Πως λειτουργεί ο Καιρός

Καιρός, είναι η κατάσταση της ατμόσφαιρας, σε ένα συγκεκριμένο μέρος, για σύντομο χρονικό διάστημα.

Η ενέργεια που δέχεται η Γη από τον Ήλιο είναι η βασική αιτία των καιρικών φαινομένων.

Για να γίνει εύκολα κατανοητή η λειτουργία των καιρικών φαινομένων, θα πρέπει να αναφερθούμε στα παρακάτω 3 βασικά:

1. Θερμότητα και αέρας

Οταν ο αέρας θερμαίνεται, γίνεται ελαφρύτερος και ανεβαίνει.
Παράδειγμα, τα αερόστατα που ανυψώνονται, όταν θερμαίνεται ο αέρας του μπαλονιού.

Οταν ο αέρας ψύχεται, γίνεται βαρύτερος και κατεβαίνει.

2. Υγρασία

Ο θερμός αέρας είναι ικανός να συγκρατεί περισσότερους υδρατμούς από τον ψυχρό αέρα.
Δηλαδή, ο ψυχρός αέρας, είναι περισσότερο ξηρός, από το θερμό.

Όταν ο ήδη θερμός (και υγρός) αέρας του καλοκαιριού, έρθει σε επαφή με την παγωμένη επιφάνεια του ποτηριού (που περιέχει κρύο νερό), ψύχεται απότομα, και αναγκάζεται να αποβάλλει την υγρασία του, πάνω στο ποτήρι.
Σαν αποτέλεσμα, βλέπουμε το ποτήρι να “ιδρώνει”.

Ένα ζεστό καλοκαίρι, μας είναι δυσάρεστο όχι μόνο για την υψηλή θερμοκρασία, αλλά και για την υγρασία του.

3. Δύναμη Coriolis

Θα έχουμε παρατηρήσει το στροβιλισμό του νερού όταν αδειάζουμε το νιπτήρα μας.
Το στροβιλισμό προκαλεί η “δύναμη Coriolis“, μια δύναμη που οφείλει την ύπαρξή της στην περιστροφή της γής.

Η δύναμη Coriolis επενεργεί σε οτιδήποτε κινείται πάνω στον πλανήτη μας:
Eπηρεάζει την πορεία των αερίων μαζών της ατμόσφαιρας, των θαλασσίων ρευμάτων, των αεροπλάνων κλπ.

Η φορά στρέψης, που η δύναμη Coriolis υπαγορεύει, είναι διαφορετική στα δύο ημισφαίρια:

• Βόρειο ημισφαίριο: δεξιόστροφα.
• Νότιο ημισφαίριο: αριστερόστροφα.
• Πάνω στον Ισημερινό: χωρίς στρέψη.

Ατμόσφαιρα

Η ατμόσφαιρα, ένα μείγμα αερίων, που περιβάλλει τον πλανήτη μας σε ύψος μέχρι και 1.000 χλμ, παρέχoντας προστασία από την υπεριώδη ακτινοβολία του ήλιου, τους μετεωρίτες και τις ακραίες αυξομειώσεις θερμοκρασίας μεταξύ ημέρας και νύχτας (φαινόμενο θερμοκηπίου).

Τα καιρικά φαινόμενα (σύννεφα και καταιγίδες) συμβαίνουν στην καλούμενη “Τροπόσφαιρα“, σε ύψος 0 – 18 χλμ από την επιφάνεια της γης.

Γι’ αυτό τα αεροπλάνα επιλέγουν να πετούν στην “ασφάλεια” της στρατόσφαιρας, της ζώνης πάνω από την τροπόσφαιρα.

Η Τροπόσφαιρα είναι το πιο πυκνό στρώμα της ατμόσφαιρας (συγκεντρώνει το 80% περίπου, του συνολικού υλικού της αρμόσφαιρας) και εκτός των άλλων είναι πλούσια σε υδρατμούς και σωματίδια (σκόνη, γύρη, αλάτι).

Το “βάρος” της ατμόσφαιρας, το μετράμε με ειδικά όργανα, τα βαρόμετρα.

Μονάδα μέτρησης της ατμοσφαιρικής πίεσης είναι το HPa (διαβάζεται “εκτοπασκάλ”) αλλά στις μετεωρολογικές προβλέψεις ακούμε συνήθως το mbar (“μιλιμπάρ”).

Στην επιφάνεια της θάλασσας η πίεση είναι ίση με 1013 mbar ή 1013 HPa (είναι το ίδιο).
Στην κορυφή του Έβερεστ η πίεση είναι περίπου 300 mbar (ελαττώνεται όσο αυξάνει το υψόμετρο).

Τα βασικά στη Μετεωρολογία

Δύο είναι οι κύριοι πρωταγωνιστές των καιρικών φαινομένων, η ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ και η ΥΓΡΑΣΙΑ

☀ Ο ΗΛΙΟΣ

• θερμαίνει το έδαφος, και ο αέρας πάνω από το έδαφος ανεβάζει τη θερμοκρασία του.
• εξατμίζει το νερό, υδάτινων επιφανειών (θάλασσα, λίμνες), εμπλουτίζοντας την ατμόσφαιρα με υδρατμούς.

☀ ΟΙ ΘΕΡΜΕΣ ΑΕΡΙΕΣ ΜΑΖΕΣ

• Έχοντας θερμανθεί από τον ήλιο, εγκλωβίζουν υγρασία.
• Ως ελαφρύτερες, αρχίζουν την άνοδο, μεταφέροντας υδρατμούς.

☀ ΠΤΩΣΗ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗΣ ΠΙΕΣΗΣ

• Αποχωρόντας ο θερμός αέρας, αφήνει πίσω του ένα κενό ή καλύτερα μια ζώνη χαμηλής ατμοσφαιρικής πίεσης (X).

☀ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΝΕΦΩΝ

• Ψηλά, σε κρύο πια περιβάλλον, οι θερμές αέριες μάζες, ψύχονται, επιστρέφοντας την υγρασία που είχαν προσλάβει, θερμαινόμενες πάνω από το έδαφος.
• Τα συμπυκνωμένα σταγονίδια υδρατμών, μαζί με κόκκους αλατιού, σωματίδια σκόνης, γύρης, στάχτης κλπ, που αιωρούνται στην τροπόσφαιρα, σχηματίζουν τα σύννεφα.

☀ ΑΥΞΗΣΗ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗΣ ΠΙΕΣΗΣ

• Ο συμπυκνωμένος ψυχρός αέρας των άνω στρωμάτων, ως βαρύτερος, ξεκινά την κάθοδο, ξηρός, απαλλαγμένος από υγρασία)
• Οι συσσωρευμένες μάζες ψυχρού αέρα, φτάνοντας στο έδαφος, δημιουργούν μια ζώνη υψηλής ατμ. πίεσης Y.

Αφού η ηλιοφάνεια παίζει τόσο σημαντικό ρόλο στη διαμόρφωση του καιρού, στο κλίμα ενός τόπου θα συμμετέχουν τα:

• Γεωγραφικό πλάτος του τόπου (απόσταση από τον Ισημερινό), αφού τα πιο κοντά στον Ισημερινό μέρη, θερμαίνονται περισσότερο.
• Mορφολογία του τόπου. Οι υδάτινες επιφάνειες παράγουν περισσότερη υγρασία από το έδαφος.
  Επίσης, το έδαφος που καλύπτεται από δέντρα, θερμαίνεται δυσκολότερα από τον ήλιο.

Η ατμοσφαιρική πίεση ενός τόπου, δεν είναι σταθερή και μεταβάλλεται συνεχώς, επειδή:

• Οι γειτονικοί τόποι αλληλεπιδρούν, λόγω ύπαρξης διαφοράς ατμοσφαιρικών πιέσεων και
• Οι περιοχές με υψηλή πίεση, αναζητούν εκτόνωση, προς περιοχές με χαμηλή πίεση.

Ένα όργανο που πρέπει να συμβουλευόμαστε συχνά (ειδικά σε θαλάσσια ταξίδια), είναι το βαρόμετρο.

• χαμηλές τιμές (ή απότομη πτώση) σημαίνουν κακό καιρό
• υψηλές τιμές σημαίνουν καλό καιρό

Άνεμος

Αέριες μάζες σε υψηλή πίεση να τείνουν να μετακινηθούν προς τις περιοχές με χαμηλή πίεση.
Αυτή η μετακίνηση, δημιουργεί τον άνεμο.

Για να περιγράψουμε τον άνεμο, χρησιμοποιούμε 2 μεγέθη:

• Ένταση. Οι μονάδες που συνήθως χρησιμοποιούνται είναι τα “μποφώρ” (Bft) ή “κόμβοι” (knots)
• Διεύθυνση. Ο άνεμος χαρακτηρίζεται από την προέλευσή του. Έτσι, όταν έρχεται από το Βοριά, λέγεται “βόρειος”.

Ισοβαρείς καμπύλες

Αν (μια συγκεκριμένη χρονική στιγμή) σημειώσουμε σε χάρτη τα σημεία ίδιας ατμ. πίεσης, μιας μεγάλης γεωγραφικής περιοχής, και τα ενώσουμε, θα έχουμε το σχηματισμό καμπυλών, που ονομάζουμε ισοβαρείς καμπύλες (δείτε το σχήμα που ακολουθεί)

Όσο πιο πυκνές είναι οι ισοβαρείς καμπύλες, τόσο πιο ισχυροί άνεμοι πνέουν στην περιοχή.

Βαρομετρικά Συστήματα

Οι αέριες μάζες είναι περιοχές που περιέχουν αέρα παρόμοιας θερμότητας και υγρασίας, που όπως αναφέρθηκε και πιο πάνω, είναι οι βασικές αιτίες των καιρικών φαινομένων.

Οι αέριες μάζες, μετακινούνται, δημιουργώντας τα βαρομετρικά συστήματα:

• Οι θερμές ανερχόμενες αέριες μάζες (βαρομετρικά χαμηλά X ή κυκλώνες), δημιουργούν νέφη και άστατο καιρό.
• Οι ψυχρές αέριες μάζες κατερχόμενες (βαρομετρικά υψηλά Y ή αντικυκλώνες), διαλύουν τα νέφη και συμβάλλουν στην καλοκαιρία.
• τα “μέτωπα” τα οποία, στα οποία έχουμε την οριζόντια μετακίνηση του ορίου δύο αερίων μαζών, διαφορετικής θερμοκρασίας.

Οι αέριες μάζες χαρακτηρίζονται από την προέλευσή τους, σε 4 μεγάλες κατηγορίες:

• Θερμή: με τροπική προέλευση
• Ψυχρή: με πολική προέλευση
• Υγρή: προέλευση από μεγάλες θαλάσσιες περιοχές.
• Ξηρή: προέλευση από ηπειρωτικές περιοχές

Η αλλαγή του καιρού σε ένα γεωγραφικό τόπο, θα καθοριστεί από την προέλευση της αέριας μάζας που θα τον “επισκεφθεί”.

Μέτωπα

Μέτωπο ονομάζεται το όριο μεταξύ δύο αερίων μαζών, διαφορετικών θερμοκρασιών και χαρακτηρίζεται από τη θερμοκρασία της αέριας μάζας που κινείται ταχύτερα.

Η συνάντηση δύο αερίων μαζών, διαφορετικών θερμοκρασιών, παρουσιάζει μεγάλο ενδιαφέρον.

Θερμό Μέτωπο

H θερμή αέρια μάζα κινείται με μεγαλύτερη ταχύτητα από την ψυχρή, η οποία προηγείται και ως ελαφρύτερη, αναρριχάται και “γλυστράει” πάνω από αυτήν.

Ο θερμός αέρας (πάντα πλουσιώτερος σε ποσότητα υδρατμών από τον ψυχρό), σχηματίζει ένα εκτεταμένο νεφικό σύστημα μπροστά από τη θέση του μετώπου, που συχνά είναι καταιγιδοφόρο!

Το θερμό μέτωπο συμβολίζεται στους μετεωρολογικούς χάρτες ως μια κόκκινη γραμμή με κόκκινα ημικύκλια

Ψυχρό Μέτωπο

Αντίθετα από τα θερμά μέτωπα, τα ψυχρά δεν εμφανίζουν σημάδια ότι πλησιάζουν!
Η ψυχρή μάζα εισχωρεί βίαια κάτω από τη θερμή, την οποία αναγκάζει να ανέβει απότομα σε ψηλότερα στρώματα.
Καθώς το κρύο μέτωπο περνά, παρατηρείται έξαρση των καιρικών φαινομένων: άνεμοι σε ριπές, απότομη πτώση θερμοκρασίας, δυνατή βροχή (ή και χαλάζι) και κεραυνοί.

Το ψυχρό μέτωπο συμβολίζεται στους μετεωρολογικούς χάρτες ως μια μπλε γραμμή με μπλε τρίγωνα.

Τοπικοί Άνεμοι

Θαλάσσια Αύρα

Θα έχουμε παρατηρήσει το καλοκαίρι, ότι πλησιάζοντας τις ακτές δεχόμαστε από τη μεριά της θάλασσας ένα δροσερό αεράκι.
Πρόκειται για τη θαλάσσια αύρα.

Αυτό συμβαίνει όταν το καυτό έδαφος, θερμαίνει και στέλνει ψηλά τον αέρα, “αντλώντας” με αυτό τον τρόπο τον αρκετά ψυχρότερο θαλασσινό αέρα.

Απόγειος Αύρα

Το αντίστροφο, συμβαίνει όταν πέσει ο ήλιος.
Η διαφορά θερμοκρασίας του ψυχρού αέρα της στεριάς με την όχι και τόσο κρύα επιφάνεια της θάλασσας, δημιουργεί το απαλό αεράκι προς τη θάλασσα.

Η απόγειος αύρα είναι ασθενέστερη από τη θαλάσσια αύρα της ημέρας, επειδή η διαφορά θερμοκρασίας στεριάς – θάλασσας δεν είναι τόσο μεγάλη.

Μελτέμι

Τα βαρομετρικά συστήματα, δημιουργούν τοπικούς, συχνά ισχυρούς ανέμους, στους κυριώτερους οποίους έχουμε αποδώσει ονόματα.

Οι γνωστοί άνεμοι της Μεσογείου είναι ο (ανατολικός) Λεβάντες της Ισπανίας, ο ΒΔ Μιστράλ της Γαλλίας, ο ΒΑ Μπόρα των Βαλκανίων και το δικό μας Μελτέμι, που εμφανίζεται κάθε καλοκαίρι στο Αιγαίο, με την ανατολή του Ήλιου και σβύνει με τη δύση.

Το μελτέμι δημιουργείται, από τη συνάντηση ενός βαρομετρικού υψηλού Y (αντικυκλώνα) των Βαλκανίων και ενός βαρομετρικού χαμηλού X (κυκλώνα) της Τουρκίας (X), παράγοντας βόρειους ισχυρούς ανέμους, από Ιούνιο μέχρι το Σεπτέμβριο.

Με το πρόσωπό μας στραμμένο προς τον άνεμο, έχουμε πάντα στο αριστερό μας χέρι βαρομετρικό υψηλό και στο δεξί μας βαρομετρικό χαμηλό

Παγκόσμια κυκλοφορία ανέμων

Ο θερμός (ανερχόμενος) αέρας του ισημερινού, θα κινηθεί προς τους πόλους, ενώ ο ψυχρός αέρας των πόλων προωθείται προς τον ισημερινό.
Η κίνηση του αέρα θα ήταν “απευθείας” βόρεια ή νότια, αν η γη δεν περιστρεφόταν.

Οι θερμές αέριες μάζες του Ισημερινού, αρχίζουν άνοδο ενώ ταυτόχρονα παρασύρονται προς τα ανατολικά, λόγω της περιστροφής της γης.

Σε ύψος 10-15 km, στρέφουν προς τους πόλους και σε γεωγραφικό πλάτος 30°, αρχίζουν κάθοδο ως ψυχρές και ξηρές αέριες μάζες.

Η πορεία των αερίων μαζών προς τους πόλους, ανακόπτεται ξανά στο γεωγραφικό πλάτος 60°, όταν ως θερμές (και υγρές) αέριες μάζες πια, πραγματοποιούν άνοδο. Με την ίδια λογική των μαζών του Ισημερινού, ένα μέρος συνεχίζει την πορεία προς τους πόλους και το υπόλοιπο στρέφεται προς τον Ισημερινό και στο 30° βυθίζονται ξανά.

Αληγείς άνεμοι

Σε γεωγραφικό πλάτος 30°, ψυχρές αέριες μάζες που προέρχονται από την Ισημερινό, αλλά και από (βόρειο ή νότιο) γεωγραφικό πλάτος 60°, πραγματοποιούν κάθοδο.

Την κατερχόμενη αυτή ψυχρή και ξηρή μάζα αέρα, στρέφει η δύναμη Coriolis, προς τα δυτικά (δεξιόστροφα στο Β. ημισφαίριο – αριστερόστροφα στο Ν. ημισφαίριο). Αυτοί είναι οι “αληγείς άνεμοι“, που πνέουν σχεδόν όλο το χρόνο και κινούνται μεταξύ γεωγραφικού πλάτους 15° και 30° (βορείου και νοτίου ημισφαιρίου).
Είναι ήπιας έντασης (3-4 Bft) και κάποιες φορές μπορούν να προκαλέσουν τυφώνα.

Οι αληγείς άνεμοι (“trade winds στα αγγλικά), βοήθησαν πολύ στο εμπόριο με τα ιστιοφόρα εμπορικά πλοία, όπως ο διάπλους του Ατλαντικού.

Οι άνεμοι αυτοί, που προέρχονται από ξηρές αέριες μάζες, ευθύνονται και για την ύπαρξη των ερήμων Σαχάρα, Αραβική, Καλαχάρι, Αυστραλιανή.

Στις ερήμους αυτές, ελλείψει υδρατμών που θα παγίδευαν τη θερμοκρασία, παρατηρούνται ακραίες θερμοκρασιακές διαφορές ημέρας – νύχτας.

Δυτικοί άνεμοι

Παρόμοιο φαινόμενο παρατηρείται στο γεωγραφικό πλάτος 60°, με τη “συνεργασία” ρευμάτων, αερίων μαζών από τις υποτροπικές ζώνες και πολικών ζωνών. Και εδώ η δύναμη Coriolis γεννάει τους “δυτικούς ανέμους” δίνοντάς τους κατεύθυνση προς τα ανατολικά.

Οι άνεμοι αυτοί κινούνται μεταξύ γεωγραφικού πλάτους 60° και 30°, ενώ μεταφέροντας υγρές αέριες μάζες, δημιουργούν συνθήκες εύκρατου κλίματος (βροχοπτώσεις, δροσερά καλοκαίρια, ήπιους χειμώνες).

Οι δυτικοί άνεμοι συντηρούν τα δάση της Βραζιλίας, της Κεντρικής Αφρικής, Και της Κεντρικής Ασίας (μουσώνες).

Αεροχείμαροι

Αξίζει να σημειωθεί, η ύπαρξη 2 ισχυρών αεροχειμάρων (jet streams), σε κάθε ημισφαίριο, σε ύψη από 8km έως 15km, που κινούνται με ταχύτητες που ξεπερνούν τα 400 χλμ/ώρα και κατεύθυνση προς τα ανατολικά, ο ένας στο γεωγρ. πλάτος 60° και ο άλλος στο γεωγρ. πλάτος 30°, επειδή εκεί υπάρχουν μεγάλες θερμοκρασιακές διαφορές.

Την παγκόσμια κυκλοφορία των ανέμων, εξηγεί με μεγάλη λεπτομέρεια, το ecoweather.com.

ΠΡΟΒΛΕΨΗ ΚΑΙΡΟΥ

Η πρόβλεψη καιρού απασχολούσε ανέκαθεν τον άνθρωπο και στηριζόταν στην παρατήρηση, όπως το ότι ένα επερχόμενο θερμό μέτωπο, προδίδεται από συγκεκριμένα “σημάδια”.

Στις μέρες μας η πρόβλεψη είναι περισσότερο ακριβής, με τη βοήθεια της τεχνολογίας.

Σε επόμενο άρθρο μας θα δούμε πως μπορούμε να προηγηθούμε των καιρικών εξελίξεων.

Μπορείτε να στείλετε ερωτήσεις ήπαρατηρήσεις, στο info@nommes.gr