DINAMICA ATMOSFEREI - Facultatea de Fizică din Bucureşti

Din cele expuse mai sus, rezultă necesitatea subordonării dimensiunilor particulei, scării
la care se efectuează analiza propusă. Aceasta va trebui sa satisfacă două cerinţe esenţiale:
– scara să fie destul de mare pentru ca fenomenele şi procesele studiate să se prezinte sub o
formă suficient de simplă pentru a fi accesibile mijloacelor de investigaţie folosite;
– scara să fie destul de redusă (mică) pentru a nu permite să se neglijeze detaliile esenţiale
ale fenomenelor şi proceselor analizate.
Pentru descrierea mişcărilor atmosferice se folosesc scări spaţio-temporale ca cele
prezentate în tabelul 6.1. Cele mai mari scări, cea a circulaţiei generale şi sinoptică, constituie
circulaţia la scară mare sau macroscară.
Scările spaţiale şi temporale pentru mişcările atmosferice
Denumirea scării Scara de timp Lungimea de scară Exemple de mişcari
Circulaţia generală De la săptămâni la ani De la 1000 la 40.000 km Undele planetare, vânturile de vest
Scara sinoptică De la zile la săptămâni De la 100 la 5000 km Ciclonii, Anticiclonii, huricane
Mezoscara De la minute la zile De la 1 la 100 km Brizele marine, furtuni şi tornade
Microscară De la secunde la minute Sub 1 km Turbulenţa
Tabel 6.1.
Scara sinoptică este proprie analizei mişcării generale a atmosfereie şi evidenţierii
distribuţiei parametrilor meteorologici pe spaţii largi. Reţeaua de staţii sinoptice furnizează date
de observaţie. Ciclonii şi anticiclonii sunt elemente importante ale circulaţiei la latitudini medii.
Curgerea aerului în acestea este în principal o curgere orizontală cu mişcari verticale modeste.
Prin contrast, vântul la mezoscară şi microscară influenţează arii mai mici şi prezintă curgeri
verticale extinse care pot fi foarte rapide, cum se întâmplă într-o furtună în dezvoltare. Scara mezosinoptică
este proprie analizelor de detaliu în care se caută să se reliefeze modul în care orografia
locală influenţează procesele şi fenomenele atmosferice.
Deşi se obişnueşte să se împartă mişcările atmosferice în funcţie de scări spaţio-temporale,
nu trebuie uitat că, curgerea aerului este foarte foarte complexă, mai complicată decât curgerea
apei într-un râu cu vârtejuri de toate dimensiunile care se suprapun peste curgerea propriuzisă. În
plus, ca şi în curgerea unui râu, fiecare scară de miscare este legata de celelalte scări.
Pentru a simplica descrierea comportării atmosferei se folosesc două modalităţi diferite: una
de tip fotografic, prezentând câmpurile variabilelor meteorologice la un moment dat (euleriană), iar
cealaltă de tip cinematografic (lagrangeană), urmărind sistemul în evoluţia sa în timp.
Descrierea euleriană reprezintă comportarea atmosferei prin proprietăţile câmpului, cum ar
fi distribuţia la un moment dat a temperaturii, vitezei vântului sau a altor variabile meteorologice.
O astfel de descriere este convenabilă rezolvării ecuaţiilor cu derivate parţiale prin metode
numerice.
Descrierea lagrangeană reprezintă comportarea atmosferei prin proprietăţile unei particule
de aer care se mişcă odata cu fluidul şi a cărei evoluţie este urmărită în timp. Deoarece atenţia
este focalizată asupra proprietăţilor din interiorul particulei de aer şi asupra interacţiei dintre
sistem (particulă) şi mediu, descrierea lagrangeană oferă avantaje atât conceptuale cât şi de
diagnoză. Din acest motiv, metoda lagrangeană este folosită pentru obţinerea legilor
fundamentale care caracterizează comportarea atmosferei.
6.2. FORŢE CARE ACŢIONEAZĂ ASUPRA PARTICULEI DE AER