Spectacole ale Naturii

SPECTACOLE ALE NATURII

Printre cele mai spectaculoase tablouri de sunet și culoare pe care ni le oferă natura, fenomenele atmosferice pot fi considerate, pe bună dreptate, ca fiind foarte reprezentative.

În atmosferă se produc fenomene acustice deoarece atmosfera este un mediu elastic în care se propagă undele sonore.

Cel mai puternic sunet de natură meteorologică în atmosferă este tunetul care apare ca rezultat al unor procese termodinamice ce au loc în canalul fulgerului și temperaturii de 10000 grade Celsius care generează o presiune suplimentară. Tunetul este auzit sub forma unor bubuituri consecutive, deși acestea se produc în același timp în canalul fulgerului- datorită fenomenului de interferență a undelor sonore care are ca urmare intensificarea sau slăbirea bubuiturilor. Mai intervine și fenomenul de reflexie a undelor sonore pe suprafețele de separație a maselor de aer, precum și pe obiecte de pe suprafața terestră.

Vâjâitul vântului este zgomotul produs de vânt la întâlnirea obstacolelor și se datorește comprimării și destinderii aerului atmosferic la întâlnirea obstacolelor de către curentul de aer în deplasare.

Freamătul pădurii are aceeași origine ca și vâjâitul vântului și este mai puternic iarna când pădurile sunt dezgolite de frunze. Freamătul este mai șuierător în pădurile de brazi din cauza vibrațiilor aerului printre frunzele aciculare.

Zgomotul alpin este sunetul care se produce datorită acumulării și rarefierii aerului pe pereții stâncoși ai munților.

Nisipurile sunătoare produc sunete de-a lungul țărmurilor nisipoase ale mării, precum și în deșerturi, ca urmare a firelor de nisip spulberat. Un zgomot asemănător este produs de spulberarea zăpezii pe câmpii.

Zgomotul mării se produce la izbirea și spargerea valurilor mării de malurile stâncoase. Vocea mării constă în producerea unor sunete joase ca urmare a deplasării aerului de pe crestele valurilor către baza lor.

Zgomotele produse de ploaie sau de grindină reprezintă și ele sunete de natură meteorologică din atmosferă.

Fenomenele orajoase constau într-un complex de fenomene atmosferice însoțite de descărcări electrice luminoase. Astfel de fenomene cunt caracteristice norilor Cumulonimbus și apar când există o stratificare instabilă a aerului și o mare cantitate de vapori de apă. Norii Cumulonimbus se produc mai ales în timpul verii, în cursul după-amiezelor călduroase deasupra uscatului și noaptea deasupra mărilor. În acești nori se produce o mișcare turbionară accentuată a aerului. Printre consecințele importante ale fenomenelor orajoase enumerăm: vijelia și tornada.

Vijelia este un fenomen caracterizat prin intensificarea bruscă și de scurtă durată a vitezei vântului, însoțită de schimbări bruște ale direcției de propagare, viteza vântului putând depăși chiar 100 km/h.

Tornada reprezintă un complex de fenomene caracterizat prin vânt puternic, ce se extind pe câteva sute de metri, prezentând o accentuată rotație ciclonică, însoțită de averse, descărcări electrice și grindină. Ca fenomen caracteristic tornadelor, tromba de uscat este un vârtej cu axul vertical, cu dimensiuni orizontale de 200-1000 m și viteză de deplasare de 40-50 m/s. Tromba de apă este analoagă celei de uscat, însă are o intensitate mai mică, cu dimensiuni orizontale mici (20-100 m), iar apa începe să se rotească în vârtej, în sensul acelor de ceas. Trombele produc daune însemnate locuințelor, construcțiilor industriale etc.

Descărcările electrice (electrometeorii) se produc sub forma scânteilor electrice uriașe, între nori sau între nori și Pământ. Ele apar ca urmare a concentrației mari de sarcini electrice ce generează câmpuri electrice intense, atât în interiorul norilor orajoși, cât și în spațiul înconjurător. Principalele forme de descărcări electrice sunt: focurile Sf. Elm, fulgerul, trăznetul și tunetul.

Focurile Sf. Elm sunt descărcări luminiscente care se produc frecvent în timpul rafalelor de vânt precum și iarna, în timpul viscolelor. Aceste fenomene sunt vizibile pe vârfurile ascuțite ale paratrăznetelor, vârfurile copacilor, ierbii, pe piscurile munților, iar uneori în jurul animalelor și chiar pot înconjura capul oamenilor, ca o aureolă, de unde și denumirea lor. Aceste fenomene se datoresc luminescenței pe care o capătă aerul, prin ionizare puternică, în jurul vârfului ascuțit.

Fulgerul este forma sub care se prezintă descărcările electrice orajoase, când intensitatea câmpului electric depășește valorile de 200 000-300 000V/m. El poate fi: liniar (sub forma unei dungi luminoase cu ramificații), plan sau difuz (luminează mai ales partea superioară a norului și e de scurtă durată), sferic sau globular (apare sub forma unei sfere luminoase și se produce după descărcarea puternică a unui fulgert liniar), în formă de boabe sau mătănii (este format dintr-o succesiune de fulgere mici, globulare).

Trăznetul este descărcarea electrică între nori și Pământ, alcătuită din mai multe impulsuri, care se succed la intervale mici de timp.

Tot în categoria fenomenelor electro-luminoase sunt și aurorele polare care apar de regulă în regiunile polare: aurora boreală în regiunile arctice și aurora australă în regiunile antarctice. În mod obișnuit, aurorele polare au o extindere pe verticală cuprinsă între 20 și 100 km. Înălțimea limită inferioară a aurorelor polare este de 95-110 km, iar cea superioară de 1000-1200 km. Aurorele au o luminozitate și un colorit variabil, care se determină vizual și se exprimă în unități internaționale de intensitate de la I la IV. Astfel, aurorele de intensitate I, II și III sunt în mod obișnuit necolorate și numai rar apar colorate în galben-verzui. Aurorele de intensitate IV conțin în diverse nuanțe culorile verde, violet și roșu. Deși capătă cele mai variate forme, ele se pot grupa în două categorii și anume: aurore polare cu structură radială și aurore polare cu structură neradială. Cele cu structură radială au formă de raze sau benzi și mai rar, de coroane luminoase. Benzile luminoase sunt formate din numeroase raze, izolate și dispuse perpendicular pe benzi cu aspectul unei draperii uriașe. Ele își schimbă necontenit poziția și intensitatea luminoasă, impresionând pe cel care le privește. Aurorele polare cu structură neradială sunt imobile și se caracterizează printr-o luminozitate difuză a cerului sau sunt sub formă de arcuri cu colorație galben-verzui.

Locuitorii țării noastre au avut prilejul să vadă un asemenea fenomen în noaptea de 8-9 iulie1958, când pe cerul slab luminat s-au observat arcuri și benzi strălucitoare roșii și portocalii. Prezența acestui fenomen a fost semnalat de mai mulți locuitori din județele Argeș și Prahova.

S-a ajuns la concluzia că apariția aurorelor polare se datorează bombardării păturilor înalte ale atmosferei cu particule încărcate electric care vin de la Soare. Aceste particule, în momentul ciocnirii cu atomii și moleculele aerului, produc efecte luminoase. Faptul că se manifestă cel mai vizibil și mai frecvent în regiunile polare este o urmare a rolului de uriaș magnet pe care-l joacă Pâmântul, creând în jurul său un câmp magnetic și abătând particulele care vin de la Soare pe liniile de forță ale acestui câmp, spre cei doi poli magnetici. S-a observat că, atunci când pe Soare se produc erupțiile periodice (la aproximativ 11 ani), sunt mai frecvente și aurorele polare.

Norii și precipitațiile, prin structura lor, acționează asupra razelor luminose, producând refracția, reflexia, difracția și dispersia acestora. Ca urmare, se produc o serie de fenomene de o rară frumusețe, printre care se numără și curcubeul.

Curcubeul apare sub forma unui arc cu concavitatea în jos, colorat în culorile spectrului, dispuse concentric, violetul aflându-se în interiorul arcului, iar roșul la exterior. Culorile curcubeului se succed în ordine: roșu, oranj, galben, verde, albastru, indigo și violet, acestea apărând mai mult sau mai puțin accentuate. Curcubeul apare atunci când în partea opusă Soarelui se află un nor de ploaie.

Prima explicație asupra formării curcubeului a fost dată în anul 1637 de către Descartes și mai târziu de Newton și Airy. Pentru explicarea formării curcubeului se pot examina fenomenele fizice ce se produc la pătrunderea unei raze luminoase într-o picătură de apă considerată sferică: refracție, reflexie, dispersie și din nou refracție. Curcubeul poate fi vizibil numai sub un anumit unghi și numai în cazul când ochiul observatorului se află în vârful conului în care converg razele luminoase. Curcubeul, după colorația sa, dă indicații asupra dimensiunilor picăturilor de apă ce formează norul sau precipitațiile.

Bibliografie:

1) Covaci N., Văduva D. – Uimitorul univers, povestea fără sfârșit a cunoașterii, Editura Arves, Craiova, 2004

2) Sfichi Romulus – Caleidoscop de fizică, Editura Albatros, București, 1988.

3) Stăncescu Ioan, Ballif Sergiu – Meteorologie…fără formule, Editura Albatros, București, 1981

4) Stoica C., Cristea N.- Meteorologie generală, Editura tehnică, București, 1971

Magia culorilor dintr-un spectacol dat de natură…