Τι σημαίνει "Ξαφνική στρατοσφαιρική θέρμανση"; Κάθε πότε συμβαίνει;

Σύνταξη άρθρου: Σ. Ντάφης

Η περιοχή της ατμόσφαιρας που βρίσκεται πιο κοντά στη Γη, όπου η θερμοκρασία μειώνεται με το ύψος, ονομάζεται τροπόσφαιρα. Το άνω όριο της τροπόσφαιρας που ονομάζεται τροπόπαυση, βρίσκεται περίπου στα 10 km ύψος από τη μέση στάθμη της θάλασσας πάνω από τις εύκρατες περιοχές, όπως στη χώρα μας.

Πάνω από την τροπόπαυση βρίσκεται η στρατόσφαιρα, όπου η θερμοκρασία αυξάνεται με το υψόμετρο μέχρι περίπου τα 80-90 km πάνω από το έδαφος. Η θερμοκρασία αυξάνεται σε αυτό το στρώμα της ατμόσφαιρας επειδή τα μόρια του όζοντος της στρατόσφαιρας απορροφούν την ηλιακή ενέργεια. Στο στρώμα της στρατόσφαιρας, μια ζώνη ισχυρών ανέμων που ονομάζεται πολική δίνη, περιστρέφεται αριστερόστροφα γύρω από τον Βόρειο Πόλο (15-80 km υψόμετρο περίπου). Στο νότιο άκρο της δίνης βρίσκεται ο πολικός αεροχείμαρρος, ο οποίος διαχωρίζει τον θερμό αέρα στα νότιά του από τον ολοένα και ψυχρότερο αέρα βορειότερα κατά τη διάρκεια του χειμώνα.

Μια ξαφνική υπερθέρμανση της στρατόσφαιρας (Sudden Stratospheric Warming - SSW), εμφανίζεται τον χειμώνα, όταν η πολική στρατόσφαιρα θερμαίνεται και οι άνεμοι που συνήθως πνέουν από τα δυτικά προς τα ανατολικά γύρω από τον Βόρειο Πόλο εξασθενούν δραματικά, και σε ορισμένες περιπτώσεις αντιστρέφονται. Αυτό το φαινόμενο συμβαίνει περίπου έξι φορές ανά δεκαετία και οδηγεί σε διάσπαση της πολικής δίνης. Τα γεγονότα SSW μπορούν να προκαλέσουν την αποδυνάμωση του πολικού αεροχείμαρρου, γεγονός που επιτρέπει στον ψυχρό πολικό αέρα να επεκταθεί σε νοτιότερα γεωγραφικά πλάτη.

Τα προγνωστικά μοντέλα σηματοδοτούν ένα ξαφνικό φαινόμενο θέρμανσης της στρατόσφαιρας την εβδομάδα 20-24 Φεβρουαρίου 2023. Αυτό θα μπορούσε να προκαλέσει ψυχρότερες καιρικές συνθήκες σε πολλές περιοχές του Βορείου Ημισφαιρίου. Η κύρια αβεβαιότητα με αυτά τα γεγονότα είναι ότι δεν γνωρίζουμε ακριβώς πού θα καταλήξει ο ψυχρός αέρας στην τροπόσφαιρα, και ειδικά κοντά στο έδαφος.

Χιονοχάλαζο και καταιγίδες κατά τη διάρκεια της κακοκαρίας "Βαρβάρα"

Σύνταξη άρθρου: Σ. Ντάφης

Σε πολλές παραθαλάσσιες περιοχές της ανατολικής ηπειρωτικής Ελλάδας καταγράφηκαν καταιγίδες χιονιού και χιονοπτώσεις με συμπαγείς νιφάδες κατά τη διάρκεια της κακοκαιρίας "Βαρβάρα" μεταξύ 5 και 9 Φεβρουαρίου 2023. Στη Ζαγορά Πηλίου ο Γιάννης Αντωνίου μας έστειλε την παρακάτω φωτογραφία την Τετάρτη 8 Φεβρουαρίου, που δείχνει το χιονοχάλαζο που έπληξε το Ανατολικό Πήλιο, το οποίο έχει την τοπική ονομασία "κοκοσάλι". Κοκοσάλι ονομάζεται επίσης στο Ηράκλειο της Κρήτης, ως "κουκουσάλι" στα Χανιά και "κορκοτσάλι" στα Μέγαρα Αττικής. 

Στην πραγματικότητα το χιονοχάλαζο έχει περισσότερα κοινά με τις νιφάδες χιονιού, παρά με το χαλάζι. Δημιουργείται σε νέφη κατακόρυφης ανάπτυξης (πυργοσωρείτες και σωρειτομελανίες) και αποτελείται από έναν πυρήνα νιφάδας και στρώσεις παγοκρυστάλλων που σχηματίζονται από νερό σε υπέρτηξη όταν έρχεται σε επαφή με τον πυρήνα της νιφάδας. 

Με μια πιο προσεκτική ματιά, το χιονοχάλαζο έχει αυτή τη μορφή:

Το χιονοχάλαζο παίζει τον πιο σημαντικό ρόλο στην παραγωγή ηλεκτρικών εκκενώσεων σε νέφη καταιγίδας, άρα και στις καταιγίδες χιονιού που έπληξαν τις ακτές του Δυτικού Αιγαίου κατά την κακοκαιρία "Βαρβάρα". 

Μια καταιγίδα περιέχει ανοδικά ρεύματα στα οποία ανέρχεται ασταθής αέρας. Τα διάφορα υδρομετέωρα συγκρούονται μεταξύ τους σε αυτά τα ανοδικά ρεύματα λόγω των διαφορετικών μεγεθών και της ταχύτητάς τους. Κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες, αυτές οι συγκρούσεις έχουν ως αποτέλεσμα τη μεταφορά φορτίου μεταξύ των σωματιδίων, η οποία οδηγεί σε συσσώρευση φορτίου σε ορισμένα από τα υδρομετέωρα. Συγκεκριμένα, όταν οι κρύσταλλοι πάγου συγκρούονται με το χιονοχάλαζο παρουσία νερού σε υπέρτηξη, μεταφέρεται φορτίο μεταξύ αυτών των σωματιδίων πάγου έτσι ώστε να μείνουν είτε με πλεόνασμα είτε με έλλειμμα ηλεκτρονίων μετά τη σύγκρουση. Συνηθέστερα, οι μικρότεροι και ελαφρύτεροι κρύσταλλοι πάγου έχουν έλλειμμα ηλεκτρονίων και ως εκ τούτου είναι θετικά φορτισμένοι, ενώ το χιονοχάλαζο συνήθως παίρνει αρνητικό φορτίο λόγω πλεονάσματος ηλεκτρονίων.

Ενώ στις περισσότερες περιπτώσεις, οι μικρότεροι κρύσταλλοι πάγου φορτίζονται θετικά, σε ορισμένες περιπτώσεις μπορούν να γίνουν αρνητικά φορτισμένοι κερδίζοντας ηλεκτρόνια κατά τη διάρκεια των συγκρούσεων. Η πολικότητα των υδρομετεώρων θα καθορίσει την κυρίαρχη πολικότητα των επακόλουθων κεραυνών.

Καθώς ωριμάζει μια καταιγίδα, το χιονοχάλαζο τείνει να συσσωρεύεται στο κάτω μέρος της καταιγίδας, καθώς έχει μεγαλύτερο ρυθμό πτώσης από τους κρυστάλλους πάγου (λόγω βάρους). Ωστόσο, η μάζα αέρα στην οποία πέφτουν και τα δύο σωματίδια έχει μια σχετική ανοδική κίνηση σε ένα ανοδικό ρεύμα. Με την πάροδο του χρόνου, αυτή η διαδικασία σύγκρουσης φόρτισης, μεταφοράς και συσσώρευσης έχει ως αποτέλεσμα το σχηματισμό περιοχών φορτίου μέσα σε ένα νέφος. Το ίδιο το φορτίο βρίσκεται στα σωματίδια του πάγου και μεμονωμένα κάθε σωματίδιο περιέχει μόνο μια μικρή ποσότητα φορτίου. Ωστόσο, τεράστιοι αριθμοί ηλεκτρισμένων υδρομετεώρων μαζί μπορούν να δημιουργήσουν συλλογικά περιοχές με πολύ υψηλές τάσεις.

Το απλοποιημένο μοντέλο περιοχών φορτίου σε μια καταιγίδα περιλαμβάνει μια περιοχή άνω θετικού φορτίου που κυριαρχείται από θετικά φορτισμένους κρυστάλλους πάγου και μια περιοχή χαμηλότερου αρνητικού φορτίου με κυρίως χιονοχάλαζο που περιέχει πλεόνασμα ηλεκτρονίων.

Εκτός από τη συνεισφορά του χιονοχάλαζου στην παραγωγή ηλεκτρικών εκκενώσεων, σε μεγάλες ποσότητες συσσώρευσής του στο έδαφος μπορεί να αποτελέσει κίνδυνο λόγω δημιουργίας ευνοϊκών συνθηκών για χιονοστιβάδες.Η συμπαγής μορφή του πάνω σε προϋπάρχον παγωμένο χιόνι, καθιστά τα στρώματα χιονιού από χιονοχάλαζο επικίνδυνα σε πλαγιές βουνών με κλίση.  

Μεταφορά αφρικανικής σκόνης στη χώρα μας την Πέμπτη 19 Ιανουαρίου 2023

ΕΑΑ-Πεντέλη, Σάββατο 21 Ιανουαρίου 2023, 12:00

Ένα σοβαρό επεισόδιο μεταφοράς σκόνης από την Αφρική κατέγραψε ο ευρωπαϊκός δορυφόρος Sentinel-3 την Πέμπτη 19 Ιανουαρίου 2023. Ένα βαρομετρικό χαμηλό στην Κεντρική Μεσόγειο κινούμενο προς τη χώρα μας οδήγησε στη δημιουργία ενός πλουμίου μικροσωματιδίων σκόνης από την Έρημο Σαχάρα στη Λιβύη. Θυελλώδεις άνεμοι στη μέση και ανώτερη τροπόσφαιρα μετέφεραν τη σκόνη χιλιάδες χιλιόμετρα μακριά προς την Ανατολική Ευρώπη. Παράλληλα, λασποβροχές έπληξαν τη Δυτική Ελλάδα εκείνη την ημέρα. 

Τα επεισόδια μεταφοράς αφρικανικής σκόνης στην Ελλάδα είναι συχνότερα την άνοιξη και το καλοκαίρι, παρά το χειμώνα. Όμως η επικράτηση μη τυπικής ατμοσφαιρικής κυκλοφορίας στην περιοχή μας τον φετινό χειμώνα, ευνοεί τη μεταφορά σκόνης συχνά προς τα Βαλκάνια. 

Διαβάστε περισσότερα για την κλιματολογία των επεισοδίων μεταφοράς σκόνης στη Μεσόγειο πατώντας εδώ. 

Κοντά στον μέσο όρο των τελευταίων 19 ετών η χιονοκάλυψη στην Ελλάδα

Σύνταξη άρθρου: Σ. Ντάφης

ΕΑΑ-Πεντέλη, Σάββατο 4 Φεβρουαρίου 2023, 02:00

Σύμφωνα με τις δορυφορικές μετρήσεις για τη χιονοκάλυψη στο έδαφος της χώρας μας, την Πέμπτη 2 Φεβρουαρίου 2023, περίπου το 12% της χερσαίας έκτασης της Ελλάδας ήταν καλυμμένο με χιόνι. Αυτού του είδους τα δεδομένα είναι διαθέσιμα από τον Φεβρουάριο του 2004, επομένως είναι δυνατόν να συγκρίνουμε τη φετινή χρονική πορεία της χιονοκάλυψης σε σύγκριση με τον μέσο όρο αλλά και τα ακρότατα των τελευταίων 19 ετών. 

Το γράφημα δείχνει με κόκκινη καμπύλη τη φετινή χιονοκάλυψη μεταξύ Σεπτεμβρίου 2022 και 2 Φεβρουαρίου 2023, εκφραζόμενη σε επί τοις 100 έκταση της χιονοκάλυψης. Η μαύρη καμπύλη δείχνει τις μέσες τιμές της περιόδου 2004-2022. Η πορτοκαλί καμπύλη δείχνει τα απόλυτα μέγιστα της χιονοκάλυψης (μέγιστο κατά την κακοκαιρία Αριάδνη τον Ιανουάριο 2017), και η μπλε καμπύλη τα απόλυτα ελάχιστα. 

Βλέπουμε ότι τον Δεκέμβριο και τον Ιανουάριο καταγράφηκε το απόλυτο ελάχιστο στην έκταση της χιονοκάλυψης. Γι'αυτό ευθύνονται κυρίως οι ακραία υψηλές τιμές θερμοκρασίας που επικράτησαν τους δύο αυτούς μήνες και όχι η έλλειψη υετού. Περισσότερες χιονοπτώσεις προβλέπνται τον Φεβρουάριο, κάτι το οποίο θα διατηρήσει τα επίπεδα χιονοκάλυψης κοντά ή και πάνω από τον μέσο όρο. 

Ξεκινά η "Χρυσή Εποχή" των Κλιματικών Προσομοιώσεων

Το 2021, η Ελλάδα γνώρισε μια εκτεταμένη περίοδο υψηλών θερμοκρασιών και έλλειψης βροχοπτώσεων. Το καλοκαίρι του 2022 η Δυτική Ευρώπη βίωσε πρωτόγνωρα κύματα καύσωνα. Την ίδια ώρα, σημειώθηκαν πρωτοφανείς πλημμύρες στη Γερμανία και τεράστιες δασικές πυρκαγιές στη Γαλλία. Είναι αυτά τα γεγονότα μέρος της βίαιης έναρξης της ανθρωπογενούς υπερθέρμανσης για την οποία έχουμε προειδοποιηθεί; Πότε και πού θα γίνουν στη συνέχεια; Οι επιστήμονες του κλίματος τείνουν να δυσανασχετούν. Απλώς δεν ξέρουμε - ακόμα.

Για σχεδόν 6 δεκαετίες, τα κλιματικά μοντέλα έχουν επιβεβαιώσει αυτό που μας έχει ήδη πει η φυσική: Η αυξημένη συγκέντρωση αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα θερμαίνει τον πλανήτη. Δεκάδες μοντέλα, που παράγονται από ερευνητικά ιδρύματα σε όλο τον κόσμο, έχουν δώσει ορατή μορφή σε αυτό που βιώνουμε: time-lapse χάρτες του πλανήτη που χρωματίζονται με κίτρινο και πορτοκαλί, και με έντονο κόκκινο χρώμα, αιώνιοι πάγοι που εξαφανίζονται κάτω από τα δυσοίωνα περιγράμματα των γραφικών με τιμές θερμοκρασίας...

Η Διακυβερνητική Επιτροπή για την Κλιματική Αλλαγή (IPCC) αποφάσισε ότι είναι μια κρίσιμη στιγμή για την αποφυγή χειρότερων αποτελεσμάτων στο μέλλον και οι κυβερνήσεις απαντάνε: "Είμαστε πεπεισμένοι - τώρα τι κάνουμε;"

Τα σημερινά κλιματικά μοντέλα μας δείχνουν πώς θερμαίνεται ο πλανήτης αλλά όχι πώς αυτό θα επηρεάσει τον καιρό σε μια δεδομένη πόλη ή ακόμα και χώρα. Επειδή τα κλιματικά μοντέλα βασίζονται, κατά μία έννοια, σε μέσους όρους, δεν μπορούν να προβλέψουν τα ακραία γεγονότα - εκείνα τα ακραία γεγονότα με τις περισσότερες πιθανότητες καταστροφής και αυτά για τα οποία χρειάζεται περισσότερο να προετοιμαστούμε. Αλλά τα τρέχοντα μοντέλα δεν μπορούν καν να προσδιορίσουν εάν ορισμένα μέρη θα αντιμετωπίσουν περισσότερες ξηρασίες ή πλημμύρες, εάν οι κυβερνήσεις θα πρέπει να κατασκευάσουν δεξαμενές ή αναχώματα.

Δεν είναι ότι δεν έχουμε τα δεδομένα - απλώς δεν έχουμε τη δύναμη να τα επεξεργαστούμε αρκετά γρήγορα για να προβλέψουμε τις αλλαγές προτού γίνουν παλιά είδηση. Και σε αντίθεση με τη βραχυπρόθεσμη πρόβλεψη καιρού, η πιο μακροπρόθεσμη πρόβλεψη του κλίματος περιλαμβάνει την ενσωμάτωση πολλών περισσότερων φυσικών διεργασιών, όπως ο κύκλος του άνθρακα, η ανάδραση του νέφους και η βιογεωχημεία. «Όλα αυτά καταναλώνουν υπολογιστικό χρόνο» δήλωσε ο Tim Palmer, καθηγητής της Βασιλικής Εταιρείας στη Φυσική του Κλίματος και συνεργάτης στο Oxford Martin School.

Αυτό πρόκειται να αλλάξει. Φέτος σημειώθηκε ένα ορόσημο στους υπερυπολογιστές, όταν ο πρώτος υπολογιστής εξάκλιμακας (exascale) στον κόσμο - ικανός για ένα πεμπτοκατομμύριο (10¹⁸) υπολογισμούς ανά δευτερόλεπτο - κυκλοφόρησε στις Ηνωμένες Πολιτείες. Για πρώτη φορά, επιστήμονες όπως ο Palmer είπαν, πρόκειται να μπορέσουν να μοντελοποιήσουν το κλίμα σε κάτι κοντά στην κλίμακα στην οποία συμβαίνουν οι φυσικές διεργασίες στην ατμόσφαιρα.

Το ευρωπαϊκό πρόγραμμα NextGEMS (Next Generation Earth Modelling Systems) δοκιμάζει το κλιματικό μοντέλο της συζευγμένο μεταξύ ωκεανού και ατμόσφαιρας, σε χωρική ανάλυση 2,5 χιλιομέτρων για λίγους μήνες. Ιάπωνες ερευνητές εργάζονται σε μοντέλα που "τρέχουν" με χωρική ανάλυση μόλις μερικές εκατοντάδες μέτρα παγκοσμίως. Μέχρι στιγμής, τίποτα από αυτά δεν εφαρμόζονταν σε έναν υπολογιστή exascale, αλλά μόνο στους υπολογιστές petascale - λιγότερο από το μισό ταχύτερους - που λειτουργούν αυτήν τη στιγμή στην Ευρώπη και την Ιαπωνία.

Τα κλιματικά μοντέλα με επίκεντρο την ατμόσφαιρα εκτελούνται τώρα με ανάλυση 3 χιλιομέτρων στον Frontier, τον πρώτο υπολογιστή εξάκλιμακας στον κόσμο, στο Εθνικό Εργαστήριο Oak Ridge στο Τενεσί. Το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ (DOE) έχει αναπτύξει ένα πρόγραμμα παρόμοιο με το DestinE τα τελευταία 10 χρόνια, προετοιμάζοντας να έχει έτοιμο το μοντέλο του συστήματος για το Κλίμα και τη Γη για αυτήν τη στιγμή. Το έργο, γνωστό ως E3SM, για το Energy Exascale Earth System Model, είναι ειδικά προσανατολισμένο σε ζητήματα που είναι σημαντικά για την DOE, όπως το πώς η παραγωγή βιοενέργειας θα επηρεάσει τη χρήση γης και με τη σειρά της να επηρεάσει το κλιματικό σύστημα.

Η Frontier αναμένεται να είναι σε θέση να παράγει δεδομένα κλιματικού μοντέλου 3 χιλιομέτρων προσομοίωσης έτους σε λιγότερο από μία ημέρα. Αλλά ακόμη και το E3SM θα χρειαστεί να μοιράζεται χρόνο στο Frontier με τις άλλες εφαρμογές υψηλών απαιτήσεων της DOE, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που προσομοιώνουν πυρηνικές εκρήξεις. Τέτοιες ανάγκες εθνικής ασφάλειας έχουν παραδοσιακά προτεραιότητα, αλλά οι κυβερνήσεις παρακολουθούν και προβλέπουν τα αποτελέσματα της κλιματικής αλλαγής ως ζητήματα εθνικής ασφάλειας.

Χιονοστιβάδες και ροές συντριμμιών στο Όρος Χελμός: Σπάνιες αλλά καταστροφικές

Μια νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό Science of the Total Environment στις 20 Νοεμβρίου 2022 από ερευνητές του Πολυτεχνείου Κρήτης και του Πανεπιστημίου της Οστράβα στην Τσεχία, ασχολήθηκε με τη δενδροχρονολόγηση για την καταγραφή χιονοστιβάδων και ροών συντριμμιών (γαιών)* στο Όρος Χελμός, στη Βόρεια Πελοπόννησο κατά τα τελευταία 168 χρόνια. 

Η δενδροχρονολόγηση είναι χρονολόγηση γεγονότων του παρελθόντος μέσω της μελέτης της ανάπτυξης των δακτυλίων των δέντρων. Κάθε χρόνο ένα δέντρο προσθέτει ένα στρώμα ξύλου στον κορμό του σχηματίζοντας έναν επιπλέον δακτύλιο, με πάχος ανάλογο με τις περιβαλλοντικές συνθήκες του δέντρου. Η διασταυρωμένη χρονολόγηση είναι η θεμελιώδης αρχή της δενδροχρονολόγησης. Ο ερευνητής πρέπει να επιβεβαιώσει ότι οι δακτύλιοι από δύο ή περισσότερα δείγματα σχηματίστηκαν τον ίδιο χρόνο. Η απλή απαρίθμηση δακτυλίων δεν επαρκεί, ούτε και μια απλή καταγραφή της αλλαγής του εύρους των δακτυλίων.

Στην παρούσα εργασία, χρησιμοποιήθηκαν 123 δείγματα τραυματισμένων δέντρων Κεφαλληνιακής Ελάτης (Abies cephalonica L.) στις πλαγιές του Χελμού όπου είναι εμφανής η δραστηριότητα ροών συντριμμιών και χιονοστιβάδων. Συνολικά καταγράφηκαν 7 γεγονότα ροής συντριμμιών μεταξύ1904 και 2021, και 7 χιονοστιβάδες μεταξύ 1854 και 2021. 

Η πιο σημαντική ροή συντριμμιών συνέβη τον Μάρτιο του 1971, όταν μετά από μια εξαιρετικά υγρή περίοδο στο τέλος του χειμώνα και μεγάλο ύψος χιονιού, ισχυρές βροχοπτώσεις την άνοιξη προκάλεσαν την υποχώρηση μεγάλης μάζας λάσπης, πέτρας και νερού. Αντίστοιχα, το πιο σημαντικό γεγονός χιονοστιβάδας συνέβη την άνοιξη του 1998, όταν το ύψος χιονιού που καταγράφηκε σε τοπικό μετεωρολογικό σταθμό ήταν 62 εκ σε μόλις τρεις ημέρες, και το οποίο έπεσε σε προϋπάρχον παγωμένο χιόνι. 

* Ροή συντριμμιών: Μια ροή από συντρίμμια είναι μια κινούμενη μάζα από χαλαρή λάσπη, άμμο, χώμα, πέτρες, νερό, και αέρα που ταξιδεύει υπό την επίδραση της βαρύτητας. Μπορούν να είναι πολύ γρήγορες και συνήθως ταξιδεύουν σε μεγάλες αποστάσεις, και μπορούν να γεμίσουν με υλικά ολόκληρες κοιλάδες.

Η αύξηση της συγκέντρωσης διοξειδίου του άνθρακα και της παγκόσμιας θερμοκρασίας μετά από 27 συνόδους κορυφής του ΟΗΕ για το κλίμα

Ακόμη μία σύνοδος κορυφής του ΟΗΕ για την κλιματική αλλαγή φτάνει στο τέλος της την Παρασκευή 18 Νοεμβρίου 2022. Παρότι τα περισσότερα κράτη συμφωνούν στην επίτευξη νέων στόχων για την επιβράδυνση της κλιματικής κρίσης, η εφαρμογή των μέτρων μένει ουσιαστικά στα χαρτιά. Το γράφημα δείχνει την πορεία της συγκέντρωσης του διοξειδίου του άνθρακα και της παγκόσμιας θερμοκρασίας από το 1955 μέχρι σήμερα. Το σκούρο κόκκινο χρώμα αποτυπώνει την τιμή της απόκλισης θερμοκρασίας +1.3°C σε σχέση με την προβιομηχανική περίοδο. 

Τα κοσμικά μιόνια χαρτογραφούν το εσωτερικό των τροπικών κυκλώνων

Σύνταξη άρθρου: Σ. Ντάφης

Τα κοσμικά μιόνια είναι χρήσιμα για την απεικόνιση δομών των τροπικών καταιγίδων, σύμφωνα με μια διεθνή ομάδα ερευνητών. Με επικεφαλής τον Hiroyuki Tanaka στο Πανεπιστήμιο του Τόκιο, η ομάδα χρησιμοποίησε ένα δίκτυο ανιχνευτών μιονίων για να εντοπίσει διαφορές στην πυκνότητα του αέρα μέσα σε μερικούς τυφώνες του Ειρηνικού Ωκεανού. Μέσω περαιτέρω βελτιώσεων, η προσέγγισή τους θα μπορούσε να παρέχει σημαντικές πληροφορίες για συστήματα έγκαιρης προειδοποίησης για σοβαρές καταιγίδες.

Τροπικοί κυκλώνες, όπως οι τυφώνες, προκαλούν πολλές καταστροφές παγκοσμίως - και μερικές φορές απώλειες ζωών. Ως αποτέλεσμα, οι άνθρωποι βασίζονται σε συστήματα προειδοποίησης που μπορούν να προβλέψουν την ένταση και την τροχιά των κυκλώνων, όσο το δυνατόν ακριβέστερα. Σήμερα, οι προβλέψεις βασίζονται σε μεγάλο βαθμό στις δορυφορικές εικόνες. Αυτές μπορούν να παρέχουν λεπτομερείς πληροφορίες της κυρυφής των νεφών, αλλά προσφέρουν πολύ λιγότερες πληροφορίες σχετικά με τις τρισδιάστατες δομές της πίεσης και της πυκνότητας του αέρα στους κυκλώνες. Αυτά τα χαρακτηριστικά είναι συχνά κρίσιμα για την πρόβλεψη του πώς θα εξελιχθεί ο κυκλώνεας τις αμέσως επόμενες ώρες και ημέρες.

Η ομάδα του Tanaka έδειξε ότι η ταχέως αναπτυσσόμενη τεχνική της μυογραφίας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη των καταιγίδων. Η προσέγγισή τους χρησιμοποιεί το πλήθος των μιονίων που παράγονται όταν οι κοσμικές ακτίνες συγκρούονται με άτομα στην ανώτερη ατμόσφαιρα. Τα περισσότερα από αυτά τα μιόνια θα ταξιδέψουν στη συνέχεια στην επιφάνεια της Γης, όπου μπορούν να ανιχνευθούν.

Η μουογραφία εκμεταλλεύεται το γεγονός ότι ορισμένα μιόνια απορροφώνται καθώς ταξιδεύουν προς τη Γη, καθώς περινούν μέσα από την ατμόσφαιρα, τη θάλασσα, ακόμη και από στερεές δομές όπως τα κτίρια. Οι ειδικοί της μυογραφίας μπορούν να υπολογίσουν τον ρυθμό με τον οποίο παράγονται τα κοσμικά μιόνια, ώστε να γνωρίζουν πόσα αναμένονται στο έδαφος – επιτρέποντας στη συνέχεια να καθορίσουν πόση εξασθένηση συμβαίνει στην πορεία τους.

Η μυογραφία μετρά αυτήν την εξασθένηση και χρησιμοποιεί αυτές τις πληροφορίες για να δημιουργήσει μια εικόνα της ενδιάμεσης δομής. Μέχρι στιγμής, η τεχνική έχει χρησιμοποιηθεί για την απεικόνιση του εσωτερικού μιας αιγυπτιακής πυραμίδας και την παρακολούθηση του βάθους του νερού στον Κόλπο του Τόκιο.

Τώρα, ο Tanaka και οι συνεργάτες του έχουν χρησιμοποιήσει τη μυογραφία για να μελετήσουν 8 τυφώνες που έπληξαν την ιαπωνική πόλη Kagoshima το 2016-2021. Επικεντρώθηκαν στην πυκνότητα του αέρα μέσα στους κυκλώνες – με τον πυκνότερο αέρα να απορροφά περισσότερα μιόνια.

Χρησιμοποιώντας ένα δίκτυο ανιχνευτών με σπινθηριστές στο έδαφος, οι ερευνητές δημιούργησαν κατακόρυφα προφίλ της πυκνότητας του αέρα μέσα στις καταιγίδες, ενώ απαθανάτισαν τη χρονική εξέλιξη της πυκνότητας. Οι ανιχνευτές έδειξαν ξεκάθαρα πώς οι θερμοί, χαμηλής ατμοσφαιρικής πίεσης πυρήνες στους τυφώνες ήταν περικυκλωμένοι από ψυχρούς εξωτερικούς "τοίχους" υψηλής πίεσης (καταιγίδες). Αυτές οι δομές δεν μπορούν να ανιχνευθούν με τέτοια ακρίβεια από δορυφορικές εικόνες.

Η ομάδα προχωρά σε περαιτέρω βελτιώσεις στο δίκτυο ανιχνευτών της, κάτι που θα επιτρέψει την ανίχνευση ατμοσφαιρικών μιονίων από πολλαπλές κατευθύνσεις. Με αυτή την αναβάθμιση, ο Tanaka και οι συνάδελφοί του ελπίζουν ότι η μυογραφία θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τον εντοπισμό καταιγίδων από απόσταση έως και 300 km και για την πρόβλεψη της μελλοντικής τους εξέλιξης σε πραγματικό χρόνο. Εάν συνδυαστεί με δορυφορικές εικόνες και βαρομετρικά δεδομένα, αυτό θα μπορούσε τελικά να οδηγήσει σε πολύ πιο ακριβή συστήματα έγκαιρης προειδοποίησης για τροπικούς κυκλώνες – παρέχοντας στις κοινότητες ζωτικό χρόνο για να προετοιμαστούν για επικείμενες φυσικές καταστροφές.

Πηγή: Nature

Το μάτι του Τυφώνα Ίαν

Στις 28 Σεπτεμβρίου 2022, ο δορυφόρος Landsat 8 πέρασε ακριβώς πάνω από το μάτι του Τυφώνα Ian, καθώς πλησίαζε τη Νοτιοδυτική Φλόριντα. Η εικόνα φυσικού χρώματος αποκτήθηκε από το Operational Land Imager (OLI) στις 11:57 π.μ. τοπική ώρα (15:57 UTC), τρεις ώρες πριν ο τυφώνας φτάσει στην στεριά, στη Caya Costa. Δείτε την εικόνα σε υψηλή ανάλυση εδώ. 

Το μάτι ενός τυφώνα είναι μια κυκλική ζώνη με σχετικά αίθριο καιρό στο κέντρο. Περιβάλλεται από έναν πανύψηλο δακτύλιο εξαιρετικά ισχυρών καταιγίδων που ονομάζεται "eyewall", το τμήμα του τυφώνα με τους ισχυρότερους ανέμους. Τα στροβιλιζόμενα σύννεφα κατά μήκος των άκρων του "οφθαλμικού τοιχώματος" παγιδεύονται σε στρόβιλους μέσης κλίμακας σε τυφώνες με ασυνήθιστα ισχυρούς ανέμους.

Όταν Ίαν έφτασε στη Φλόριντα, η μέγιστη ένταση των ανέμων ήταν 240 χιλιόμετρα την ώρα, σύμφωνα με το Εθνικό Κέντρο Τυφώνων. Αυτό είναι το ισοδύναμο μιας καταιγίδας Κατηγορίας 4 στην κλίμακα του ανέμου Saffir-Simpson.

«Αυτοί οι εντυπωσιακοί στροβιλισμοί κοντά στην επιφάνεια της θάλασσας και του εδάφους στο μάτι του Ίαν μπορεί να παρέχουν ενδείξεις για ορισμένες σημαντικές διεργασίες που επηρεάζουν την ένταση του τυφώνα», δήλωσε ο Τζάστιν Γουίτακερ, ερευνητής στο Κέντρο Έρευνας και Μετάβασης Βραχυπρόθεσμης Πρόβλεψης της NASA (SPoRT). Η ομάδα SPoRT, που εδρεύει στο Marshall Space Flight Center, εστιάζει στη βελτίωση των καιρικών προγνώσεων χρησιμοποιώντας δεδομένα της NASA. «Στο SPoRT, μελετάμε πώς αυτές οι ασυμμετρίες του εσωτερικού πυρήνα μπορούν να επηρεάσουν τη δομή ενός τυφώνα και αν θα εμφανιστούν κεραυνοί μέσα στο οφθαλμικό τοίχωμα της καταιγίδας».

Καθώς ο Ίαν περνούσε πάνω από την Κούβα και μετά πάνω από τον Κόλπο του Μεξικού στις 27 Σεπτεμβρίου, το μάτι του είχε ακτίνα περίπου 20 χιλιόμετρα. Καθώς ο τυφώνας κινήθηκε γρήγορα βορειοανατολικά, οι δορυφόροι παρατήρησαν ένα δεύτερο, μεγαλύτερο μάτι να σχηματίζεται γύρω του, και τελικά να τυλίγει το αρχικό μάτι, μια διαδικασία γνωστή ως "κύκλος αντικατάστασης του οφθαλμικού τοιχώματος". Οι κύκλοι αντικατάστασης του οφθαλμικού τοιχώματος είναι συνηθισμένοι σε ισχυρούς τυφώνες, προκαλώντας συνήθως το πεδίο του ανέμου να εξαπλωθεί σε μια μεγαλύτερη περιοχή.

«Ένας κύκλος αντικατάστασης του οφθαλμικού τοιχώματος συμβαίνει όταν ένας τυφώνας αναπτύσσει ομόκεντρα μάτια και το εσωτερικό τοίχωμα καταρρέει», εξήγησε ο Τσαρλς Χελμς, επιστήμονας της ατμόσφαιρας στο Κέντρο Διαστημικών Πτήσεων Γκόνταρντ της NASA. «Ως αποτέλεσμα, το μάτι ενός τυφώνα μεγαλώνει πολύ και αυτοί οι κύκλοι συχνά συνδέονται με μια προσωρινή παύση της ενίσχυσης του τυφώνα. Υπάρχουν ακόμη πολλά που δεν καταλαβαίνουμε σχετικά με αυτούς τους κύκλους και παραμένει ένα ενεργό θέμα έρευνας στην τροπική κοινότητα». Στην περίπτωση του Ian, ο κύκλος αντικατάστασης του οφθαλμικού τοιχώματος προκάλεσε επέκταση του ματιού σε ακτίνα 55 χιλιομέτρων.

Πηγή: Εικόνα του Παρατηρητηρίου Γης της NASA από τον Joshua Stevens, χρησιμοποιώντας δεδομένα Landsat από το Γεωλογικό Ινστιτούτο των ΗΠΑ, δεδομένα GEOS-5 από το Global Modeling and Assimilation Office στη NASA GSFC και δρόμους από το OpenStreetMap. Ιστορία του Adam Voiland.

Οι περίοδοι ακραίων τυφώνων στον Βόρειο Ατλαντικό έγιναν διπλάσιες λόγω της υπερθέρμανσης των ωκεανών

Οι τροπικοί κυκλώνες είναι από τα πιο καταστροφικά ακραία καιρικά φαινόμενα. Έχει παρατηρηθεί αύξηση της δραστηριότητας των τροπικών κυκλώνων του Ατλαντικού, αλλά η απόδοση στην υπερθέρμανση του πλανήτη παραμένει πρόκληση λόγω της μεγάλης διαχρονικής μεταβλητότητας και των προκλήσεων μοντελοποίησης.

Μια νέα μελέτη δείχνει ότι η αύξηση της δραστηριότητας των τροπικών κυκλώνων του Ατλαντικού από τη δεκαετία του 1980 μπορεί να αποδοθεί στις διακυμάνσεις της ατμοσφαιρικής κυκλοφορίας καθώς και στην αύξηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας της θάλασσας (SST). Με βάση ένα νέο στατιστικό μοντέλο που βασίζεται σε καιρικά μοτίβα, διαπιστώθηκε ότι η θέρμανση του Ατλαντικού Ωκεανού κατά την περίοδο 1982-2020 έχει διπλασιάσει την πιθανότητα εξαιρετικά ενεργών περιόδων τροπικών κυκλώνων. Για το έτος 2020, τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι μια τόσο εξαιρετικά έντονη περίοδος θα μπορούσε να είχε διπλάσιες πιθανότητες λόγω της θέρμανσης της επιφάνειας των ωκεανών.

Στο στατιστικό μοντέλο που χρησιμοποιήθηκε, η εποχιακή ατμοσφαιρική κυκλοφορία παραμένει ο κυρίαρχος παράγοντας που εξηγεί τη διαχρονική μεταβλητότητα και την εμφάνιση πολύ ενεργών περιόδων. Τα ευρήματα παρέχουν μια νέα προοπτική για τη συμβολή της υπερθέρμανσης των ωκεανών στην αύξηση της πρόσφατης δραστηριότητας τυφώνων και δείχνουν πώς η ανθρωπογενής κλιματική αλλαγή συνέβαλε σε μια αποφασιστική αύξηση της δραστηριότητας της εποχής των τροπικών κυκλώνων του Ατλαντικού κατά την περίοδο παρατήρησης.

Πηγή: Weather and Climate Dynamics

Εικόνα: Nature Communications

Το φαινόμενο Fujiwara κατά τη διάρκεια του Τυφώνα Hinnamnor

Ο ισχυρότερος τυφώνας παγκοσμίως μέχρι στιγμής για το 2022 βρίσκεται στον Βορειοδυτικό Ειρηνικό Ωκεανό. Με ένταση ανέμων έως 270 km/h και καταρρακτώδεις βροχοπτώσεις, έχει πλήξει μέχρι το Σάββατο 3 Σεπτεμβρίου νησιά της Νότιας Ιαπωνίας και την Ταϊβάν. 

Ο κυκλώνας δημιουργήθηκε στα τέλη Αυγούστου λίγο ανατολικότερα από τον 124° μεσημβρινό στη μέση του Ειρηνικού Ωκεανoύ και κινήθηκε γρήγορα δυτικά ενισχυόμενος. Στην πορεία του βρήκε έναν μικρότερο και πιο ασθενή τροπικό κυκλώνα όπως φαίνεται στο παρακάτω βίντεο. Το φαινόμενο κατά το οποίοι δύο κυκλώνες έρχονται σε επαφή και ο πιο ασθενής "απορροφάται" από τη ροή του ισχυρότερου ονομάζεται Fujiwara Effect, προς τιμήν του Ιάπωνα μετεωρολόγου Sakuhei Fujiwara που εξήγησε πρώτος το φαινόμενο το 1921. 

Όταν οι κυκλώνες βρίσκονται ο ένας κοντά στον άλλο, τα κέντρα τους κινούνται κυκλωνικά μεταξύ τους (αριστερόστροφα στο βόρειο ημισφαίριο και δεξιόστροφα στο νότιο ημισφαίριο) περίπου με κέντρο ένα σημείο μεταξύ των δύο συστημάτων. Οι δύο δίνες έλκονται η μία προς την άλλη και τελικά θα σπειροειδοποιηθούν στο κεντρικό αυτό σημείο και θα συγχωνευθούν. Όταν οι δύο δίνες είναι άνισου μεγέθους, η μεγαλύτερη δίνη τείνει να κυριαρχεί στην αλληλεπίδραση και η μικρότερη δίνη περιστρέφεται γύρω της. 

The Fujiwhara Effect: Super Typhoon #Hinnamnor devours Tropical Depression Gardo 🌀🌀 #台風11号 pic.twitter.com/c3LNk1njqO

— Zoom Earth (@zoom_earth) September 2, 2022

Τι πρέπει να κάνεις αν συναντήσεις φώκια ή δελφίνι;

Αν έχεις την τύχη να κινείσαι με σκάφος το καλοκαίρι, δες οπωσδήποτε αυτόν τον οδηγό από την WWF Greece.

Τα κύματα καύσωνα στη Βόρεια Ευρώπη γίνονται ολοένα και πιο έντονα και πιο εκτεταμένα

Σύνταξη άρθρου: Σ. Ντάφης

ΕΑΑ-Πεντέλη, 5 Αυγούστου 2022, 12:00

Τα τελευταία χρόνια τα θερμοκρασιακά ρεκόρ σπάνε το ένα μετά το άλλο σε ολοένα και μεγαλύτερα γεωγραφικά πλάτη, όχι κατά μισό ή έναν βαθμό Κελσίου όπως συνέβαινε τις προηγούμενες δεκαετίες, αλλά ακόμη και τα 20°C (βλ. Ανταρκτική). 

Στην Ευρώπη, πολλά ρεκόρ υψηλής θερμοκρασίας καταρρίφθηκαν το καλοκαίρι του 2019, όταν κανείς δεν πίστευε ότι ένα πιο ισχυρό κύμα καύσωνα θα έπληττε την γηραιά ήπειρο μόλις 3 χρόνια αργότερα. Το μεγαλύτερο μέρος της Δυτικής Ευρώπης μάλιστα το φετινό καλοκαίρι έχει δεχθεί 3 κύματα καύσωνα, κάτι το εξίσου πρωτοφανές με την έντασή τους. Η Εθνική Μετεωρολογική Υπηρεσία του Ηνωμένου Βασιλείου δημοσίευσε τους παρακάτω χάρτες με τα ρεκόρ υψηλής θερμοκρασίας από το 1976 μέχρι σήμερα. Είναι εμφανές ότι το τελευταίο κύμα καύσωνα τον φετινό Ιούλιο ήταν το πιο έντονο και οι υψηλές θερμοκρασίες κάλυψαν σχεδόν το σύνολο της χώρας, μέχρι τη Σκωτία. Παρόμοιες συνθήκες εκδηλώθηκαν τον Ιούλιο του 2019, ενώ το 1976 και το 2003 οι καύσωνες είχαν μικρότερη ένταση και έκταση. 

Τα διάφορα σενάρια κλιματικών μοντέλων έχουν υποδείξει ότι στο μέλλον οι καιρικές συνθήκες θα αλλάξουν δραματικά, όμως θερμοκρασία 40°C στο Ηνωμένο Βασίλειο δεν αναμενόταν πριν το 2030. 

Η απορρόφηση του νερού από το έδαφος εξαρτάται από τη διαθέσιμη επιφανειακή υγρασία

Σύνταξη άρθρου: Σ. Ντάφης

ΕΑΑ-Πεντέλη, Κυριακή 14 Αυγούστου 2022, 21:00

Ερευνητές του Πανεπιστημίου Reading της Αγγλίας πραγματοποίησαν ένα απλό πείραμα για να δείξουν πώς το νερό απορροφάται από το έδαφος, σε διαφορετικές συνθήκες διαθέσιμης υγρασίας στην επιφάνεια του εδάφους. Στο βίντεο βλέπετε ότι στο υγρό έδαφος η απορρόφηση του νερού στα είναι πιο γρήγορη από το ξερό έδαφος (περίπου 16 φορές πιο γρήγορη), κάτι που αποδεικνύει γιατί δημιουργούνται ξαφνικές πλημμύρες μετά από περιόδους ξηρασίας αν εκδηλωθούν έντονες βροχοπτώσεις. 

Η Δυτική και Κεντρική Ευρώπη πλήττονται από πολύ σοβαρή ξηρασία, μετεωρολογική και υδρολογική, και η έλευση των φθινοπωρινών βροχοφόρων καιρικών συστημάτων ανησυχεί τους μετεωρολόγους, καθώς ξαφνικές πλημμύρες μπορεί να εκδηλωθούν πιο εύκολα σε σχέση με άλλες χρονιές. 

Αιγαίο Πέλαγος: η πιο δροσερή περιοχή της Μεσογείου τον Ιούλιο του 2022

Τα αλλεπάλληλα κύματα καύσωνα στη Δυτική και Κεντρική Μεσόγειο το φετινό καλοκαίρι, έχουν οδηγήσει σε ακραία υψηλές για την εποχή τιμές θερμοκρασίας επιφάνειας της θάλασσας (SST). Οι αποκλίσεις της SST όπως παρουσιάζονται στον χάρτη του άρθρου, φτάνουν τους +5°C στη Δυτική Μεσόγειο, με τις απόλυτες τιμές να κυμαίνονται μεταξύ 24 και 28°C.

Την ίδια ώρα, το ευεργετικό μελτέμι στο Αιγαίο Πέλαγος διατηρεί δροσερά τα επιφανειακά νερά, με τιμές SST χαμηλότερες κατά περίπου 1-2°C από την κλιματική τιμή, δηλαδή με απόλυτες τιμές SST 21-22°C στα νησιά του Ανατολικού Αιγαίου. Οι ισχυροί βόρειοι άνεμοι προκαλούν το φαινόμενο της ανάβλυσης ψυχρών υδάτινων μαζών από μεγάλο βάθος του Αιγαίου, κάτι που δεν παρατηρούμε στις ακτές της Δυτικής Ελλάδας, στο Ιόνιο, καθώς οι άνεμοι εκεί είναι ιδιαίτερα ασθενείς. 

Μπορείτε να ενημερώνεστε για την επιφανειακή θερμοκρασία της θάλασσας στη χώρα μας καθημερινά πατώντας εδώ και για τις συνθήκες κολύμβησης στις ελληνικές παραλίες εδώ