Δεν είναι εύκολο πάντα να εκτιμήσουμε την ένταση της χιονόπτωσης, αφού πολλοί σταθμοί δεν υποστήρίζουν τέτοια μέτρηση. Ωστόσο υπάρχει συσχέτιση μεταξύ έντασης χιονόπτωσης και ορατότητας.

 

Πολλοί μετεωρολογικοί σταθμοί ειδικά σε μέρη όπου η χιονόπτωση είναι περιστασιακό φαινόμενο μέσα στο χρόνο, δεν είναι εξοπλισμένοι με μία διατάξη που ονομάζεται χιονοκουβέρτα. Δηλαδή ουσιαστικά με μία αντίσταση που είναι τοποθετημένη στο βροχόμετρο, ώστε να λιώνει σε πρώτο χρόνο το χιόνι που πέφτει, έτσι ώστε να μετράει άμεσα και χωρίς σημαντικές απώλειες το ποσό του υετού που σημειώνεται.

 

Η εταιρεία APS Aviation σε συνεργασία με την καναδική Transportation Development Centre ανέλαβε ερευνητικό πρόγραμμα με σκοπό την αναβάθμιση της αντιπαγωτικής τεχνολογίας σε αεροσκάφη και αεροδρόμια.

 

Μετά από ανάλυση μετεωρολογικών δεδομένων από το δίκτυο μετεωρολογικών σταθμών και παρατηρήσεων της Καναδικής Μετεωρολογικής Υπηρεσίας για την περίοδο 1995-2002 προέκυψε ο ακόλουθος πίνακας. Σημαντικό ρόλο παίζει τόσο ο φωτισμός της ατμόσφαιρας (μέρα/νύχτα) όσο και η θερμοκρασία, καθώς οι υγρές νιφάδες (σε θερμοκρασίες κοντά στην τήξη του πάγου) μπορούν να κρατήσουν μεγαλύτερη ποσότητα ύδατος πρακτικά.

 

Περισσότερες λεπτομέρειες θα βρείτε στην ίδια την εργασία:

Χιονοχάλαζο εκδηλώθηκε στην πόλη της Ξάνθης γύρω στις 14:00 . Ενώ υπήρξε και περιορισμένη χιονόστρωση κυρίως στο βόρειο κομμάτι της πόλης οπού το φαινόμενο ήταν εντονότερο.

 

Παρακάτω παρατίθεται φωτογραφία που ανέβασε φίλος της σελίδας μας στο GROUP μας στο facebook.

 

O αρχικός μηχανισμός δημιουργίας νεφών στην ευρύτερη περιοχή ήταν η μηχανική ανύψωση. Καθώς μετά τις πρωινές ώρες στην περιοχή υπήρξε σταδιακή στροφή των ανέμων σε νότιους-νοτιοδυτικούς. Έτσι, υγρές και ασταθείς αέριες μάζες προσέκρουαν στην νότια μεριά του  ορεινού όγκου της Ροδόπης και αναγκάζονταν σε ορογραφική ανύψωση (εν συνεχεία συμπύκνωση, νεφοποίηση).

 

Άνεμοι επιφανείας, ECWMF 12:00 τοπική. Πηγή meteologix.

 

Έτσι είχαμε σε πρώτη φάση τον σχηματισμό νεφών χαμηλού-μεσαίου ύψους στρωματόμορφα νέφη, που πολλές φορές μπορεί να παρουσιάζουν και έντονη ΄΄μαυρίλα΄΄, κάτι που επιβεβαιώνεται από τις αναφορές στην περιοχή. Τα σκοτεινά νέφη γενικά υποδηλώνουν το μεγάλο οπτικό πάχος και άρα την ανάπτυξη σε ύψος ενός νέφους, ενώ παράλληλα ο μεγάλος αριθμός σχετικά μεγάλων υδροσταγόνων απορροφά σημαντικό μέρος της ηλιακής ακτινοβολίας.

 

Προς τις πιο θερμές ώρες της ημέρας (μεσημβρινές) έλαβαν χώρα και δύο ακόμη μηχανισμοί ανύψωσης. Αρχικά, παρατηρήθηκε θερμική αστάθεια, λόγω της πολύ μεγαλύτερης ανόδου της θερμοκρασίας του εδάφους σε σχέση με τον ελεύθερο αέρα υψηλότερα (το έδαφος έχει μικρή θερμοχωριτικότητα άρα γρήγορες θερμοκρασιακές μεταβολές). Επίσης, ακριβώς στον ορεινό όγκο βορειότερα της Ξάνθης υπήρχαν τα μεγαλύτερα ποσά διαθέσιμης δυναμικής ενέργειας για ανύψωση μιας ανερχόμενης άεριας μάζας, συνεπώς είναι πολύ πιθανό οι ανοδικές κινήσεις να συνεχίζονταν και υψηλότερα.

Διαθέσιμη δυναμική ενέργεια, ECWMF 14:00 τοπική.

 

Έτσι, στον ορεινό όγκο ακριβώς βορειότερα της Ξάνθης παρατηρήθηκε κατακόρυφη ανάπτυξη των νεφών τοπικά κι έτσι τα νέφη, περιορισμένα tcu (tower cumulus) σε ύψος μέχρι τα 4km περίπου. ΄Ετσι, λόγω της ψυχρής εισβολής  που γίνεται εντονότερη κυρίως άνω των 2km και του μεγαλύτερου ύψους των νεφών ήταν πολύ υψηλότερες οι πιθανότητες δημιουργίας παγοκρυστάλλων μέσα στα νέφη. Αυτοί οι παγοκρύσταλλοι κατά την πτώση τους συνέλεξαν υδροσταγονίδια σε υπέρψυξη, δηλαδή σταγονίδια που παραμένουν σε υγρή μορφή σε αρνητικές θερμοκρασίες. Τα υδροσταγονίδια αυτά κατά την επαφή τους με τους παγοκρύσταλλους πάγωσαν δημιουργώντας μία άμορφη μάζα πάγου, το λεγόμενο χιονοχάλαζο. Λόγω της αυξημένης αστάθειας, τα νέφη συνίσταντο από μεγάλα ποσά υδροσταγονιδίων (όπως υποδήλωνε και το σκούρο χρώμα στη βάση τους), έτσι δημιούργησαν ένα ευνοϊκό περιβάλλον σε συνδυασμό με τις σχετικά χαμηλές θερμοκρασίες.

 

Φάσεις του νερού που δεν περιέχει άλλα στοιχεία σε σχέση με την θερμοκρασία

 

 

Έτσι ερμηνεύεται λοιπόν και το χιονοχάλαζο πάνω από την πόλη της Ξάνθης αλλά και η τοπικότητα του φαινομένου, αφού εκδηλώθηκε μόνο πάνω από την περιοχή που είχαμε κατακόρυφη ανάπτυξη νεφών. Η ύπαρξη νεφών κατακόρυφης ανάπτυξης επιβεβαιώνεται από την ραγδαία πτώση της θερμοκρασίας στην πόλη της Ξάνθης. Μια τέτοια απότομη πτώση είναι αποτέλεσμα εντονότατων καθοδικών ρευμάτων (ψυχρού αέρα) που παρατηρούνται κατά την διάρκεια εκδήλωσης ισχυρών φαινομένων από νέφη κατακόρυφης ανάπτυξης ( καθώς τα κατακριμνίσματα κινούνται προς το έδαφος έχουμε συνεχείς αλλαγές φάσης από στερεό-αέριο, στερεό-υγρό, υγρό-αέριο άρα δεσμεύεται λανθάνουσα θερμότητα κιαι ο αέρας ψύχεται απότομα).

 

 

 

 

Η θερμοκρασία έπεσε από τους 13 στους 7.5 από τις 12:00 μέχρι τις 13:30 λόγω της συννεφιάς και ασθενούς έντασης φαινομένων. Και εν συνεχεία μέσα σε μισή ώρα μέχρι τις 14:00 μέχρι τους 2.4 (δείτε πόσο απότομη γίνεται η καμπύλη της πτώσης), αυτό υποδηλώνει έντονα φαινόμενα από νέφη κατακόρυφης ανάπτυξης. Ο σταθμός βρίσκεται στο βόρειο κομμάτι της πόλης, πηγή ΕΔΩ.

Το χιονοχάλαζο που εκδηλώθηκε είναι τύπου3(Snow grains), αφού ταιριάζει απόλυτα με τις περιγραφές των κατοίκων της περιοχής και το προφίλ των νεφών. Το χιονοχάλαζο αυτού του τύπου είναι μικρά άσπρα χιονομπαλάκια σφαιρικού σχήματος που αναπηδούν ελάχιστα, λιώνει σχετικά δύσκολα σε ψηλές θερμοκρασίες. Αυτού του τύπου το χιονοχάλαζο εκδηλώνεται από νέφη κατακόρυφης ανάπτυξης κυρίως tcu (tower cumulus). 

Πηγή: ΕΔΩ

Η κακοκαιρία Μήδεια συνοδεύτηκε από ένα περίεργο χιονιά που άφησε μία πικρή γεύση στην Θεσσαλονίκη. Δημιουργήθηκαν ερωτήματα που θα προσπαθήσουμε να απαντήσουμε απλά και κατανοητά.

 

Αν βρίσκετε ενδιαφέρον σε αυτ΄οτο άρθρο τότε μάλλον πρέπει να ακολουθήσετε και την ομάδα μας στο facebook ΕΔΩ.

 

Τα απαγορευτικά στοιχεία για μεγάλο χιονιά

Η προγνωστική ομάδα του Northmeteo θεωρήθηκε ως η πιο φειδωλή στον τρόπο προσέγγισης αυτής της κακοκαιρίας όσον αφορά την Θεσσαλονίκη. Υπήρχαν όμως στοιχεία που εξαρχής δεν μπορούσαμε να αγνοήσουμε. Ποιά είναι αυτά;

  1. Η ζώνη σύγκλισης ΒΒΔ και ΒΑ ανέμων πάνω από τον Θερμαϊκό ήταν μονίμως εκεί από το Σάββατο το πρωί έως και την Κυριακή το βράδυ. Τι σήμαινει αυτό; Ότι η συγκλίνοντες άνεμοι (λόγω της αρχήες διατήρησης των αερίων μαζών) αναγκάζονται να ακολουθήσουν ανοδική πορεία και άρα να προκύψουν ανοδικά ρεύματα. Αυτά τα ανοδικά ρεύματα προκαλούσαν νεφοποίηση και τελικά χιονοπτώσεις. Η ζώνη σύγκλισης όμως δεν αντιστοιχούσε σε δεδομένα ενός “ιστορικού” (όπως κάποιοι έσπευσαν να βαφτίσουν τη Μήδεια) χιονιά, διότι ο ΒΒΔ άνεμος δεν ήταν ιδιαίτερα ενισχυμένος. Έτσι, η σύγκλιση ήταν λιγότερο ισχυρή (σχήμα 1α).
  2. Το ρεύμα στα 700mb, δηλαδή στα 3km (εκεί οπού κανείς συναντά την κύρια μάζα των νεφών κατά μέσο όρο. Όσο αυτό ήταν νοτιοδυτικό (όλο το Σάββατο) το αποτέλεσμα των ανοδικών ρευμάτων της σύγκλισης μεταφερόταν σε περιοχές νοτιότερα της Θεσσαλονίκης. Όταν το ρεύμα άρχισε να στρέφεται σε ΝΝΔ μετά τις 4-5πμ στις 14/2/2021, τότε είδαμε σοβαρές εξάρσεις στις χιονοπτώσεις
  3. (σχήμα 1β)
  4. Το ανατολικό ρεύμα στα 925mb (δηλαδή στα 800-1000 μέτρα). Μην ξεχνάμε ότι έχουμε και έναν Χορτιάτη ανατολικά της πόλης. Οι ανατολικές ροές δρουν καταβατικά για την πόλη της Θεσσαλονίκης, δηλαδή ο αέρας που κατέρχεται από τις πλαγιές του Χορτιάτη θερμαίνεται αδιαβατικά και γίνεται πιο ξηρός. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τα ήδη δημιουργηθέντα κατακριμνίσματα (εν προκειμένω χιονοπτώσεις) ψηλότερα, όταν εισέρχονται σε αυτό το στρώμα να υφίστανται εξάτμιση/εξάχνωση, και άρα τελικά στην επιφάνεια να φτάνουν αισθητά μειωμένα. Ο ίδιος άνεμος είναι αυτός που οφέλησε σε μεγάλο βαθμό τις δυτικότερες περιοχές της κεντρικής Μακεδονίας (σχήμα 1γ). Πάντως και εδώ ο άνεμος στράφηκε σε πιο βορειοανατολικό μέσα στην Κυριακή.

Σχήμα 1 – α. Ένταση/Διεύθυνση επιφανειακών ανέμων στην επιφάνεια της γης, β. στα 925mb και γ. στα 700mb, στις 14/2/2021 11:00, 14/2/2021 8:00 και 13/2/2021 20:00.

 

Ο χρονική στιγμή των εξάρσεων

Από το πρωί έως και το μεσημέρι της Κυριακής σημειώθηκαν ισχυρές κατά διαστήματα χιονοπτώσεις, οι οποίες έντυσαν την πόλη της Θεσσαλονίκης στα λευκά. Το ΝΝΔ ρεύμα στα 700mb, η σύγκλιση και η θέση του αυλώνα σε πιο ευνοϊκή θέση δημιούργησαν ένα ευνοϊκό περιβάλλον ώστε οι νεφώσεις να αναπτυχθούν περαιτέρω και να δώσουν ακόμα και εντυπωσιακές χιονοπτώσεις. Ένα εντυπωσιακό συμπέρασμα πάντως προκύπτει από την παρατήρηση των νιφάδων. Όσο η μεσαίων στρωμάτων διαταραχή βρισκόταν σε σημείο που δεν επηρέαζε άμεσα τη χιονόπτωση στην Θεσσαλονίκη, τα παγοκρυστάλλια είχαν ιδιαίτερα μικρό μέγεθος και σχήμα μικρού ροκανιδιού, κάτι που υποδεκνύει ότι προέρχονταν από χαμηλά νέφη σε θερμοκρασίες άνω των -8°C. Μετά τα ξημερώματα, τα παγοκρυστάλλια που βλέπαμε είχαν σχήμα εξαγωνικό (stellars και hexagonal plates) που δείχνει ότι προέρχονται από μεγαλύτερα ύψη, όπου οι θερμοκρασίες ήταν κάτω από -10°C (έως και περίπου -20°C, δηλαδή θεωρητικά έως και περίπου 5km ύψος). Αυτό ουσιαστικά δείχνει ότι υπήρχαν πυρήνες νεφών που είχαν μεγαλύτερη ανάπτυξη πάνω από την ευρύτερη περιοχή της Θεσσαλονίκης αυτές τις ώρες.

Σχήμα 2 – α. Παγοκρυστάλλια από τις χιονοπτώσεις μέσα στο Σάββατο 13/2/2021, β. Παγοκρυστάλλια μετά την ενίσχυση του υετού από τα ξημερώματα της Κυριακής (14/2/2021) και μετά.

 

Χιόνιζε αλλά δεν έστρωνε – Γιατί;

Είναι να μην απορεί κανείς; Οι ισχυρές χιονοπτώσεις του μεσημεριού της Κυριακής δεν είχαν αντίκρυσμα στη χιονόστρωση. Αντί το ύψος του χιονιού να αυξάνει, μειωνόταν παρά τους -2.5°C που κατέγραφαν τα θερμόμετρα. Είναι αλήθεια ότι η θερμοκρασία, που καταγράφει ένα θερμόμετρο στα 5 μέτρα πάνω από την επιφάνεια της γής, είναι διαφορετική από αυτήν που θα κατέγραφε στα πρώτα 20 εκατοστά πάνω από αυτήν. Τα υλικά της πόλης είναι τέτοια που μπορούν να απορροφούν θερμότητα και να την διατηρούν. Κατά τη διάρκεια των ισχυρών χιονοπτώσεων του μεσημεριού, η ηλιακή ακτινοβολία ήταν σχετικά έντονη, καθώς ο ήλιος σε αρκετές περιπτώσεις αχνοφαινόταν πίσω από τα σύννεφα. Τα υλικά της πόλης απορρόφησαν αρκετή θερμότητα, τόση ώστε πιθανότατα το αυστηρά παρεδάφιο στρώμα να αναπτύξει θερμοκρασίες άνω των 0°C. Ένας επιπλέον παράγοντας ήταν και η σύσταση των μεγάλων νιφάδων που σημειώνονταν. Τα συναθροίσματα των νιφάδων αποτελούνταν από “μπλεγμένα” ιδιαίτερα λεπτά εξαγωνικά παγοκρυστάλλια, τα οποία ήταν αρκετά ευαίσθητα σε θετικές θερμοκρασίες. Αυτές οι μεγάλες νιφάδες διαφοροποιούνται από άλλες που αποτελούνται από συναθροισμένα παγοκρυστάλλια που έχουν πρώτα περάσει από κάποιο στρώμα με αυξημένες ποσότητες υδρατμών και έχουν “χτίσει” ένα συμπαγές περίβλημα μέσω της μικροφυσικής διαδικασίας (riming), δηλαδή μέσω της παγοποίησης νεφοσταγονιδίων πάνω στους παγοκρύσταλλους. Νιφάδες που έχουν περάσει από την διαδικασία riming είναι ανθεκτικότερες για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα που ίσως να ευνοούσε τη χιονόστρωση και τις μεσημβρινές ώρες.

Υπό συνθήκες πάντως, αυτός ο χιονιάς θα μπορούσε να προσφέρει στην πόλη της Θεσσαλονίκης έως και 10 εκατοστά στρωμένου χιονιού. Το να προβλέψεις ύψη χιονόστρωσης είναι όντως δύσκολο, όχι επειδή δεν μπορείς να προσδιορίσεις την τροχιά ενός χαμηλού 1-2 ημέρες πριν, αλλά επειδή πρέπει να εκτιμήσεις την ποσότητα βροχής με σχετική ακρίβεια και να λάβεις υπόψην σου όλους τους παράγοντες που μπορεί να μην ευνοήσουν την παραμονή του χιονιού πάνω στις επιφάνειες.

Ένα ντοκιμαντέρ μικρού μήκους, δίνει όλες τις πληροφορίες για τις θερμοκρασίες στην Ανταρκτική. Η Ανταρκτική είναι μακράν η πιο μυστηριώδης ήπειρος στη Γη. Χωρίς μόνιμο πληθυσμό, γνωρίζουμε πολύ λίγα για αυτό το παράξενο και άγονο τοπίο.

Αλλά η Ανταρκτική φιλοξενεί επίσης μερικές από τις πιο κρύες θερμοκρασίες που μπορεί να φανταστεί κανείς.

Σε ένα τόσο παγωμένο μέρος του πλανήτη μας, καταγράφεται θερμοκρασία -100 βαθμών Κελσίου, γεγονός που είχε σοκάρει τους επιστήμονες που είχαν εντοπίσει κάτι τέτοιο.

Το συγκεκριμένο ντοκιμαντέρ μικρού μήκος, δίνει ενδιαφέρουσες πληροφορίες, τόσο για τις ακραίες θερμοκρασίες αυτής της απομονωμένης ηπείρου, όσο και για τη γενικότερη κλιματολογία, γεωγραφία-γεωμορφολογία.

Περίπου 98% της Ανταρκτικής καλύπτεται από το Ανταρκτικό παγοκάλυμμα, ένα παγοκάλυμμα με μέσο πάχος τουλάχιστον 1,9 χλμ.

Η ήπειρος έχει περίπου το 90% του πάγου του πλανήτη (και συνεπώς το 70% του πόσιμου νερού του κόσμου). Αν όλος αυτός ο πάγος έλιωνε, η στάθμη της θάλασσας θα ανέβαινε περίπου 60 μέτρα.

Στο μεγαλύτερο μέρος του εσωτερικού της ηπείρου, η βροχόπτωση είναι πολύ χαμηλή, σχεδόν 20 mm ανά έτος.

Σε λίγες περιοχές μπλε πάγου η βροχόπτωση είναι μικρότερη από την απώλεια μάζας λόγω εξάχνωσης και έτσι η τοπική ισορροπία μάζας είναι αρνητική. Στις ξηρές κοιλάδες παρατηρείται το ίδιο φαινόμενο πάνω από βραχώδη βάση, με αποτέλεσμα ένα ξηρό τοπίο.

Μεγάλα ποσά υετού έχει δεχθεί το τελευταίο 24ώρο το σύνολο του νομού Αττικής. Ωστόσο κάποιες περιοχές του νομού έχουν βρεθεί στο επίκεντρο.

Αναλυτικότερα, κατά την διάρκεια της νύχτας τα φαινόμενα ήταν γενικευμένα και επηρέαζαν σχετικά ομοιόμορφα το σύνολο του νομού. Ωστόσο, από το ξημέρωμα και μετά τα φαινόμενα άρχισαν να αποκτούν έμφαση στις περιοχές που βρίσκονται κατά βάση ανατολικότερα και βορειότερα του κέντρου της πόλης στον νομό. Ακολουθεί χάρτης ημερήσιου υετού.

Δεν υπάρχει διαθέσιμη περιγραφή.

ΠΗΓΗ ΧΑΡΤΗ Stravon.gr.

Ας δούμε τις αιτίες που οδήγησαν σε αυτό το αποτέλεσμα. Καθώς το βαρομετρικό χαμηλό περνούσε νοτιοανατολικά της Αττικής μετά το ξημέρωμα, παρατηρήθηκε στροφή και ενίσχυση των ανέμων σε βορειοδυτικούς πάνω από σημαντικό κομμάτι του νομού με ταυτόχρονη διατήρηση των βόρειων-βορειανατολικών ανέμων στις περιοχές που αναφέραμε παραπάνω. Αυτό οδήγησε στην εμμονή των φαινομένων στις περιοχές που αναφέραμε κατά τις πρωινές ώρες.

Γιατί είχαμε την δημιουργία 2 διαφορετικών συγκλίσεων οι οποίες φαίνονται και στον παρακάτω χάρτη. 1) Σύγκλιση εξασθένισης βορειοδυτικού, ουσιαστικά στο βόρειο κομμάτι του νομού αλλά και μέσα στο λεκανοπέδιο αμέσως ανατολικότερα-βορειανατολικότερα του κέντρου. Για την ερμηνεία του φαινομένου θεωρούμε ένα πακέτο αέρα στο οποίο εισέρχεται παραπάνω αέρας από αυτόν που εξέρχεται, τότε ο πλεονάζων αέρας θα αναγκαστεί σε ανύψωση(αφού κάτω είναι το έδαφος). Εν συνεχεία λόγω και του υγρού ατμοσφαιρικού προφίλ έχουμε συμπύκνωση υδρατμών και νεφοποίηση. Έτσι όταν μέσα σε μια περιοχή(πακέτο αέρα) εξασθενεί ο βορειοδυτικός ( η κάθε άλλος άνεμος) έχουμε αυτό το φαινόμενο.

2) Σύγκλιση βορειοδυτικού με βορειανατολικό στα ανατολικά- βορειανατολικά του νομού. Όταν σε ένα πακέτο αέρα εισέρχονται αέριες μάζες από ανέμους διαφορετικών διευθύνσεων, συγκλίνουν στην περιοχή 2 διαφορετικοί άνεμοι. Τότε, πάλι έχουμε πλεονάζων ποσότητα αέρα η οποία αναγκάζεται σε ανύψωση. Εν συνεχεία αυτή η συγκλισογραμμή βδ-βα μέσω του βορειανατολικού στριμ κινούταν έστω και εξασθενημένη προς το λεκανοπέδιο.

 

ΠΗΓΗ METEOLOGIX ECWMF 11π.μ

Δύο μετεωρολογικοί σταθμοί που ξεχωρίσαμε είναι αυτός στην Μαλακάσα (βορειανατολική Αττική) με 232mm ημερήσιου υετού (232 λίτρα ανά τετραγωνικό μέτρο). Η Μαλακάσα επηρεάστηκε από το 2ο ειδος σύγκλισης που αναλύθηκε. Και ο σταθμός στο Νομισματοκοπείο, ανατολικό λεκανοπέδιο, που επηρεάστηκε κυρίως από το 1ο είδος σύγκλισης που αναλύσαμε. Σταθμοί ΕΔΩ και ΕΔΩ .

Στη Μετεωρολογία με τον όρο Άλως νοείται το φαινόμενο εκείνο που προκαλείται από τη διάθλαση και ανάκλαση του ηλιακού ή σεληνιακού φωτός επί των παγοκρυστάλλων των νεφών.

Συνεπώς απαντώνται δύο είδη άλω, οι ηλιακοί και οι σεληνιακοί.

Επειδή βασική προϋπόθεση είναι η δημιουργία των παγοκρυστάλλων δεν μπορεί να προκαλέσουν το φαινόμενο αυτό εκτός από νέφη που βρίσκονται σε ύψος πάνω από 6.000μ. Και τέτοια νέφη είναι τα λεγόμενα ανώτερα ή θυσανοστρώματα (Cirrostratus).

 

Με τον όρο «άλως» παρατηρούνται πολλά φαινόμενα ατελή, κύρια όμως εικόνα της άλω είναι εκείνη που παρατηρείται ως μέγας κύκλος σε απόσταση (ακτίνα) 22° έως 46° από το κέντρο της πηγής Ηλίου ή Σελήνης.

Στη πρώτη περίπτωση ο κύκλος έχει χρώμα λευκό, όταν όμως είναι έντονο το φαινόμενο το εσωτερικό είναι χρώμα ερυθρό με διάφορες χρωματικές ζώνες (πορτοκαλί, κίτρινη και σπανίως πράσινη) προς το εσωτερικό.

Πολύ σπάνια παρατηρείται και κυανή εξωτερική όλων.

Το μέρος του Ουρανού που περικλείει η άλως είναι πάντα ασθενέστερα φωτιζόμενο σε σχέση με την υπόλοιπη έκταση. Στη περίπτωση της ακτίνας των 46° οι παραπάνω χρωματισμοί είναι έντονα ευδιάκριτοι.

Αλλά συνήθως η Άλως αυτή δεν διακρίνεται ολόκληρη, αλλά μέρος αυτής πάνω από τον ορίζοντα. Σε σπάνια περίπτωση απέχει 90°, τότε παρατηρούνται δύο τόξα.

Ανάλογα της θέσης όμως που βρίσκεται ο Ήλιος ή η Σελήνη το φαινόμενο της άλω μπορεί να συνοδεύεται και με άλλα συναφή φαινόμενα όπως: στήλες, φωτεινός σταυρός, περιζενιθιακό τόξο κ.ά.
Στη Μετεωρολογία η μεν άλω η ηλιακή συμβολίζεται με κύκλο στον οποίο φέρεται κάθετος και οριζόντια διάμετρος ως σταυρός, ενώ η σεληνιακή άλως με άνω ημικύκλιο με οριζόντια διάμετρο και κάθετη ακτίνα (δηλαδή το μισό του συμβόλου της ηλιακής)

Γενικά το φαινόμενο αυτό ανήκει στι «υφεσιακές» καταστάσεις δηλαδή όταν ακολουθεί Ύφεση χωρίς αυτό όμως να αποτελεί και ασφαλές προγνωστικό κριτήριο καιρού παρότι συνήθως το ακολουθούν θύελλες.

Στα γεωγραφικά πλάτη, όπως της Ελλάδας το φαινόμενο αυτό μάλλον κρίνεται ασύνηθες αλλά όχι και σπάνιο ιδίως το θέρος και το μήνα Φεβρουάριο.

Πηγή: hellenicaworld.com

Η Μετεωρολογία γράφει Ιστορία

Η επιλογή του σημείου της σύγκρουσης με τους Πέρσες στη Σαλαμίνα ήταν άριστα μελετημένη από τους αρχαίους Έλληνες και καθόλου τυχαία, καθώς βασιζόταν στη γνώση των τοπικών κλιματολογικών συνθηκών. Αυτό δείχνει μία νέα μελέτη από το Κέντρο Ερεύνης Φυσικής της Ατμόσφαιρας και Κλιματολογίας της Ακαδημίας Αθηνών, με επικεφαλής τον ακαδημαϊκό καθηγητή Χρήστο Ζερεφό, η οποία δημοσιεύθηκε στο διεθνές επιστημονικό περιοδικό Atmosphere.

Η Μετεωρολογία γράφει Ιστορία

Μπορείτε να ακολουθείτε το γκρουπ μας στο facebook και στο instagram, αλλά και το κανάλι μας στο youtube όπου αναμένεται συνεχής ενημέρωση με πλούσιο φωτο-βιντεο-ρεπορτάζ.

Ο φετινός Σεπτέμβριος σηματοδότησε την επέτειο των 2.500 ετών από τη ναυμαχία της Σαλαμίνας. Στα τέλη του Σεπτεμβρίου του 480 π.Χ. ο ελληνικός στόλος, με μικρές δυνάμεις αλλά με άριστη τακτική και υπό την ηγεσία του Θεμιστοκλή, πραγματοποίησε μία από τις αποφασιστικότερες νίκες της ιστορίας. Η νέα μελέτη δείχνει ότι η εμπνευσμένη στρατηγική τού μεγάλου ηγέτη βασίστηκε σε μεγάλο βαθμό στο γεγονός ότι οι αρχαίοι Έλληνες και ο ίδιος ο Θεμιστοκλής γνώριζαν τις κλιματολογικές συνθήκες και ιδιαίτερα τους ανέμους που έπνεαν στο στενό της Σαλαμίνας, προσαρμόζοντας τον στρατηγικό σχεδιασμό τους ανάλογα, ώστε να επωφεληθούν από την ημερήσια διακύμανσή τους.

Τα επιστημονικά ευρήματα δείχνουν πως ο συνδυασμός ενός βορειοδυτικού ανέμου που έπνεε κατά τη διάρκεια της νύχτας, με τη θαλάσσια αύρα που σηκώθηκε μετά τις 10:00, σχημάτισε μία «λαβίδα» ανέμου, η οποία, όσο περνούσε η μέρα, εγκλώβισε τον περσικό στόλο στη Σαλαμίνα. Η κλιματολογική ανάλυση του ανεμολογικού πεδίου στην περιοχή όπου διεξήχθη η ναυμαχία βασίστηκε στις διαθέσιμες μετρήσεις των μετεωρολογικών σταθμών στην περιοχή, καθώς και σε δεδομένα των κλιματικών και μετεωρολογικών μοντέλων ERA5 και WRF για το χρονικό διάστημα 1960-2019, παράλληλα με τις ιστορικές μαρτυρίες από τις αρχαίες πηγές («Ιστορίαι» του Ηρόδοτου, «Πέρσαι» του Αισχύλου κ.ά.).

Όπως προκύπτει από τα αποτελέσματα της έρευνας, οι κλιματολογικές συνθήκες που επικρατούν σήμερα στην περιοχή είναι παρόμοιες με αυτές που επικρατούσαν πριν από 2.500 χρόνια. Η κυριότερη αιτία του μελτεμιού, που πνέει από βόρειες, γενικά, διευθύνσεις στο Αιγαίο κατά τη διάρκεια της θερμής περιόδου, είναι ο συνδυασμός του μουσωνικού χαμηλού, δηλαδή ενός θερμικού χαμηλού που δημιουργείται πάνω από την ευρύτερη περιοχή της Ινδικής Χερσονήσου, με τις υψηλές πιέσεις που επικρατούν κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού πάνω από τα Βαλκάνια και την Κεντρική Ευρώπη.

Ο παραπάνω συνδυασμός έχει ως αποτέλεσμα τη δημιουργία ενός ενισχυμένου βορείου ρεύματος στο Αιγαίο με την ονομασία «ετησίαι» (που σημαίνει «ετησίως επαναλαμβανόμενοι»). Οι εν λόγω κλιματολογικές συνθήκες περιγράφηκαν για πρώτη φορά από τον Αριστοτέλη στο βιβλίο του «Μετεωρολογικά». Σε τοπικό επίπεδο, η αποδυνάμωσή των μελτεμιών τον Σεπτέμβριο ευνοεί την επικράτηση μικρότερων συστημάτων κυκλοφορίας, όπως είναι οι θαλάσσιες αύρες (μπάτης-μπουκαδούρα).

Οι Έλληνες είχαν γνώση της τοπικής κλιματολογίας και προσάρμοσαν ανάλογα το στρατηγικό σχέδιό τους. Ο περσικός στόλος έλαβε θέσεις μάχης στην ακτή της Αττικής (Αμφιάλη-Πέραμα) κατά τη διάρκεια της νύχτας. Ωστόσο, με το πρώτο φως της ημέρας τα ελληνικά πλοία, αντί να προσπαθήσουν να διαφύγουν, όπως περίμεναν οι Πέρσες, εμφανίστηκαν επίσης παρατεταγμένα σε σχηματισμό μάχης από την πλευρά της Σαλαμίνας.

Όταν ο περσικός στόλος κινήθηκε εναντίον του ελληνικού, τα ελληνικά πλοία κινήθηκαν ανάποδα, κωπηλατώντας συντεταγμένα μέχρι την ακτή της Σαλαμίνας. Σύμφωνα με τον Πλούταρχο, αυτός ο ελιγμός αποτελούσε μέρος του στρατηγικού σχεδίου του Θεμιστοκλή και αποσκοπούσε στο να παρασύρει τους Πέρσες βαθύτερα μέσα στο στενό και να καθυστερήσει τη σύγκρουση, περιμένοντας την αλλαγή του ανέμου. Πράγματι, μετά τις 10:00 ο άνεμος στράφηκε σε νοτιοδυτικό (θαλάσσια αύρα) και μόνο τότε ξεκίνησε η ελληνική αντεπίθεση.

Η θαλάσσια αύρα, σε συνδυασμό με τη στενότητα του διαύλου, αποδιοργάνωσε τον περσικό στόλο. Τα ψηλότερα περσικά πλοία ήταν πιο δύσκολο να κυβερνηθούν, καθώς στρέφονταν πλάγια από τον άνεμο και το κύμα, και έτσι έγιναν εύκολος στόχος για τα έμβολα των ελληνικών τριήρεων. Επιπλέον, η ισχυρή νοτιοανατολική αύρα δεν επέτρεψε στους Πέρσες να ανοίξουν πανιά για να υποχωρήσουν γρήγορα προς τον ανοιχτό Σαρωνικό Κόλπο και να μεταφέρουν εκεί τη σύγκρουση.

Αυτό είχε ως συνέπεια, ένα μεγάλο μέρος του περσικού στόλου να χαθεί, ενώ τα υπόλοιπα πλοία διέφυγαν προς τον Κόλπο του Φαλήρου κατά τις απογευματινές ώρες, όταν οι άνεμοι ολοκλήρωσαν τον καθημερινό κύκλο τους και γύρισαν ξανά σε βορειοδυτικούς. Σύμφωνα με τον Ηρόδοτο, ο δυτικός άνεμος «Ζέφυρος» μετέφερε τα συντρίμμια του περσικού στόλου μέχρι την περιοχή του σημερινού Αγίου Κοσμά, σηματοδοτώντας το τέλος της περσικής παρουσίας στη Μεσόγειο.

Η ερευνητική ομάδα περιελάμβανε, πέρα από τον Χρήστο Ζερεφό, τους ερευνητές της Ακαδημίας Αθηνών Σταύρο Σολωμό, Ιωάννη Καψωμενάκη και Χρήστο Ρεπαπή, καθώς επίσης τον καθηγητή του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης Δημήτρη Μελά. Η μελέτη χρηματοδοτήθηκε από το Μαριολοπούλειο – Καναγκίνειο Ίδρυμα Επιστημών Περιβάλλοντος.

πηγή:  www.physicsgg.me/

Σύσταση της ατμόσφαιρας

Δίχως ατμόσφαιρα, η Γη θα ήταν ένας ψυχρός και αφιλόξενος πλανήτης. Η γήινη ατμόσφαιρα λειτουργεί ως μία «ζωηφόρος κουβέρτα» η οποία περιβάλλει τον πλανήτη μας και τον προστατεύει από τις αφιλόξενες συνθήκες του σύμπαντος.

Με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, επηρεάζει τα πάντα γύρω μας ώστε καθίσταται άρρηκτα συνδεδεμένη με την ίδια μας την ύπαρξη. Ο ατμοσφαιρικός αέρας μας συνοδεύει από τη γέννηση μας και είναι αδύνατο να τον αποχωριστούμε.

Η Γη δε θα είχε λίμνες και ωκεανούς εάν δεν υπήρχε η ατμόσφαιρα. Δε θα υπήρχαν ήχοι, σύννεφα και πορφυρά ηλιοβασιλέματα. Η πανδαισία χρωμάτων του ουρανού θα απουσίαζε. Θα επικρατούσε απίστευτο κρύο κατά τη διάρκεια της νύχτας και αφόρητη ζέστη κατά τη διάρκεια της ημέρας. Τα πάντα επάνω στο πλανήτη μας θα ήταν στο έλεος της ισχυρής ηλιακής ακτινοβολίας.  

Στην πραγματικότητα ωστόσο, έχουμε προσαρμοστεί τόσο πολύ στην παρουσία του ατμοσφαιρικού αέρα που μας περιβάλλει ώστε ξεχνάμε πολλές φορές πόσο μεγάλη είναι η σημασία του για τη διατήρηση της ζωής στον πλανήτη μας. Αν και είναι άχρωμος, άοσμος, άγευστος και αόρατος (τις περισσότερες φορές), ο ατμοσφαιρικός αέρας κατορθώνει να μας προστατεύει από τις επικίνδυνες ακτινοβολίες του ήλιου και να μας παρέχει ένα μίγμα αερίων συστατικών που επιτρέπει την ανάπτυξη και διατήρηση της ζωής. 

Εικόνα 1. Η ατμόσφαιρα της Γης όπως φαίνεται από το διάστημα. Η ατμόσφαιρα είναι το λεπτό μπλε στρώμα που φαίνεται να περιβάλλει τη Γη.

Γενική επισκόπηση της ατμόσφαιρας της Γης

Ο όρος «ατμόσφαιρα» χρησιμοποιείται για να περιγράψει το πολύ λεπτό στρώμα αερίων που περιβάλλει τη Γη (Εικ. 1). Το μίγμα των αερίων συστατικών που περιέχεται στην ατμόσφαιρα είναι γνωστό ως «ατμοσφαιρικός αέρας». Ο ατμοσφαιρικός αέρας αποτελείται κυρίως από οξυγόνο (Ο2) και άζωτο (Ν2), ενώ σε μικρότερες ποσότητες (ιχνοστοιχεία) περιέχει υδρατμούς (Η2Ο) και διοξείδιο του άνθρακα (CO2).

Η κίνηση των αερίων μαζών εντός της ατμόσφαιρας ονομάζεται «ατμοσφαιρική κυκλοφορία» και πηγάζει από τη διαφορετική θέρμανση του ισημερινού και των πόλων. Η περιστροφή της Γης γύρω από τον άξονα της επηρεάζει την ατμοσφαιρική κυκλοφορία, ενώ πλήθος ενεργειακών μεταβολών λαμβάνει χώρα εντός της ατμόσφαιρας του πλανήτη μας. Επομένως, η ατμόσφαιρα μπορεί να θεωρηθεί ως ένα μέσο όπου συμβαίνουν ποικίλες θερμοδυναμικές και μηχανικές διεργασίες, οι οποίες οδηγούν στη εκδήλωση διαφόρων φαινομένων. Τα φαινόμενα αυτά που συμβαίνουν μέσα στην ατμόσφαιρα της Γης και τα οποία γίνονται αντιληπτά από τον άνθρωπο συνιστούν το αντικείμενο της Μετεωρολογίας.Η ατμόσφαιρα συμμετέχει στην περιστροφή της Γης γύρω από τον άξονα της, έχοντας την τάση να κινείται προς τα «έξω» εξαιτίας της φυγόκεντρου δύναμης. Για το λόγο αυτό, εμφανίζεται «ψηλότερη» πάνω από τον ισημερινό και «χαμηλότερη» πάνω από τους πόλους. Η συγκράτηση του ατμοσφαιρικού αέρα κοντά στην επιφάνεια της Γης καθίσταται δυνατή με τη βοήθεια της δύναμης της βαρύτητας.

Σύσταση της ατμόσφαιρας

Στον Πίνακα 1 παρουσιάζεται η σύσταση της ατμόσφαιρας στην παρούσα της μορφή. Τα αέρια τα οποία περιέχονται στον ατμοσφαιρικό αέρα διακρίνονται σε μόνιμα και μεταβλητά. Μόνιμα θεωρούνται τα αέρια εκείνα των οποίων η συγκέντρωση εμφανίζεται (περίπου) σταθερή, ενώ μεταβλητά ονομάζονται τα αέρια των οποίων η συγκέντρωση παρουσιάζει σημαντικές μεταβολές τόσο στο χώρο όσο και το χρόνο. Όπως φαίνεται στον Πίνακα 1, τα κυρίαρχα αέρια είναι το άζωτο και το οξυγόνο τα οποία αντιστοιχούν στο 78% και 21%, αντίστοιχα, του ατμοσφαιρικού αέρα. Η αναλογία των δύο αυτών αερίων θεωρείται περίπου σταθερή έως το ύψος των περίπου 80 km.

Πίνακας 1. Σύσταση του ατμοσφαιρικού αέρα στην παρούσα του μορφή. 

Μόνιμα αέρια

Μεταβλητά αέρια

Αέριο

Σύμβολο

Εκατοστιαία συγκέντρωση

Αέριο

Σύμβολο

Εκατοστιαία συγκέντρωση

Άζωτο Ν2 78.08

Υδρατμοί

Η2Ο 0 – 4
Οξυγόνο Ο2 20.95

Διοξείδιο του άνθρακα

CO2 0.038
Αργό Ar 0.93

Μεθάνιο

CH4 0.00017
Νέον Ne 0.0018

Υποξείδιο του αζώτου

Ν2Ο 0.00003
Ήλιο He 0.0005

Όζον

Ο3 0.000004
Υδρογόνο Η2 0.00005

Σωματίδια

PM 0.000001
Ξένο Xe 0.000009

Χλωροφθοράνθρακες

CFCs 0.00000002

Κοντά στην επιφάνεια, επικρατεί ισορροπία ανάμεσα στις διεργασίες παραγωγής και καταστροφής του αζώτου και του οξυγόνου. Το άζωτο απομακρύνεται από την ατμόσφαιρα κυρίως μέσω βιολογικών διεργασιών που περιλαμβάνουν βακτήρια του εδάφους. Στην απομάκρυνση του αζώτου συμμετέχουν επίσης οι μικροοργανισμοί του φυτοπλαγκτόν. Η επιστροφή του αζώτου στην ατμόσφαιρα λαμβάνει χώρα κύρια μέσα από την αποσύνθεση της βιομάζας, φυτικής ή/και ζωική προέλευσης. Στον αντίποδα, το οξυγόνο απομακρύνεται από την ατμόσφαιρα είτε μέσω της αποσύνθεσης της οργανικής ύλης, είτε μέσω της αντίδρασης του με άλλα χημικά στοιχεία. Ένα μέρος του οξυγόνου απομακρύνεται επίσης μέσα από τη διαδικασία της αναπνοής. Η σημαντικότερη πηγή οξυγόνου για την ατμόσφαιρα είναι η διεργασία της φωτοσύνθεσης, κατά την οποία τα φυτά συνδυάζουν διοξείδιο του άνθρακα και υδρατμούς, παρουσία φωτός, προς παραγωγή γλυκόζης και οξυγόνου.

Από τα μεταβλητά αέρια, οι υδρατμοί παρουσιάζουν τις σημαντικότερες μεταβολές στη συγκέντρωση τους, τόσο χωρικά όσο και χρονικά. Κοντά στην επιφάνεια των θερμών και υγρών τροπικών περιοχών οι υδρατμοί καταλαμβάνουν έως και το 4% του ατμοσφαιρικού αέρα, ενώ πάνω από τις ψυχρές και ξηρές πολικές περιοχές το ποσοστό αυτό πέφτει δραματικά (Πίνακας 1). Τα μόρια των υδρατμών είναι κατά κανόνα αόρατα. Καθίστανται ορατά μόνο όταν μετασχηματίζονται σε μεγαλύτερα υγρά ή στερεά σωματίδια, όπως τα υδροσταγονίδια ή οι παγοκρύσταλλοι, τα οποία αυξανόμενα σταδιακά σε μέγεθος πέφτουν στην επιφάνεια με την μορφή βροχής ή χιονιού. Η μεταβολή των υδρατμών από την αέρια φάση στην υγρή ονομάζεται συμπύκνωση, ενώ η ανάποδη πορεία (από υγρή σε αέρια φάση) ονομάζεται εξάτμιση. Η κατακρήμνιση βροχής ή χιονιού στην επιφάνεια είναι γνωστή με τον όρο «υετός». Η παρουσία των υδρατμών στην κατώτερη ατμόσφαιρα είναι σχεδόν καθολική. Είναι η μοναδική ουσία η οποία στις συνήθεις συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας που επικρατούν κοντά στην επιφάνεια του πλανήτη μας εμφανίζεται και με τις τρεις φάσεις: υγρή, αέρια και στερεά.

Η παρουσία των υδρατμών στην ατμόσφαιρα της Γης είναι εξαιρετικά σημαντική. Όχι μόνο συμμετέχουν στο σχηματισμό του υετού, αλλά απελευθερώνουν τεράστια ποσά θερμότητας κατά τη διάρκεια των μεταβολών φάσης. Η θερμότητα που απελευθερώνεται όταν οι υδρατμοί αλλάζουν φάση (από αέρια σε υγρή ή/και στερεά) ονομάζεται λανθάνουσα. Η λανθάνουσα θερμότητα αποτελεί σημαντική πηγή ενέργειας για τα διάφορα μετεωρολογικά φαινόμενα και ιδιαίτερα για το σχηματισμό καταιγίδων και τυφώνων. Επιπρόσθετα, οι υδρατμοί αποτελούν εν δυνάμει θερμοκηπικό αέριο, καθώς απορροφούν ένα σημαντικό μέρος της ακτινοβολίας (υπέρυθρη) που εκπέμπει η Γη. Συνεπώς, οι υδρατμοί παίζουν σημαντικό ρόλο στο ενεργειακό ισοζύγιο του πλανήτη μας.

Εξίσου σημαντική είναι η παρουσία του διοξειδίου του άνθρακα, παρά το γεγονός πως καταλαμβάνει ένα μικρό μόνο ποσοστό του ατμοσφαιρικού αέρα (Πίνακας 1). Οι πηγές του διοξειδίου του άνθρακα περιλαμβάνουν την αποσύνθεση της οργανικής ύλης, τις ηφαιστειακές εκρήξεις, τη διεργασία της αναπνοής και την καύση των ορυκτών καυσίμων. Στον αντίποδα, το διοξείδιο του άνθρακα απομακρύνεται από την ατμόσφαιρα μέσω της διεργασίας της φωτοσύνθεσης και της δέσμευσής του από το φυτοπλαγκτόν. 

Εικόνα 2. Μέση μηνιαία συγκέντρωση (ppm) του διοξειδίου του άνθρακα στο Αστεροσκοπείο Manua Loa της Χαβάης (Πηγή: ESRL).

 

Η μεταβολή της συγκέντρωσης του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα της Γης, από το 1958 μέχρι σήμερα, απεικονίζεται στην Εικ. 2. Είναι προφανές ότι η συγκέντρωση του σημαντικού αυτού αερίου έχει αυξηθεί περισσότερο από 20% σε σύγκριση με το έτος αναφοράς 1958, οπότε και μετρήθηκε για πρώτη φόρα από το Αστεροσκοπείο Mauna Loa στη Χαβάη. Η παρατηρούμενη αυτή αύξηση σημαίνει πως το διοξείδιο του άνθρακα εισέρχεται στην ατμόσφαιρα με ρυθμό μεγαλύτερο από αυτό με τον οποίο απομακρύνεται. Αιτία της αύξησης της συγκέντρωσης του διοξειδίου του άνθρακα είναι η εκτεταμένη καύση των ορυκτών καυσίμων και η αποψίλωση των δασών. Τα επίπεδα του διοξειδίου του άνθρακα στην προ-βιομηχανική εποχή κυμαίνονταν στα 280 ppm (μέρη στο εκατομμύριο), όπως προκύπτει από μετρήσεις που έχουν πραγματοποιηθεί σε γεωλογικά καρότα της Γροιλανδίας και της Ανταρκτικής. Από το 1800 και έπειτα, ωστόσο, καταγράφεται σημαντική αύξηση, έως και 38%. Σήμερα είναι γνωστό ότι η συγκέντρωση του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα αυξάνει με ρυθμό 0.4%/έτος, γεγονός που θα μπορούσε να οδηγήσει σε τιμές της τάξης των 500 ppm στο τέλος του παρόντος αιώνα.

Το διοξείδιο του άνθρακα αποτελεί σημαντικό θερμοκηπικό αέριο καθώς, όπως και οι υδρατμοί, απορροφά σημαντικό μέρος της εξερχόμενης γήινης (υπέρυθρης) ακτινοβολίας. Η αύξηση της συγκέντρωσης του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα έχει άμεσο αντίκτυπο στη θερμοκρασία της ατμόσφαιρας κοντά στην επιφάνεια του πλανήτη μας. Σύμφωνα με σχετικές εκτιμήσεις, η μέση θερμοκρασία της Γης αυξήθηκε κατά περίπου  0.8 oC κατά τη διάρκεια των τελευταίων εκτατό (100) ετών, ως αποτέλεσμα της ραγδαίας αύξησης των επιπέδων του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα. Σήμερα, τα περισσότερα μαθηματικά κλιματικά μοντέλα προβλέπουν ότι ένας ενδεχόμενος διπλασιασμός στη συγκέντρωση του διοξειδίου του άνθρακα θα μπορούσε να οδηγήσει σε αύξηση της μέσης θερμοκρασίας του πλανήτη μας κατά 1.5 oC – 4.5 oC. Μία τέτοια αύξηση της θερμοκρασίας θα επέφερε απρόβλεπτες συνέπειες σε όλα τα οικοσυστήματα της Γης.

Εκτός από το διοξείδιο του άνθρακα και τους υδρατμούς, στην κατηγορία των θερμοκηπικών αερίων ανήκουν επίσης το μεθάνιο, το υποξείδιο του αζώτου και οι χλωροφθοράνθρακες (Πίνακας 1). Το μεθάνιο εκλύεται στην ατμόσφαιρα από την αποδόμηση της φυτικής προέλευσης βιομάζας, τη βιολογική δραστηριότητα των τερμιτών και τις βιοχημικές διεργασίες των έμβιων οργανισμών. Σημαντικές ποσότητες μεθανίου απελευθερώνονται επίσης κατά τη διάρκεια ηφαιστειακών εκρήξεων. Το υποξείδιο του αζώτου εκπέμπεται κύρια από χημικές διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στο έδαφος και περιλαμβάνουν διάφορα βακτήρια και μικρόβια. Η καταστροφή του συντελείται με τη βοήθεια της υπεριώδους ηλιακής ακτινοβολίας. Οι χλωροφθοράνθρακες είναι τεχνητές χημικές ενώσεις, εξαιρετικά αδρανείς, οι οποίες χρησιμοποιούνταν μέχρι πρόσφατα ως προωθητικές ουσίες στα σπρέι, αλλά και ως ψυκτικές ουσίες στα ψυγεία. Παρόλα αυτά, η χρήση τους έχει σήμερα περιοριστεί σημαντικά. Αυτό οφείλεται στην καταστροφική δράση που αποδείχθηκε ότι έχουν επάνω στο στρατοσφαιρικό όζον, το οποίο προστατεύει τη Γη από τη βλαβερή υπεριώδη ηλιακή ακτινοβολία.

Κοντά στην επιφάνεια της Γης, το όζον (Πίνακας 1) θεωρείται ρύπος, αποτελώντας το βασικό συστατικό της φωτοχημικής αιθαλομίχλης. Ωστόσο, το μεγαλύτερο μέρος του ατμοσφαιρικού όζοντος (περίπου το 95%) εντοπίζεται στην ανώτερη ατμόσφαιρα, σε ύψος μεταξύ 30 – 50 km. Σε αυτή την περιοχή της ατμόσφαιρας (στρατόσφαιρα), το όζον σχηματίζεται με φυσικό τρόπο, από την αντίδραση μεταξύ ατόμων και μορίων οξυγόνου. Παρά την μικρή του συνεισφορά (~0.0002%) στον ατμοσφαιρικό αέρα, το στρατοσφαιρικό όζον θεωρείται εξαιρετικά σημαντικό για τη διατήρηση της ζωής στη Γη. Αυτό συμβαίνει διότι έχει την μοναδική ιδιότητα να απορροφά τη βλαβερή υπεριώδη ηλιακή ακτινοβολία, λειτουργώντας ως ένα προστατευτικό στρώμα για τον πλανήτη μας.

Πέρα από τα μόνιμα και μεταβλητά αέρια που περιγράφηκαν παραπάνω, στην ατμόσφαιρα συναντώνται επίσης διάφορες άλλες ενώσεις, ανθρωπογενούς ή φυσικής προέλευσης. Τα επίπεδα των συγκεντρώσεων των ενώσεων αυτών ποικίλουν σημαντικά τόσο χωρικά όσο και χρονικά. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελούν τα αιωρούμενα σωματίδια τα οποία μπορεί να προέρχονται είτε από φυσικές διεργασίες (π.χ. σκόνη, θαλάσσιο σπρέι) είτε από ανθρωπογενείς δραστηριότητες (π.χ. καύση ορυκτών καυσίμων). Στην ίδια κατηγορία ανήκουν επίσης τα οξείδια του αζώτου (ΝΟx), το μονοξείδιο του άνθρακα (CO) και οι υδρογονάθρακες (HC), ενώσεις οι οποίες εκπέμπονται κατά κύριο λόγο από τις μηχανές εσωτερικής καύσης (π.χ. αυτοκίνητα). Η καύση ορυκτών καυσίμων που περιέχουν θείο οδηγεί επίσης σε εκπομπή διοξειδίου του θείου (SO2). Το σύνολο των ενώσεων αυτών χαρακτηρίζεται από επιζήμιες επιπτώσεις για τον άνθρωπο και/ή το περιβάλλον, ώστε είναι περισσότερο γνωστές με τον όρο «ρύποι».  

Επιμέλεια – Σύνταξη: Θοδωρής Μ. Γιάνναρος, Φυσικός – Δρ. Φυσικής Περιβάλλοντος

Τι είναι θερμοκρασιακή αναστροφή ακτινοβολίας;

Κυρίως κατά την περίοδο του φθινοπώρου, του χειμώνα και της άνοιξης παρατηρούμε ότι σε πολλές περιοχές της χώρας μας (κυρίως στα ηπειρωτικά) κατά τις βραδινές και πρωινές ώρες η θερμοκρασία σε πεδινά τμήματα είναι χαμηλότερη από ότι σε ορεινές περιοχές. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται θερμοκρασιακή αναστροφή ακτινοβολίας.

Αρχικά, ας δούμε τι ορίζουμε ως αναστροφή. Αναστροφή ονομάζεται ένα φαινόμενο κατά το οποίο η θερμοκρασία σε ένα ατμοσφαιρικό στρώμα αυξάνεται καθ ΄ύψος (αντί να μειώνεται όπως φυσιολογικά συμβαίνει). Το αναστροφικό στρώμα (εικόνα 1) χαρακτηρίζεται από την ένταση του (ρυθμός με τον οποίο αυξάνεται η θερμοκρασία καθ΄ ύψος), το πάχος του (δηλαδή τη διαφορά ύψους της βάσης του αναστροφικού στρώματος από την κορυφή του) και το ύψος του (δηλαδή το ύψος της κορυφής του). Να τονιστεί ότι συνήθως στο αναστροφικό στρώμα επικρατούν συνθήκες ευστάθειας που περιορίζουν την κατακόρυφη ανάμειξη του αέρα.

Εικόνα 1. Προφίλ κατώτερης τροπόσφαιρας κατά τη διάρκεια του φαινομένου της αναστροφής ακτινοβολίας

 

Αναστροφή ακτινοβολίας

 

Κατά  την διάρκεια της νύχτας το έδαφος εκπέμπει την ακτινοβολία που έχει απορροφήσει κατά την διάρκεια της ημέρας. Πρόκειται για υπέρυθρη ακτινοβολία που φέρει θερμική ενέργεια. Έτσι, το έδαφος ψύχεται, ψύχοντας και την υπερκείμενη στιβάδα αέρα. Η στιβάδα αέρα οποία μπορεί να εκτείνεται σε ύψος από μερικές δεκάδες έως και εκατοντάδες μέτρα.

Ταυτόχρονα απαιτείται όσο το δυνατόν πιο ανέφελος ουρανός, διότι τα νέφη απορροφούν μέρος της ακτινοβολίας που εκπέμπει το έδαφος και την επανεκπέμπουν προς αυτό μην αφήνοντας τελικά το έδαφος να ψυχθεί. Σε περίπτωση, λοιπόν, νεφελώδους ουρανού η δημιουργία αναστροφικού στρώματος αποτρέπεται.

Τέλος, μια ακόμα αναγκαία συνθήκη για τον σχηματισμό αναστροφής ακτινοβολίας είναι η επικράτηση ασθενών ανέμων. Με αυτόν τον τρόπο η υπερκείμενη του ψυχρού εδάφους αέρια μάζα δεν ανακυκλώνεται. Παραμένει στάσιμη και αποκτά τη θερμοκρασία του υποκείμενου εδάφους. Ο ψυχρός αέρας κοντά στο έδαφος όντας πυκνότερος εγκλωβίζεται και δεν αναμειγνύεται με τον θερμότερο υπερκείμενο αέρα.

Η φυσική διαδικασία της αναστροφής ευνοείται και λαμβάνει χώρα σε ηπειρωτικές περιοχές μακριά από την θάλασσα. Συμβαίνει κυρίως σε κλειστούς κάμπους-πεδιάδες και σε οροπέδια-λεκανοπέδια. Το αναστροφικό στρώμα που δημιουργείται από τους παράγοντες που αναλύθηκαν παραπάνω συνήθως διαλύεται τις προμεσημβρινές ώρες εκτός κι αν το πάχος της ομίχλης είναι σημαντικό, οπότε υπό συνθήκες άπνοιας η ομίχλη διατηρείται με αποτέλεσμα να αποτρέπει την ακτινοβολία να φτάνει στο έδαφος και να διατηρεί τις χαμηλές θερμοκρασίες στην επιφάνεια (εικόνα 2).

Εικόνα 2. Σχηματική αναπαράσταση του μηχανισμού που διατηρεί τις χαμηλές θερμοκρασίες επιφανείας κατά τη διάρκεια της ημέρας σε περίπτωση ομίχλης.

 

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. Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι η άλγη είχε μειώσει την ποσότητα του ηλιακού φωτός που ανακλάται από κάποιους παγετώνες στη Σκανδιναβία. Το γεγονός αυτό 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. Αυτά είναι υπεύθυνα για την επιτάχυνση της τήξης καθώς και την αύξηση των θρεπτικών συστατικών 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. 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. 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.

Πηγή: Huffingtonpost.gr