Στο τρίτο μέρος του αφιερώματος μας στη γενική κυκλοφορία της ατμόσφαιρας, εξετάσαμε το πρώτο από τα τρία κύτταρα που συγκροτούν τη γενική κυκλοφορία της ατμόσφαιρας, το κύτταρο Hadley. Παρουσιάσαμε τον μηχανισμό της δημιουργίας του, τα βασικά του χαρακτηριστικά, καθώς και τη ροή του ατμοσφαιρικού αέρα που συνδέεται με το συγκεκριμένο κύτταρο κυκλοφορίας. Στη συνέχεια του μεγάλου αφιερώματος, θα εξετάσουμε πως η κυκλοφορία του κυττάρου Hadley οδηγεί τελικά στη δημιουργία του υποτροπικού αεροχειμάρρου. Ο τελευταίος, αποτελεί ένα στοιχείο της γενικής κυκλοφορίας της ατμόσφαιρας με σημαντικό ρόλο στη διαμόρφωση του καιρού στη συνοπτική κλίμακα.

Ο υποτροπικός αεροχείμαρρος
Οι υποτροπικοί αεροχείμαρροι (subtropical jets ή jet streams) είναι ρεύματα ταχέως κινούμενου ατμοσφαιρικού αέρα (από δυσμάς προς ανατολάς) τα οποία έχουν μήκος χιλιάδων χιλιομέτρων, πλάτος μερικών εκαντοτάδων χιλιομέτρων και πάχος λίγων μόνο χιλιομέτρων. Η ταχύτητα του ανέμου στο κέντρο του αεροχειμάρρου ξεπερνάει συχνά τα 185 km/h, ενώ σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να ξεπεράσει και τα 370 km/h. Οι υποτροπικοί αεροχείμαρροι εντοπίζονται πάνω από την ζώνη των υποτροπικών αντικυκλώνων (~30Ν/S), σε ύψος περίπου 12 km (υποτροπική τροπόπαυση) (Εικ. 1).

Εικόνα 1. Σχηματική αναπαράσταση των θέσεων του υποτροπικού (κόκκινο χρώμα) και του πολικού ή μέσων γεωγραφικών πλατών (μπλε χρώμα) αεροχειμάρρου.

Η δημιουργία του υποτροπικού αεροχειμάρρου συνδέεται άμεσα με τον αποκλινόντα προς τους πόλους κλάδο του κυττάρου Hadley, όπως φαίνεται και στην Εικ. 2. Σε ύψος περίπου 12 km και πάνω από τις υποτροπικές περιοχές (30N/S) ο θερμός αέρας που μεταφέρεται προς τους πόλους από το κύτταρο Hadley, έχει ως αποτελέσμα τη δημιουργία μίας έντονης θερμοβαθμίδας (ρυθμός μεταβολής της θερμοκρασίας) κατά μήκος ενός νοητού “συνόρου”, το οποίο συχνά αποκαλείται με τον όρο υποτροπικό μέτωπο. Κατά μήκος του υποτροπικού μετώπου (εντοπίζεται μόνο στην ανώτερη τροπόσφαιρα) οι μεγάλες αντιθέσεις της θερμοκρασίας οδηγούν στην δημιουργία μίας έντονης βαροβαθμίδας (ρυθμός μεταβολής ατμοσφαιρικής πίεσης), η οποία με τη σειρά της έχει ως αποτέλεσμα την παραγωγή ενός πολύ ισχυρού πεδίου ανέμων.

Εικόνα 2. Απλοποιημένο μοντέλο της γενικής κυκλοφορίας της ατμόσφαιρας (μοντέλο των τριών κυττάρων).

Η προσεκτικότερη εξέταση του υποτροπικού αεροχειμάρρου αποκαλύπτει πως πέρα από τη έντονη θερμοβαθμίδα, υπάρχει ακόμη ένας μηχανισμός που συνεισφέρει στη δημιουργία αυτής της ισχυρής δυτικής ροής στην ανώτερη τροπόσφαιρα. Πρόκειται για την αρχή διατήρηση της στροφορμής, η οποία δρα με τον ίδιο απλό τρόπο που οδηγεί έναν αθλητή του καλλιτεχνικού πατινάζ να περιστρέφεται ταχύτερα όταν συμπτύσσει τα χέρια του.

Εικόνα 3. Σχηματική αναπαράσταση του μηχανισμού δράσης της αρχής διατήρησης της στροφορμής. Καθώς ο ατμοσφαιρικός αέρας κινείται προς τους πόλους, η ακτίνα περιστροφής του ( r ) ελαττώνεται.

Για να κατανοήσουμε καλύτερο τον τρόπο με τον οποίο η διατήρηση της στροφορμής συνεισφέρει στη δημιουργία των υποτροπικών αεροχειμάρρων, ας θεωρήσουμε ένα πακέτου θερμού ατμοσφαιρικού αέρα το οποίο ξεκινά την ανοδική του κίνηση πάνω από την ενδοτροπική ζώνη σύγκλισης. Καθώς ο ανερχόμενος θερμός αέρας πλησιάζει στην τροπόπαυση, αναγκάζεται να αποκλίνει και να κινηθεί προς τους δύο πόλους. Κατά την κίνησή του αυτή και εξαιτίας της καμπυλότητας της Γης, ο ατμοσφαιρικός αέρας πλησιάζει ολοένα και περισσότερο στον άξονα περιστροφής του (ο άξονας περιστροφής της Γης) (Εικ. 3). Επειδή η στροφορμή διατηρείται (στροφορμή = μάζα x ταχύτητα x ακτίνα περιστροφής) και λαμβάνοντας υπόψη ότι η μάζα του κινούμενου αέρα δεν μεταβάλλεται, συμπεραίνουμε πως η ελάττωση της ακτίνας περιστροφής θα πρέπει να αντισταθμιστεί από μία αύξηση της ταχύτητας περιστροφής. Συνεπώς, ο ατμοσφαιρικός αέρας αναγκάζεται να κινηθεί προς ανατολάς με μεγαλύτερη ταχύτητα συγκριτικά με ένα σημείο της επιφάνειας της Γης. Αυτή ακριβώς η επιταχυνόμενη κίνηση του αέρα συνιστά τη δυτική ροή του αεροχειμάρρου, όπως αυτή γίνεται αντιληπτή από έναν παρατηρητή στο έδαφος.

Πώς όμως ο υποτροπικός αεροχείμαρρος συνδέεται με τον καιρό του Β. ημισφαιρίου στη συνοπτική κλίμακα; Λαμβάνοντας υπόψη τον μηχανισμό δημιουργίας του αεροχειμάρρου, είναι μάλλον εύκολο να αντιληφθούμε πως η μετατόπισή του προς βορειότερα γεωγραφικά πλάτη συνδέεται με μεταφορά θερμότερων αεριών μαζών προς τα μέσα γεωγραφικά πλάτη. Αυτό συμβαίνει διότι όσο πιο βορειότερα εντοπίζεται ο υποτροπικός αεροχείμαρρος, τόσο πιο βόρεια είναι μετατοπισμένος ο καθοδικός κλάδος του κυττάρου Hadley, ο οποίος μεταφέρει θερμό ατμοσφαιρικό αέρα από τους τροπικούς.

Ολοκληρώνοντας, αξίζει να αναφέρουμε πως για την παρατήρηση του υποτροπικού αεροχειμάρρου χρησιμοποιείται η ισοβαρική επιφάνεια των 200 hPa (λίγο παραπάνω από τα 12 km), ενώ εμφανίζεται ισχυρότερος κατά τη διάρκεια της χειμερινής περιόδου του κάθε ημισφαιρίου.

Στο δεύτερο μέρος του αφιερώματος στη γενική κυκλοφορία της ατμόσφαιρας, εξετάσαμε τη δημιουργία και τα βασικά χαρακτηριστικά της ενδοτροπικής ζώνης σύγκλισης (ITCZ). Όπως επισημάνθηκε, η συγκεκριμένη γεωγραφική περιοχή αποτελεί το σημείο εκκίνησης της γενικής κυκλοφορίας της ατμόσφαιρας. Στη συνέχεια , θα επιχειρήσουμε να περιγράψουμε τον τρόπο με τον οποίο εκκινείται η γενική κυκλοφορία της ατμοσφαίρας από την ITCZ. Πιο συγκεκριμένα, θα εξετάσουμε το πρώτο από τα τρία κύτταρα της γενικής κυκλοφορίας, το κύτταρο Hadley.

Το κύτταρο Hadley

Εικόνα 1. Σχηματική αναπαράσταση του κυττάρου Hadley

Το κύτταρο Hadley (Εικ. 1) αποτελεί το πρώτο από τα τρία βασικά κύτταρα με τα οποία μπορεί να περιγραφεί η γενική κυκλοφορία της ατμόσφαιρας. Το κύτταρο αυτό αποτελεί το τμήμα εκείνο της γενικής κυκλοφορίας που παρατηρείται στις τροπικές και υποτροπικές περιοχές (30S – 30N) και η δημιουργία/συντήρηση του σχετίζεται άμεσα με τη ροή του ατμοσφαιρικού αέρα στις παραπάνω περιοχές. Όπως είδαμε στο δεύτερο μέρος του αφιερώματος, οι τροπικές και υποτροπικές περιοχές κυριαρχούνται από τους αληγείς ανέμους οι οποίοι καταλήγουν να συγκλίνουν στην ITCZ. Το αποτέλεσμα της σύγκλισης αυτής είναι η ενίσχυση των ανοδικών κινήσεων που ούτως ή άλλως παρατηρούνται στη συγκεκριμένη περιοχή.

Όπως φαίνεται στο  διάγραμμα της Εικ.1, καθώς ο ατμοσφαιρικός αέρας ανέρχεται πάνω από τους τροπικούς, συναντά το νοητό σύνορο τροπόσφαιρας-στρατόσφαιρας, την τροπόπαυση, όπου και εξαναγκάζεται να αποκλίνει προς τους δύο πόλους της Γης. Κατά τη διαδρομή του προς τους πόλους, ο ατμοσφαιρικός αέρας ψύχεται με εκπομπή ακτινοβολίας μεγάλου μήκους κύματος, οπότε η πυκνότητα του αυξάνεται και τελικά εξαναγκάζεται σε κάθοδο (Εικ. 1). Η κάθοδος του ατμοσφαιρικού αέρα λαμβάνει χώρα σε μία εκτεταμένη γεωγραφική περιοχή, με την μεγαλύτερη ένταση ωστόσο να παρατηρείται πάνω από τις λεγομένες υποτροπικές περιοχές (γ. πλάτος 30Ν/S, τροπικοί του καρκίνου). Ο κατερχόμενος ατμοσφαιρικός αέρας του κυττάρου Hadley θερμαίνεται αδιαβατικά, ώστε φτάνει στην επιφανεία με την μορφή ενός ξηρού ρεύματος αέρα.

Έτσι, δεν προκαλεί ιδιαίτερη έκπληξη το γεγονός πως οι σημαντικότερες έρημοι του πλανήτη μας βρίσκονται στις περιοχές όπου αναπτύσσεται ο κατερχόμενος κλάδος του κυττάρου Hadley (Εικ. 2). Επιπρόσθετα, η σύγκλιση και η κάθοδος του ατμοσφαιρικού αέρα πάνω από τους τροπικούς του καρκίνου (30N/S) αιτιολογεί τη δημιουργία μίας ζώνης υψηλών πιέσεων που περιβάλλει την Γη σε αυτά περίπου τα γ. πλάτη. Τα συστήματα των υψηλών πιέσεων αυτής της ζώνης είναι περίσσοτερο γνωστά με τον όρο υποτροπικοί αντικυκλώνες. Χαρακτηριστικά παραδείγματα αποτελούν ο αντικυκλώνας των Αζόρων-Βερμούδων και ο αντικυκλώνας του Ειρηνικού ωκεανού, συστήματα τα οποία χαρακτηρίζονται ως ημι-μόνιμα.

deserts globe hadley cell

Εικόνα 2. Γεωγραφική κατανομή των σημαντικότερων ερήμων της Γης και συσχέτιση της με τον κατερχόμενο κλάδο του κυττάρου Hadley πάνω από τις υποτροπικές περιοχές (30 N,S).

Η κυκλοφορία του κυττάρου Hadley ολοκληρώνεται με την απόκλιση του κατερχόμενου ατμοσφαιρικού αέρα προς τον ισημερινό. Η απόκλιση αυτή παρατηρείται στηνεπιφάνεια των υποτροπικών περιοχών και με τη βοήθεια της δύναμης Coriolis, οδηγεί τελικά στην ενίσχυση των αληγών ανέμων (Εικ. 1).

Συνοψίζοντας, η ατμοσφαιρική κυκλοφορία που συνδέεται με το κύτταρο Hadley μπορεί να περιγραφεί ως εξής:
1) Έντονη απορροφήση της ηλιακής ακτινοβολίας πάνω από τους τροπικούς, δημιουργία ισχυρών ανοδικών κινήσεων και απελεύθερωση τεράστιων ποσών λανθάνουσας θερμότητας (ITCZ).
2) Δημιουργία των αληγών ανέμων (trade winds), συνέπεια της αρχής διατήρησης της μάζας (ατμοσφαιρικός αέρας από τα μέσα γ. πλάτη πνέει προς τους τροπικούς για να καλύψει το “κενό” που δημιουργείται από τις ανοδικές κινήσεις).
3) Απόκλιση του ανερχόμενου ατμοσφαιρικού αέρα στο ύψος της τροπόπαυσης, πάνω από τους τροπικούς, κίνηση του προς τους δύο πόλους της Γης και αδιαβατική ψύξη του.
4) Σταδιακή κάθοδος του ατμοσφαιρικού αέρα με μέγιστο πάνω από τους υποτροπικούς (30N/S).
5) Απόκλιση του κατερχόμενου ατμοσφαιρικού αέρα στην επιφάνεια και ενίσχυση της ροής των αληγών ανέμων.

Από την αλληλεπίδραση του κατερχόμενου κλάδου του κυττάρου Hadley με τον ατμοσφαιρικό αέρα που συγκλίνει από τα μέσα γ. πλάτη και υπό την επίδραση της δύναμης Coriolis, προκύπτουν οι γνωστοί υποτροπικοί αεροχείμαρροι.

Εισαγωγή
Αναρρωτηθήκατε ποτέ γιατί στην περιοχή των Αζόρων επικρατούν υψηλές πιέσεις (αντικυκλώνας των Αζόρων); Τι είναι ο υποτροπικός αεροχείμμαρος; Γιατί στα μέσα γεωγραφικά πλάτη του Ατλαντικού πνέουν δυτικοί άνεμοι; Πώς δημιουργείται ο πολικός στρόβιλος; Γιατί το σύνολο σχεδόν των ερήμων εντοπίζονται σε μια γεωγραφικά στενή λωρίδα με κέντρο τον ισημερινό;
Οι απαντήσεις σε όλα τα παραπάνω ερωτήματα, αλλά και σε πολλά άλλα, μπορούν να δοθούν εξετάζοντας τη γενική κυκλοφορία της ατμόσφαιρας. Από τη γενική αυτή κυκλοφορία άλλωστε, και τις όποιες περιοδικές ή μη μεταβολές της, ξεκινάει η δημιουργία του καιρού.

Εικόνα 1α. Παγκόσμια κατανομή της μέσης ετήσιας απορροφούμενης ηλιακής ακτινοβολίας.

Εικόνα 1β. Παγκόσμια κατανομή της μέσης ετήσιας εξερχόμενης γήινης (υπέρυθρης) ακτινοβολίας.

Εικόνα 1γ. Παγκόσμια κατανομή του μέσου ετήσιου ισοζύγιο ακτινοβολίας (απορροφούμενη – εκπεμπόμενη).

 

Για την κατανόηση της γενικής κυκλοφορίας της ατμόσφαιρας είναι απαραίτητο να ξεκινήσουμε από την εξέταση του ισοζυγίου ακτινοβολίας του πλανήτη μας. Αυτό είναι απαραίτητο διότι, όπως θα αποδειχθεί στη συνέχεια, η ατμόσφαιρα της Γης τίθεται σε κίνηση (γενική κυκλοφορία) εξαιτίας της ασύμμετρης θέρμανσής της επιφάνειας της απο την ηλιακή ακτινοβολία.

Στην Εικ. 1α παρουσιάζεται η χωρική κατανομή της μέσης ετήσιας απορροφούμενης ηλιακής ακτινοβολίας. Όπως φαίνεται, το μέγιστο της απορρόφησης της ηλιακής ακτινοβολίας λαμβάνει χώρα πάνω από τους τροπικούς ωκεανούς, εξαιτίας της μικρής γωνίας με την οποία προσπίπτει η ακτινοβολία αλλά και του μικρού συντελεστή ανακλαστικότητας (albedo). Στον αντίποδα, το ελάχιστοτης απόρροφησης εντοπίζεται πάνω από τους δύο πόλους της Γης και αποδίδεται στην μεγάλη γωνία με την οποία προσπίπτει η ηλιακή ακτινοβολία και τις μεγάλες τιμές του συντελεστή ανακλαστικότητας (λόγω της παγοκάλυψης). Στην Εικ. 1β παρουσιάζεται η χωρική κατανομή της μέσης ετήσιας εκπεμπόμενης γήινης ακτινοβολίας. Το μέγιστο της εκπομπής ακτινοβολίας μεγάλου μήκους κύματος παρατηρείται πάνω από υποτροπικές περιοχές με μικρό ποσοστό μέσης ετήσιας νεφοκάλυψης (ωκεανοί, έρημοι), ενώ σχετικά χαμηλή είναι η εκπομπή πάνω από τις ηπειρωτικές περιοχές του ισημερινού. Συνδυάζοντας τα παραπάνω, καταλήγουμε στην Εικ. 1γ όπου απεικονίζεται η χωρική κατανομή του μέσου ετήσιου ισοζυγίου της ακτινοβολίας. Όπως εύκολα προκύπτει από την Εικ. 1γ, το μέσο ισοζύγιο ακτινοβολίας του πλανήτη μας χαραρακτηρίζεται από μία έντονη αρνητική βαθμίδα καθώς κινούμαστε από τον ισημερινό προς τους πόλους. Με άλλα λόγια, οι περιοχές κοντά στον ισημερινό εμφανίζουν θετικό ισοζύγιο (πλεόνασμα ενέργειας), ενώ όσο κινούμαστε προς τους πόλους το ισοζύγιο σταδιακά καθίσταται αρνητικό (έλλειμα ενέργειας).

Η ασύμμετρη θέρμανση της επιφάνειας της Γης, μας οδηγεί μοιραία στην αναζήτηση ενός μηχανισμού μέσω του οποίου θα πραγματοποιείται η ανακατανομή της διαθέσιμης ενέργειας από τις περιοχές με θετικό ισοζύγιο (ισημερινός, τροπικοί) στις περιοχές με αρνητικό ισοζύγιο (μέσα γεωγραφικά πλάτη, πόλοι). Δίχως την παρουσία ενός τέτοιου μηχανισμού, οι περιοχές του ισημερίνου θα έρχονταν αντιμέτωπες με τη συνεχή θέρμανση, σε αντιδιαστολή με τους πόλους οι οποίοι θα ψύχοταν συνεχώς. Βέβαια, κάτι τέτοιο δε συμβαίνει στην πραγματικότητα, χάρη στη γενική κυκλοφορία της ατμόσφαιρας η οποία αναδιανείμει τη διαθέσιμη ενέργεια από τον ισημερινό προς τα μέσα και μεγάλα γεωγραφικά πλάτη του πλανήτη μας.

Επισκόπηση της γενικής κυκλοφορίας της ατμόσφαιρας
Αν και η μελέτη της κίνησης της ατμόσφαιρας αποτελεί ένα πολύπλοκο πρόβλημα, εντούτοις υπάρχουν γενικά “μοντέλα” και “πρότυπα” με βάση τα οποία μπορεί να περιγραφεί η ατμοσφαιρική κυκλοφορία σε παγκόσμια κλίμακα. Τα μοντέλα αυτά θα αποτελέσουν, μεταξύ άλλων, και το αντικείμενο του παρόντος αφιερώματος.
Από τη φύση του, ο μηχανισμός της δημιουργίας και διατήρησης της γενικής κυκλοφορίας της ατμόσφαριας είναι πολύπλοκος. Ωστόσο, οι παράγοντες εκείνοι που διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο στη γενική κυκλοφορία είναι οι επόμενοι:
(1) Ηλιακή ακτινοβολία
Η ενέργεια που προσλαμβάνει το σύστημα Γη-Ατμόσφαιρα από τον ήλιο με την μορφή της ακτινοβολίας αποτελεί το “καύσιμο” της γενικής κυκλοφορίας της ατμόσφαιρας.
(2) Λανθάνουσα θερμότητα
Πρόκειται για την ενέργεια (με την μορφή θερμότητας) που απελευθερώνεται κατά την δημιουργία των νεφών (συμπύκνωση υδροσταγονιδίων). Τα πραγματικά τεράστια ποσά λανθάνουσας θερμότητας που εκλύονται κατά το σχηματισμό των νεφών, ιδιαίτερα μάλιστα στις τροπικές και υποτροπικές περιοχές, παίζουν καθοριστικό ρόλο στη διατήρηση της γενικής κυκλοφορίας της ατμόσφαιρας.
(3) Δύναμη Coriolis
Πρόκειται για μία δύναμη που αναπτύσσεται εξαιτίας της περιστροφής της Γης γύρω από τον άξονα της. Η δύναμη Coriolis παίζει σημαντικό ρόλο στον καθορισμό του “τρόπου”, όπως θα δούμε στη συνέχεια, με τον οποίο ανακατανέμεται η ενέργεια από τον ισημερινό προς τα μεγαλύτερα γεωγραφικά πλάτη.
(4) Δύναμη τριβής
Η δύναμη της τριβής συμμετέχει επίσης ενεργά στη γενική κυκλοφορία της ατμόσφαιρας, επιφέροντας, σε ορισμένες περιπτώσεις, σημαντικές απώλειες κατά την αναδιανομή της ενέργειας.
(5) Θερμική αγωγιμότητα του ατμοσφαιρικού αέρα
Η θερμική αγωγιμότητα του ατμοσφαιρικού αέρα, η οποία καθορίζεται από πλήθος παραγόντων (π.χ. περιεχόμενο σε υδρατμούς κ.α.), αποτελεί ρυθμιστικό παράγοντα, διευκολύνοντας ήδυσχαιρένοντας την μεταφορά της ενέργειας από μία περιοχή προς μία άλλη.

Ολοκληρώνοντας το πρώτο μέρος του αφιερώματος μας στη γενική κυκλοφορία της ατμόσφαιρας, παρουσιάζουμε συνοπτικά τα βασικά στοιχεία αυτής (Εικ. 2). Όπως φαίνεται και στην Εικ. 2, ταβασικά τμήματα της γενικής κυκλοφορίας της ατμόσφαιρας είναι:

1) Η ενδοτροπική ζώνη σύγκλισης (Intertropical convergence zone – ITCZ).
2) Οι ΒΑ (Β. ημισφαίρειο) και ΝΑ (Ν. ημισφαίρειο) αληγείς άνεμοι (northeasterly/southeasterly trades, αντίστοιχα).
3) Το κύταρρο Hadley (Hadley cell).
4) Το κύτταρο Ferrel ή κύτταρο των μέσων γεωγραφικών πλατών (mid-latitude cell).
5) Οι δυτικοί ζωνικοί άνεμοι των μέσων γεωγραφικών πλατών (westerlies).
6) Τα πολικά κύτταρα (Polar cell).

Εικόνα 2. Απλοποιημένο μοντέλο της γενικής κυκλοφορίας της ατμόσφαιρας (μοντέλο των τριών κυττάρων).

Από την αλληλεπίδραση των προαναφερθέντων κυττάρων, δημιουργούνται επίσης οι υποτροπικοί αεροχείμαρροι (subtropical jets) και οι αεροχείμμαροι του πολικού μετώπου ή πολικοί αεροχείμαρροι (polar jets), οι οποίοι συμπληρώνουν την περιγραφή των δομικών στοιχείων της γενικής κυκλοφορίας.

Τι είναι ο πολικός στρόβιλος (polar vortex) και γιατί μας ενδιαφέρει; Πολλές φορές παρερμηνεύεται αυτό το φαινόμενο όταν βρίσκεται στην επικαιρότητα κατά τη διάρκεια του χειμώνα.

Συχνά γίνεται λόγος για “πολική δίνη” ή, ορθότερα, τον πολικό στρόβιλο κατά τη διάρκεια του χειμώνα. Στα πλαίσια του “αγώνα δρόμου” για ενημέρωση (;) δεν είναι λοιπόν λίγες οι φορές που μία τόσο εντυπωσιακή ατμοσφαιρική διάταξη, όπως ο πολικός στρόβιλος, παρερμηνεύεται και παρουσιάζεται σαν ένα πρωτόγνωρο μετεωρολογικό φαινόμενο. Για το λόγο αυτό, και προς “αποφυγή παρεξηγήσεων”, το παρόν άρθρο έχει ως στόχο την ορθή ενημέρωση σχετικά με τον πολικό στρόβιλο. Τμήματα του παρακάτω κειμένου τα δανειστήκαμε από την μετεωρολογική υπηρεσία των ΗΠΑ.

 

 

Ο πολικός στρόβιλος, λοιπόν,:

1) ΕΙΝΑΙ ένας μόνιμος, μεγάλης κλίμακας κυκλώνας (βαρομετρικό σύστημα χαμηλών πιέσεων) που εντοπίζεται στην ατμόσφαιρα και των δύο πόλων της Γης.
2) Υπάρχει ΠΑΝΤΑ, αλλά εμφανίζεται ενισχυμένος κατά τη διάρκεια του χειμώνα και εξασθενημένος κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού.
3) Σε αρκετές περιπτώσεις κατά τη διάρκεια του χειμώνα, ΔΙΑΤΑΡΑΣΣΕΤΑΙ με αποτέλεσμα την αποκοπή ενός μέρους του, το οποίο στη συνέχεια κινείται προς νότο πηδαλιουχούμενο από τον αεροχείμαρρο, όπως συμβαίνει κατά τη διάρκεια αυτών των ημερών.

Ο πολικός στρόβιλος:

1) ΔΕΝ ΕΙΝΑΙ κάποιο νέο ατμοσφαιρικό φαινόμενο.
2) ΔΕΝ ΕΙΝΑΙ κάτι που εντοπίζεται κοντά στην επιφάνεια της Γης, αλλά μία ατμοσφαιρική διάταξη της ανώτερης ατμόσφαιρας.
3) ΔΕΝ ΕΙΝΑΙ ένα φαινόμενο που μπορεί να γίνει άμεσα αντιληπτό όπως οι ανεμοστρόβιλοι ή οι κεραυνοί.
4) ΔΕΝ ΕΙΝΑΙ ένα φαινόμενο άμεσα επικίνδυνο για τον άνθρωπο, αν και ο Αρκτικός ατμοσφαιρικός αέρας που συνδέεται με αυτόν μπορεί να αποτελέσει κίνδυνο.

Πρέπει να τονιστεί πως ο πολικός στρόβιλος δεν αποτελεί κάποια νέα σπουδαία ανακάλυψη της επιστήμης, όπως, δυστυχώς, διατείνονται αρκετά διαδικτυακά μέσα ενημέρωσης από την Ελλάδα και όχι μόνο. Αντί της δαιμονοποίησης του, θα ήταν καλό να αφιερώσουμε ελάχιστο χρόνο για να μάθουμε τι πραγματικά είναι.

 

Ο πολικός στρόβιλος
Ο πολικός στρόβιλος είναι μία επίμονη μεγάλης κλίμακας κυκλωνική κυκλοφορία του ατμοσφαιρικού αέρα, η οποία παρατηρείται στα μέσα και ανώτερα στρώματα της τροπόσφαιρας και της στρατόσφαιρας. Το κέντρο αυτής της κυκλοφορίας εντοπίζεται πάνω από τους πόλους του πλανήτη μας. Θα πρέπει να σημειωθεί πως ο πολικός στρόβιλος είναι ένας τύπος κυκλοφορίας του οποίου το “αποτύπωμα” είναι ορατό μόνο στην ανώτερη ατμόσφαιρα (τυπικά πάνω από τα 5 km) και σε καμία περίπτωση στην επιφάνεια.

Ο πολικός στρόβιλος της Αρκτικής χαρακτηρίζεται από την παρουσία ισχυρών δυτικών ζωνικών ανέμων στα μεσαία και ανώτερα στρώματα της τροπόσφαιρας και της στρατόσφαριας (περιστρόφη με φορά αντίθετη από αυτή των δεικτών του ρολογιού. Εξαιτίας της παρουσίας του στροβίλου, το στρώμα του ατμοσφαιρικού αέρα επάνω ακριβώς από την περιοχή του πόλου απομονώνεται και αναπτύσσει εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες. Κάτω από αυτές τις συνθήκες, η θερμοκρασία της στρατόσφαιρας στο ύψος των 10 hPa μπορεί να πέσει ακόμα και στους -70 με -80 C.

 

Οι περιπτώσεις και οι επιπτώσεις του σπασίματος του πολικού στροβίλου

Η θέρμανση της στρατόσφαιρας πάνω από την αρκτική περιοχή, λοιπόν, μπορεί να είναι ένα γεγονός που υποδεικνύει το σπάσιμο του πολικού στροβίλου. Ένα επεισόδιο στρατοσφαιρικής θέρμανσης ωστόσο, δεν χαρακτηρίζεται μόνο από άνοδο της θερμοκρασίας στην στρατόσφαιρα, αλλά και από αλλά και από μεταβολή της ροής από αριστερόστροφη σε δεξιόστροφη. Δεν αρκεί δηλαδή μόνο μία απλή θέρμανση στην τροπόσφαιρα, αλλά και μεταβολή της ροής σε αντικυκλωνική. Με αυτόν τον τρόπο γίνεται κατανοητό ότι ο πολικός στρόβιλος εξασθενεί και, στην πράξη εκθρονίζεται, για να αντικατασταθεί από ένα αντικυκλωνικό σύστημα.

Για να συμβεί το παραπάνο επεισόδιο, χρειαζόμαστε ένα ισχυρό αντικυκλωνικό σύστημα (στην περίπτωση της Ευρώπης τον Αζορικό αντικυκλώνα) να επεκταθεί βορειότερα. Τότε, καθώς η κυκλοφορία εντός τέτοιου συστήματος είναι δεξιόστροφη, προκαλεί, όπως συχνά αναφέρεται στη “μετεωρολογική αργκό”, σπάσιμο του πολικού στροβίλου και ψυχρές αέριες μάζες (μέρος δηλαδή του πολικού στροβίλου) κατευθύνονται σε νοτιότερα γεωγραφικά πλάτη, με αποτέλεσμα την εξασθένησή του στην περιοχή από την οποία προέρχεται.