Κάθε άνοιξη, στις αλπικές περιοχές του κόσμου, λαμβάνει χώρα μια μετανάστευση διαφορετική από τις άλλες.

Οι «μετανάστες» είναι μονοκύτταροι οργανισμοί, άλγη όμοια με τα φύκια, αλλά αντί να ζει στη θάλασσα, ζει στο χιόνι. Τον χειμώνα τον περνάνε χωμένα βαθιά μέσα στο χιόνι. Την άνοιξη, ξυπνούν και κολυμπούν προς την επιφάνεια μέσα από τις χαραμάδες του χιονιού που λιώνει. Σε αυτή τη διαδρομή πολλαπλασιάζεται και φωτοσυνθέτει. Φτάνοντας στην επιφάνεια, έχει γίνει κόκκινο, δημιουργώντας το φαινόμενο που οι επιστήμονες ονομάζουν «ροζ χιόνι», «χιόνι καρπούζι» ή «ματωμένο χιόνι».

Γιατί το τελευταίο χιόνι του πλανήτη θα είναι

Το χρώμα προέρχεται από την ασταξανθίνης, έναν μοριακό ξάδερφο της χημικής ουσίας που κάνει τα καρότα πορτοκαλί. Είναι φωτοσυνθετικοί οργανισμοί που παράγουν βιολογικά αντιηλιακά μόρια για να προστατευθούν από τον ήλιο: απορροφά την υπεριώδη ακτινοβολία, θερμαίνονται και ουσιαστικά λιώνουν το χιόνι που βρίσκεται γύρω. «Η τήξη τα βοηθά πολύ», λέει στον New Yorker ο Ρόμαν Ντάιαλ, βιολόγος στο Alaska Pacific University. «Η επιφάνεια του χιονιού μπορεί να είναι ένα πολύ ξηρό μέρος. Δεν υπάρχει πολύ νερό σε υγρή μορφή. Και οποιαδήποτε μορφή ζωής δεν μπορεί να χρησιμοποιήσει κάπως το παγωμένο νερό. Είναι σαν να βρισκόσασταν σε κάμπινγκ και το μπουκάλι με το νερό ήταν παγωμένο. Θα διψούσατε μέχρι να λιώσει».

Το ροζ χιόνι είναι ένα απολύτως φυσιολογικό φαινόμενο, αλλά σε μια εποχή που εξαφανίζονται οι παγετώνες, είναι προβληματικό. Πέρυσι, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι η άλγη είχε μειώσει την ποσότητα του ηλιακού φωτός που ανακλάται από κάποιους παγετώνες στη Σκανδιναβία, και αύξησε την ποσότητα του ηλιακού φωτός που απορροφάται ανά 13%.

Γιατί το τελευταίο χιόνι του πλανήτη θα είναι

Το αποτέλεσμα είναι, σύμφωνα με μελέτη που δημοσιεύθηκε στο Nature Geoscience, η ταχύτερη τήξη.

Όπως και σε άλλα μέρη του πλανήτη αυτό που συμβαίνει είναι πιθανόν αυτοδιαιωνιζόμενο. Ήδη ο πάγος έχει γίνει πιο σκούρος από την σκόνη, την αιθάλη και την τέφρα, τα οποία επιταχύνουν την τήξη και αυξάνουν τα θρεπτικά συστατικά που χρειάζεται η άλγη.

Όσο οι οργανισμοί αυτοί πολλαπλασιάζονται, τόσο περισσότερο λιώνουν τα χιόνια, γεγονός που τους επιτρέπει να πολλαπλασιάζονται ξανά. «Μόλις αρχίσει το φαινόμενο, εξαπλώνεται πολύ πιο γρήγορα από ότι νομίζουν οι άνθρωποι», λέει ο Ντάιαλ.

Το ροζ χιόνι ήταν γνωστό από τον Αριστοτέλη πριν από 2.000 χρόνια και η βιολογική του προέλευση έγινε εμφανής στις αρχές του 19ου αιώνα. Έκτοτε η άλγη του χιονιού έχουν απασχολήσει τους βιολόγους επιστήμονες που ασχολούνται με την κλιματική αλλαγή.

Γιατί το τελευταίο χιόνι του πλανήτη θα είναι

Μέχρι στιγμής έχουν εντοπιστεί τρία γένη – Coenochloris, Chloromonas και Chlamydomonas – που περιλαμβάνουν ίσως δεκάδες είδη.

Υπάρχουν πορτοκαλί άλγη χιονιού και κίτρινα άλγη χιόνι, ενώ κάποια από αυτά, εάν για κάποιο λόγο τα φάτε, λειτουργούν σαν καθαρτικό.

Από τη έρευνα του Ντάιαλ και των συνεργατών του αποδείχθηκε ότι από το 17% του πάγου που έλιωνε, ήταν από χιόνι που είχε πάνω του άλγη.

Όπως τονίζει ο New Yorker, είναι ακόμη πολύ νωρίς για να ανησυχούμε για την άλγη του χιόνι. Και, ούτως ή άλλως, δεν προκαλεί την κλιματική αλλαγή, εμείς την προκαλούμε. Αλλά δημιουργείται το ιδανικό περιβάλλον για να ευδοκιμήσουν, και αποτελούν έναν ακόμη δείκτη ότι η ανθρωπότητα μόλις τώρα άρχισε να καταλαβαίνει τις επιπτώσεις της δικής της ύπαρξης –αλλά πολύ λιγότερο τα μέτρα που πρέπει να λάβει για να εξασφαλίσει την επιβίωσή της. Και, φυσικά, η άλγη αυτή χρειάζεται χιόνι για να υπάρχει. Μόλις αυτό εξαφανιστεί, θα εξαφανιστεί και η άλγη. Αλλά πριν αυτό συμβεί, είναι πιθανό, το τελευταίο χιόνι που θα δούμε στη Γη να είναι ροζ ή ακόμα και κόκκινο –σαν το αίμα.

ΠΗΓΗ HUFFINGTONPOST.

Συχνά ακούμε τον όρο θαλάσσια αύρα, κυίως τους θερμούς μήνες του έτους. Τι είναι όμως αυτό το φαινόμενο και πως δημιουργείται;

Η θαλάσσια αύρα είναι ο άνεμος που έχει διεύθυνση από τη θάλασσα προς την στεριά και δημιουργείται κατά τις θερμές ώρες μίας θερινής ημέρας εξαιτίας της διαφοράς θερμοκρασίας μεταξύ θάλασσας και ξηράς.

Πιο συγκεκριμένα, κατά τι διάρκεια μίας ηλιόλουστης θερινής ημέρας, η ξηρά, λόγω της χαμηλής της θερμοχωρητικότητας, θερμαίνεται γρήγορα με αποτέλεσμα και τα παρεδάφια στρώματα αέρα να θερμαίνονται. Ο νεοδημιουργηθείς θερμός αέρας όντας αραιότερος ανέρχεται προς τα πάνω και τη θέση του λαμβάνει ψυχρότερος αέρας που βρίσκεται πάνω από τη θάλασσα (η οποία διατηρεί χαμηλότερη θερμοκρασία σε σχέση με την ξηρά εξαιτίας της μεγάλης θερμοχωρητικότητάς της). Με αυτόν τον τρόπο δηημιουργείται μία ροή από τη θάλασσα προς την ξηρά, η οποία όπως προαναφέρθηκε, ονομάζεται θαλάσσια αύρα.

Η θαλάσσια αύρα παρουσιάζει μέγιστη ένταση τις μεσημβρινές ώρες (ενδεικτικά το διάστημα 14:00 με 17:00) φτάνοντας έως και 10-30km μέσα στην ξηρά, κάτι που εξαρτάται και από την μορφολογία της περιοχής και την πιθανή ύπαρξη αστικού περιβάλλοντος, το όποιο λόγω της τραχύτητας επιβραδύνει σημαντικά τον εν λόγω άνεμο.

Μπορείτε πάντα να ακολουθείτε συζητήσεις μεταξύ των μελών μας στο γκρουπ του Northmeteo και να παρακολουθείτε καιρικά βίντεο στο κανάλι μας στο youtube.

Μηχανισμό θαλάσσιας αύρας (Πηγή: MetEd)

Ξεκινάμε μια προσπάθεια να εμπλουτλισουμε περαιτέρω την βιβλιοθήκη μας ξεκινώντας με 2 βασικές έννοιες αυτής της θερμότητας και της θερμοκρασίας.

Αρχικά πρέπει να οριστεί η θερμοκρασία και η θερμότητα.

Θερμοκρασια είναι ένα μέγεθος που μας πληροφορεί πόσο ζεστό ή κρύο είναι ένα αντικείμενο σε σχέση με μια σταθερή τίμη.

Γνωρίζοντας ότι ο αέρας είναι ένα μείγμα αμέτρητων ατόμων και μορίων, αν ήταν ορατά θα διαπιστώναμε ότι δεν κινούνται όλα με την ίδια ταχύτητα, μέτρο και διεύθυνση. Η ενέργεια που σχετίζεται με την κίνηση αυτή λέγεται κινητική ενέργεια (θερμική ενέργεια). Η θερμοκρασία του αέρα είναι το μέτρο μέτρησης της κινητικής του ενέργειας. Πιο απλά, θερμοκρασία είναι το μέτρο της μέσης ταχύτητας των ατόμων και των μορίων, όπου υψηλότερες θερμοκρασίες αντιστοιχούν σε υψηλότερες μέσες ταχύτητες.

Δεδομένος όγκος αέρα, εάν ζεσταθεί τότε τα μόρια του κινούνται ταχύτερα απομακρυνόμενα μεταξύ τους και ο άερας γίνεται αραιότερος-θερμότερος. Το αντίστροφο συμβαίνει κατά την ψύξη του αέρα(πιο αργή κίνηση>πυκνότερος-ψυχρότερος αέρας) .

Εαν ψύξουμε σύνεχως τον αέρα μέχρι την ελάχιστη θερμοκρασία των -273° C που λέγεται απόλυτο μηδέν , τότε τα μόρια δεν έχουν καθόλου (θεωρητικά) θερμική κίνηση.

Θερμότητα είναι η ενέργεια που μεταφαίρεται από ένα αντικείμενο σε ένα άλλο εξ αιτίας της διαφορετικής θερμοκρασίας μεταξύ τους. Στην ατμοσφαίρα η θερμότητα διαδίδεται με αγωγή, μεταφορά και ακτινοβολία.

Κλίμακες Θερμοκρασίας

Για τη μέτρηση των χρησιμοποιούνται πολλές κλίμακες. Με βάση το απόλυτο μηδέν έχουμε την λεγόμενη ”απόλυτη κλίμακα” θερμοκρασίας ή κλίμακα Kelvin, από το βρετανό φυσικό Kelvin. Δύο άλλες κλίμακες που χρησιμοποιούνται σήμερα είναι οι κλίμακες Φαρενάιτ (Fahrenheit) και Κελσίου (Celsius). Η κλίμακα Φαρενάιτ ανακαλύφθηκε το 1700 από τον φυσικό Φαρενάιτ που προσδιόρισε τον αριθμό 32 ως την θερμοκρασία πήξης του νερού και το 212 ως το σημείο βρασμού του με 180 ίσες υποδιαιρέσεις που ονόμασε βαθμούς(℉) .

Η κλίμακα Κελσίου προσδιορίστηκε αργότερα τον 18ο αιώνα. Ο αριθμός (0) αντιστοιχεί με την θερμοκρασία πήξης του απιονισμένου νερού και 0 αριθμός 100 στη θερμοκρασία βρασμού του στο επίπεδο της θάλασσας, με 100 ίσες υποδιαιρέσεις που ονόμασε βαθμούς(° C).

Ο συσχετισμός των παραπάνω κλιμάκων θερμοκρασίας και οι εξισώσεις μετατροπής στις αντίστοιχες κλίμακες είναι.

°C=5/9*(℉-32)

K=° C + 273

 

ALTOCUMULUS LENTICULARIS

Πολλοί Θεσσαλονικείς θα έχουν παρατηρήσει τον σχηματισμό ενός “νεφικού καπέλου” πάνω από την κορυφή του Χορτιάτη κυρίως τη χειμερινή περίοδο. Όμως πού οφείλεται αυτό και πότε συμβαίνει;

 

Στο παρακάτω βίντεο-χρονογράφημα που λήφθηκε από την κάμερα του NorthMeteo στην Πυλαία Θεσσαλονίκης, χορηγία του “Στράβων” το πρωί στις 28/3/2019, (ΔΕΙΤΕ LIVE ΕΔΩ) παρατηρείται ένας νεφικός σχηματισμός που έχει τη μορφή καπέλου πάνω από τον Χορτιάτη. Το νέφος ονομάζεται Altocumulus Lenticularis και δημιουργείται όταν υγρός αέρας εξαναγκαστεί να κινηθεί ανοδικά εξαιτίας ενός ορεινού όγκου (στην προκείμενη περίπτωση του Χορτιάτη) και βρεθεί σε σημείο συμπύκνωσης.

Στο βίντεο παρατίθενται, στα αριστερά, προγνωστικά δεδομένα από το 18z κύκλο τις 27/03/2019 του GFS που σχετίζονται με διεύθυνση κα ιταχύτητα ανέμου αλλά και υγρασίας σε διάφορα επίπεδα της τροπόσφαιρας, ενώ το κόκκινο βελάκι υποδεικνύει τη ροή του ανατολικού ανέμου προς τον Χορτιάτη.

Ακολουθήστε μας το κανάλι μας στο youtube και στηρίξτε την προσπάθειά μας!

Βίντεο από την χιονισμένη Θεσσαλονίκη στην περιοχή της Τριανδρίας στο δημοτικό γήπεδο.

Το σημείο βρίσκεται σε υψόμετρο 55 μέτρα μόλις .

Απολαύστε το βίντεο από την χιονισμένη Θεσσαλονίκη ,το ύψος του χιονιού ήταν περίπου στα 5-7 εκ κατά μέσο όρο! Μέσα στις επόμενες ώρες θα δημοσιευθεί πλούσιο υλικό από την σημερινή χιονόπτωση!

Σήμερα Σάββατο (26/1/2019), για μία ακόμη φορά φάνηκε πόσο ισχυρό ρόλο παίζει η ορογραφία στον καιρό της ευρύτερης περιοχής της Θεσσαλονίκης.

 

Τις πρωινές ώρες του Σαββάτου παρατηρήθηκαν χιονοπτώσεις ακόμα και σε μηδενικό υψόμετρο στα νοτιοδυτικά τμήματα του νομού (και τα νοτιοανατολικά προάστια της πόλης, ΔΕΙΤΕ ΒΙΝΤΕΟ ΑΠΟ ΤΟ ΠΛΑΓΙΑΡΙ ΕΔΩ), ενώ την ίδια ώρα σε ημιορεινές περιοχές όπως το Φίλυρο και ο Χορτιάτης σε υψόμετρο (>400 μέτρων) σημειωνόταν (παγο)βροχή. Στο παρόν άρθρο θα προσπαθήσουμε να δώσουμε μία ερμηνεία για αυτό το “παράδοξο” που συνέβη. Υπογραμμίζουμε ότι πρόκειται για μία πιθανή αιτιολόγηση καθώς τέτοιου είδους συμπεράσματα είναι αποτέλεσμα εκτταμμένης μελέτης και έρευνας.

Όσον αφορά τις θερμοκρασίες επιφανείας, σύμφωνα με τα προγνωστικά στοιχεία 12Ζ (της 25/1/2019) του παγκόσμιου μετεωρολογικού μοντέλου GFS (σχήμα 2), παρατηρούμε το ενισχυμένο βορειοδυτικό επιφανειακό ρεύμα το οποίο ουσιαστικά ήταν και το αίτιο της έντονης ψυχρής μεταφοράς από τα Σκόπια (όπου η θερμοκρασία ήταν από -2°C έως -6°C) κατά μήκος της κοιλάδας του Αξιού (σχήμα 1). Εξαιτίας αυτού του μηχανισμού, παρά το γεγονός ότι η θερμοκρασία παραμένει σχετικά υψηλή στα 850mb (1500 μέτρα), κοντά στον 1°C, παρόμοια ή και χαμηλότερη θερμοκρασία τελικά σημειώθηκε και σε πεδινά τμήματα της κεντρικής Μακεδονίας, όπως πχ στη Μηχανιώνα όπου το θερμόμετρο έδειξε σχεδόν 0°C (θέτοντας αποτυχημένη την πρόγνωση επιφανειακών θερμοκρασιών του μοντέλου).

Σχήμα 1 – Προγνωστικός χάρτης επιφανειακών θερμοκρασιών τοπική ώρα 11:00 στις 26/1/2019 του GFS. Πηγή meteociel.fr

 

Το δεύτερο ερώτημα είναι “γιατί παρά τις χαμηλές επιφανειακές θερμοκρασίες πολλές περιοχές δέχτηκαν καθαρή βροχή ή παγοβροχή;”. Αυτό είναι ένα ερώτημα που μπορεί να απαντηθεί από παράγραφο προηγούμενου άρθρου μας ΕΔΩ.

Το κύριο ερώτημα ωστόσο είναι για ποιον λόγο παράκτιες περιοχές (πχ. Αγγελοχώρι) ή περιοχές χαμηλού υψομέτρου στα νοτιότερα του νομού (πχ. Πλαγιάρι) δέχτηκαν χιονόπτωση, την ίδια ώρα που στις κλασικές ημιορεινές περιοχές της Θεσσαλονίκης σημειωνόταν παγο(βροχή). Σε αυτό το ερώτημα η πιθανή αιτιολόγηση μπορεί να δοθεί από τις θερμοκρασίες στα διάφορα επίπεδα της τροπόσφαιρας και όχι μόνο. Στοιχείο πρώτο, το ρεύμα στη μέση τροπόσφαιρα (πχ. 700-500mb/ 3-5km) ήταν κατά βάση ανατολικό. Στοιχείο δεύτερο, πάνω από τον Στρυμωνικό κόλπο το ποσά διαθέσιμης δυναμικής ενέργειας ήταν αρκετά υψηλά για την εποχή (έως και 500 J/Kg). Οι ασταθείς συνθήκες προκάλεσαν νεφικά κύτταρα με μεγαλύτερη ανάπτυξη, τα οποία θα μπορούσαν να φτάνουν/ξεπερνούν τα 5-6km ύψος (άρα ψηλότερα των 500mb), κάτι που επιβεβαιώνεται από την υπέρυθρη δορυφορική εικόνα και την εκτίμηση θερμοκρασίας κορυφών των νεφών (σχήμα 3). Τα νεφικά αυτά κύτταρα μπορούσαν εξαιτίας του ανατολικού ρεύματος να μεταφέρονται προς τη Θεσσαλονίκη. Παρατηρούμε ότι ένας νεφικός πυρήνας πάνω από τα νότια τμήματα του νομού Θεσσαλονίκης παρουσιάζει θερμοκρασίες κοντά στους -50°C. Αυτή η θερμοκρασία προκύπτει πιθανότατα από νέφη υψηλών στρωμάτων, ωστόσο μας δίνει τη δυνατότητα να εικάσουμε ότι το οργανωμένο νεφικό σώμα φτάνει/ξεπερνάει τα 5km. Εδώ τονίζεται ότι το καθαρό νερό δεν παγώνει στους 0°C, αλλά στους -38°C και ότι η πιθανότητα δημιουργίας παγοκρυστάλλων αυξάνεται σταδιακά όσο η θερμοκρασία μειώνεται από τους -5°C και κάτω (σχήμα 4). Ως εκ τούτου, (στοιχείο τρίτο) περιοχές, οι οποίες επηρεάστηκαν από πυρήνες νεφών που έφτασαν τα 500mb (δηλαδή θερμοκρασίες κοντά στους -27°C σύμφωνα με το GFS), δέχτηκαν χιονοπτώσεις επειδή η πιθανότητα να δημιουργηθεί χιόνι μέσα στα νέφη ήταν αρκετά μεγαλύτερη. Αντιθέτως, σε περιοχές που επηρεάστηκαν από υετό προερχόμενο από στρατόμορφα νέφη (μικρού σχετικά πάχους) στη στάθμη των 700mb (3km), όπου η θερμοκρασία ήταν κοντά στους -9°C, δεν σημειώθηκε χιονόπτωση ακριβώς επειδή η πιθανότητα για δημιουργία παγοκρυστάλλων ήταν σαφώς περιορισμένη.

Το σχόλιο που θα μπορούσε κανείς να κάνει είναι ότι αν τα πράγματα φαντάζουν περίπλοκα αναλύοντας τα πεπραγμένα, πόσο πιο περίπλοκα είναι όταν γίνεται προσπάθεια πρόγνωσης μίας τέτοιας κατάστασης.

 

Σχήμα 2 – Προγνωστικές συνθήκες σε διάφορα ύψη της τροπόσφαιρας πάνω από τη Θεσσαλονίκη στις 26/1/2019. Πηγή: GFS μέσω εφαρμογής zygrib.

 

Σχήμα 3 – Θερμοκρασία κορυφών των νεφών από δορυφορικά δεδομένα. Πηγή: Weather.us (https://weather.us/images/scale/us/en/126.png)

 

Σχήμα 4 – Πιθανότητα παρουσίας νερού σου υγρή ή στερεά μορφή ως συνλαρτηση της θερμοκρασίας (Morrison et al, 2005)

Πολλές φορές ακούμε για τα μέτωπου καιρού που επηρεάζουν τον καιρό της περιοχές μας. Ένα από αυτά είναι και το θερμό μέτωπο. Τι όμως ακριβώς είναι ένα θερμό μέτωπο.

 

Ένα θερμό μέτωπο δημιουργείται όταν θερμός και υγρός αέρας εξαναγκάζεται να ακολουθήσει ανοδική πορεία πάνω από μία ψυχρότερη αέρια μάζα. Συνήθως χρησιμοποιούμε τον όρο θερμό μέτωπο για να οριοθετήσουμε τις δύο διαφορετικής θερμουγρομετρικής κατάστασης αέριες μάζες στην επιφάνεια. Ωστόσο αυτή η οριοθέτηση συνεχίζεται και συνολικά στο προφίλ της ατμόσφαιρας (δηλαδή καθ’ ύψος). Στο παρακάτω σχήμα το θερμό μέτωπο παρουσιάζεται με την χαρακτηριστική κόκκινη γραμμή.

Καθώς ο θερμός και υγρός αέρας ανέρχεται πάνω από τον ψυχρότερο αέρα, συμπυκνώνεται και δημιουργεί μία εκτεταμένη νεφική μάζα. Σημαντικό ρόλο στη δημιουργία αυτής της νεφικής μάζας παίζει η ζώνη θερμής μεταφοράς (warm conveyor belt), η οποία χαρακτηρίζεται από αυξημένες ταχύτητες ανέμων και υψηλα ποσά υδρατμών (υπερκορεσμένη ζώνη). Πάνω από αυτή τη ζώνη η ταχύτητα των ανέμων μπορεί να μειώνεται ή/και να μεταβάλλεται η διεύθυνσή τους. Για τον λόγο αυτό μπορεί να δημιουργείται τυρβώδης ροή, η οποία να απελευθερώνει μικρού μεγέθους αστάθεια (Kelvin-Helmholtz instability). Μέσω της τυρβώδους αυτής ροής, πακέτα θερμότερου αέρα μεταφέρονται σε ψυχρότερο περιβάλλον και εξαναγκάζονται σε περαιτέρω ανοδική πορεία, δημιουργώντας έτσι κύτταρα αστάθειας ενσωματωμένα στην εκτεταμένη νεφική μάζα του θερμού μετώπου (βλ. embedded convection και generating cells). Μέσα σε αυτά τα κύτταρα, οι μικροφυσικές διαδικασίες είναι πιο έντονες δημιουργώντας περισσότερο υετό.

Μία από τις πιο συνήθεις διαδιακασίες δημιουργίας παγοκρυστάλλων μέσα στα νέφη είναι όταν νεφοσταγονίδια σε υπέρψυξη (το καθαρό νερό μπορεί να βρίσκεται σε υγρή μορφή μέχρι την θερμοκρασία των -38°C) βρεθούν σε κατάλληλο θερμοκρασιακό περιβάλλον και παγώσουν (heterogeneous ice nucleation, condensation following by freezing). Σε αυτή τη φάση δημιουργούνται οι πρωταρχικοί παγοκρύσταλλοι (pristine ice crystals) σε σχηματισμούς που εξαρτώνται από τη θερμοκρασία και την υγρασία του περιβάλλοντος γέννεσής τους. Στη συνέχεια καθώς πέφτουν προς τα κάτω (αφού αποκτήσουν σημαντικό βάρος) μπορούν να συγκρούνται και συσσωματώνονται με άλλους παγοκρύσταλλους (aggregation). Η συσσωμάτωση είναι πιο έντονη σε θερμοκρασίες κοντά στους 0°C, όπου τα άκρα των παγοκρυστάλλων γίνονται υγρά και “κολλώδη”.

Μία από τις μικοφυσικές διαδικασίες που μπορεί να συμβούν μέσα στα νέφη είναι η δημιουργία χιονοχάλαζου (graupel). Το χιονοχάλαζο δημιουργείται λόγω της παρέλευσης παγοκρυστάλλων μέσα από υπερκορεσμένο περιβάλλον και της σύγκρουσής τους με υδροσταγόνες, οι οποίες παγώνουν πάνω στην επιφάνεια των παγοκρυστάλλων. Με τον τρόπο αυτό δημιουργείται ένα ακανόνιστο ημι-σφαιρικό συσσωμάτωμα που ονομάζεται χιονοχάλαζο ή graupel. Η δημιουργία του είναι αρκετά συχνή μέσα στη ζώνη θερμής μεταφοράς ενός θερμού μετώπου, καθώς όπως προαναφέρθηκε, αυτή μεταφέρει υψηλά ποσά υγρασίας (και άρα υδροσταγόνες).

Σε περιπτώσεις έντονου υετού η ισόθερμη των 0°C μπορεί να υποχωρεί σε χαμηλότερα υψόμετρα. Αυτό συμβαίνει διότι οι μεγάλου μεγέθους νιφάδες λιώνουν δυσκολότερα και άρα παραμένουν σε στερεά/ημι-τιγμένη μορφή σε χαμηλότερα υψόμετρα. Σε αυτήν την φάση (συνύπαρξης υγρής και στερεάς φάσης του νερού), ενέργεια (λανθάνουσα θερμότητα) αποροφάται από τους παγοκρύσταλλους ώστε να μετατραπούν σε νερό και δε δαπανάται ώστε να θερμανθεί ο περιβάλλων αέρας (ως εκ τούτου η θερμοκρασία παραμένει στους 0°C μέχρι την πλήρη τήξη των παγοκρυστάλλων).

Τέλος, παγοβροχή δημιουργείται όταν ψυχρός αέρας εγκλωβιστεί σε πολύ επιφανειακά στρώματα της ατμόσφαιρας (λόγω ορογραφίας ή άλλων παραγόντων), αλλά η ισόθερμη των 0°C τοποθετείται αρκετά ψηλότερα. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα, οι παγοκρύσταλλοι, αφού περάσουν την ισόθερμη των 0°C, να λιώσουν και να ξαναπαγώσουν όταν πλέον περάσουν στο ψυχρό επιφανειακό στρώμα (διατηρώντας το σφαιρικό τους σχήμα). Σε κάποιες περιπτώσεις, οι υδροσταγόνες δεν προλαβαίνουν να παγώσουν όσο βρίσκονται στον άερα, αλλά παγώνουν στην επαφή τους με επιφάνειες όταν πέφτουν στη γη.

 

Να τονιστεί ότι η παρούσα περιγραφή αποτελεί μία πολύ απλοϊκή προσέγγιση των μικροφυσικών διαδικασιών που συμβαίνουν μέσα σε ένα θερμό μέτωπο. Ακόμα και σήμερα πραγματοποιέιται εκτεταμένη έρευνα πάνω στις μικροφυσικές διαδικασίες, ενώ πολλές είναι και οι παραδοχές που γίνονται ώστε να εξηγηθούν/προσομοιωθούν παρόμοιες καταστάσεις.

 

 

Για να μένετε πάντα μετεωρολογικά ενημερωμένοι μπορείτε να ακολουθείτε το group μας στο facebook αλλά και το κανάλι μας στο youtube.

Είναι αλήθεια ότι το σχήμα των παγοκρυστάλλων μπορεί να μας δώσει πληροφορίες σχετικά με τις θερμοϋγρομετρικές συνθήκες που επικρατούν μέσα στα νέφη. Οι νιφάδες της “Σοφίας” μπαίνουν στο μικροσκόπιο.

 

Μπορεί να εκπλαγούμε όταν συνειδητοποιήσουμε από πόσα μικρά παγοκρυστάλλια μπορεί να αποτελείται μία νιφάδα χιονιού. Στην περίπτωση της “Σοφίας” το πρωινό της Παρασκευής (5/1/2019) στη Θεσσαλονίκη, οι νιφάδες αποτελούνταν από έναν μεγάλο αριθμό διαφορετικών παγοκρυστάλλων. Το πρώτο που πρέπει να γνωρίζουμε είναι ότι οι πρωταρχκοί παγοκρύσταλλοι δύσκολα υπερβαίνουν το 0.5 με 1 χιλιοστό σε διάμετρο. Στη συνέχεια καθώς αυτοί πέφτουν προς τη γη υπάρχει η δυνατότητα να συσσωματωθούν δημιουργώντας μεγαλύτερες νιφάδες. Η ικανότητα των παγοκρυστάλλων να συνενωθούν αυξάνει όταν παγοκρύσταλλοι έχουν διαφορετική ταχύτητα πτώσης. Επίσης, αυξάνει για δενδριτικούς σχηματισμούς ιδιαίτερα όταν αυτοί βρίσκονται σε θερμοκρασίες κοντά στο 0°C, οπότε και οι απολήξεις τους γίνοται πιο υγρές και άρα πιο κολλώδεις.

Σχήμα 1 – Νιφάδες χιονιού κατά την κακοκαιρία “Σοφία” στη Θεσσαλονίκη.

 

Στην φωτογραφία φαίνεται με αρκετή λεπτομέρεια η σύσταση των νιφάδων το πρωινό της Πέμπτης. Παρατηρούμε ότι σε μία νιφάδα υπάρχουν τόσο δενδρίτες όσο και κάποια σφαιρικά συσσωματώματα που ονομάζονται graupel ή πιο κοινά χιονοχάλαζο. Και οι δύο τύποι παγοκρυστάλλων υποδηλώνουν ιδιαίτερα υψηλά επίπεδα κορεσμού στα νέφη. Σύμφωνα με το σχήμα 2, οι δενδρίτες δημιουργούνται σε ιδιαίτερα κορεσμένα περιβάλλοντα με μεγάλα ποσά υδρατμών και θερμοκρασίες μεταξύ -10°C και -22°C στο νέφος. Για τον λόγο αυτό άλλωστε οι περιοχές που αποτελούνται από δενδρίτες στα νέφη θεωρούνται επικίνδυνες για τη διέλευση αεροσκαφών αφού η πιθανότητα να δημιουργηθεί πάγος (icing) πάνω σε αυτά είναι πολύ μεγάλη. Οι περισσότεροι δενδρίτες δεν παρουσιάζουν ξεκάθαρο σχήμα εξαιτίας της περαιτέρω ανάπτυξής τους συλλέγοντας μικρότερα νεφοσταγονίδια τα οποία παγώνουν πάνω τους (riming). Από την άλλη, τα graupel δημιουργούνται όταν ένα πρωτογενής παγοκρύσταλλος βρεθεί μέσα σε υπερκορεσμένο περιβάλλον, οπότε μικρά νεφοσταγονίδια παγώνουν πάνω σε αυτόν (riming). Τέλος, αν και όχι ξεκάθαρο, διακρίνονται κάποιοι παγοκρύσταλλοι σε σχήμα “βελώνας“, οι οποίοι δημιουργούνται σε θερμότερα περιβάλλοντα αλλά εξίσου κορεσμένα. Έτσι, οι δενδρίτες προερχόμενοι από υψηλότερες περιοχές των νεφών θα μπορούσαν να συγκρουστούν και ενωθούν με αυτούς τους βελωνοειδείς κρυστάλλους. Συνεπώς, και στις τρεις περιπτώσεις φαίνεται ξεκάθαρα ότι τα νέφη πάνω από τη Θεσσαλονίκη ήταν υπερκορεσμένα σε υδρατμούς (ή πρακτικά η τροπόσφαιρα περιείχε πολύ μεγάλα ποσά υγρασίας) και ότι οι θερμοκρασίες στις οποίες δημιουργούνταν οι παγοκρύσταλλοι κυμαίνονταν τουλάχιστον μεταξύ -10°C και -22°C. Αυτό σημαίνει (σύμφωνα και με τη ραδιοβόλιση στο αεροδρόμιο Μακεδονία εδώ) ότι οι παγοκρύσταλλοι δημιουργούνταν σε ύψη από 2 έως 4 km.

 

Σχήμα 2 – Εξάρτηση σχήματος παγοκρυστάλλων από τη θερμοκρασία και την υγρασία (Πηγή σχήματος)

 

Ο καλός χιονάνθρωπος θέλει τα μαθηματικά του! Αυτό σκέφτηκε μια ομάδα βρετανών ειδικών από το Πανεπιστήμιο Νότιγχαμ Τρεντ (UNT)και σε συνδυασμό με τις χαμηλές θερμοκρασίες και το αφράτο χιόνι αποφάσισαν να δημιουργήσουν την μαθηματική εξίσωση για τον τέλειο χιονάνθρωπο.

Η μαθηματική φόρμουλα του τέλειου χιονάνθρωπου | in.gr

Η εξίσωση, η οποία εκ πρώτης όψης, θυμίζει από μόνη της χιονάνθρωπο, παροτρύνει τους επίδοξους «γλύπτες» του χιονιού να φτιάξουν έναν χιονάνθρωπο ύψους 1,62μ., τοποθετώντας τρεις μπάλες την μία πάνω στην άλλη. 

Εξίσωση «θάρρους»

Πρόσφατη μελέτη βρετανικής ασφαλιστικής εταιρείας More Than είχε δείξει ότι παρά το γεγονός ότι το 92% των πολιτών δηλώνει ότι τους αρέσει να φτιάχνουν χιονάνθρωπους, με το 87% ωστόσο να θεωρεί ότι δεν έχει τα απαραίτητα προσόντα για κάτι τέτοιο.

Θέλοντας να τονώσει την αυτοπεποίθηση των Βρετανών, η εταιρεία ζήτησε από τον δρ Τζέιμς Χιντ και την ομάδα του να δημιουργήσουν την μαθηματική εξίσωση για τον τέλειο χιονάνθρωπο. Ο τύπος των ειδικών αξιολογεί την «τελειότητα» του χιονάνθρωπου μέσω των διαστάσεων, της ποιότητας του χιονιού και των αξεσουάρ που «φοράει», ενώ ο παράγοντας «φ», όπως τον βάφτισαν οι ερευνητές, αποτελεί τον δείκτη της συνολικής εμφάνισής του. 

Εκτός των ιδανικών αναλογιών ο χαρούμενος Όλαφ από το Frozen, κατά τους ειδικούς

Παγωμένα χαρακτηριστικά

Σύμφωνα με τους ειδικούς, πέρα από ύψος 1,62μ. ο τέλειος χιονάνθρωπος πρέπει να αποτελείται από τρεις μπάλες διαμέτρου 30 εκ. για το κεφάλι, 50 εκ. για τον κορμό και 80 εκ. για την βάση του. Οι συγκεκριμένες διαστάσεις αποτελούν, κατά τους ίδιους, τον χρυσό κανόνα της επιτυχίας.

Ακόμα, ο χιονάνθρωπος οφείλει να έχει χέρια από κλαράκια και να είναι κατασκευασμένος από φρέσκο χιόνι. Τα μάτια του δεν πρέπει να έχουν απόσταση μεγαλύτερη από 5 εκ. μεταξύ τους,, ενώ η καροτένια μύτη του θα πρέπει να έχει μήκος 4 εκ. Τέλος, ο μοδάτος χιονάνθρωπος οφείλει να φοράει τρία αξεσουάρ – καπέλο, κασκόλ και γάντια -, αλλά και φέρει τρία κουμπιά στο μπροστινό μέρος του κορμού του τοποθετημένα σε ίση απόσταση μεταξύ τους.

Οι επιστήμονες αναφέρουν μάλιστα ότι ο Όλαφ, ο γνωστός χιονάνθρωπος από την ταινία της Ντίσνεϊ, Frozen, δεν ακολουθεί τις ιδανικές αναλογίες. Κάτι τέτοιο παρόλα αυτά δεν φάνηκε να επηρεάζει τη δημοτικότητά του στους μικρούς θαυμαστές του.

Πηγή in.gr

Όλο και συχνότερα ακούμε τον όρο “Medicane”, ο οποίος ουσιαστικά αναφέρεται σε κυκλώνα με χαρακτηριστικά ενός τροπικού κυκλωνα, ο οποίος όμως δημιουργείται στη Μεσόγειο θάλασσα. Τι όμως είναι ένας Medicane και πως ορίζεται.

Ο όρος Medicane προκύπτει από το πρώτο συνθετικό της λέξης Mediterranean (=Μεσόγειος) και την κατάληξη της λέξης Hurricane (=τυφώνας). Πρόκειται για έναν κυκλώνα με χαρακτηριστικά παρόμοια με αυτά που εμφανίζουν οι τροπικοί κυκλώνες. Όπως και οι τυφώνες, έτσι και οι Medicanes προκαλούν απότομη πτώση της ατμοσφαιρικής πίεσης και μεταβολή των ανέμων. Ωστόσο αυτό συμβαίνει σε πολύ μικρότερες κλίμακες και εντάσεις από αυτές των τυφώνων.

Ένας Medicane πρέπει στις δορυφορικές εικόνες να εμφανίσει το λεγόμενο “μάτι” στο κέντρο του (δηλαδή μία κυκλική ανέφελη περιοχή μικρής έκτασης), το οποίο περιβάλλεται από πολύ συμπαγή νεφική μάζα με αξονική συμμετρία.

Οι Tous και Romero (2011) προτείνουν κάποια γενικά κριτήρια για τον εντοπισμό τέτοιον συστημάτων. Αυτά είναι:

1. Η ύπαρξη καλώς σχηματισμένου “ματιού” στο κέντρο του κυκλώνα
2. Η ύπαρξη συμμετρίας της νεφικής μάζας γύρω από το “μάτι”
3. Η συνέχεια της νεφικής μάζας (δηλαδή το να είναι συμπαγής)
4. Η συνολική διάμετρος του συστήματος να είναι <300km
5. Η διάρκεια ζωής του να ξεπερνάει τις 6 ώρες

 

Καθώς ο ορισμός των Medicanes είναι σχετικά καινούγιος, νέες έρευνες προσπαθούν να ορίσουν πιο συγκεκριμένα μαθηματικά κριτήρια για τον προσδιορισμό τους. Σύμφωνα με τους Picornell et al. (2014), η ατμοσφιαρική πίεση από το κέντρο του συστήματος προς την περιφέρειά του θα πρέπει να αυξάνει με ρυθμό τουλάχιστον 3.2hPa ανά 100km. Αυτό ουσιαστικά ορίζει ότι η ταχύτητα των ανέμων πρέπει να ξεπερνάει τα 55km/h, δηλαδή τα 7 μποφόρ στην περιφέρεια ενός κυκλώνα με ακτίνα 150km.

Στη συγκεκριμένη εργασία η συμμετρία ορίζεται από την παράμετρο Β ως η μέση διαφορά γεωδυναμικών υψών Ζ στα ισοβαρικά επίπεδα των 700 και 925mb μεταξύ αριστερού και δεξιού (ως προς την διεύθυνση κίνησης) τομέα του κυκλώνα:

τα R και L ορίζουν τον τομέα (δεξιό/αριστερό) του κυκλώνα. Στους Medicanes πρέπει B<10m, ώστε ουσιαστικά να παρουσιάζουν σχετική συμμετρία.

Σύμφωνα με την ίδια εργασία πρέπει ο κυκλώνας να εμφανίζει θερμό πυρήνα, ενώ θα πρέπει να συνοδεύεται από βαθύ ψυχρό αυλώνα ή αποκομμένο χαμηλό των υψών (cut-off low) στη μέση-ανώτερη τροπόσφαιρα (700-400mb).

 

Επίσημα έχουν καταγραφεί Medicanes που πληρούσαν όλα τα κριτήρια (σύμφωνα με τους Tous και Romero, 2011) κατά τις παρακάτω ημερομηνίες. Για διευκόλυνση παραθέτουμε και τους χάρτες Reanalysis του NOAA για γεωδυναμικά στα 500mb και θερμοκρασία στα 850mb (από το www.wetterzentrale.de):

28/9/1983

  

 

14/12/1985

 

15/1/1995

 

 

7/10/1996

 

19/3/1999

 

 

10/12/1999

 

 

Στη νεότερη ιστορία καταγράφονται δύο ακόμη Medicanes:

8/11/2014

 

 

18/11/2017

  

 

Πηγές

Tous, M., and R. Romero. “Medicanes: cataloguing criteria and exploration of meteorological environments.” Tethys 8 (2011): 53-61.