Δορυφορικές εικόνες κατέγραψαν ένα συνήθως “αόρατο” φαινόμενο γνωστό ως κύματα βαρύτητας (gravity waves) τα οποία είναι ικανά να προκαλέσουν κυματισμό στα νέφη.

 

Τι είναι όμως τα κύματα βαρύτητας στην ατμόσφαιρα;

Όταν για κάποιον λόγο η ατμόσφαιρα διαταράσσεται σε κάποιο σημείο της λόγω ιδιαίτερα ισχυρών ανοδικών ρευμάτων, στη συνέχεια η δύναμη της βαρύτητας έχει την τάση να τα επαναφέρει σε ισορροπία.

Τα κύματα βαρύτητας μπορεί να συμβαίνουν συχνά, αλλά δεν είναι εύκολα διακριτά. Δεν προκαλούν προβλήματα στην επιφάνεια της γης, ωστόσο μπορεί να προκαλέσουν αναταράξεις στις πτήσεις.

 

Το συγκεκριμένο επεισόδιο σημειώθηκε στην βορειοδυτική Αυστραλία μετά τη δημιουργία καταιγίδων στις περιοχές Pilbara και Kimberley την Κυριακή (20/10/2019). Τα κύματα αλληλεπιδρώντας με τα νέφη αλλά και την σκόνη (προερχόμενη από ερημικές περιοχές) έγιναν ορατά προκαλώντας ένα σπάνιο και ιδιαίτερης ομορφιάς φαινόμενο πάνω από τον Ινδικό ωκεανό.

 

Ο μετεωρολόγος Adam Morgan του Bureau of Meteorology (BOM) αναφέρει χαρακτηριστικά: “Τα κύματα βαρύτητας είναι βασικά αναταράξεις στον ουρανό. Αν σκεφτείς, τα κύματα του ωκεανού είναι ένας τύπος κυμάτων βαρύτητας. Όταν ρίχνεις μάι πέτρα στη λίμνη και βλέπεις τους κυματισμούς να διαδίδονται γύρω από αυτό, είναι κι αυτοί κύματα βαρύτητας. Ουσιαστικά, τα κύματα βαρύτητας είναι αναταράξεις που μπορούν να συμβούν σε οποιοδήποτε ρευστό.”

 

 

Τι προκάλεσε αυτά τα κύματα βαρύτητας;

Τα ανοδικά ρεύματα μίας ισχυρής καταιγίδας στην βορειοδυτική Αυστραλία προκάλεσαν αυτό το σπάνια ορατό, αλλά όχι σπάνιο, φαινόμενο. Ο κυματισμός που δημιουργήθηκε είναι το αποτέλεσμα της δράσης δύο δυνάμεων αντίθετων, της βαρύτητας και της άνωσης του αέριου δείγματος λόγω της συγκεκριμένης πυκνότητας που κατέχει (η οποία εξαρτάται από τη θερμοκρασία του). Στην ατμόσφαιρα οι συνθήκες ήταν τέτοιες ώστε να δημιουργηθεί ένα λεπτό στρώμα νέφους, το οποίο μπορούσε να διαταραχθεί από αυτόν τον κυματισμό.

Φωτογραφία από την καταιγίδα στην Pilbara (Πηγή)

 

Ωστόσο, το φαινόμενο ενισχύθηκε οπτικά εξαιτίας μίας καταιγίδας σκόνης (dust storm) σε ερημική περιοχή της Αυστραλίας. Ο σκόνη ωθήθηκε προς τα πάνω μέσω ανοδικών ρευμάτων και αλληλεπίδρασε με τα νέφη.

Dust storm στην βορειοδυτική Αυστραλία (Πηγή).

 

Πηγή: ABC.NET

Εντυπωσιακές θερμοκρασιακές τιμές καταγράφονται από τους μετεωρολογικούς σταθμούς του δικτύου του NorthMeteo στο οροπέδιο του Νευροκοπίου (Οχυρό και Κάτω Νευροκόπι), ενώ καταγράφηκε και η πρώτη και χαμηλότερη αρνητική θερμοκρασία της σεζόν σε κατοικημένη περιοχή.

 

Όλα τα στοιχεία που χρησιμοποιούνται στο παρόν άρθρο προέρχονται από το ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΟ ΠΑΡΑΤΗΡΗΤΗΡΙΟ ΔΡΑΜΑΣ, τον ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΟ ΣΤΑΘΜΟ ΚΑΤΩ ΝΕΥΡΟΚΟΠΙΟΥ και τον ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΟ ΣΤΑΘΜΟ ΟΧΥΡΟΥ.

 

Στο σχήμα 1 διακρίνεται το οροπέδιο του Νευροκοπίου καθώς και η τοποθεσία των δύο σταθμών, ώστε να γίνει πιο κατανοητή η ανάγνωση του παρόντος άρθρου.

Σχήμα 1. Άποψη οροπέδιου Νευροκοπίου από το google earth.

 

Στις 24/10/2019 και ώρα 9πμ η θερμοκρασία στο Κάτω Νευροκόπι κατρακύλησε στους -0.9°C (η χαμηλότερη τιμή που σημειώθηκε μέχρι στιγμής στην χώρα μας σε κατοικιμένη περιοχή για το φετινό φθινώπορο) και ανήλθε στους 25.1°C, με το θερμοκρασιακό εύρος της ημέρας να είναι στους 26°C, μια εξαιρετικά εντυπωσιακή τιμή που αναδυκνύει τόσο την έντονη ηπειρωτικότητα της περιοχής όσο και την ύπαρξη θερμών αερίων μαζών στην περιοχή μας. Οι αντίστοιχες τιμές που καταγράφηκαν από τον σταθμό του Οχυρού ήταν 1.2°C και 23.7°C, με το θερμοκρασιακό εύρος της ημέρας να ανέρχεται στους 22.5°C. Η αιτία για την οποία οι ελάχιστες θερμοκρασίες που καταγράφηκαν στον κάμπο του Νευροκοπίου παρά την ύπαρξη θερμών αερίων μαζών είναι ένα φαινόμενο που ονομάζεται θερμοκρασιακή αναστροφή ακτινοβολίας για την οποία μπορείτε να διαβάσετε περισσότερα εδώ.

 

Το αποτέλεσμα των πολύ χαμηλών θερμοκρασιών στην επιφάνεια, αλλά και των θερμότερων αερίων μαζών ψηλότερα είναι η παρουσία ιδιαίτερα αυξημένης σχετικής υγρασίας ή/και ο σχηματισμός ομιχλών στην περιοχή. Στην συγκεκριμένη περίπτωση η σχετική υγρασία σχεδόν καθόλη τη διάρκεια της νύχτας έως και τις προμεσημβρινές ώρες ξεπέρασε το 90% και στους δύο σταθμούς (σχήμα 2). Κατά τη διάρκεια του μεσημεριού παρατηρούνται ελάχιστες τιμές περί το 25%, διαμορφώνοντας ένα εύρος 70 ποσοστιαίων μονάδων. Παρατηρούνται ωστόσο τυπικές, για τον ηπειρωτικό χαρακτήρα της περιοχής, διακυμάνσεις τόσο της θερμοκρασίας όσο και της σχετικής υγρασίας κατά τη διάρκεια της ημέρας, οι οποίες επηρεάζονται κατά πρώτο λόγο από την θερμοκρασία που αποκτάει το έδαφος εξαιτίας της υπέρυθρης ακτινοβολίας που λαμβάνει/εκπέμπει. Να σημειωθεί ότι η υγρασία και η θερμοκρασία στη μετεωρολογία απότελούν αντιστρόφως ανάλογα μεγέθη, κάτι που αποτυπώνεται ξεκάθαρα και στα σχήματα 2 και 3.

 

Ένα ενδιαφέρον χαρακτηριστικό που διακρίνεται στο διάγραμμα των θερμοκρασιών (σχήμα 3) είναι και η καθυστέρηση αύξησης της θερμοκρασίας στον σταθμό του Οχυρού σε σχέση με τον σταθμό του Νευροκοπίου, κάτι που ενδέχεται να οφείλεται σε τοπικούς παράγοντες, ένας εκ των οποίων είναι και η ύπαρξη ορεινού όγκου όπισθεν του Οχυρού, ο οποίος προκαλεί σκίαση κατά την ανατολή του ήλιου στην περιοχή.

 

Τα αίτια των διαφορών μεταξύ των ελαχίστων και μεγίστων θερμοκρασιών που καταγράφουν οι δύο σταθμοί είναι αδιευκρίνιστα για την ώρα, ωστόσο ενδέχεται να οφείλονται σε τοπικούς παράγοντες, όπως η μορφολογία του εδάφους, οι χρήσεις γης ή ακόμα και η χρονική διάρκεια κατά την οποία παρατηρείται το φαινόμενο της ομίχλης (ανεξαρτήτα από τα ποσοστά σχετικής υγρασίας).

Σχήμα 2. Δεκάλεπτη διακύμανση θερμοκρασίας των δύο σταθμών για τις 24/10/2019.

 

 

Σχήμα 3. Δεκάλεπτη διακύμανση σχετικής υγρασίας των δύο σταθμών για τις 24/10/2019.

 

Σύμφωνα με τα στοιχεία που προκύπτουν τόσο από τη ραδιοβόλιση όσο και από τους σταθμούς του δικτύου του NorthMeteo ισχυρή αναστροφή σημειώθηκε σήμερα το πρωί στη Θεσσαλονίκη.

 

Δείτε επίσης: Τι είναι θερμοκρασιακή αναστροφή ακτινοβολίας ;

 

Πιο συγκεκριμένα, στις 3πμ τοπική ώρα η ραδιοβόλιση του αεοδρομίου Μακεδονία ανέδειξε ένα στρώμα αναστροφής με πάχος περί τα 600 μέτρα. Στο τεφίγραμμα που ακολουθεί φαίνεται η άνοδος (και όχι πτώση) της θερμοκρασίας καθύψος στα επιφανειακό στρώμα έως και τα 960mb (δηλαδή ~550μέτρα). Να σημειωθεί ότι η θερμοκρασία απεικονίζεται από το δεξιό γράφημα και ότι οι ισόθερμες αναφοράς (του άξονα των x) είναι οι κεκλιμένες σκούρες μπλε γραμμές.

Η θερμοκρασιακή διαφορά σε αυτό το στρώμα μετρήθηκε στους ~5.5°C (δηλαδή σχεδόν αύξηση 1°C/100μέτρα).

 

Αυτό το επεισόδιο αναστροφής καταγράφηκε και από τους σταθμούς του δικτύου του NorthMeteo. Στο ακόλουθα διαγράμματα φαίνεται η θερμοκρασία και η σχετική υγρασία στους διάφορους σταθμούς. Παρατηρούμε ότι η θερμοκρασία στον σταθμό του Φιλύρου το διάστημα 4-9πμ ήταν χαμηλότερη έως και κατά 3°C σε σχέση με τους σταθμούς της Κηφισιάς και της Πυλαίας. Ο σταθμός της Τούμπας κατέγραψε παρόμοιες τιμές με αυτές του Φιλύρου κάτι που ενδεχομένως οφείλεται και στην ορογραφία της περιοχής.

Αντίστοιχα στο διάγραμμα σχετικής υγρασίας φαίνεται ότι το επιφανειακό στρώμα ήταν σαφώς υγρότερο (οι σταθμοί εντός του πολεοδομικού συγκροτήματος ξεπέρασαν το 80%) με ανάπτυξη ομιχλών, με τον σταθμό του Φιλύρου να καταγράφει τα χαμηλότερα ποσοστά (κοντά στο 70&) για το επίμαχο διάστημα 5-9πμ.

ΜΠΟΡΕΙΤΕ ΝΑ ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΕΙΤΕ LIVE ΤΑ ΠΑΡΑΚΑΤΩ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΑ ΕΔΩ.

Είναι πράγματι ενδιαφέρον να κοιτάς τον ουρανό και να καταλαβαίνεις πως δημιουργούνται όλοι αυτοί οι νεφικοί σχηματισμοί.

 

Το ανήσυχο βλέμα της ομάδας του NorthMeteo δεν παύει ποτέ να είναι… ανήσυχο! Ούτε καν στις διακοπές.

Στο βίντεο που ακολουθεί θα δείτε μία νεφική μάζα altocumulus undulatus (νωρίς το πρωί της 4/8/2019) αλλά και νέφη κατακόρυφης ανάπτυξης (cumulus) να δημιουργούνται πάνω από την Χαλκιδική (Άγιο όρος). Το αίτιο σε αυτήν την περίπτωση είναι η σύγκλιση των επιφανειακών ανέμων (από τον Τοροναίο κόλπο και ανατολικότερα ανατολικοί υγροί άνεμοι και βορειοδυτικοί ψυχροί στις δυτικότερες περιοχές), αλλά και η ορογραφία, που ουσιαστικά εξαναγκάζουν τις υγρές αέριες μάζες, που μεταφέρονται επιφανειακά μέσω του ανατολικού ρεύματος από το Θρακικό πέλαγος, σε ανοδική πορεία.

 

 

Τα νέφη αυτά όπως θα παρατηρείσετε παρουσιάζουν κυματώδη μορφή. Τα βασικά αίτια είναι τόσο η ορογραφία που προκαλεί μηχανική τύρβη (το ανατολικό ρεύμα εξαναγκάζεται σε τυρβώδη ροή εξαιτίας της ύπαρξης ορεινών όγκων), όσο και η διάτμηση του ανέμου (μεταβολή της ένταση και διεύθυνσης του ανέμου καθ ύψος), η οποία επίσης προκαλεί τυρβώδη ροή.

 

Για ό,τι νεότερο μπορείτε να ακολουθείτε την ομάδα μας στο facebook, το κανάλι μας στο youtube και τον λογαριασμό μας στο Instagram.

 

Η ζώνη σύγκλισης αργότερα μέσα στο μεσημέρι μετακινείται δυτικότερα, οπότε νεφικοί σχηματισμοί σχηματίζονται πανω από την χερσόνησο της Σιθωνίας. Στους χάρτες που ακολουθούν φαίνεται αυτή η μετατόπιση της σύγκλισης.

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.