Precipitatii Solide Grindina

Comisia Organizației Meteorologice Mondiale, însărcinată cu studiul norilor, a adoptat definiția de mai jos, publicată în Atlasul Internațional al Norilor(1956):

„Grindina: precipitații sub formă de boabe sau bucăți de gheață, al căror diametru este de ordinul a 5-50 mm, uneori mai mare, și care cad, fie separate unele de altele fie îngramădite în blocuri neregulate. Boabele de grindină sunt constituite aproape în întregime din gheață transparentă sau dintr-o succesiune de straturi de gheață transparentă a căror grosime este de cel puțin 1mm, și care alternează cu straturi translucide.”

Asa cum indică și definiția precedentă, grelonul este constituit aproape în întregime din gheață. Cu ajutorul microscopului, au fost puse în evidență în interiorul grelonului cavități în care rămâne apă lichidă și mici bule de aer. Bulele de aer sunt cele care dau opacitatea sau transparența grelonului. Aerul, sub formă de bule, nu este singura substanță străină. După topirea greloanelor, se pot găsi și reziduuri sub formă de praf fin, grăunțe de nisip și chiar rămășițe vegetale. În regiunile semideșertice boabele de grindină pot conține 25% nisip.

Cea mai mare parte a căderilor de grindină, se prezintă sub formă de greloane de dimensiuni și forme diferite. Greloanele de dimensiuni mici, într-o aproximație grosolană, au formă sferică iar cele mai mari prezintă forme variate (elipsoizi, discuri circulare, forme poliedrice).

Dimensiunea cea mai frecventă a greloanelor este de 5-10mm în diametru. Greloane cu dimensiuni mari sunt rare, dar pagubele considerabile pe care le provoacă le dau importanță. Observatorii au semnalat, fie din plăcere fie din spirit de competiție, mărimi absolut neobișnuite. Boabele de grindină cele mai deosebite au fost semnalate în S.U.A., printre care unul avea masa de 700g și circumferința de 40 cm (care corespunde la un diametru de aproximativ 13cm).

Formarea grindinei

Formarea grindinei este o extindere, în condiții particulare, a proceselor obișnuite de formare a precipitațiilor. Punctul de plecare al formării grelonului, embrionul, poate fi un fulg de zăpadă mai mult sau mai puțin acoperit cu chiciură, un grăunte de măzăriche sau o picătură de ploaie congelată. Creșterea acestor embrioane, independent de natura lor, se poate face prin:

– condensare solidă (fenomenul invers sublimării);

– captarea elementelor deja condensate;

Dimensiunea greloanelor este determinată de următorii factori:

– numărul embrioanelor. Dacă în nor există multe nuclee de condensare atunci greloanele nu pot atinge dimensiuni mari (cantitatea de apă lichidă din nori se împarte la un număr mare de nuclee, care vor rămâne astfel mici).

– timpul de staționare al greloanelor în nori. Acest timp de staționare depinde de 3 parametrii: înălțimea norului, viteza curentului vertical care îl antrenează și conținutul său în apă;

– viteza curentului ascendent;

– vânturile puternice de la 8000m;

– acumularea picăturilor mari la un anumit nivel;

– fluxul de aer continuu.

Norii care produc grindina

Căderile de grindină au fost observate dedesubtul sau în vecinătatea unui nor cumulonimbus. S-au semnalat totuși și cazuri de alte tipuri de nori asociate cu căderile de grindină, norii de tip stratiform putând ascunde nori cu dezvoltare verticală.

Norii cumulonimbus sunt un gen de nori denși și puternici, cu extensie verticală considerabilă, în formă de munți sau de turnuri enorme.

Cel puțin o parte a regiunii lor superioare este în general netedă și lucioasă, fibroasă sau striată și aproape întotdeauna turtită; această parte se prezintă adesea sub formă de nicovală sau de penaj vast. Sub baza acestui nor adesea foarte întunecat există frecvent nori inferiori destrămați, sudați sau nu cu ei. Condensarea vaporilor și formarea norului cumulonimbus reprezintă prima fază de dezvoltare care permite creșterea picăturilor suprarăcite cu diametre până la circa 10μm.

Fenomene asociate

Observațiile curente au arătat că aproape întotdeauna căderile de grindină se produc în cursul unui oraj; reciproca nu este adevărată, numeroase oraje fiind observate fără a fi însoțite de căderi de grindină. Căderile de grindină și măzăriche care se produc la sfârșitul iernii și primăvara nu lasă loc decât rar fenomenelor electrice perceptibile.

Căderile de grindină sunt adesea însoțite de averse puternice.

Zgomotul grindinei este un fenomen spectaculos, dar care nu însoțește decât foarte rar căderile de grindină. Zgomotul este analog cu cel produs în depărtare de „trenurile și căruțele rostogolindu-se în galop pe caldarâm, sau de un torent care se aruncă din cascadă în cascadă”. Acest zgomot nu poate fi confundat cu zgomotul tunetului care este mult mai înăbușit. Zgomotul grindinei vine, probabil, din șocul greloanelor cu solul. Dacă se observă acest fenomen pe vârful unui munte, impresia va fi că zgomotul vine întotdeauna de jos, de la sol, și niciodată din nori. Aversele puternice de ploaie, acelea formate din picături mari, produc un zgomot analog dar mai slab. Alți cercetători au luat în considerare ciocnirile greloanelor în aer, însă aceasta interpretare este puțin plauzibilă.

Norii de grindină au o culoare gălbuie la baza lor, care se detașează pe un fond întunecat, plumburiu, în rest. Această particularitate a norului de grindină continuă să fie semnalată dar nu apare specifică norului de grindină.

Experimental s-a observat că suprafața pe care cade grindina este mai mică decât suprafața norului, în timp ce suprafața pe care cad ploi torențiale depășește suprafața norilor determinată prin calcul de 1,5-2,5 ori.

Distribuția geografică a căderilor de grindină pe teritoriul României

Grindina este un fenomen care apare în toate regiunile lumii. Există totuși zone în care grindina cade cu frecvență, factorii determinanți fiind latitudinea și altitudinea. Țara noastră, prin poziția sa (45º latitudine nordică), este frecvent afectată de căderi mai mari de grindină, în funcție de anumite particularități.

Maximul de zile cu căderi de grindină a fost găsit în punctele de observație montană din Carpații Meridionali. Aceasta demonstrează influența deosebită pe care o are factorul orografic, înălțimea relativă la sol a izotermei de 0 ºC, natura și îmbrăcămintea solului în producerea acestui fenomen.

În Dobrogea la nici o stație nu au fost observate mai mult de cinci căderi în aceeași perioadă. Aceasta deoarece, Marea Neagră, Delta Dunării și lacurile de pe litoral (Razelm, Sinoe, etc.) au o acțiune protectoare. Temperatura destul de joasă a apei la suprafață în timpul lunilor calde reduc convecția termică. Același fenomen a fost observat în jurul Mării Caspice, lacului Baikal și în regiunea marilor lacuri canadiene.

În ceea ce privește zonele viticole s-a observat că zonele Drăgășani-Târgoviște și cea a Târnavelor sunt mai afectate de acest fenomen decât zonele Cotnari-Odobești și Murfatlar.

Efectele căderilor de grindină

Căderile de grindină au cauzat întotdeauna mari pagube materiale atât culturilor și plantațiilor pomicole și viticole, cât și populației. În ceea ce privește vegetația nu numai livezile și culturile pot fi distruse, ci și părți întregi de pădure. În timpul căderilor de grindină violente s-au semnalat pierderi de animale domestice mari, păsările de curte și vânat cu blană și cu pene.

Pentru locuințe, acoperișurile și geamurile sunt cele mai vulnerabile. Greloanele mari, de dimensiuni excepționale, pot străbate acoperișurile, pot deforma caroseria automobilelor și chiar o pot perfora. Traiectoria oblică a grelonului, în prezența vântului, face mai vulnerabili pereții verticali și ferestrele.

Impactul căderilor de grindină asupra mediului este influențat de următorii factori:

dimensiunea boabelor de grindină;

prezența vânturilor puternice;

durata fenomenului;

densitatea boabelor de grindină pe m2

formarea unui strat de gheață de durată .

Aparatele de zbor moderne, mai rapide, sunt mult mai vulnerabile. Energia cinetică pusă în joc în momentul șocului face să intervină nu doar masa grelonului, ci și viteza avionului în raport cu grelonul. Această viteză este considerabilă, în timp ce viteza de cădere a grelonului devine neglijabilă. Pentru un grelon cu diametrul de 3cm, un avion cu reacție cu o viteză de 200m/s va suporta o ciocnire de 100 ori mai violentă decât dacă avionul stă pe loc.

Combaterea grindinei și procedee de protecție antigrindină

Pentru protecția împotriva grindinei, se pot face intervenții în 3 stadii de formare a ei:

stadiul formării norului de grindină;

stadiul formării greloanelor;

stadiul în care grindina cade pe sol.

1. Intervenția în stadiul formării norului de grindină necesită „ sacrificarea” unei zone dinainte stabilite (o zonă mai puțin fertilă) deasupra căreia prin convecție artificială se crează un nor capabil să concentreze în acest punct orice activitate cumuligenă a regiunii protejate.

2. În stadiul formării greloanelor intervenția se face cu ajutorul nucleelor de înghețare, aceasta deoarece una din cauzele formării grindinii este lipsa nucleelor de înghețare. Se au în vedere mai multe moduri de acțiune:

– înghețarea completă a norului puțin peste izoterma de 0 ºC nu ar mai permite formarea de elemente solide mari prin coalescență, iar o înghețare incompletă nu ar permite decât o creștere de tip uscat, care este mai puțin rapidă și ar conduce la o reducere a diametrelor greloanelor fără a le suprima;

– împiedicarea creșterii unui nor cumulus până la stadiul de cumulonimbus printr-o precipitare precoce a norului sub acțiunea nucleelor artificiale. Problema care apare este faptul că norii se pot ridica la înălțimi mari și nucleele artificiale pot deveni germenii unor greloane mari, contrar scopului urmărit, dacă numărul lor este mic.

– prin supraînsămânțarea norului cu embrioane de greloane suficient de numeroase ca fiecare să aibă la dispoziția sa un număr mic de picături pentru a crește, atingând astfel dimensiuni încât să se topească înainte de a atinge solul. Un număr insuficient de nuclee poate avea efect invers scopului urmărit. Punerea în practică a intervenției în acest stadiu de formare ridică diferite probleme în legătură cu: calitatea nucleelor de înghețare, concentrația necesară pentru ca să nu apară efecte inverse, alegerea locului și momentului însămânțării, alegerea mijloacelor de transport, etc.

3. Intervenția în stadiul în care grindina cade pe sol este necesară atunci când în zonă apar nori de oraj cu granule de grindină gata formate pe care alte metode de prevenire nu le mai pot evita. Intervenția se bazează pe distrugerea greloanelor în apropierea solului cu ajutorul exploziilor. Procedeul folosește influența undei de șoc a exploziei, precum și procesul de cavitație asupra sfărâmării greloanelor. Influența undei de șoc a exploziei unui kilogram de T.N.T. este insuficientă pentru sfărâmarea greloanelor dintr-o sferă cu raza de 300m, pe baza procesului de cavitație. Considerând grelonul cu cavități interioare și explozia ca un mănunchi de frecvențe, procesul de cavitație se reduce la un fenomen de rezonanță al lungimilor de undă ce coincid cu anumite cavități și care produc presiuni mari ce duc la ruperea pereților de gheață.

Condițiile specifice din țara noastră recomandă două procedee de protecție antigrindină:

– prevenirea prin însămânțarea norilor cu substanțe nucleante prin utilizarea rachetelor sol-aer recuperabile (în faza de dezvoltare a norilor cumulonimbus);

– combaterea cu ajutorul fuzeelor autodistructibile (când greloanele sunt deja formate)

Reușita intervențiilor este legată de buna corelare a datelor primare legate de apariția în zonă a grindinei și de intervenția rapidă și organizată a mijloacelor de combatere și prevenire.

Bibliografie

1. E. Decu, D. Banciu,”Știința condițiilor de producere a grindinii în nori și procedee de protecție”, Ed. Universității București, 1976.

2. V. Coteanu, V. Brânză, “Econsiderații asupra unor caracteristici ale norilor orajoșii”, Editura Universității București, 1988

3. *****, “Clima României”, Editura Academiei Române, București, 2008

http://www.anti-grele.fr/

http://www.apropo.ro/news/util/vremea-apropo-ro-sfarsitul-de-saptamana-sta-sub-semnul-codului-galben-de-ploi-6098365

http://www.romania-actualitati.ro/bob_de_grindina_de_dimensiuni_record_in_sua-17202

http://www.alcedoltd.ro/se-va-institui-autoritatea-pentru-administrarea-sistemului-national-antigrindina-si-de-crestere-precipitatiilor/