SPECIALIZAREA: HIDROLOGIE-METEOROLOGIE LUCRARE DE LICENȚĂ FENOMENE METEOROLOGICE PERICULOASE ZBORULUI AERONAVELOR ASOCIATE NORILOR CUMULONIMBUS… [308632]

[anonimizat], CLUJ-NAPOCA

FACULTATEA DE GEOGRAFIE

SPECIALIZAREA: HIDROLOGIE-[anonimizat]: [anonimizat].univ. dr. Adina-[anonimizat]-Napoca 2014

CUPRINS

1. INTRODUCERE……………………………………………………………………………..3

2. [anonimizat] A REGIUNII AERODROMULUI……………….4

2.1.Încadrarea geografică……………………………………………………………………………….4

2.2. Încadrarea climatică………………………………………………………………………………..5

3. DATE ȘI METODE UTILIZATE………………………………………………………………….8

3.1. Descrierea instrumentarului……………………………………………………………………..8

3.2. Descrierea bazei de date și a metodelor de analiză………………………………………9

4. FORMAREA NORILOR CUMULONIMBUS ȘI A FENOMENELOR

ASOCIATE……………………………………………………………………………………………………..10

4.1. Formarea norilor……………………………………………………………………………………..10

4.1.1. Formarea norilor Cumulonimbus…………………………………………………..13

4.1.2. Structura norului Cumulonimbus…………………………………………………..18

4.1.3. Fenomenele meteorologice asociate norilor Cumulonimbus……………..19

4.2. Variația elementelor meteorilogice la trecerea fenomenelor orajoase……………23

4.3. Condiții de formare a orajelor și vijeliilor………………………………………………….25

5. FRECVENȚA NORILOR ORAJOȘI ÎN REGIUNEA AERODROMULUI…….27

6. ANALIZA SITUAȚIILOR SINOPTICE GENERALE CARE DETERMINĂ

FORMAREA NUCLEELOR ORAJOASE ÎN REGIUNE………………………………….33

6.1. Analiza situațiilor sinoptice…………………………………………………………………….33

6.2. Analiza unor cazuri deosebite………………………………………………………………….38

7. INFLUENȚA FENOMENELOR ASOCIATE NORILOR CUMULONIMBUS

ASUPRA ACTIVITĂȚILOR AERONAUTICE…………………………………………………43

INTRODUCERE

Creșterea volumului activităților aeronautice impune o supraveghere permanentă a [anonimizat]. [anonimizat], fac parte din categoria celor periculoase pentru activitatea aeronautică.

[anonimizat], din imediata apropiere a [anonimizat] o suprafață restrânsă este bine venit.

Cunoașterea cauzelor formării norilor orajoși, a modului de dezvoltare, a fenomenelor pe care le generează și a condițiilor sinoptice în care aceștia se pot dezvolta ajută la observarea prezenței acestora și la prognozarea formării lor astfel încât echipajele aeronavelor să fie informate din timp.

Lucrarea de față își propune să facă atât o informare teoretică aspra formării și modului de acțiune a fenomenelor orajoase din punct de vedere al meteorlogiei aeronautice, cât și o inventariere a prezenței acestor fenomene de pe o porțiune restrânsă în partea de vest a Podișului Transilvaniei. Frecvența acestor fenomene influențează volumul activităților aeronautice militare din ce în ce mai mare în regiune la care se adaugă și prezența aviației civile, comercială și de agrement.

Pe această cale vreau să mulțumesc cadrelor didactice din Facultatea de Geografie pentru sprijinul acordat pe tot parcursul facultății și pentru realizarea acestei lucrări. De asemenea, vreau să mulțumesc instituțiilor si persoanelor care mi-au pus la dispoziție datele și sprijinul necesar întocmirii acesteia : Conducerii Unității Militare 01969 – Câmpia-Turzii și colectivului Biroului Meteorologic al U.M.-01969.

2. POZIȚIONAREA GEO-FIZICĂ A REGIUNII AERODROMULUI

2.1. Încadrarea geografică

Regiunea care încadrează aerodromul este situată din punct de vedere geografic în vestul Depresiunii Colinare a Transilvaniei, la extremitatea nordică a culoarului depresionar Alba-Iulia – Turda, culoar axat pe cursul inferior a Râului Arieș. Acest culoar depresionar are o poziție de contact între zona montană a Apusenilor și Câmpia Transilvaniei orientat nord-nord-vest, sud-sud-est. Regiunea este limitată la vest de culmea calcaroasă a masivului Trascău, continuată până la Tureni; la nord regiunea este delimitată de Dealurile Turzii, continuarea a Masivului Feleac, care o domină cu aproximativ 150 de metri; spre est contactul cu câmpia de coline joase a Transilvaniei este trasat pe malul stâng al Arieșului până la cunfluența cu Râul Mureș; la sud trecerea spre Podișul Târnavelor se face prin intermediul Platoului înalt al Măhăcenilor (T. Morariu și Al. Savu,1970 citați de Urcan 2011).

Culoarul depresionar Turda-Câmpia Turzii, ca rezultat al eroziunii diferențiale, la contactul dintre barierele rezistente de calcare mezozoice și formațiunile sedimentare neogene, a fost sculptat de Arieș, a cărui vale se lărgește progresiv, tăind în malul stâng și lăsând pe dreapta terase largi, ce încep cu cea de 3-6 m și se încheie cu treapta de 65-70 m.

Principala particularitate a reliefului o reprezintă accentuata sa asimetrie: spre sud, trecerea

gradată, de la nivelul luncii la complexul de terase, spre nord și nord-est, un adevărat abrupt,

cu denivelări de 60-100 m, rezultat în urma tendinței Arieșului de a aluneca spre nord și nord-est, subminând versantul stâng și dezvoltându-și terase în evantai, pe cel drept.

Aspectul plat al culoarului depresionar este trădat de energia redusă a reliefului, precum

și de frecvența crescută a pantelor din categoriile inferioare, sub 5 grade. Pantele cu

înclinări între 5-15 grade sunt caracteristice frunților de terase înalte și versanților văilor

afluente de pe stânga Arieșului. Pante cu înclinări peste 15 grade apar numai la periferia

culoarului, în zonele de contact cu unitățile vecine (T. Morariu și Al. Savu,1970 citați de Urcan 2011).

Aerodromul este situat pe raza comunei Luna la 2,5 kilometri vest de aceasta și la 6 kilometri sud de Municipiul Câmpia-Turzii, pe o terasă de pe dreapta cursului Arieșului suspendat la o înălțime medie de 328 de metri față de nivelului mării. Pista de decolare-aterizare este orientată pe direcția 150°-330° menținând direcția generală de orientare a culoarului depresionar și a unităților de relief din imediata apropiere.

Din punct de vedere aeronautic zona de responsabilitate a aerodromului se intersectează cu zonele de responsabilitate ale aeroporturilor de la Cluj-Napoca la nord și Tîrgu-Mureș la est (fig.1).

Fig.1. Fragment dintr-o hartă de navigație aeriană scara 1:500000. Se observă poziția aerodromului și zona de responsabilitate

2.2. Încadrarea climatică

Climatul regiunii se încadrează în cel temperat continental de tranziție, cu influențe oceanice. Caracteristic culoarului depresionar Alba-Iulia – Turda este efectul de feohn datorat barierei orografice apusene.

În urma observațiilor efectuate asupra variațiilor principalelor elemente climatice în culoarul depresionar, s-au stabilit unele caracteristici referitoare la regimul acestora. În strânsă legătură cu circulația generală a atmosferei și cu particularitățile orografice ale culoarului, temperatura aerului înregistrează medii anuale de 8,8 șC. Analiza variațiilor neperiodice ale temperaturilor medii anuale pe o perioadă de 50 de ani evidențiază o oscilație maximă de 3,4șC delimitată de valorile: maximă, înregistrată în 1951 (10,4 șC) și minimă, înregistrată în 1976 (7șC). Valorile medii lunare variază între -3,6 șC (media lunii ianuarie) și 19,6 șC, (media lunii iulie) rezultând o amplitudine termică de 23,2 șC (Fărcaș, I. 1977 citat de Urcan 2011).

În perioada de studiu (martie 2006, noiembrie 2013), temperatura maximă înregistrată la stația meteorologică a aerodromului a fost de 37,0°C la 25.08.2012 iar minima înregistrată fiind de -20,0°C la data de 25.01.2010, temperatura medie pentru acestă perioadă (2006-2013), fiind de 10,2°C.

Condițiile de adăpost create de obstacolul natural al Munților Apuseni au drept consecință reducerea cantităților de precipitații în culoarul depresionar, acesta fiind delimitat de izolinia de 600 mm. În culoarul depresionar precipitațiile anuale scad mult sub valoarea de 600 mm, 530 milimetri la Alba-Iiulia (ANM, 1961-1997), respectiv sub 550 mm în zona orașului Câmpia Turzii, datorită influenței proceselor de foehnizare (Fărcaș, 1977). În timpul anului cele mai multe precipitații se produc în semestrul cald (aprilie-septembrie), totalizând aproximativ 2/3 din cantitatea medie anuală (350 mm), restul de 1/3 (170 mm) producându-se în semestrul rece (octombrie-martie). Vara se înregistrează cele mai mari cantități de precipitații deoarece proceselor frontale li se adaugă și cele de convecție termică. Astfel, cantitățile de precipitații variază între 200-350 mm, reprezentând aproximativ 40% din cantitatea anuală (Fărcaș, 1977).

Direcția predominantă a vântului în regiunea aerodromului este nord-vest sud-est. În funcție de anotimp, direcția și intensitatea vântului se reprezintă astfel:

iarna – direcția predominantă este din NV (48%); Vântul cu viteze mai mici de 3 m/s are o frecvență medie în acest anotimp de 24 zile, iar viteze mai mari de 7 m/s, nu depășește 2-3 zile;

anotimpurile de trecere – vântul predomină din direcția vestică (26%), medie anotimpuală cu frecvența mai mare după amiaza; Frecvența vântului cu viteza între 0-3 m/s este de 18 de zile, între 4-7 m/s, este de 10 zile și cu viteze mai mari de 7 m/s este de 2 zile;

vara – în luna iulie, direcția predominantă a vântului este cea nord-vestică (21%), iar în lunile iulie și august, cea sud-estică. Frecvența vântului cu viteze cuprinse între 0-3 m/s, este de 24 zile, între 4-7 m/s, este de 5 zile și cu viteze mai mari de 7 m/s este de 1-2 zile.

Vitezele maxime ale vântului se înregistrează primăvara, în cursul lunilor martie și aprilie pe fondul creșterii sau descreșterii presiunii atmosfrice (vânturile de gradient), valorile maxime situându-se între 10-15 m/s. În perioada de studiu valori maxime ale vitezei vântului s-au înregistrat în luna aprilie 2011, când aceasta s-a situat între 10 și 17.5 metri secundă în 50 (două zile) din 720 de momente de observație, media fiind de 12,2 m/s.

Nebulozitatea în regiunea aerodromului păstrează caracteristicile climatului continental temperat de tranziție. În perioada caldă a anului acesta se situează între 3-5/8, iar în perioada rece crește frecvența cazurilor cu nebulozitate cuprinsă între 6-8/8.

Variația limitei inferioare a norilor este repartizată în funcție de anotimp astfel :

Iarna – numărul zilelor cu plafonul norilor sub 300 m, este de 5 zile, între 300-900 m este de 11 zile și peste 900 m de 15 zile.

Primăvara – frecvența zilelor cu plafonul norilor sub 300 m scade simțitor în comparație cu iarna, cu plafonul între 300-900 m frecvența este de 7 zile, iar cu plafonul mai mare de 900 m este de 23 zile.

Vara – frecvența zilelor cu plafon sub 300 m este neînsemnată, ceva mai frecvente sunt zilele cu plafonul norilor între 300-900 m. Frecvența zilelor cu plafon între 900-1500 m este mai accentuată în lunile iunie și iulie, iar umărul zilelor cu plafon peste 1500 m este în medie de 10 zile.

Toamna – sunt mai frecvente zilele cu plafon peste 1500 m. Numărul zilelor cu plafon sub 300 m este neînsemnat în luna septembrie și crește în luna noiembrie.

Vizibilitatea pe aerodrom este afectată mai mult în perioada rece a anului, în intervalul octombrie-februarie sub influența maximelor barice și a circulației sudice. O influență majoră o are și poziția aerodromului, acesta fiind încadrat pe trei laturi de râurile Arieș și Mureș. Media zilelor cu vizibilitate sub un kilometru în perioada 2006-2008 este de 14,96 zile anual, 90% dintre acestea fiind repartizate în perioada rece a anului. Astfel în intervalul noiembrie-februarie media zilelor cu ceață este de 18,16. Aerul cețos care reduce vizibilitatea la valori cuprinse 1 și 5 kilometri ( valori la care acesta este semnalat în cadrul codului METAR și prezintă interes pentru activitațile aeronautice ), se manifestă tot timpul anului frecvențele maxime fiind repartizate de asemenea în perioada rece. Este prezent în medie 211 zile anual, înregistrând maximul în intervalul octombrie-februarie de 41.8 zile. În perioada caldă din an vizibilitatea este afectată doar de precipitațiile puternice, de aerul cețos cauzat de evaporea acestora și uneori de ceața de radiație în cursul dimineții atunci când pământul este umed din cauza precipitațiilor iar cerul se înseninează peste noapte. Numărul momentelor de observație cu cer senin are o medie de 580 anual, însemnând aproximativ 24 zile cu cerul complet senin, majoritatea acestora situându-se în lunile septembrie și octombrie.

3. DATE ȘI METODE UTILIZATE

3.1. Descrierea instrumentarului

Datele meteorologice utilizate pentru prezenta lucrare au fost înregistrate sub forma codului METAR, în perioada martie 2006-noiembrie 2013. Măsurătorile meteorologice au fost efectuate cu ajutorul stației meteorlogice automate VAISALA MAWS 201M. Aceasta este o stație meteorologică compactă, destinată monitorizării a două tipuri generale de parametri de mediu: parametri meteorologici (vânt, temperatura aerului, umuditate, presiune, cantitatea de precipitații) și parametri de asistență aviatică (înălțimea norului, vizibilitate și tipul precipitațiilor). Măsurătorile asupra vizibilității au fost făcute vizual cu ajutorul unui plan al unor repere înconjurătoare din teren, și cu ajutorul senzorului de vizibilitate care combină funcțiile unui vizibilimetru cu ale unui senzor pentru timpul prezent astfel, acesta poate măsura felul și intensitatea precipitațiilor. Înălțimea limitei inferioare a norilor și gradul de acoperire au fost determinate atât vizual, cât și cu ajutorul informațiilor furnizate de stația automată. Ceilometrul stației este capabil să facă măsurători până la 25.000 de picioare (7500 metri) acoperind cea mai mare parte a altitudinilor la care se formează nori denși. Instrumentul este capabil să raporteze în același timp până la trei straturi de nori. Dacă baza norului este neclară acest tip de instrument măsoară și raportează vizibilitatea verticală. Stația automată este dotată și cu un detector de fulgere care depistează activitatea fulgerelor nor-nor, nor-aer și nor pământ pe o rază de 90 km. Capacitatea de a detecta activitatea din interiorul norului, permite senzorului să raporteze fulgere în timpul fazelor incipiente ale unei furtuni, înainte să aibă loc încărcarea proprie suficientă care ar putea genera un trăznet. Așadar acest senzor furnizează avertizări timpurii ale unor trăznete frontale, potențiale și singulare.

Toți acesti parametri sunt afișați cu jutorul unei stații tip laptop (fig.2).

Fig. 2. Afișarea parametrilor meteorologici

Aplicația de vizualizare a vremii este compusă din câteva ecrane care în general conțin următoarele: direcția și intensitatea vântului (valorile minime, maxime și instantanee), direcția pistei de decolare aterizare, temperatura aerului (în zecimi de grad Celsius), umezeala relativă în procente, temperatura punctului de rouă, cantitatea precipitațiilor cumulate în ultima oră, valoarea precipitațiilor în ultimele 24 ore, setării altimetrului (hPa), presiunea la nivelul stației, presiunea la nivelul mării, date despre gradul de acoperire și limita inferioară a norilor, vizibilitatea orizontală medie și vizibilitatea verticală, numărul fulgerelor în ultimele 15 minute, direcția și distanța până la cel mai apropiat fulger, intensitatea zgomotului produs de acestea și tipul fenomenului meteorologic.

Celelalte ecrane ale aplicației afișează grafic variația unor parametrii ca: temperatura corelată cu cea a puctului de rouă, variația vizibilității, variația presiunii, variația limitei inferioare a norilor și variația vitezei vântului într-o perioadă de timp prestabilită (fig.3).

Fig. 3. Afișarea variației parametrilor meteorologici

3.2. Descrierea bazei de date și a metodelor de analiză

La stațiile meteorologice care deservesc aerodromurile/aeroporturile, monitorizarea evoluției elementelor meteorologice se face permanent. Mesajele METAR se tranzmit orar sau semiorar după caz. În general, serviciile meteorologice de pe aeroporturile civile transmit mesajele METAR semiorar deoarece apropierea aeronavelor de acestea se face în zbor instrumental. Între mesajele METAR, pot exista situații în care elementele meteorologice trec prin anumite valori de prag, caz în care pentru a evidenția aceasta se transmit mesajele SPECI. Acestea se transmit atât în cazul înrăutățirii vremii, cât și în cazul îmbunătățirii acesteia. Structura celor două tipuri de mesaje este asemănătoare.

Baza de date pentru lucrarea de față este costituită cu ajutorul șirului de mesaje METAR și SPECI din perioada martie 2006 -octombrie 2013. Structura a mesajelor METAR și SPECI utilizate pe aerodromul Câmpia-Turzii coincide cu cea ICAO.

Forma mesajelor SPECI este similară mesajelor METAR diferind doar prima grupă care indică felul mesajului. Valorile de prag pentru care se transmit mesajele SPECI sunt arătate în tabelul 1.

Tabelul 1. Valorile de prag ale principalelor elemente meteorologice

În acest tip de mesaje nu este transmisă cantitatea de precipitații, iar, temperatura, temperatura punctului de rouă și presiunea sunt înregistrate în valori întregi, ceea ce dau o oarecare relativitate valorilor temperaturii medii, minime și maxime exprimate în capitolul anterior.

Fig. 4. Afișarea fenomenelor și cuantificarea descărcărilor electrice

În funcție de modul de manifestare și distanța față de aerodrom fenomenele asociate norilor Cumulonimbus au fost înregistrate cu ajutorul codului METAR, astfel: SHRA-averse de ploaie, TS-decărcări electrice, TSSHRA-aversă de ploaie însoțită de descărcări electrice, VCTS-descărcări electrice în vecinătate, GR-grindină (fig.4)

Pentru analiza situațiilor sinopice s-au utilizat hărțile de sol din arhiva Wetter3.de, hărți de geopotențial de la nivelul suprafeței de 500 hPa, reala de sol România, îmagini satelitare și imagini radar.

4. FORMAREA NORILOR CUMULONIMBUS ȘI A FENOMENELOR ASOCIATE

4.1. Formarea norilor

Norul reprezintă un sistem vizibil de picături de apă sau cristale de gheață aflate în suspensie la o oarecare înălțime deasupra suprafeței terestre. Norii se formează în urma condensării și sublimării vaporilor de apă în atmosferă. Starea de saturație, urmată de condesarea vaporilor se produce în atmosferă în urma creșterii conținutului general de umezeală și în urma scăderii temperaturii aerului. În atmosfera liberă (stratul aflat deasupra stratului de lângă sol), procesul mai important care duce la scăderea temperaturii și formarea norilor îl constitue ascensiunea adiabatică a aerului. Scăderea temperaturii se mai poate produce și sub influeța radiației și a amestecului turbulent. Mișcările verticale joacă un rol important în dezvoltarea sistemelor noroase. Datorită lor se efectuează redistribuirea maselor de aer din atmosferă și schimbul de energie cinetică, potențială și interioară de la un nivel la altul. Ele determină stratificarea aerului și fac parte dintre factorii principali care duc la formarea norilor și a precipitațiilor. În atmosferă se pot deosebi următoarele tipuri de mișcări verticale (Bordeianu, 1968):

Curenți verticali regulați (ordonați) care cuprind în plan orizontal zone compatibile cu dimensiunile ciclonilor, anticiclonilor, talvegurilor și dorsalelor, care se propagă de regulă în toată troposfera, cu intesitatea cuprinsă între câteva fracțiuni de cm/s până la câțiva cm/s;

Mișcări verticale ondulatorii, care iau naștere în interiorul straturilor de separare (izotermie sau inversiune) și la scurgerea curenților pe asperitățile suprafeșei terestre;

Mișcări verticale de convecție care iau naștere sub influența neomogenității termice a suprafeței terestre și a stratificării instabile a diferitelor straturi atmosferice.

În funcție de caracterul mișcărilor verticale și al proceselor fizice se formează diferite tipuri de nori ce se deosebesc prin aspectul lor exterior și după structura lor interioară. Apar astfel nori de convecție (cumuliformi), nori ondulați și nori stratiformi.

Convecția ia naștere ca urmare a supraîncălzirii volumelor de aer situate deasupra unei suprafețe terestre neomogene în cazul stratificării instabile a straturilor inferioare, având condițile cele mai favorabile de formare în perioada caldă a anului.

4.1.1. Formarea norilor Cumulonimbus

Norii Cumulonimbus (nori convectivi) reprezintă unul dintre cele mai fascinante fenomene meteorologice care se petrec în natură. Formarea acestora trece prin mai multe etape distincte: formarea norului Cumulus (Cu1), stadiul de Cumulus congestus (Cg 2), Cumulonimbus calvus (Cb3) și stadiul de Cummulonimbus capilatus sau incus (Cb9).

Deoarece convecția ia naștere sub influența neomogentății suprafeței terestre, norii care se formează datorită convecției sunt izolați, cu o dezvoltare mai mare în plan vertical decât în plan orizontal. În legătură cu formarea acestor nori, un interes practic îl prezintă următoarele niveluri (Bordeianu, 1968):

Primul nivel este nivelul de condensare Hc, care reprezintă baza teoretică a norului, temperatura la acest nivel fiind egală cu temperatura de condesare a vaporilor de apă din volumul de aer ascendent. Dacă se presupune că volumul de aer se ridică adiabatic de la suprafața solului, atunci înălțimea la care se află nivelul de condensare se poate calcula cu formula Hc = 22(100 – R), unde R este umezeala relativă în %.

Al doilea nivel este nivelul H0. La acest nivel temperatura particulei de aer este egală cu 0°C. Mai sus de acest nivel picăturile de apă din nori se află în stare de suprarăcire (începutul zonei de givraj).

Următorul nivel este nivelul convecției libere, Hconv. Acesta este nivelul la care curenții ascendenți slăbesc mult intrând într-un strat cu stratificare stabilă (inversiune de temperatură). Până la acest nivel particula de aer a avut o temperatură mai ridicată ca cea a aerului înconjurător, ceea ce a cauzat ascensiunea acesteia. La fiecare nivel densitatea particulei de aer este mai mică decât ce a aerului inconjurător. La nivelul Hconv, temperatura particulei și cea a atmosferei se echilibrează iar ridicarea peste acest nivel a acesteia duce la scăderea temperaturii și creșterea densității particulei rezultând încetarea mișcării ascensionale. (Bordeianu, 1968).

Limita superioară a unui nor de concecție care se dezvoltă, va fi dispusă puțin mai sus decât nivelul convecției, astfel norul se va afla între nivelul de condensare și nivelul convecției.

În funcție de poziția pe verticală a nivelelor de condensare și de convecție se pot îtâlni următoarele cazuri tipice:

1. Nivelul de convecție se află mai jos decât nivelul de condensare. În acest caz particulele de aer care se ridică nu ating nivelul de condensare și norul nu se formează, (fig.5).

Fig. 5. Nivelul convecției sub nivelul de condensare ( Bordeianu, 1968)

2. Pe măsura încălzirii suprafeței terestre și propagarea stratificării instabile într-un strat mai gros, nivelu convecției depășește nivelul de condensare. Dacă nivelul de convecție se află puțin mai sus decât nivelul de condensare atunci se formează nori cu dezvoltare verticală slabă și bază relativ plată. Aceștia sunt norii Cumulus (Cu1) de timp frumos. În acest stadiu, curenții principali sunt cei ascendenți (viteza medie 5m/s), simetrici față de o axă verticală trasată prin centrul norului. Cei mai puternici curenți se găsesc spre vârful norului și la sfârșitul stadiului de dezvoltare, (fig.6). Caracteristic pentru acești nori este lipsa precipitațiilor, deși în ei se formează picături de apă dar acestea se evaporă imediat în stratul nesaturat de sub nor (Bordeianu, 1968).

Fig.6. Nivelu convecției deasupra nivelului de cundensare (Bordeianu, 1968)

3. Dacă instabilitatea se propagă în straturi mai înalte, ( fig.7), iar nivelul de convecție se află cu mult mai sus de nivelul de condesare atunci se formează nori cu puternică dezvoltare verticală, cu proieminențe rotunde sau alungite uneori îngrămădite unele peste altele. Aceștia sunt norii Cumulus Congestus a căror bază se găsește la 500-1000 m iar vârfurile acestora ating înălțimea de 4-5 km (Bordeianu, 1968).

Fig.7. Nivelul convecției mult deasupra nivelului de condensare (Bordeianu, 1968)

Câteodată în jurul buclelor sau turnurilor de Cg, se formează văluri fibroase (pileus), iar după câtva timp vârful norului se rupe. În norii Cg predomină curenți ascendenți bine dezvoltați (15-20m/s) (fig.8), în acest stadiu apar și curenții descendenți însă mai slabi aceștia predominând în aerul liber de sub nori. Picăturile de apă se contopesc, formând picături mai mari care sunt antrenate de curenții ascendenți puternici.(fig. 8). Când norul atinge 3-5 km grosime, picăturile ating asemenea dimensiuni încât curentul ascendent nu le mai poate ține în suspensie, acestea încep să cadă, prin părțile norului unde curenții sunt mai slabi. Dacă nu se evaporă în stratul de aer de sub nor (virga), ajung pe pământ sub forma unor picături mari și rare. În timpul verii nivelul izotermei de 0°C se află la altitudinea de 2-3 km. De aceea în partea superioară a norilor Cumulus Congestus care se află mai sus decât nivelul izotermei de zero grade picăturile de apă se află în stare de suprarăcire deci, există condiții de givraj (Bordeianu, 1968).

Fig. 8. Stadiul de Cumulus Congestus (nor Cg 2 în patrea de sud-est a aerodromului)

În procesul dezvoltării lor deseori după orele de după-amiază, norii Cumulus Congestus se transformă în nori Cumulonimbus. Aceștia se formează când nivelul convecției aflându-se cu mult mai sus decât nivelul de condensare, atinge înălțimea la care temperatura aerului coboară la mai mult de -15°C. La astfel de temperaturi picăturile de apă suprarăcită din partea superioară a norului încep să înghețe repede, transformându-se în cristale de gheață. Datorită diferenței dintre tensiunile de saturație a vaporilor de apă deasupra apei și deasupra gheții, cristalele de gheață cresc. Acestea devin atât de grele încât curenții ascendenți nu le mai pot susține și încep să cadă (Bordeianu, 1968).

Viteza curenților ascendenți crește treptat de la nivelul de condensare convectivă și devine maximă spre vârful norului. Curenții descendenți sunt în continuare slabi. În interiorul norului se produc vârtejuri care au ca rezultat, formarea de bucle în partea superioară unde predomină picăturile de apă suprarăcită. Formarea norului Cb este esențial legată de o instabilitate convectivă în altitudine, care dispare după trecerea fenomenului orajos. În acest stadiu instabilitatea ocupă un strat gros din atmosferă, vârful acesteia putând atinge tropopauza, iar nivelul convecției situându-se la înalțimea de 6-7 km. Viteza curenților verticali atinge 40 m/s iar vârful norului ajunge la 10-12 km (Bordeianu, 1968).

Trecerea de la faza de Cumulus la faza de Cumulonimbus (fig.9) se petrece in decurs de 2-4 ore, în funcție de viteza cu care se instabilizează termic straturile superiore.

Fig. 9. Fazele dezvoltării norului Cumulonimbus (Bordeianu, 1968)

Pâna la nivelul de îngheț, norul este constituit din picături de apă de diferite dimensiuni. Vârful norului situându-se mult peste acest nivel, picăturile de apă antrenate în aceată zonă îngheață, iar pe cristale se continuă depunerea și înghețarea picăturilor de apă. Se formează astfel fulgi de zăpadă, grindină sau mazăriche. Trecerea de la Cg la Cb se observă prin structura mai puțin precisă a vârfului norului, care pare să fumege, devine cețos și se îmbracă cu un văl mătăsos; etapa de Cumulonimbus calvus; în etapa următoare, structura fibroasă îmbracă o mare parte a norului, al cărui vârf îngheață (Cumulonimbus capilatus). Adesea vârful lui se lățește, luând aspect de nicovală (Cumulonimbus incus), datorat unei invesiuni de temperatură la baza stratului stabil, în care norul nu mai poate pătrunde. Norul se întinde în direcția în care se mișcă nicovala. Odată cu slăbirea curenților descendeți, nicovala se separă de vârful norului și se poate mișca mai departe, sub formă de Cirrus spissatus cumulogenitus. Pariculele de gheață formate la vârful norului în creștere nu mai pot fi menținute de curenții ascendenți, cad prin nor colectând picăturile suprarăcite întâlnite în drumul lor. Ajungând în regiunile cu temperaturi pozitive cristalele crescute astfel se topesc total sau parțial rezultând astfel aversele de ploaie sau/și grindină. Odată cu începerea precipitațiilor se dezvoltă curenții descendeți puternici (dar mai slabi decât cei ascendenți) cu viteze de 15-20m/s, (Bordeianu, 1968).

Norii Cumulonimbus descriși mai sus (fig.10) se formează în interiorul aceleiași mase de aer prin încălzirea puternică a suprafeței terestre, în special vara.

Fig. 10. Stadiul de Cumulonimbus orajos (Aeroclubul Romaniei, Meteorologie generală, 2011)

4.1.2.Structura norului Cumulonimbus., (fig.11)

În partea frontală a norului se produce o ascensiune puternică a aerului cald (viteza de 25-30m/s), însoțită de o descendență a aerului rece, care coboară din nor împreună cu preciptațiile și se împrăștie sub el ca un evantai. Curentul descendent este însoțit de scăderi bruște de temperatură. În interiorul norului orajos, între curentul ascendent și cel descendent se produce o turbulență puternică (maximă între 3-7 km altitudine) care determină înălțarea generală a norului în partea frontală (Bordeianu, 1968).

Aceste mișcări sunt vizibile pentru observatorul de la sol sub forma unor fragmente de nori sfâșiați care se mișcă asemănătore unor vârtejuri sub masa noroasă principală. Dacă mișcările turbulente sunt puternice se pot rupe porțiuni din părțile inferioare ale norului care apoi atărnă de masa principală sub formă de mameloane sau pungi (Cumulonimbus mamma), (Bordeianu, 1968).

La sol la limita dintre curenții ascendenți și descendenți, apar uneori rafale puternice de vânt și nori de praf. În partea anterioară și cea mai joasă la marginea norului și la limita dintre acești curenți apar vârtejuri cu axa orizontală, care formează nori în rulouri astfel că baza norului se arcuiește și seamănă cu norul Nimbostratus, (Cumulonimbus arcus), (Bordeianu, 1968).

Fig.11. Structura norului Cumulonimbus (Bordeianu, 1968)

În partea posterioară a norului predomină curenții descendenți care în amestec cu aerul nesaturat dau ridicarea plafonului norului și risipirea lui.

La vârful norului predomină mișcările ascendente. Formarea nicovalei arată ca norul a ajuns la o dezvoltatre maximă (a ajuns la un strat de inversiune în care norul nu mai poate pătrunde), după care începe destrămarea lui treptată.

Odată cu diminuarea precipitațiilor slăbesc și curenții descendenți, și ca umare dispare și perturbarea vântului la sol. Curenții ascendenți de la vârful norului slăbesc și ei treptat apoi norul însuși se fragmentează la partea inferioară (fig.12).

Fig. 12. Faza de dezmembrare (Aeroclubul Romaniei, Meteorologie gemnerală 2011)

4.1.3. Fenomenele meteorologice asociate norilor Cumulonimbus

Fenomenele asociate norilor Cumulonimbus care au efect la sol sunt: aversele de precipitații, descărcările electrice dintre nor și suprafața terestră, intensificările de vânt sub formă de vijelie și grindină. În interiorul norului fenomenele care apar sunt: turbulența generată de curenții ascendenți și descendenți, givrajul existent deasupra nivelului de îngheț, grindina în suspensie în interiorul norului, descărcările electrice din interiorul norului și dintre doi nori și vizibilitatea scăzută (Bordeianu, 1968).

Aversele sunt precipitații ale maselor instabile de aer și ale fronturilor reci care cad din norii Cumulonimbus și pot fi sub formă de ploaie, ninsoare, măzăriche, și grindină. Aceste precipitații încep și se termină brusc și se caracterizează prin variația intensității lor. Aversele se deosebesc atât prin intensitatea lor mare cât și prin o variabilitate puternică a acesteia în timp și spațiu (Bordeianu, 1968).

Grindina cade pe fâșii înguste a căror lățime atinge de la câteva sute de metri până la 10-15 km și durează un timp relativ scurt, până la 15-30 minute. Lungimea fâșiei bătute de grindină variază de la 1-2 km și poate să atigă 800 km.

Givrajul este depunerea gheții pe diferite părți ale avionului ca rezultat a înghețării picăturilor de apă suprarăcită la ciocnirea acestora cu avionul. Cel mai frecvent, givrajul se formează în regiunile din atmosferă în care predomină picături de apă suprarăcită sau amestec de picături suprarăcite cu cristale de gheață sau cu zăpadă (nori precipitații lichide, zăpadă umedă, lapoviță). În nori, apa putând rămâne în stare lichidă cu mult sub limita de îngheț(sub -40°C), în mod practic givrajul se formează în toți norii cu temperaturi sub 0°C, intensitatea maximă a depunerii fiind între 0 și -10°C. După condițiile de formare, depunerile de gheață pe avioane pot prezenta următoarele aspecte:

Gheață sticloasă. Este o depunere de gheață aproape complet transparentă sau translucidă și foarte aderentă, având suprafața netedă și continuă. Acesta se depune îndeosebi pe bordul de atac al aripei și stabilizatorului, pe cabină și prizele de aer. Atunci cînd gheața are grosime mică profilu avionului nu se schimbă. Gheața sticloasă se poate forma în norii convectivi formați din picături de mari de apă la temperaturi cuprinse între 0 și -13°C. Acesta se mai poate forma pe avionul care zboară sub norii din care cad ploi formate din picături mari.

Gheața opacă (mată). Este o depunere albă, opacă și granulară, formată din grăunțe fine și opace de gheață în interiorul căreia sunt și straturi cu structură cristalină (asemănătoare cu chiciura), din care cauză are o culoare albă mată. Acestă formă de givraj este cea mai periculoasă deoarece suprafața este aspră, iar depunerea pe profilurile aerodinamice este neuniformă. Acest gen de depunere se formează în norii cu structură mixtă de precipitații (picături de apă suprarăcite, cristale de gheață, fulgi de zăpadă), la temperaturi între 0 și -28°C.

Gheața sub formă de chiciură este o depunere alb cristalină, cu granule mari care se formează de obicei la temperaturi sub -10°C, în norii care conțin picături de apă suprarăcite și cristale de gheață. Stratul are aspect neuniform și margini proemiente, care pune în pericol zborul (Bordeianu, 1968).

După intensitatea de depunere a gheții în unitatea de timp se pot evdenția următoarele categorii de givraj:

-givaj slab dacă în timp de un minut stratul de gheață nu depășește grosimea de 0,5 milimetri;

-givraj moderat dacă grosimea gheții nu depășește un milimetru în timp de un minut;

-givraj puternic dacă creșterea grosimii gheții este de 1- 1,5 milimetri în timp de un minut;

-givraj foarte puternic, dacă grosimea gheții depășește 1,5 milimetri în timp de un minut (Bordeianu, 1968).

Factorii principali care determină intensitatea givrajului sunt conținutul de apă al norilor, dimensiunile picăturilor de apă, dimensiunile avioanelor, precum și proprietățile aerodinamice ale acestora. La partea inferioară a norilor Cumulonimbus, care se formează în perioada caldă a anului, conținutul de apă este foarte mare. Atunci când în acești nori temperatura este negativă, aeronavele sunt supuse givrajului puternic cu depunere de gheață de 2mm/minut.

Turbulențele în cazul norilor convectivi sunt generate de curenții ascendenți, iar în cazul norilor Cumulus congestus și Cumulonimbus și de existența curenților descendenți, diferența de viteză dintre aceștia fiind foarte mare. Astfel de diferențe apar sub norul Cumulonimbus la intersecția dintre componenta ascendentă și cea decendentă.

Orajul este fenomenul electric din atmosferă care se datorează înmagazinării unor sarcini electrice mari în norul Cumulonimbus. Descărcarea electrică însăși se produce sub forma unei scântei electrice –fulger și a efectului acustic –tunet. Într-un nor orajos distribuirea mai frecventă a sarcinilor electrice rezultă din două procese diferite: unul asociat cu prezența cristalelor de gheața care este limitat către părțile superioare ale norului unde temperatura este cu mult sub punctul de îngheț, iar celălalt, în regiunile norului unde temperatura fiind peste 0°C, predomină picăturile de apă. În partea superioară a norului se găsește o zonă principală cu sarcini pozitive, iar în regiunea centrală unde temperaturile sunt puțin sub 0°C, se găsește regiunea principală cu sarcini electrice negative. Către baza norului, în regiunile cu temperaturi peste 0°C, se găsește o zonă locală cu sarcini electrice pozitive, intercalată în regiunea cu sarcini negative. Acestă zonă locală cu întindere orizontală mică este plasată în centrul zonelor cu precipitații. Formarea și separarea sarcinilor electrice într-un nor orajos au ca urmare crearea între două puncte separate ale norului, între nor și suprafața terestră și între doi nori a unor diferențe de potențial care uneori pot depăși sute sau chiar mi de volți/m. Datorită acestor diferențe de potențial iau naștere descărcări electrice luminoase sub formă de scânteie. Dacă descărcarea electrică luminoasă se formează între nor și suprafața pământului sau între nori și obiectele de pe sol, fenomenul electric se nomește trăznet. Descărcarea electrică luminoasă care se produce între doi nori sau în interiorul aceluiași nor se numește fulger. Fulgerul se observă sub formă liniară de cele ai multe ori. El este format dintr-un fascicol de benzi subțiri strălucitoare, adesea ramificate sau sinuoase care se succed la intervale foarte scurte de timp ( sutimi sau miimi de secundă ). Adesea fulgerul pare să fie format ditr-un trunchi principal cu mai multe ramuri, toate producându-se instantaneu. Lungimea benzii vizibile a fulgeruli linear poate depășii 2-3 km (fulgerul între nori, depașind 10-15 km), iar diametrul acestei benzi variază între 15 și 40 centimeri (Bordeianu, 1968).

Trăznetul se compune din mai multe impulsuri care se succed foarte repede ( la intervale de 0,02-0,7 secunde). În general, el nu cade din nori, ci scânteia se propagă de jos în sus către nor.

Fulferul difuz îl formează descărcarea electrică dirijată în sus care cuprinde o mare parte a norului. Datorită acestei descărcări întreaga parte superioară a norului se luminează luând un aspect difuz.

Fulgerul sferic sau globular se poate observa în timpul descărcărilor electrice violente, mai ales după un fulger puternic. Acest fenomen foarte rar observat, se prezintă sub forma unui glob luminos având dimesiuni de la câțiva centimetri pâna câțiva metri, care coboară din nor. El se mișcă lent în atmosferă și persistă de la câteva fracțiuni de secundă până la câteva minute după care dispare brusc, producând o explozie însoțită de o explozie mai puternică sau mai slabă.

Descărcările electrice în efluvii sunt descărcări electrice lente, luminoase care se produc pe proieminențe ascuțite atunci când tensiunea câmpului electric din atmosferă devine foarte mare (focul Sfântului Elm). Acest fenomen se observă pe timp orajos și uneori cu mult înainte de dezvoltarea completă a norului. Ele sunt vizibile mai ales pe crestele ascuțite ale stâncilor, pe vârfurile copacilor, pe antene, pe catargele navelor sau pe acoperișurile ascuțite. Aceste descărcări electrice se prezintă ca niște raze luminoase, care pornesc din vârful ascuțit și se înprăștie ca un pămătuf sau cunună luminoasă și sunt însoțite de pocnete seci (Bordeianu, 1968).

Vijelia este o creștre semnificativă a vitezei vântului, concomitent cu schimbari bruște ale direcției acestuia. Aceasta se produce în cazul trecerii deasupra regiunii, a unui nor orajos cu mare dezvoltare verticală. Caracteristic pentru fenomenul de vijelie este existența în partea inferioară a frontului cu nori orajoși a ‘valului rostogolitor ‘ format din nori destrămați care se deplasează haotic. Lățimea zonei cuprinsă de vijelie de obicei nu este mai mare de 0,5- 0,6 kilometri lungimea zonei afectate ajunge la câteva sute de kilometri iar înălțimea zonei de vijelie ajunge la 2-3 kilometri. În timpul acesteia viteza vântului variază în limite largi, media acesteia fiind de 20 de metri pe secundă (Bordeianu, 1968).

4.2. Variația elementelor meteorilogice la trecerea fenomenelor orajoase

Trecerea nucleelor orajoase este însoțită și de unele variații în mersul unor elemente meteorologice, a căror intensitate depinde de gradul de dezvoltare gradul de dezvoltare și intesificare a norului Cumulonimbus.

Presiunea atmosferică scade mai accentuat la apropierea norului orajos, apoi crește repede după care urmează imediat o scădere și o oscilație neregulată.

Temperatura, dacă fenomenele se petrec în adoua parte a zilei cește atingând valoarea maximă înainte de apariția celulei orajoase. Odată cu începerea intensificării vântului și începerea averselor averselor de ploaie temperatura scade, prezentând o pantă accentuată. în cazul averselor puternice, temperatura se apropie mult de puncul de rouă (umezeală relativă mare ), din cauza evaporării ploii căzute.

Înainte de apariția norului orajos, vântul slăbește treptat până la calm. La trecerea norului, el își schimbă direcția, mărind-și intesitatea, iar după trecerea fenomenului scade treptat în intesitate sufând din direcția inițială.

Prima ploaie care atinge solul dintr-o celulă nou formată este limitată la o zonă de câțiva kilometri pătrați, apoi concomitent cu dezvoltarea celulei, zona de ploaie se extinde odată cu extinderea orizontală a curentului descendent cu care se asociază. În stadiul de împrăștiere a celulei zona de ploaie se restrânge rapid pe când aerul răcit continuă să se înprăștie.

Sub o celulă în mișcare zona de ploaie înaintează aproximativ cu iuțiala acesteia, din care cauză durata ploii moderate sau a aversei poate varia de la câteva minute în cazul unei celule slabe, până la o oră în cazul unei celule puternic dezvoltate. Intensitatea maximă a ploii se înregistrează în mod frecvent la un interval de 2-3 minute după ce prima ploaie măsurabilă din celulă atinge pâmântul, putând rămâne foarte puternică timp de 5-15 minute (Topor, 1968).

În cazul producerii vijeliei variația parametrilor meteorologici se prezintă astfel:

– un salt brusc de presiune, precedat de o scădere lentă și progresivă, iar după trecerea vijeliei, o creștere lentă, presiunea reluându-și în general mersul normal;

– o scădere bruscă de temperatură, precedată de o creștere anormală cu câteva ore înainte, care însoțește scăderea presiunii; la sfârșitul vijeliei, scăderea temperaturii este mai lentă și adesea se produce o reâncălzire;

– creștere bruscă a umezelii relative, datorită în parte scăderii temperaturii;

– norii caracteristici de vijeliie, sunt formați dintr-o masă puternică, foarte întunecată, care prezintă în interiorul ei contraste puternice de culoare albastru-negru; Această masă este precedată de nori sub formă de rulouri întunecate, care, sub efectul perspectivei par arcuiți. Acești nori sunt precedați de fragmente noroase care se detașează alb pe fondul întunecat al masei principale.

Fig. 13 . Formarea vijeliei sub un nor orajos ( Topor, 1967)

Înapoia norului întunecat se observă o perdea cenușie, mai clară, produsă de aversele de ploaie. În fruntea norului de vijeliie începe saltul brusc al vântului și al presiunii. La întâlnirea curentului ascendent cu cel descendent, se produc vârtejuri de praf. Între cei doi curenți de sens contrar se produc mișcări turbionare, care dau naștere la fragmente de nori ce prezintă mișcări asemenea vârtejurilor. Schimbarea bruscă a direcției vântului se produce în momentul saltului de presiune atunci când norul se aflâ deasupra observatorului. În același moment se produce și creșterea bruscă a vitezei vântului, care suflă în rafale puternice, separate prin momente de calm relativ. După trecerea vijeliei, vântul revine la direcția sa inițială, sau la o direcție ceva mai la dreapta celei inițiale suflând regulat (Topor, 1967).

De obicei, vijeliile sunt asociate cu trecerea fronturilor reci și se produc în zone cu o dezvoltare maximă a intesității convective. Elementul esențial în formarea lor, este existența a doi curenți convergenți, având temperaturi și umezeli diferite (curent cald de la sud sau sud-est și curent rece de la vest sau nord-vest. Contrastul de temperatură dintre cei doi curenți este mare și crește mult în timpul zilei datorită insolației. Aerul cald este antrenat puternic în sus, în același timp producându-se descendența celui rece. În acest moment, vântul capătă o viteză foarte mare, datorită accelerației dobândite de aerul care coboară și a vitezei mari cu care se ridică aerul cald, forțat de cel rece. Banda de nori Cumulonimbus ce se întinde de-a lungul suprafeței ce separă cei doi curenți cu proprietăți fizice diferite, formează, în mod uzual, o linie continuă care se mișcă odată cu frontul (linia de gren), astfel de-a lungul suprafeței care separă cele două mase de aer se va produce o linie de vijelii, care adesea se întinde pe distanțe de câteva sute de kilometri, într-o bandă largă de câteva zeci de kilometri (Topor, 1967).

Intensitatea vijeliei, este dată de contrastul de temperatură și contrastul de presiune dintre cele două mase de aer.

Viteza maximă a vântului în timpul vijeliilor este superioară celei cu care se deplasează acestea. Ea depinde de valoarea creșterii bruște a presiunii, care la rândul ei, este legată de înălțimea masei reci; masa de aer rece, pe măsură ce înaintează se întinde pe suprafețe mari și pierde din energie (Topor, 1967).

Vijeliile se pot forma și sub norii Cumulonimbus datorați convecției termice, în interiorul unei mase de aer instabile. Ele sunt determinate de mișcarea ascendentă intensă a aerului cald în partea frontală a norului și de cea descendentă situată în partea centrală a norului provocată de precipitații (Topor, 1967).

4.3. Condiții de formare a orajelor și vijeliilor

În general, pentru producerea orajelor trebuie ca atmosfera să se găsească într-o stare particulară care constă în prezența a două mase de aer cu temperaturi diferite iar masa mai caldă să fie forțată să se ridice repede în înălțime unde se va deplasa pâna își va obține starea de echilibru în aerul înconjurător. Dezvoltarea mișcărilor verticale depinde de distribiția temperaturii la diferite niveluri, deci de stratificarea atmosfrică.

Formarea fenomenelor orajoase este strâns legată de dezvoltarea norilor Cumulonimbus. Norii orjoși se formează datorită mișcărilor ascendente puternice ale aerului cu viteze de 10-15 metri pe secundă iar adesea și mai mult. Apariția acestor mișcări verticale se datorează încălzirii neuniforme a suprafeței subdiacente sau dizlocării violente a aerului cald de către aerul rece. În ambele cazuri, pentru formarea norilor orajoși, sunt necesare stratificarea instabilă umedă a atmosferei pâna la înălțimea de 3-4 kilometri și o umiditate specifică a masei de aer de 12-13 g/kg. Acete condiții se întâlnesc în anotimpul călduros, vara și cu o frecvență mai redusă în timpul anotimpurilor de tranziție, primăvara și toamna. Limta inferioară a norilor orajoși se află la înălțimea de aproximativ 1000 de metri iar limita superioară la înălțimea de 6-9 kilometri, cea mai densă porțiune situându-se la 3-5 kilometri. Diferența mare de temperatură dintre limita inferioară (15-20°C) și limita superioară (-40 până la -50°C) determină structura neomogenă a acestora (IMH, 1981).

Factorii fizici care generează condițiile de formare expuse mai sus împart orajele astfel:

Oraje din mase de aer

a) datorate conveciței locale

b) în masele de aer termodinamice reci când aerul se mișcă deasupra unei suprafețe mai calde.

Oraje frontale

a) asociate cu frontul rece de ordinul II (cele mai intense )

b) asociate cu frontul cald

c) asociate cu frontul oclus

Oraje orografice – datorate mișcărilor aerului ce urcă în timpul zilei panta ascendentă a masivelor muntoase.

Pe teritoriu țării noastre se produc oraje fie de natură termoconvectivă, fie de natură frontală. Cele de natură convectivă depind în mare măsură de particularitățile topografice și orografice ale zonei respective, acolo unde pot exista impulsuri pentru convecție, adică zone încălzite puternic și deasupra obstacolelor montane. Situațiile sinoptice favorabile în care ele se produc sunt cel mai adesea întâlnite în regiunile barice cu presiune uniformă, șeile barice și anticiclonii pe cale de slăbire. În aceste cazuri orajele au caracter puternic local și mai puțin extinse ca arie, dar foarte intense. Aceste apar și se sting aproape în același loc.

Fenomenele orajoase frontale pot apare în orice moment al zilei, independent de încălzirea diurnă fiind legate de existența unui front atmosferic datorită căruia aerul cald prin ascensiune mecanică este forțat să se ridice deasupra celeilalta mase de aer, până la nivelul convecției libere. Acestea apar mai frecvent în masele de aer maritim polar care suferă un proces de continentalizare prin trecerea lor peste Europa Centrală, de la est la vest (IMH, 1981).

FRECVENȚA NORILOR ORAJOȘI ȘI A FENOMENELOR ASOCIATE ÎN REGIUNEA AERODROMULUI

La noi în țară, fenomenele orajoase prezintă un maxim în perioada caldă a anului, fiind aproape inexistente în perioada rece. Regimul de mare presiune care se instalează deasupra Europei răsăritene începănd cu luna octombrie constituie pentru teritoriul nostru un adevărat baraj de aer uscat și rece, care împiedică pătrunderea aerului umed, deci a ciclonilor din Ocenul Atlantic și Marea Mediterană. Ca urmare în perioada rece a anului orajele apar cu totul exepțional în urma înlocuirii bruște a aerului polar cu o masă de aer tropical. În perioadele de tranziție, primăvara și toamna se produc oraje legate de activitatea frontală, pe cînd în timpul verii durata și intensitatea orajelor se amplifică prin convecția termică.

5.1. Frecvența fenomenelor orajoase în vestul Podișului Transilvaniei

La intrarea pe teritoriul țării noastre a maselor de aer umede oceanice venite din vestul Europei, brimul baraj muntos pe care îl întâlnesc este lanțul Carpaților Occidentali. Prezența culmilor muntoase Vlădeasa și Biharia orientate perpendicular pe direcția de înaintare a maselor de aer atlantic, impun acestora escaladarea culmilor urmată de o descendență pronunțată spre culoarul depresionar de la bordura sud- estică a Apusenilor. Procesele de feonizare de intensitate mai redusă se datorează inălțimilor mai mici ale acestor munți (IMH, 1981).

Caracteristic în repartiția orajelor din zona Munților Apuseni și partea vestică a Podișului Transilvaniei este frecvența mai mare a acestora la contactul munte–podiș, datorită condițiilor orografice locale. Se remarcă o scădere a intensității și frecvenței fenomenelor orajoase în zonele de descendență a maselor de aer maritim-polar, la adăpostul ramei muntoase, adică la baza pantelor estice ale Carpaților Occidentali (efectul de feohn). Diminuarea numărului de oraje în formele negative ale reliefului sau în regiunile de descendeță ale aerului, adică în partea de sub vânt a munților, este legată de dezvoltarea mișcărilor descendente și de slăbirea mișcărilor turbulente (IMH, 1981).

Repartiția multianuală a fenomenelor orajoase în regiune este dependentă de circulația generală a atmosferei care se modifică neîntrerupt ca urmare a variației câmpului baric. Acesta variază în funcție de poziția centrilor de presiune atmosferică temporari sau permanenți, de origine dinamică sau termică, mobili sau staționari, care la rândul lor determină formarea și deplasarea fronturilor atmosferice. În graficul de mai jos este prezentată repartiția anuală a fenomenelor orajoase și a averselor de precipitații în raport cu frecvența prezenței norilor Cumulonimbus. Se observă creșterea fecvenței fenomenelor asociate norilor orajoși începând cu anul 2010, acesta a atins maximul în anul 2012 în ceea ce privește aversele și in anul 2011 numărul de oraje (fig.14).

Fig. 14. Repartiția multianuală a fenumenelor orajoase și a averselor și a norilor Cb

În regiunea aerodromului, norii Cumulonimbus sunt evidențiați în observații pe tot parcursul anului. Astfel în sezonul rece prezența lor este semnalată asociat, cu aversele de precipitații și în corelație cu imaginile radar. În perioadele reci norii Cumulonimbus au o dezvoltare verticală slabă, nu apar izolat decât foarte rar, fiind de obicei încastrați în masa noroasă carateristică fronturilor atmosferice.

În decursul unui an se înregistrează un număr de 239 (2.99%), de momente de observații care conțin nori Cumulonimbus, maximul situându-se în luna iunie. Se observă din grafic (fig.15), creșterea frecvenței acestora și a orajelor începând cu luna aprilie, numărul cazurilor începând să descrească din cursul lunii iulie.

Fig. 15. Repartiția mediilor lunare a norilor Cb și a orajelor

De aceea datele studiului de față sunt concentrate pe perioada caldă a anului (aprilie-octombrie), perioadă în care se manifestă fenomenele meteorologice periculoase zborului aeronavelor asociate norilor Cumulonimbus. Astfel din totalul momentelor de observație, (41088) norii Cumulonimbus au fost prezenți în 2303 cazuri (5,6%). Numărul cazurilor de nori Cb care au manifestat fenomene orajoase în perioada de studiu este de 406, frecvența maximă înregistrându-se în luna iunie.

La aerodrom orajele se înregistrează cu precădere în a doua parte a zilei între orele 15 și 18, (70% din cazuri). Acestea sunt oraje atât frontale cât și formate în interiorul masei de aer, datorită convecției termice. În celelalte cazuri, în cursul nopții și dimineții, orajele sunt cauzate de incidența fronturilor atmosferice în regiune.

Cele mai frecvente fenomene asociate norilor Cumulonimbus sunt aversele de precipitații neînsoțite de oraje, prezente pe tot parcursul perioadei de studiu (fig. 16.). Acestea în perioada de studiu au avut un total de 704 cazuri cu o medie de 10,3 cazuri anual.

Fig.16. Repartiția lunară, nori Cb, oraje, averse de-a lungul perioadei de studiu

Din grafic se observă tendința de creștere a frecvenței orajelor și averselor în perioada studiată (2006-2013).

În fucție de modul de manifestare și distanța față de aerodrom fenomenele asociate norilor Cumulonimbus au fost înregistrate cu ajutorul codului METAR, astfel: averse de ploaie neînsoțite de descărcări electrice-SHRA, decărcări electrice-TS, aversă de ploaie însoțită de descărcări electrice-TSSHRA, descărcări electrice în vecinătate-VCTS, grindină-GR, vijelia fiind înregistrată separat în grupa destinată vântului. Astfel frecvența acestora poate fi ilustrată și studiată defalcat (fig.17).

Viteza vântului în timpul trecerii norilor orajoși ajunge la valori de 10-15 metri pe secundă, trecând foarte rar pragul celor 20 de metri pe secundă (25 de cazuri în perioada de studiu).

Grindina în perioada 2006-2013 are o frecvență foarte redusă la aerodrom (1 caz anual), iar în regiune maxim 2-3 cazuri anual.

Mediile anuale (fig.17), ale orajelor din intrevalul de studiu au o tendință de ușoară creștere. Se observă frecvența redusă a vijeliilor și a grindinii.

Numărul maxim, 80, de momenete de observații care conțin fenomene orajoase a fost înregitrat în anul 2012 (fig.17).

Fig.17. Repartiția lunară, a fenomenelor asociate norilor Cb de-a lungul perioadei de studiu

Comparând datele aceleiași luni pentru fiecare an, se observă o creștere a numărului oraje, începând cu a doua jumătate a perioadei studiate. Astfel pentru lunile aprilie și septembrie (fig.18) indică o creștere ușoară a frecvenței orajelor în a doua jumătate a perioadei de studiu, comparativ cu frecvența averselor care este aproape constantă (pentru luna aprilie). În lunile septembrie apare și o creștere ușoară a frevenței averselor neînsoțite de descărcări electrice.

Fig.18. Repartiția orajelor și averselor în lunile aprilie și septembrie a fiecărui an de studiu

Pentru lunile mai ale fiecărui an (fig.19) frecvența orajelor este aproape constantă de-a lungul intervalului, observându-se o creștere mai accentuată a frecvenței averselor în toată perioada de studiu. Se observă de asemenea frecvența mult mai mare a momentelor de observație cu nori Cb în luna mai.

Fig. 19 Repartiția orajelor și averselor în lunile mai ale perioadei de studiu

O creștere mai accentută a frecvenței oajelor se observă în lunile iulie, (fig.20) ale perioadei de studiu iar frecvența averselor rămâne constantă.

Fig.20. Repartiția orajelor și averselor în lunile iulie ale perioadei de studiu

Din cele de mai sus se poate concluziona că frecvența lunară și multianuală a fenomenelor orajoase și a averselor neînsoțite de descărcări electrice a crescut în perioada 2006-2013, (fig. 21).

Fig. 21. Repartiția și tendința multianuală a frecvenței orajelor și averselor

Din datele înregistrate la stația meteorologică a aerodromului se observă că deși frecvența orajelor și a averselor de precipitații a crescut, nu a crescut și violența acestora (fig.17), numărul de cazuri cu grindină și a vijeliilor fiind redus în perioada 2006-2013.

6. ANALIZA SITUAȚIILOR SINOPTICE GENERALE CARE DETERMINĂ FORMAREA NUCLEELOR ORAJOASE ÎN REGIUNEA AERODROMULUI

6.1. Analiza situațiilor sinoptice

Studiul statistic din capitolu anterior trebuie completat cu un studiu sinoptic, deoarece, pentru declanșarea unei convecții termice, cât și pentru pătrunderea unei perturbații frontale instabile este important de cunoscut și contextul sinoptic în care acestea se dezvoltă.

Principalele tipuri de circulație atmosferică întâlnită în zona țării noastre sunt (N. TOPOR, C. STOICA, 1965):

Circulația vestică 45%;

Circulația polară 30% ;

Circulația tropicală 15%;

Circulația de blocare 10%.

Centri barici permanenți situați în zona continentului european sunt: Anticiclonul Azoric, Ciclonul Islandez, Anticiclonul est European și ciclonii Mediteraneeni. În afară de acești centri barici permanenți, mai acționează formațiuni barice cu o frecvență mai redusă, dar care sunt importanți prin schimbările de vreme pe care le produc deasupra Europei și în regiunea României.

În culoarul depresionar Alba-Iulia – Turda vremea este influențată cu precădere de circulația vestică și nord-vestică, acestea avănd o pondere majoritară. Cu o frecvență destul de mare în regiune se manifestă și circulația sudică iar cu o frecvență mai redusă, circulația nordică și nord estică. Circulația nordică și nord-estică apare rar (2 s-au 3 cazuri anual) în sezoanele de tranziție (primăvara și toamna), pe fondul activității ciclonilor retrograzi care acționează la nord-est de țara noastră, alimentați din Marea Neagră cu multă umezeală.

În urma analizării datelor ce cuprind frecvența zilelor cu nori Cb și fenomenele meteo asociate se poate observa că acestea au la bază trei situații sinoptice importante.

Prima situație sinoptică cu cea mai mare frecvență rezultată în urma analizării datelor, este legată de fronturile atmosferice reci de ordinul unu aferente nucleelor depresionare centrate în nordul Europei, care apar în special în timpul verii. Aceste fronturi atmosferice se formează la periferia nucleelor depresionare și se caracterizează prin apariția norilor Cb și a fenomenelor asociate acestora în special în fața frontului în interiorul masei de aer cald. În figura nr. 22, este prezentată situația sinoptică din data de 29.08.2006 ora 18 UTC (22 local) în care se poate observa situarea României inclusiv regiunea aerodromului, în interiorul unei

Fig. 22. Harta sinoptică de sol 29.08.2006 ora 18 UTC (wetterzentrale.de)

mase de aer stabile, dovadă și prezența unor zone cu presiune ridicată la vest de Marea Neagră. Această masă de aer stabilă a fost înlocuită de o masă de aer rece, umedă și instabilă afectată unei depresiuni centrate la est de peninsula scandinavă, prin intermediul unui front rece, care înainte de a afecta zona țării noastre a afectat numai Europa de nord și centrală, din cauza Anticiclonul Azoric, care a blocat pătrunderea acestei mase înspre Europa de vest.

A doua situație sinoptică, nu atât de freventă, dar în care fenomenele meteo asociate norilor Cb au o intensitate mare și o durată relativ scurtă de acțiune (1-2 ore), are în prim plan evoluția fronturilor atmosferice reci de ordinul 2, care au viteze mari de deplasare și care se întâlnesc în interiorul zonelor de presiune scăzută. Caracteristic acestor fronturi atmosferice reci de ordinul 2 sunt precipitațiile cu caracter de aversă care se observă pe ambele părți ale liiniei frontului. Lățimea zonei de precipitații nu depășește câteva zeci de kilometri dar după cum se poate observa din cazurile analizate, în anotimpurile de tranziție dar în special vara pot determina dezvoltarea puternică a norilor Cb a căror limită superioară poate ajunge până la 8 kilometri, iar fenomenele orajoase și vijeliile pot avea manifestări violente. Exemplu elocvent în acest caz este data de 24.06.2011, când regiunea a fost traversată de un front rece dinspre nord-vest spre sud-est. Fenomenele orajoase și aversle de ploaie se observă de o parte și de alta a

Frontului (fig. 23).

Fig. 23. Harta sinoptică de sol 24.06.2011 ora 12 UTC (wetterzentrale.de)

Fenomenele au debutat la ora 10 UTC (13 local) cu oraj slab însoțit de averse slabe de ploaie. La ora 11 UTC, (14 local), aversa de ploaie a încetat dar orajele s-au intensificat, viteza vântului ajungând la 10 metri pe secundă. După 15 minute la 11.15 UTC, este emisă o specificație de înrăutățire a vremii, viteza vântului ajungând la 15 metri pe secundă, păstrând aceeași direcție, se semnalează din nou averse de acestă dată puternice de ploaie (vizibilitatea ajunge la 3,5 kilometri), acesta fiind momentul trecerii frontului. După alte 10 minute se emite specificație de îmbunătățire a condițiilor meteorologice, astfel că vântul scade la 7 m/s orajul și aversele scad în intensitate (-TSRA ora 11.25) vizibilitatea depășește din nou 10 kilometri, la ora 12 fiind înregistrat doar oraj in vecinătate. Următoarele două ore de observație nu mai nenționează norii Comulonimbus. Nebulozitatea la începutul zilei a fost redusă, 2 optimi cu nori Altocumulus la 3000 de metri. Aceasta crește treptat la 5-7 optimi și limita inferioară a norilor scade la 2500 metri. Pe timpul trecerii frontului norii Cumulonimbus formați au avut limita inferioară la 1500 de metri iar ceilalți nori asociați frontului au fost situați la înălțimi cuprinse între 2100 și 3000 de metri. Temperatura înainte de incideța frontului a înregistat valoare maximă a zilei 27°C, la ora 9 UTC (11, local) și a scăzut pînă la 16°C ora 12 UTC (15 local) în timpul trecerii frontului. După trecerea frontului acesta a crescut din nou până la 26°C, fapt ce a favorizat convecția pentru evenimentele orajoase următoare. Începând cu ora 15 UTC (18 local) până la ora 00 UTC (03 local s-au înregistrat averse de ploaie și oraje slabe și moderate (în spatele frontului), la aerodrom și în vecinătate în cazul cărora viteza vântului nu a depășit 5 metri pe secundă iar vizibilitatea nu scăzut sub 10 kilometri.

A treia situație sinoptică este specifică exclusiv perioadei calde a anului atunci când zona țării noastre inclusiv regiunea aerodromului, se află sub influența unei mase de aer cald, stratificată instabil care din cauza încălzirii neuniforme a suprafeței subdiacente determină formarea pe arii relativ retrânse a norilor Cb și a fenomenelor meteo asociate. Caracteristică acestei situații sinoptice este intensitatea uneori extremă a fenomenelor într-un timp foarte scurt (15-30 de minute). Exemplu elocvent este cel din data de 14.06.2006, intervalul orar 17.30-18.00 (fig. 24), care a avut loc într-o masă de aer cald instabilă. Această instabilitate a fost generată de prezența unui centru depresionar (1010 hPa ), în nordul Mării Negre.

Fig. 24. Harta sinoptică de sol 14.06.2006 ora 12 UTC (wetterzentrale.de)

Până la momentu orajului vremea a fost fromoasă cu cer variabil și viteza vântului redusă (1m/s) ceea ce a favorizat stratificarea instabilă a masei de aer. Nebulozitatea, până la mometul producerii orajului a fost de 3-5 optimi cu limita inferioară la 1500 de metri, aceasta a evoluat de la nori Cumulus humilis (Cu 1) la nori Cumulus congestus (Cg 2), apoi la Cumulonimbus (Cb 9), averse de precipitații moderate fără reducerea vizibilității sub 10 kilometri, dar cu descărcări electrice frecvente. Aversa de ploaie s-a oprit până la ora locală 18 când au fost înregistrate doar descărcările electrice. Vântul a suflat din nord-nord-est înaintea momentului orajului, în timpu acestuia s-a rotit și a suflat din sector sudic revenind apoi la direcția inițială. În timpul orajelor viteza vântului s-a situat sub 5 metri pe secundă. Temperatura maximă a zilei a fost înregistrată a fost înregistrată la ora 16 când a atins 21C, scăzând ulterior la 15°C. După încetarea orajului în următoarele ore de observație norii Cumulonimus au mai fost semnalați, 3-5 optimi cu limita inferioară la 1000 de metri dar nu au mai avut loc alte fenomene orajoase.

Cele de mai sus sunt cele mai des întâlnite situații sinoptice în care se formează fenomene orajoase. În fronturile calde orajele în regiunea aerodromului se manifestă rar acestea fiind în general slabe.

O situație sinoptică deosebită este cea din perioada 14.07 ora 23-16.07 ora 23, 2008, când un front atmosferic generat de o masă de aer polar este fixat, în regiunea țarii noastre de doi centri depresionari, unul scandinv, la nord și unul mediteranean la sud și doi anticicloni, cel Azoric la vest și cel est European la est, caz clasic de circulație de blocare (fig. 25).

Fig. 25. Harta sinoptică de sol ora 6 UTC 15.07.2008 (wetterzentrale.de)

Aceasta a determinat o vreme instabilă care a durat aproximativ 48 de ore, interval în care au fost înregistrate averse de precipitații slabe și moderate izolat însoțite de descărcări electrice. În perioada mai sus menționată nebulozitatea a avut valori cuprinse între 5 și 7 optini din care 3-4 opimi au avut limita inferioară la 600 de metri cu nori Cumulonimbus. Temperatura a înregistrat valori maxime de 21-23°C, destul de reduse petru luna iulie iar minimele au înregistrat valori de 15°C.

6.2. Analiza unor cazuri deosebite

Un caz, în care evoluția parametrilor meteorologici a fost aproape de descrierea teoretică a fos în 02.06.2011, (fig.27), când o masa de aer rece a dizlocat o masă de aer caldă instabilă, care a generat manifestări orajoase violente, viteza vântului depășind 20m/s.

Fig. 26. Harta sinoptică de sol 02.06.2011 ora 12 UTC (wetterzentrale.de)

Presiunea atmosferică (fig.27) a scăzut treptat de la valoarea de 1019 hPa la valoarea de 1016 hPa la momentul declanșării fenomenelor, după trecerea celulei orajoase presiunea a crescut până la 1020 hPa.

Nebulozitatea în cursul dimineții a fost redusă, 3-5/8, cu limita inferioară situată la 3000 și 6000 de metri. În cursul amiezii aceasta a crescut la 4-6/8 cu limita inferioară la 900 de metri și 1800 de metri (momentul de apariție a norilor Cumulonimbus).

Temperatura (fig.28.) a crescut de la 19°C, în cusul dimineții, până la 28°C înainte de momentul declanșării fenomenelor, ora 14 UTC (17 local). În timpul averselor puternice de precipitații temperatura a scăzut brusc la 17°C ( 11°C în decurs de o oră). Umezeala aerului crește din cauza precipitațiilor și a scăderii temperaturii aerului. După trecerea celulei orajoase, temperatura a crescut până la 19° apoi a continuat să scadă din cauza înserării.

.

Fig. 27. Evoluția presiunii la 02.06.2011

Fig.28. Evoluția temperaturii și a punctului de rouă 02.06.2011

Vizibilitatea pe timpul averselor puternice de ploaie a scăzut la 2,5 kilometri, iar viteza vântului, (fig. 29.), la rafala maximă a atins 23 metri pe secundă.

Fig. 29. Evoluția vitezei vântului 02.06.2011

Fenomenele orajoase s-au manifestat între orele 14 și 15 cu intensificări pentru care au fost emise specificații de agravare la 14.28 și 14.31. La ora 15 au fost înregistrate doar averse de precipitații fără descărcări electrice iar viteza vântului a scăzut la 5 metri pe secundă. Orele următoare cerul a rămas parțial acoperit cu limita inferioară a norilor la 3000 de metri.

Fig. 30. Imagine radar 02.06.2011 la monentul producerii orajului (ANM)

Imaginile radar din data respectivă, (fig. 30.) arată dezvoltarea pe orizontală și gradul de reflectivitate a celulei orajoase care a traversat regiunea.

Un alt caz cu manifestări destul de violente a fost în data de 20.07.2011(fig. 31), când au intrat în contact două mase de aer cu proprietăți diferite, formând o linie de gren. Aceasta s-a deplasat spre est intersectând regiunea aerodromului la ora 15:00 UTC, când a fost înregistrat oraj în vecinătate. La ora 15:15 UTC este emis un mesaj SPECI de agravare, vîntul înregitrând 17 m/s, (fig.32.) fiind înregistrat oraj puternic. Următoarele ore de observații au înregistrat oraje moderate (16 și 17 UTC), în care viteza vântului nu a înregistrat valori mai mari de 10 m/s (fig. 32). Vizibilitatea pe timpul fenomenelor a scăzut de la 10 la 4 kilometri iar temperatura (fig. 34), a scăzut 16°C, de la valoarea maximă de 33°C, la 17°C într-un interval de două ore.

Fig. 31. Situația sinoptică din 20.07.2011 ora 12 UTC (www.wetterzentrale.de)

Fig .32. Viteza vântului la data de 20.07.2011

Presiunea a scăzut treptat de la valoarea de 1004 hPa până la valoarea de 998 hPa, crescând brusc în timpul vijeliei la 1003 hPa (fig.33).

Fig. 33. Evoluția presiunii la data de 20.07.2011

Fig. 34. Evoluția temperaturii, 20.07.2011

INFLUENȚA FENOMENELOR ASOCIATE NORILOR CUMULONIMBUS ASUPRA ACTIVITĂȚILOR AERONAUTICE

Fenomenele meteorologice periculoase zborului sunt acele fenomene care prin natura, intensitatea, frecvența și durata lor pun în preicol zborul aeronavelor, infrastructura aerodromului și personalul. Fenomenele meteorologice asociate norilor cumulonimbus se incadrează în categoria fenomenelor periculoase.

În interiru noriilor Cb și sub aceștia se întâlnește turbulență moderată și puternică datorată curenților ascendenți și descendenți puternici. Deasupra izotermei de 0°C în interiorul norului este prezent gvrajul moderat și puternic cauzat de prezența picăturilor de ploaie supracită care au o desitate foarte mare în interiorul acestui nor. De asemenea deasupra izotermei de 0°C, în straturile superioare acesteia se înștâlnește grindina care poate provoca deteriorarea suprafețelor exterioare ale aeronavelor. Aversele de grindină la sol pot duce la deteriorarea tehnicii și aeronavelor staționate pe aerodrom și poate duce acccidentarea personalului.

Aversele puternice de precipitații reduc mult vizibilitatea și întârzie activitățile efectuate de personalul de la sol.

Descărcarile electrice afectează comunicațiile, bruiază instrumentele de navigație, pot provoca distrugeri ale tehnicii de la sol sau pot provoca incendii.

Schimbari spontane puternice ale vitezei si directei vantului (determina devieri ale traseului si probleme de manevrare, pierdere a vitezei si posibile daune la nivelul structuri. Vijeliile la sol pot produce pagube însemnate aeronavelor parcate și suprastructurailor. Turbulențele puternice determină pierderea controlului și daune la nivelul structurii.

Intensitatea orajelor în regiunea arodromului este slabă și moderată cauzată de prezența barierei orografice apusene, barieră care influențează mult circulația în culoarul depresionar Alba-Iulia – Turda.

Referitor la traiectoria nucleelor orajoase în regiunea aerodromului acestea respectă direcția de deplasare a frontului, cea mai frecventă fiind dinspre nord-vest spre sud-est. Atunci când circulația este strict vestică , în funcție de viteză, celulele orajoase traversează bariera orografică apuseană, itensificându-se catabatic în partea de Est, fenomenele manifestându-se violent. În cazul unor viteze mai reduse, celulele convective nu trec bariera orografică apuseană, ocolind-o prin culoarul Mureșului sau culoarul Someșului. Acestea își pierd energia manifetându-se mai în slab regiunea aerodromului (averse de ploaie moderate și descărcări electrice, fără vijelie). Fronturile atmosferice reci slab evidențiate care își pierd energia în timpul traversării barierei orografice apusene generează celule convective slab dezvoltate care de cele mai multe ori urmează cursul unor văi înconjurătoare, intersectând spațiul aerodromului pe o suprafață mică. Acestea dau averse de ploaie slabe de cele mai multe ori fără descărcări electrice și intensificări de vânt, ceea ce se observă și in studiul statistic din capitolul cinci.

Serviciul meteorologic de pe aerodrom avertizează încă din timpul planificării activităților aeronautice despre posibilitatea apariției celulelor orajoase în regiune, care ar putea pune în pericol activitatea pe aerodrom sau ar afecta decolarea și aterizarea aeronavelor. De asemenea serviciul meteorologic informează și despre posibilitatea apariției fenomenelor în zonele de interes, asfel ca prezența celulelor orajoase să fie observată din timp și evitată. În cazul în care există nori orejoși în preajma aerodromului se evită aterizarea sau decolarea în timpul trecerii acestora pentru a evita curenții de forfecare din preajma acestora.

În cazu prezenței unor fronturi atmosferice în regiune pentru evitarea intrării sub norii Cumulonimbus încastrați în masa noroasă a frontului, a aeronavelor care evoluează la înălțiimi mici serviciul meteorologic avertizează despre prezența acestora în timpul pregătirii activităților. În timpul desfășurării activităților apariția unor celule orajoase se face pe baza imaginilor radar, (fig. 35) și satelitare (fig. 36).

Fig. 35. Imagine Echotop, (dezvoltarea pe verticală a celulelor orajoase), 23 mai 2014 ora 15:10 UTC (surse interne)

Fig. 36. Imagine satelitară din 23 mai 2014 ora 14:45 UTC (surse interne)

Zborul aeronavelor de orice categorie în interiorul norilor Cb poate duce la deformarea învelișului exterior și proieminențelor din cauza grindinii sau poate cauza stricăciuni la sistemul de comunicații din cauza fulgerelor. Din cauza turbulențelor aeronavele supersonice sunt afectate mai puțin, dar depunerile gheață pe corpul aeronavei afectează profilul aeronavei și deci caracteristicile de zbor.

Din punct de vedere al disponibilității aerodromului prezența norilor Cumulonimbus în regiune influențează aceasta pentru scurt timp. Vara orajele de natură convectivă durează între 30-45 de minute iar cele generate de prezența fronturilor atmosferice două la patru ore fiind interzise activitățile în timpul manifestării fenomenelor la aerodrom. Media multianulă a numărului de oraje este de 52, însemnând un număr maxim de 39 de ore pe toată durata sezonului cald în care spațiul aerodromului nu este disponibil.

BIBLIOGRAFIE

Aeroclubul Romaniei, (2011), Meteorologie gemnerală

Bordeianu, Ș. (1967), Curs de meteorologie aeronautică

Bordeianu, Ș.(1992), Meteorologie pentru piloti

Fărcaș, I., (1977), Zona industrială Turda-Câmpia Turzii. Studiu bioclimatic., UBB

IMH, (1981), Studiul apariției și modului de manifestare a fenomenelor meterologice deosebite deasupra munților Carpați, 1981 București

Pop, G. (1963), Curs de meteorologie si climatologie

Pop, G. (1988), Introducere in meteorologie si climatologie

Topor, N. (1968), Meteorologie aeronautică, Editura Medicală

Topor, N., Stoica C. (1965), Tiupuri de circulație centri de acțiune atmosferică deasupra Europei

Urcan, Ioana-Cristina (2011), Studiul de hidrologie urbană în Culoarul Depresionar Turda – Câmpia-Turzii, ( teză de doctorat ).

[www.wetterzentrale.de – accesat la data de 05.05.2014]