele Universității Ovidius – Seria Geografie, vol. VI, Ovidius University Press, Constanța, p. 11-17.

Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P.M. Midgley, 2013, „The Physical Science Basis”, IPCC WGI Fifth Assessment Report. In: Climate Change 2013: Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [(eds.)], Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.

Torică Vasile, Potra Adelina, 2007, „The exceptional rain fallen in Constanța district and on the Black Sea coast on the 28th of August 2004”, Analele Universității Ovidius – Seria Geografie, vol. III, Ovidius University Press, Constanța, p. 138-143.

Vasenciuc Felicia, 2003, „Caracterizare pluvimetrică, conform anomaliei standardizate de precipitații, în contextul ultimului deceniu al secolului XX, în Dobrogea”, Analele Universității Ovidius – Seria Geografie, vol. I, Ovidius University Press, Constanța, p. 51-57.

Văduva Iulica, 2003, „Considerații asupra fenomenelor de uscăciune și secetă din Podișul Dobrogei De Sud”, Analele Universității ”Valahia” – Seria Geografie, tomul 3, Universitatea Valahia, Târgoviște, p. 115-121.

Văduva Iulica, 2005, „Maxim quantities of rainfall registred in 24 hours in the South Dobroudja Plateau”, Analele Universității Ovidius – Seria Geografie, vol. II, Ovidius University Press, Constanța, p. 36-40.

http://www.climdex.org/indices.html

http://eca.knmi.nl/