ΑΡΙΣΟΣΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΗΜΙΟ ΘΕΑΛΟΝΙΚΗ ΥΟΛΗ ΘΕΣΙΚΩΝ ΕΠΙΣΗΜΩΝ ΣΜΗΜΑ ΦΤΙΚΗ

Transcript

1 ΑΡΙΣΟΣΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΗΜΙΟ ΘΕΑΛΟΝΙΚΗ ΥΟΛΗ ΘΕΣΙΚΩΝ ΕΠΙΣΗΜΩΝ ΣΜΗΜΑ ΦΤΙΚΗ <<Τ Π Ο Λ Ο Γ Ι Μ Ο Τ Χ Ο Τ Σ Ρ Ο Π Ο Π Α Τ Η Γ Ι Α Σ Η Ν Π Ε Ρ Ι Ο Φ Η Σ Η Θ Ε Α Λ Ο Ν Ι Κ Η Μ Ε Σ Η Ν Μ Ε Θ Ο Δ Ο Σ Η Ρ Α Δ Ι Ο Β Ο Λ Ι Η Γ Ι Α Σ Α Ε Σ Η > > Π τ υ χ ι α κ ό ε ρ γ α ς ύ α τ η σ Φ ϊ ι δ α. Ι. Μ α ρ ύ ν α σ ΘΕΑΛΟΝΙΚΗ 2010

2 Χάιδα Μαρίνα, Πηυχιακή εργαζία. 2

3 Υπολογιςμόσ ύψουσ τροπόπαυςησ για την περιοχή τησ Θεςςαλονίκησ με την μέθοδο τησ ραδιοβόλιςησ για τα έτη Περιεχόμενα Πρόλογοσ... 4 Abstract... 5 Η α τ μ ό ς φ α ι ρ α τ η σ γ η σ... 6 Φαρακτηριςτικϊ τησ ατμόςφαιρασ... 6 Η δ ι α ύ ρ ε ς η τ η σ α τ μ ό ς φ α ι ρ α σ μ ε κ ρ ι τ ό ρ ι ο τ η ν κ α τ α κ ό ρ υ φ η κ α τ α ν ο μ ό τ η σ θ ε ρ μ ο κ ρ α ς ύ α σ... 9 Σ ρ ο π ό ς φ α ι ρ α Σ ρ ο π ό π α υ ς η Πληθυςμιακό κατϊςταςη και γεωγραφικό θϋςη τησ πόλησ τησ Θεςςαλονύκησ ύ ς τ η μ α ρ α δ ι ο β ό λ ι ς η σ Η διαδικαςύα ραδιοβόλιςησ Ραδιοβολύςεισ ςτην περιοχό τησ Θεςςαλονύκησ για τα ϋτη 2000 και Ε π ε ξ ε ρ γ α ς ύ α τ ω ν δ ε δ ο μ ϋ ν ω ν ς ε δ ι α γ ρ ϊ μ μ α τ α υ ν ο π τ ι κ ϊ Βιβλιογραφύα

4 Χάιδα Μαρίνα, Πηυχιακή εργαζία. Πρόλογοσ την εργαςύα αυτό θα αςχοληθούμε τη μελϋτη του ύψουσ τησ τροπόπαυςησ, πϊνω από την Θεςςαλονύκη με την μϋθοδο τησ ραδιοβόλιςησ για τα ϋτη Η τροπόπαυςη, εντοπύζεται ςτην ανώτερη τροπόςφαιρα και αποτελεύ το διαχωριςτικό ςτρώμα τησ τροπόςφαιρασ και τησ ςτρατόςφαιρασ. Σο κύριο χαρακτηριςτικό τησ, το οπούο το χρηςιμοποιούμε και ωσ κριτόριο για τον προςδιοριςμό του ύψουσ τησ αποτελεύ το γεγονόσ πωσ η θερμοβαθμύδα ελαττώνεται ςτουσ 2 oc/ Km και δεν παρουςιϊζει κατακόρυφη μεταβολό για τα επόμενα δύο χιλιόμετρα. Ο προςδιοριςμόσ του ύψουσ τησ τροπόπαυςησ γύνεται με την μϋθοδο τησ ραδιοβόλιςησ. Η ραδιοβολύδα ωσ επιςτημονικό όργανο χρηςιμοποιεύται για τη ςυλλογό δεδομϋνων ςχετικϊ με τισ καιρικϋσ ςυνθόκεσ που επικρατούν ςτην ανώτερη ατμόςφαιρα. Η θϋςη τησ ραδιοβολύδασ προςδιορύζεται με το ςύςτημα GPS. Όλεσ οι πληροφορύεσ μεταδύδονται και ςυλλϋγονται ςε μια βϊςη δεδομϋνων. Κατϊ την διϊρκεια των ετών 2000 και 2001 ςυλλϋγονταν ςτο μετεωρολογικό ςταθμό του αεροδρομύου Μακεδονύα, καθημερινϊ οι πληροφορύεσ που αποςτϋλλονταν από τα μπαλόνια. Σα δεδομϋνα αυτϊ, επεξεργϊςτηκαν με την χρόςη ενόσ ςτατιςτικού προγρϊμματοσ. την ςυνϋχεια τοποθετόθηκαν ςε διαγρϊμματα, από τα οπούα μελετόθηκε το ύψοσ τησ τροπόπαυςησ. το ςημεύο αυτό θα όθελα να ευχαριςτόςω την κυρύα Σουρπϊλη Κλεαρϋτη για την πολύτιμη βοόθεια τησ και την καθοδόγηςη ϋτςι ώςτε να ολοκληρωθεύ αυτό η πτυχιακό εργαςύα. 4

5 Υπολογιςμόσ ύψουσ τροπόπαυςησ για την περιοχή τησ Θεςςαλονίκησ με την μέθοδο τησ ραδιοβόλιςησ για τα έτη Abstract In this project we will deal with the height of tropopause over Thessaloniki, with the method of radioshot for the years The tropopause appears on the higher troposphere and constitutes the layer of separation of troposphere and stratosphere. The main characteristic, the one we use as criterion for the definition of its height constitutes the fact that the temperature decrease at 20 oc/km and it does not present a vertical change for the next two kilometers. The definition of height of the tropopause becomes with the method of radioshot. Radioshot like scientific equipment is used for the collection of data which has to do with the weather conditions that occur in the higher atmosphere. The position of the radioshot constitutes with the GPS system. All the information is transmitted and collected in data. During at the Macedonia airport weather forecast station information was sent daily via balloons. This data was edited with the use of a static programme. Then it was put in diagrams from which the height of the tropopause was studied. At this point t would like to thank Mrs. Tourpali kleareti for her valuable help and direction so as this project to be done successfully. 5

6 Χάιδα Μαρίνα, Πηυχιακή εργαζία. Η α τ μ ό ς φ α ι ρ α τ η σ γ η σ Χαρακτηριςτικά τησ ατμόςφαιρασ Με τον όρο ατμόςφαιρα εννοούμε το αεριώδεσ τμόμα τησ γησ που την περιβϊλλει και την ακολουθεύ ςτο ςύνολο των κινόςεων τησ. Η γη περιςτρϋφεται γύρω από τον ϊξονα τησ με ςταθερό ταχύτητα. Μαζύ τησ περιςτρϋφεται κ η ατμόςφαιρα, η οπούα περιςτρϋφεται από τα δυτικϊ προσ τα ανατολικϊ. Η ατμόςφαιρα εύναι αόρατη,ϊοςμη και παρουςιϊζει ϋνα πλόθοσ ιδιοτότων που αποτελούν τισ ςυνθόκεσ του ϊμεςου περιβϊλλοντοσ επιβύωςησ των ζωικών και φυςικών οργανιςμών του πλανότη. Εικόνα 1 :Διαχωριςμόσ ατμόςφαιρασ. Η κύνηςη του αϋρα μϋςα ςτην ατμόςφαιρα ονομϊζεται κυκλοφορύα τησ ατμόςφαιρασ και προκαλεύται από τη μεγϊλη διαφορϊ θερμοκραςύασ μεταξύ τροπικών και πολικών περιοχών, επηρεαζόμενη από την περιςτροφό τησ γησ. Η ατμόςφαιρα, εύναι εκεύνη, που ςυγκρατεύ την υπεριώδη ακτινοβολύα μικρού μόκουσ κύματοσ, μϋροσ από τη κοςμικό ακτινοβολύα, εύναι εκεύνη που προκαλεύ τουσ χρωματιςμούσ του ουρανού και των νεφών, ενώ ςυγχρόνωσ αποτελεύ το μϋςον ςτη διϊδοςη του όχου, αλλϊ και ςτη διϊδοςη του φωτόσ. Φωρύσ αυτό, ο Ουρανόσ θα όταν ςκοτεινόσ, ενώ ςτη ςκιϊ θα επικρατούςε πλόρεσ ςκότοσ και οι αςτϋρεσ θα ϋλαμπαν με ςταθερό φωσ νύκτα και μϋρα. Επύςησ η διϊθλαςη που ςυντελεύ ςτο φαινόμενο τα ουρϊνια ςώματα 6

7 Υπολογιςμόσ ύψουσ τροπόπαυςησ για την περιοχή τησ Θεςςαλονίκησ με την μέθοδο τησ ραδιοβόλιςησ για τα έτη να φαύνονται υπερυψωμϋνα δεν θα υπόρχε αλλϊ και ούτε αντικατοπτριςμόσ θα δημιουργούταν. Σο ύψοσ μϋχρι του οπούου εκτεύνεται η ατμόςφαιρα τησ γησ δεν εύναι ακριβώσ γνωςτό, αλλϊ και δεν εύναι εύκολο να υπολογιςτεύ. Αυτό οφεύλεται ςτο γεγονόσ ότι τα ανώτερα τμόματα τησ ατμόςφαιρασ εύναι τόςο αραιϊ, ώςτε εύναι δύςκολο να καθοριςτούν τα όρια ανϊμεςα ςτην γόινη ατμόςφαιρα και ςτον ενδοπλανητικό χώρο, ο οπούοσ δεν εύναι απόλυτα κενόσ από υλικϊ ςωματύδια. Η θερμοκραςύα τησ ατμόςφαιρασ αποτελεύ την κυριότερη μετεωρολογικό παρϊμετρο. Πηγό θερμότητασ για την ατμόςφαιρα τησ γησ εύναι κυρύωσ η ηλιακό ακτινοβολύα η οπούα ρυθμύζει ϊμεςα η ϋμμεςα την θερμοκραςύα τησ ατμόςφαιρασ κυρύωσ των κατώτερων ςτρωμϊτων. Άμεςα με την απορρόφηςη τησ ακτινοβολύασ από την ατμόςφαιρα και ϋμμεςα με την εκπεμπόμενη από την επιφϊνεια του εδϊφουσ υπϋρυθρη ακτινοβολύα και την απορρόφηςη τησ από τα κατώτερα ςτρώματα τησ ατμόςφαιρασ. Η θερμοκραςύα παρουςιϊζει μεταβολϋσ κατϊ τη διϊρκεια τησ μϋρασ, του ϋτουσ, γεωγραφικϊ, ςτην επιφϊνεια τησ γησ αλλϊ και κατακόρυφα. Επύςησ, η θερμοκραςύα τησ ατμοςφαιρικόσ μϊζασ δεν παρουςιϊζει ομοιόμορφη κατανομό. Η ςτιγμιαύα κατανομό τησ, λόγω διαφόρων παραγόντων, μεταβϊλλεται ςυνεχώσ. Οριςμϋνεσ από αυτϋσ εύναι περιοδικϋσ,ενώ ϊλλεσ τυχαύεσ. Η οριζόντια κατανομό τησ θερμοκραςύασ περιγρϊφεται με τη βοόθεια των ιςόθερμων καμπυλών εύτε ςτο επύπεδο τησ θϊλαςςασ, εύτε ςε οποιαδόποτε ϊλλο επύπεδο μϋςα ςτην ατμόςφαιρα. Επομϋνωσ ςε κϊθε ςημεύο του πεδύου τησ ατμόςφαιρασ θα υπϊρχει και η αντύςτοιχη κλύςη τησ, που περιγρϊφεται από τη ςχϋςη: T T T T i j k x y z Σο αντύθετο τησ κλύςησ διϊνυςμα, ςτη μετεωρολογύα, ονομϊζεται θερμοβαθμύδα. Η κατακόρυφη θερμοβαθμύδα (Γ) ορύζεται ςαν ο ρυθμόσ μεύωςησ τησ θερμοκραςύασ με το ύψοσ και δύνεται από τη ςχϋςη: Γ=-ΔΣ/ΔΖ Η κατακόρυφη θερμοβαθμύδα αποτελεύ ςτοιχεύο όχι μόνο περιγραφόσ τησ κατακόρυφησ κατανομόσ τησ θερμοκραςύασ μϋςα ςτην ατμόςφαιρα,αλλϊ 7

8 Χάιδα Μαρίνα, Πηυχιακή εργαζία. ςε οριςμϋνεσ περιπτώςεισ ςημαντικό διαγνωςτικό μϋγεθοσ για το εύδοσ τησ ιςορροπύασ που επικρατεύ μϋςα ςε αυτόν. Όπωσ εύναι γνωςτό η θερμοκραςύα μειώνεται με την αύξηςη του ύψουσ, θα μπορούςαμε να πούμε ότι η τιμό τησ μειώνεται κατϊ 0,6 o C ανϊ 100 μϋτρα. τη μϋςη και ανώτερη ατμόςφαιρα, η γεωγραφικό και εποχιακό μεταβολό τησ κατανομόσ τησ θερμοκραςύασ, ςτα διϊφορα ύψη, εξηγεύται από τισ αντύςτοιχεσ μεταβολϋσ ςτη θϋρμανςη του ςτρώματοσ του όζοντοσ από την απορρόφηςη τησ ηλιακόσ ακτινοβολύασ. Οι μϋγιςτεσ θερμοκραςύεσ ςτην ςτρατόςφαιρα εμφανύζονται το καλοκαύρι ςτη περιοχό τησ πολικόσ ςτρατόπαυςησ όπου η ηλιακό ακτινοβολύα διαρκεύ ςχεδόν όλο το εικοςιτετρϊωρο, ενώ αντιθϋτωσ οι ελϊχιςτεσ θερμοκραςύεσ παρατηρούνται πϊνω από τισ πολικϋσ περιοχϋσ το χειμώνα, όταν απουςιϊζει η ηλιακό ακτινοβολύα. Σο αντύςτροφο ςυμβαύνει ςτη μεςόςφαιρα όπου παρατηρεύται αύξηςη τησ θερμοκραςύασ από την πολικό περιοχό τησ μεςόςφαιρασ ςτο θερινό ημιςφαύριο με αποτϋλεςμα η πολικό μεςόςφαιρα να εύναι πολύ ψυχρότερη το καλοκαύρι από ότι το χειμώνα. Σα αύτια οφεύλονται ςτην ατμοςφαιρικό κυκλοφορύα όπου η τροπόςφαιρα και η κατώτερη ςτρατόςφαιρα, μεταφϋρουν θερμότητα από τον ιςημερινό προσ τουσ πόλουσ ενώ η ανώτερη ςτρατόςφαιρα και η μεςόςφαιρα μεταφϋρει τη θερμότητα από τα μεγϊλα πλϊτη του θερινού ημιςφαιρύου προσ τα μεγϊλα πλϊτη του χειμερινού ημιςφαιρύου κατϊ τα ηλιοςτϊςια και από τον ιςημερινό προσ τουσ πόλουσ κατϊ τισ ιςημερύεσ. Ο ατμοςφαιρικόσ αϋρασ αποτελεύ μύγμα πολλών αερύων, με το μεγαλύτερο ποςοςτό ςε όγκο να κατϋχει το ϊζωτο (78%) και το οξυγόνο (21%). Εκτόσ αυτών υπϊρχει το διοξεύδιο του ϊνθρακοσ, ευγενό αϋρια, ύχνη υδρογόνου, όζοντοσ κλπ. την ατμόςφαιρα επύςησ αιωρούνται ςχεδόν πϊντοτε και μόρια κονιορτού, καπνού, ϊλατοσ (από τα ςταγονύδια των κυμϊτων) κλπ., καθώσ και μεγϊλη επύςησ ποςότητα υδρατμών που προϋρχεται από την εξϊτμιςη θαλαςςών, λιμνών κλπ. Σο ποςό των υδρατμών αυτών μεταβϊλλεται ςυνεχώσ, αφού αυξϊνει με την εξϊτμιςη και ελαττώνεται με τη πτώςη ό εναπόθεςη ωσ βροχό ό ϊλλων μορφών υετού ςτην επιφϊνεια τησ Γησ. 8

9 Υπολογιςμόσ ύψουσ τροπόπαυςησ για την περιοχή τησ Θεςςαλονίκησ με την μέθοδο τησ ραδιοβόλιςησ για τα έτη Η δ ι α ύ ρ ε ς η τ η σ α τ μ ό ς φ α ι ρ α σ μ ε κ ρ ι τ ό ρ ι ο τ η ν κ α τ α κ ό ρ υ φ η κ α τ α ν ο μ ό τ η σ θ ε ρ μ ο κ ρ α ς ύ α σ Η κατακόρυφη κατανομό τησ θερμοκραςύασ τησ ατμόςφαιρασ δεν ακολουθεύ τον ύδιο νόμο μεταβολόσ ςε όλο τησ το ύψοσ. Τπϊρχουν οριςμϋνα ατμοςφαιρικϊ ςτρώματα ςτα οπούα η θερμοκραςύα αυξϊνει με το ύψοσ, ενώ ςε ϊλλα η θερμοκραςύα μειώνεται. Με κριτόριο λοιπόν τη μεταβολό τησ θερμοκραςύασ με το ύψοσ μπορούμε να διακρύνουμε την ατμόςφαιρα ςε πϋντε ςτρώματα : την Σροπόςφαιρα, τη τρατόςφαιρα, τη Μεςόςφαιρα, τη Θερμόςφαιρα και την Εξώςφαιρα. Η ςειρϊ με την οπούα αναφϋρθηκαν εύναι και η ςειρϊ με την οπούα διατϊςςονται τα ςτρώματα αυτϊ από πϊνω από την επιφϊνεια του εδϊφουσ. Οι επιφϊνειεσ που διαχωρύζουν τα ςτρώματα αυτϊ εύναι ςτην πραγματικότητα μεταβατικϋσ ζώνεσ αρκετού πϊχουσ και ονομϊζονται παύςεισ. Οι μεταβατικϋσ ζώνεσ αυτϋσ εύναι : Τροπόπαυςη Στρατόπαυςη Μεςόπαυςη Θερμόπαυςη Εύναι ςημαντικό να επιςημϊνουμε ότι το χαρακτηριςτικό των παύςεων εύναι η ςταθερό θερμοκραςύα. 9

10 Χάιδα Μαρίνα, Πηυχιακή εργαζία. Εικόνα 2 : Σα ατμοςφαιρικϊ ςτρώματα με βϊςη την κατανομό τησ θερμοκραςύασ τησ ατμόςφαιρασ. Τροπόςφαιρα: Σο κατώτερο ςτρώμα, το πιο κοντινό ςτη γη που χαρακτηρύζεται από μεύωςη τησ θερμοκραςύασ με το ύψοσ και εκτεύνεται από την επιφϊνεια τησ γησ ϋωσ την τροπόπαυςη. τρατόςφαιρα: Εκτεύνεται από την τροπόπαυςη ϋωσ την ςτρατόπαυςη ςε ύψοσ περύπου Km. ε αυτό το ατμοςφαιρικό ςτρώμα, η θερμοκραςύα αυξϊνεται με το ύψοσ. Μεςόςφαιρα: Εκτεύνεται από την ςτρατόπαυςη ϋωσ την μεςόπαυςη που βρύςκεται ςτο ύψοσ περύπου των Km. ε αυτό το ατμοςφαιρικό ςτρώμα, η θερμοκραςύα μειώνεται με το ύψοσ ϋωσ την μεςόπαυςη, η οπούα εύναι το ψυχρότερο ςημεύο τησ γόινησ ατμόςφαιρασ. το ύψοσ αυτό η θερμοκραςύα εύναι περύ τουσ -100 o C Θερμόςφαιρα: Σο ατμοςφαιρικό ςτρώμα πϊνω από τη Μεςόςφαιρα το οπούο χαρακτηρύζεται από υψηλϋσ θερμοκραςύεσ. τα μϋςη γεωγραφικϊ πλϊτη, ςτο ελϊχιςτο των κηλύδων, η μϋςη θερμοκραςύα εύναι περύ τουσ 750 o C, ενώ διπλαςιϊζεται ςτο μϋγιςτο των ηλιακών κηλύδων. Αυτό παρατηρεύται λόγω τησ απορρόφηςησ τησ υπεριώδουσ περιοχόσ του ηλιακού φϊςματοσ από το μοριακό οξυγόνο και το ϊζωτο. 10

11 Υπολογιςμόσ ύψουσ τροπόπαυςησ για την περιοχή τησ Θεςςαλονίκησ με την μέθοδο τησ ραδιοβόλιςησ για τα έτη Εξώςφαιρα: Σο τελευταύο ιςόθερμο ςτρώμα τησ ατμόςφαιρασ που βρύςκεται περϊ από τη θερμόςφαιρα και χϊνεται ςτο κοςμικό διϊςτημα. Σ ρ ο π ό ς φ α ι ρ α Σο ύψοσ μϋχρι το οπούο εκτεύνεται η Σροπόςφαιρα δεν εύναι ςταθερό και εξαρτϊται από το γεωγραφικό πλϊτοσ. τισ τροπικϋσ περιοχϋσ, το ύψοσ αυτό κυμαύνεται μεταξύ 16 και 17 km, ςτισ εύκρατεσ περιοχϋσ μεταξύ 11 και 12 km, ενώ ςτισ πολικϋσ περιοχϋσ μεταξύ 7 και 8. Οι διακυμϊνςεισ αυτϋσ οφεύλονται ςε φαινόμενα που ςχετύζονται με τισ εποχϋσ καθώσ και ςτην παρουςύα βαρομετρικών ςυςτημϊτων. Επύςησ αξύζει να ςημειωθεύ ότι το ύψοσ τησ δεν εύναι το ύδιο όλεσ τισ εποχϋσ του ϋτουσ αλλϊ χαρακτηρύζεται υψηλότερο κατϊ τη διϊρκεια του καλοκαιριού και χαμηλότερο κατϊ τη διϊρκεια του χειμώνα. Με βϊςη τα ύψη αυτϊ προκύπτει ότι περιϋχει τα ¾ τησ όλησ μϊζασ του ατμοςφαιρικού αϋρα και το ςύνολο ςχεδόν του νερού τησ ατμόςφαιρασ τη περιοχό αυτό τησ ατμόςφαιρασ παρατηρεύται γενικϊ μια ςυνεχόσ μεύωςη τησ θερμοκραςύασ με το ύψοσ, με ϋνα μϋςο ρυθμό, τησ τϊξησ των 6.5 βαθμούσ Κελςύου ανϊ 1000 m (6.5 o C/1000m). Η μεύωςη αυτό εύναι αποτϋλεςμα του ενεργειακού ελλεύμματοσ που παρουςιϊζει η τροπόςφαιρα. Η ακτινοβολύα που εκπϋμπει η ατμόςφαιρα ςτο ςτρώμα αυτό εύναι μεγαλύτερη από την ενϋργεια που απορροφϊται ό μεταφϋρεται ςτα διϊφορα ςημεύα τησ. Αποτϋλεςμα αυτού εύναι το ενεργειακό ϋλλειμμα να αυξϊνεται με το ύψοσ. Η μεύωςη αυτό εύναι ανεξϊρτητη του χρόνου και του τόπου και δεν εύναι διόλου ςταθερό. Μϊλιςτα ςε κϊποιεσ περιπτώςεισ η θερμοκραςύα αντύ να μειώνεται αυξϊνεται εντόσ ςτρωμϊτων θερμικόσ αναςτροφόσ. Ένα τϋτοιο ατμοςφαιρικό ςτρώμα ονομϊζεται ςτρώμα θερμοκραςιακόσ αναςτροφόσ. την τροπόςφαιρα μπορούμε να πούμε επύςησ ότι ςυμβαύνει το ςύνολο των μετεωρολογικών φαινομϋνων. Πηγό ενϋργειασ για τη θϋρμανςη τησ τροπόςφαιρασ εύναι η γόινη ακτινοβολύα και ϋτςι εξηγεύται η μεύωςη τησ θερμοκραςύασ με το ύψοσ. 11

12 Χάιδα Μαρίνα, Πηυχιακή εργαζία. Τα χαρα κτηριςτικά τησ τροπόςφαιρασ είναι : i. υνεχόσ και ομοιόμορφη ςχεδόν πτώςη τησ θερμοκραςύασ του αϋρα με το ύψοσ. Ο ρυθμόσ πτώςησ τησ θερμοκραςύασ εύναι περύπου 6,5 oc/ Km ii. Η ταχύτητα του ανϋμου αυξϊνεται με το ύψοσ. Η μϋγιςτη ταχύτητα παρατηρεύται ςτα ανώτερα όρια τησ τροπόςφαιρασ. iii. Σο ςύνολο ςχεδόν του νερού και ςτισ τρεύσ φϊςησ του (ςτερεό, υγρό και αϋρια) βρύςκεται ςτην τροπόςφαιρα με τη μεγαλύτερη ςυγκϋντρωςη να ςημειώνεται ςτα κατώτερα ςτρώματα τησ. iv. Σο ςύνολο των καιρικών φαινομϋνων παρατηρεύται και εκδηλώνεται μϋςα ςτην τροπόςφαιρα. Σ ρ ο π ό π α υ ς η Εικόνα 3: τροπόπαυςη χϊρτησ θερμοκραςύασ (απεικόνιςη τησ δυναμικόσ θερμοκραςύασ) 12

13 Υπολογιςμόσ ύψουσ τροπόπαυςησ για την περιοχή τησ Θεςςαλονίκησ με την μέθοδο τησ ραδιοβόλιςησ για τα έτη Η ανακϊλυψη τησ τροπόπαυςησ όταν ϋνα από τα πιο ςημαντικϊ βόματα ςτην επιςτόμη τησ ατμόςφαιρασ τον 19 ου αιώνα. Κϊθε επιτυχημϋνη ραδιοβόλιςη, ϋδειχνε την μεύωςη τησ θερμοκραςύασ με το ύψοσ ωσ ϋνα ςημεύο και μετϊ ακολουθούςε ϋνα ςτρώμα ατμόςφαιρασ ςτο όποιο, η θερμοκραςύα παρϋμενε ςταθερό. Αρχικϊ το φαινόμενο, το οπούο και προκϊλεςε την περιϋργεια των επιςτημόνων ονομϊςτηκε ανώτερο αναςτροφό εξαιτύασ των μϋχρι τότε γνωςτών ανακαλύψεων εκεύνησ τησ εποχόσ. Η ανακϊλυψη αυτό τρϊβηξε το ενδιαφϋρον και αφού διερευνόθηκε αρκετϊ, τησ δόθηκε η ονομαςύα τροπόπαυςη. Θα όταν καλό να αναφερθεύ πωσ η προϋλευςη τησ λϋξεισ τροπόπαυςη εύναι ελληνικό (τρόποσ=turn). To 1918 εμφανύςτηκε ωσ όροσ ςτο μετεωρολογικό ειδικό λεξικό. Έπειτα ο όροσ τροπόπαυςη εμφανιζόταν ςε όλο και περιςςότερα επιςτημονικϊ περιοδικϊ παγκοςμύωσ. Μελετώντασ ςυνεχώσ την τροπόπαυςη οι επιςτόμονεσ, βρϋθηκαν μπροςτϊ ςτο πρόβλημα τησ οριοθϋτηςησ τησ. Αργότερα, το 1957 μετϊ από πολλϊ πειρϊματα ο επιςτημονικόσ χώροσ όταν ϋτοιμοσ πια να δώςει ϋνα ξεκϊθαρο οριςμό τησ τροπόπαυςησ, τον οπούο χρηςιμοποιούμε μϋχρι ςόμερα. την κορυφό τησ ανώτερησ τροπόςφαιρασ εντοπύζεται λοιπόν η τροπόπαυςη, η οπούα εύναι το διαχωριςτικό όριο μεταξύ τροπόςφαιρασ και ςτρατόςφαιρασ. Κατϊ ςύμβαςη, η «πρώτη Σροπόπαυςη»ορύζεται ωσ το κατώτερο επύπεδο ςτο οπούο η θερμοβαθμύδα ελαττώνεται ςτουσ 2 o C/ Km ό λιγότερο, με την προώπόθεςη η μϋςη θερμοβαθμύδα μεταξύ του επιπϋδου αυτού και των ανωτϋρων επιπϋδων μϋςα ςτα επόμενα 2 Km να μην υπερβαύνει τουσ 2 o C/ Km. Σο κύριο χαρακτηριςτικό τησ αποτελεύ το γεγονόσ ότι μϋςα ςε αυτόν δε παρουςιϊζεται κατακόρυφη μεταβολό τησ θερμοκραςύασ. Αυτό αποτελεύ και το κριτόριο για τον προςδιοριςμό του ύψουσ τησ τροπόπαυςησ και κατϊ ςυνϋπεια του πϊχουσ τησ. Παρατηρούμε λοιπόν, ότι η ζώνη τησ τροπόπαυςησ δεν εύναι ςυνεχόσ και δεν παρουςιϊζει παντού το ύδιο ύψοσ. Σο ύψοσ τησ μεταβϊλλεται καθημερινϊ χωρύσ ςυγκεκριμϋνο κανόνα. Η μεύωςη όμωσ του ύψουσ τησ με την μεύωςη του γεωγραφικού πλϊτουσ εύναι κανόνασ. τον ιςημερινό φτϊνει τα Km και ςτουσ πόλουσ τα 8 9 Km. 13

14 Χάιδα Μαρίνα, Πηυχιακή εργαζία. Η τροπόπαυςη ςτα μϋςα γεωγραφικϊ πλϊτη παρουςιϊζει αςυνϋχεια, με αποτϋλεςμα το μεταβατικό αυτό ςτρώμα να διαιρεύται ςε Σροπικό και Πολικό Σροπόπαυςη. Εικόνα 4: Απεικόνιςησ τησ υψηλόσ τροπικόσ και χαμηλόσ πολικόσ τροπόπαυςησ. Η Σροπικό Σροπόπαυςη εκτεύνεται μεταξύ των γεωγραφικών παραλλόλων 40 ºΝ και 40 ºS. το υπόλοιπο τμόμα μϋχρι και του πόλουσ εκτεύνεται η Πολικό Σροπόπαυςη. Έχει παρατηρηθεύ ότι η Σροπικό Σροπόπαυςη επεκτεύνεται και πϋρα των 40º με αποτϋλεςμα αυτϊ τα τμόματα τησ να επικαλύπτονται ςε ϋνα πλϊτοσ 5º-10º. Αυτό ςημαύνει ότι ςτα μϋςα γεωγραφικϊ πλϊτη μπορεύ να παρουςιαςτούν δύο τροποπαύςεισ, η μια πϊνω ςτην ϊλλη και ςε κατακόρυφη απόςταςη μεταξύ τουσ περύ τα 2,5 με 5 Km. Η απόςταςη αυτό μεγιςτοποιεύται ςτη διϊρκεια του ψυχρού τριμόνου και ελαχιςτοποιεύται κατϊ το θερινό τρύμηνο. Οριςμϋνοι ερευνητϋσ δϋχονται, ότι ςτα μϋςα γεωγραφικϊ πλϊτη μπορεύ να διακρύνει κανεύσ και την Σροπόπαυςη των μϋςων γεωγραφικών πλατών, με πολύπλοκη δομό, και με πολλϋσ αναδιπλώςεισ. Οι τιμϋσ θερμοκραςύασ που παρατηρούνται ςτη Σροπόπαυςη κυμαύνονται μεταξύ -70 o C και -80 o C πϊνω από τον ιςημερινό και μεταξύ -55 o C και -60 oc ςτα μϋςα και μεγϊλα γεωγραφικϊ πλϊτη. Άρα ςυμπεραύνουμε ότι το ψυχρότερο μϋροσ τησ Σροπόπαυςησ βρύςκεται πϊνω από το θερμότερο τμόμα τησ επιφϊνειασ τησ γησ. 14

15 Υπολογιςμόσ ύψουσ τροπόπαυςησ για την περιοχή τησ Θεςςαλονίκησ με την μέθοδο τησ ραδιοβόλιςησ για τα έτη Πληθυςμιακό κατϊςταςη και γεωγραφικό θϋςη τησ πόλησ τησ Θεςςαλονύκησ. Εικόνα 5: Η περιοχό τησ Θεςςαλονύκησ. Η Θεςςαλονύκη εύναι η δεύτερη πόλη τησ Ελλϊδασ με πληθυςμό που αγγύζει το κατούκουσ, οι μιςού εκ των οπούων κατοικούν ςτο κϋντρο τησ. Σο γεωγραφικό τησ μόκοσ εύναι 22 o 58 1 ενώ το γεωγραφικό τησ πλϊτοσ 40 o Η πόλη τησ Θεςςαλονύκησ εύναι κτιςμϋνη κατϊ μόκοσ των ακτών του κόλπου του Θερμαώκού και ϋχει τοξοειδϋσ ςχόμα. Κυκλώνεται τόςο από τα ανατολικϊ όςο και από τα βόρεια, από λόφουσ ύψουσ περύπου 300μ. Ανατολικϊ τησ υψώνεται το βουνό Φορτιϊτησ το ύψοσ του οπούου φτϊνει τα 1300μ, ενώ ςτα δυτικϊ τησ εκβϊλουν οι ποταμού Αξιόσ και Γαλλικόσ. Οι κατοικημϋνεσ περιοχϋσ εκτεύνονται κατϊ μόκοσ 12χλμ και πλϊτοσ 3χλμ ςτην ανατολικό πλευρϊ του Θερμαώκού κόλπου. 15

16 Χάιδα Μαρίνα, Πηυχιακή εργαζία. ύ ς τ η μ α ρ α δ ι ο β ό λ ι ς η σ Εικόνα 6:Προετοιμαςύα ραδιοβόλιςησ. Η ραδιοβολύδα εύναι ϋνα επιςτημονικό όργανο που χρηςιμοποιεύται για την ςυλλογό δεδομϋνων ςχετικϊ με την ατμοςφαιρικϋσ καιρικϋσ ςυνθόκεσ. Σα δεδομϋνα αυτϊ χρηςιμοποιούνται ςτην πρόγνωςη καιρού, καθώσ και για την παρακολούθηςη των γενικών καιρικών τϊςεων. Σο πρώτο μετεωρολογικό μπαλόνι εύχε πετϊξει ςτη Γϊλλια το Σα μετεωρολογικϊ αυτϊ μπαλόνια πετούςαν ςε αρκετϊ μεγϊλο ύψοσ που ϊγγιζε τα χιλιϊδεσ πόδια. Ήταν ικανϊ να καταγρϊψουν αρκετϊ ςτοιχεύα όπωσ η θερμοκραςύα, η βαρομετρικό πύεςη και η υγραςύα. Αρχικϊ το μπαλόνι όταν φτιαγμϋνο από κερόχαρτο ό απλό χαρτύ και το φούςκωναν με αϋρια όπωσ εύναι το υδρογόνο, το όλιο, το μεθϊνιο και η αμμωνύα. Σα ελευθϋρωναν μόνο κϊτω από καλϋσ καιρικϋσ ςυνθόκεσ και μόνο κατϊ τη διϊρκεια τησ ημϋρασ. 16

17 Υπολογιςμόσ ύψουσ τροπόπαυςησ για την περιοχή τησ Θεςςαλονίκησ με την μέθοδο τησ ραδιοβόλιςησ για τα έτη Οι μετεωρολόγοι εκεύνησ τησ εποχόσ, περύμεναν να κατϋβει το μπαλόνι ςτη επιφϊνεια τησ γησ για να πϊρουν τισ καταγεγραμμϋνεσ πληροφορύεσ. Τπόρχαν οριςμϋνεσ περιπτώςεισ όπου τα μπαλόνια δεν μπορούςαν να βρεθούν και οι επιςτόμονεσ ϋβγαζαν ανακοινώςεισ ςτα ΜΜΕ τησ εποχόσ, όπου ζητούςαν, ςε οπούον τα ϋχει βρει να τα επιςτρϋψει ϋναντι αμοιβόσ. Αυτό όταν το λεγόμενο πρόβλημα των παραςυρόμενων μπαλονιών. Πολλϋσ φορϋσ τα μπαλόνια παραςύρονταν από τον ϊνεμο, ό ακόμη καταςτρϋφονταν από τον όλιο, το αποτϋλεςμα αυτών όλων όταν να χϊνονται όλεσ οι μετεωρολογικϋσ πληροφορύεσ. Σην απϊντηςη ςε αυτό το πρόβλημα την ϋδωςε ο γερμανόσ μετεωρολόγοσ Richard Assmann. Ειςόγαγε κλειςτϊ ελαςτικϊ μπαλόνια, τα οπούα όταν ϋφταναν ςτο μεγϊλο υψηλότερο ϋςκαγαν. Σην ςτιγμό εκεύνη ενεργοποιούταν το αλεξύπτωτο με το οπούο όταν ςυνδεδεμϋνο και ϋτςι ϋφταναν ςτην επιφϊνεια τησ γησ χωρύσ να χαθούν τα δεδομϋνα που εύχαν καταγραφεύ. Ση δεκαετύα του 1930 οι μετεωρολόγοι όταν ςε θϋςη να λαμβϊνουν ςυνεχώσ πληροφορύεσ από τα ατμοςφαιρικϊ μπαλόνια, καθώσ ϊρχιςε να αναπτύςςεται η μϋθοδοσ τησ ραδιοβόλιςησ. Πολλού οργανιςμού ςε όλο τον κόςμο απελευθερώνουν μπαλόνια ςε καθημερινό βϊςη ώςτε να ςυλλϋγονται ςημαντικϋσ πληροφορύεσ για την επιςτημονικό κοινότητα. Η ραδιοβολύδα περιϋχει. αιςθητόρεσ και εύναι ςυνδεδεμϋνη με ϋνα μπαλόνι, που περιϋχει όλιο ό ςπανιότερα υδρογόνο, με τη βοόθεια του οπούου μπορεύ να ανυψώνεται. Καθώσ το μπαλόνι ανυψώνεται θα ςυλλϋγει πληροφορύεσ ςχετικϊ με τη θερμοκραςύα, την ατμοςφαιρικό πύεςη και υγραςύα του αϋρα. Σο υψόμετρο ςτο οπούο βρύςκεται το μπαλόνι μπορεύ κϊθε φορϊ να προςδιορύζεται με τη χρόςη δορυφορικού ςυςτόματοσ εντοπιςμού (GPS). Η πύεςη μετρϊται με την βοόθεια ενόσ ανεροειδούσ βαρομϋτρου (κϊψουλασ κενού) ό ενόσ χωρικού αιςθητόρα που παρουςιϊζει εμβϋλεια από 1060 hpa ϋωσ 3hpa, ενώ η θερμοκραςύα προςδιορύζεται μϋςω ενόσ ραβδωτού ό ςφαιρικού θερμύςτορα με εμβϋλεια καταμϋτρηςησ από +60 ο C ϋωσ -90 ο C. Σα περιςςότερα ςυςτόματα ραδιοβόλιςησ που κυκλοφορούν ςτο εμπόριο, χρηςιμοποιούν για τη μϋτρηςη τησ ςχετικόσ υγραςύασ εύτε ϋναν υγρύςτορα ϊνθρακοσ εύτε ϋναν χωρικό αιςθητόρα, ο οπούοσ ϋχει ακρύβεια 17

18 Χάιδα Μαρίνα, Πηυχιακή εργαζία. καταμϋτρηςησ από 0 ϋωσ 100 % RH. Οι αιςθητόρεσ αυτού αερύζονται καθώσ το μπαλόνι υψώνεται. Οι αιςθητόρεσ θερμότητασ ςυνόθωσ εύναι καλυμμϋνοι ώςτε να ελαττώνονται οι θερμικϋσ επιρροϋσ από την ακτινοβολύα. Σο ύδιο ςυμβαύνει και με τουσ αιςθητόρεσ υγραςύασ που ςυνόθωσ αποθηκεύονται ςε κϊποιο ςημεύο τησ ραδιοβολύδασ που ϋχει καλό αεριςμό και προςταςύα από την ηλιακό ακτινοβολύα. Η οριζόντια ταχύτητα και διεύθυνςη του ανϋμου υπολογύζονται καθώσ η ραδιοβολύδα ανυψώνεται, αυτό γύνεται βϊςη τησ θϋςησ που κατϋχει ςτον αϋρα, τη ςυγκεκριμϋνη χρονικό ςτιγμό και τησ θϋςησ που κατεύχε όταν βριςκόταν ςτην επιφϊνεια τησ γησ. Η θϋςη τησ ραδιοβολύδασ προςδιοριζόμενη ςε ςυνϊρτηςη με το χρόνο και το υψόμετρο, δύνει την μϋςη οριζόντια ταχύτητα του ανϋμου ςε ϋνα ςυγκεκριμϋνο ύψοσ καθώσ και την διεύθυνςη του. Η θϋςη τησ ραδιοβολύδασ προςδιορύζεται εύτε με τη βοόθεια μεθόδων ραδιοδιευθϋτηςησ εύτε με τη βοόθεια ενόσ δικτύου ραδιοπλεύςεωσ. Η ςυνηθϋςτερη όμωσ, μϋθοδοσ και η πιο αναπτυςςόμενη, εύναι το ςύςτημα GPS. Σο ςύςτημα GPS εύναι ϋνα δορυφορικό ςύςτημα, το οπούο καταςκευϊςτηκε με ςκοπό τον εντοπιςμό δορυφορικών ςημϊτων και τον υπολογιςμό τησ ταχύτητασ με την οπούα κινούνται. Η διαδικαςύα εντοπιςμού γύνεται μϋςω ενόσ δϋκτη GPS που λαμβϊνει και επεξεργϊζεται τα ςόματα από τουσ αντύςτοιχουσ πομπούσ GPS. την περύπτωςη των ραδιοβολύςεων χρηςιμοποιεύται ςυνόθωσ ϋνα ςύςτημα GPS των δϋκα καναλιών. Μια ραδιοβολύδα περιλαμβϊνει ηλεκτρονικϊ ςυςτόματα που καθορύζουν τον ρυθμό λόψεωσ μϋτρηςησ. Σισ περιςςότερεσ φόρεσ η ραδιοβολύδα ρυθμύζεται ϋτςι ώςτε να λαμβϊνει μια μϋτρηςη κϊθε δύο δευτερόλεπτα. Οι πληροφορύεσ μεταδύδονται από τη ραδιοβολύδα ςε μια βϊςη πληροφοριών που βρύςκονται ςτην επιφϊνεια τησ γησ. Η τροφοδοςύα τησ δε με ενϋργεια, γύνεται μϋςω μικρών μπαταριών εύτε ξηρόσ εύτε υγρόσ κυψϋλησ. Σα περιςςότερα ςυςτόματα που κυκλοφορούν ςτο εμπόριο δουλεύουν ςτα 404 MHz ό ςτα 1680 MHz. Σο ςύςτημα ςυγκϋντρωςησ των δεδομϋνων ςτη γη, καθώσ λαμβϊνει μια πληροφορύα από την ραδιοβολύδα, την επεξεργαςύα ωσ εξόσ: προςδιορύζει πρώτα το υψόμετρο του μπαλονιού και ϋπειτα υπολογύζει την ταχύτητα και την διεύθυνςη του ανϋμου, βαςιζόμενο ςτισ πληροφορύεσ που αφορούν τη θϋςη του μπαλονιού, καθώσ αυτό παραςύρεται από τον ϊνεμο. 18

19 Υπολογιςμόσ ύψουσ τροπόπαυςησ για την περιοχή τησ Θεςςαλονίκησ με την μέθοδο τησ ραδιοβόλιςησ για τα έτη Γενικϊ οι διατϊξεισ τησ ραδιοβολύδασ εύναι ςχετικϊ μικρϋσ ςε μϋγεθοσ και το βϊροσ τουσ υπολογύζεται ςτισ μερικϋσ εκατοντϊδεσ γραμμϊρια επύςησ εύναι ςχετικϊ εύκολεσ ςτη χρόςη. Σο μετεωρολογικό μπαλόνι ςκϊει ςε κϊποιο ύψοσ και η ραδιοβολύδα πϋφτει ςτο ϋδαφοσ. Αυτό γύνεται ςυνόθωσ ςτα 30 Km από την επιφϊνεια τησ γησ. Για να μην καταςτραφεύ από την πτώςη τησ επιβραδύνεται ςυνόθωσ με τη βοόθεια ενόσ αλεξύπτωτου, ςε μερικϋσ περιπτώςεισ η ύπαρξη αλεξύπτωτου δε θεωρεύται απαραύτητη καθώσ οι ραδιοβολύδεσ ϋχουν γύνει πολύ ελαφρϋσ. Όςον αφορϊ το ςύςτημα ςυγκϋντρωςησ δεδομϋνων αυτό αποτελεύται από ϋναν υπολογιςτό όπου αποθηκεύονται τα δεδομϋνα ςε κοινούσ ςκληρούσ η μαλακούσ δύςκουσ. Η διαδικαςύα ραδιοβόλιςησ Εικόνα 7: Απελευθϋρωςη ραδιοβόλιςησ. Η διαδικαςύα τησ ραδιοβόλιςησ εύναι η ϋξησ: Αρχικϊ οι αιςθητόρεσ τοποθετούνται ςτη ραδιοβολύδα και κατόπιν ςυνδϋονται με τισ μπαταρύεσ, ενεργοποιεύται το ςύςτημα ςυλλογόσ και επεξεργαςύασ δεδομϋνων ενώ ρυθμύζεται ο τρόποσ και ο ρυθμόσ λόψησ των μετρόςεων. Σο μπαλόνι γεμύζεται με όλιο ό υδρογόνο και ςυνδϋεται η ραδιοβολύδα ςε αυτό. Πριν την απελευθϋρωςη δε του μπαλονιού πρϋπει να ληφθεύ μια ακριβόσ μϋτρηςη τησ ατμοςφαιρικόσ πύεςησ ςτην επιφϊνεια τησ γησ. Η μϋτρηςη αυτό παρϋχει μια πρότυπη τιμό που βοηθϊ ςτον υπολογιςμό του υψομϋτρου από τα δεδομϋνα τησ ραδιοβόλιςησ και πραγματοποιεύται με τη βοόθεια ενόσ βαρομϋτρου. 19

20 Χάιδα Μαρίνα, Πηυχιακή εργαζία. την επιφϊνεια τησ γησ παύρνονται και ϊλλεσ μετρόςεισ που αφορούν την πύεςη, την θερμοκραςύα, την υγραςύα του αϋρα και τουσ επιφανειακούσ ανϋμουσ. τη ςυνϋχεια απελευθερώνονται καθ όλη την διαδικαςύα τησ λόψεωσ και μόλισ αυτό ολοκληρωθεύ τα αποτελϋςματα ςυγκεντρώνονται ςτην κεντρικό μονϊδα. Ραδιοβολύςεισ ςτην περιοχό τησ Θεςςαλονύκησ για τα ϋτη 2000 και Οι ραδιοβολύςεισ αφορούν την περιοχό τησ Θεςςαλονύκησ και πραγματοποιόθηκαν κατϊ τα ϋτη 2000 και 2001 από το μετεωρολογικό ςταθμό του αεροδρομύου Μακεδονύα. Καθημερινϊ ο ςταθμόσ κατϋγραφε τισ πληροφορύεσ που αποςτϋλλονταν από τα μετεωρολογικϊ μπαλόνια. Οι μετρόςεισ που προϋκυπταν κϊθε φορϊ αποθηκεύονταν ςτην μονϊδα ςυλλογόσ δεδομϋνων. Όλεσ οι πληροφορύεσ που ςυγκεντρώθηκαν, επεξεργϊςτηκαν και χωρύςτηκαν ςε ςτόλεσ. Σα αρχεύα που δημιουργόθηκαν περιϋχουν τρεύσ ςτόλεσ, ςτην πρώτη ςτόλη αναγρϊφεται το ύψοσ και ςτισ ϊλλεσ δύο η θερμοκραςύα και η πύεςη που αντιςτοιχεύ ςτα ςυγκεκριμϋνο ύψοσ. τη ςυνϋχεια τα αρχεύα αυτϊ επεξεργϊςτηκαν, ούτωσ ώςτε να προςδιοριςτεύ το ύψοσ τησ τροπόπαυςησ που αντιςτοιχεύ ςε κϊθε μϋρα. Η διαδικαςύα αυτό ϋγινε αυτόματα με τη βοόθεια ηλεκτρονικού υπολογιςτό και με την χρόςη κατϊλληλου ςτατιςτικού προγρϊμματοσ, από όπου προϋκυψαν τελικϊ δύο αρχεύα, που περιϋχουν την μϋρα και το ύψοσ τησ τροπόπαυςησ για τα δύο αυτϊ ϋτη. 20

21 height (m) Υπολογιςμόσ ύψουσ τροπόπαυςησ για την περιοχή τησ Θεςςαλονίκησ με την μέθοδο τησ ραδιοβόλιςησ για τα έτη Ε π ε ξ ε ργ α ς ύ α τω ν δ ε δ ο μ ϋ ν ω ν ς ε δ ι α γρ ϊ μ μ α τα temperature (k) Εικόνα 8: Διϊγραμμα ύψουσ ςε ςυνϊρτηςη με την θερμοκραςύα, για τον υπολογιςμό του ύψουσ τησ τροπόπαυςησ. το παραπϊνω διϊγραμμα απεικονύζεται μια τυπικό ανοιξιϊτικη μϋρα, ςτην οπούα υπολογύςαμε το ύψοσ τησ τροπόπαυςησ. υγκεκριμϋνα πρόκειται για την 10 η Απριλύου του 2001, όπου η τροπόπαυςη υπολογύςτηκε πωσ βρύςκεται ςτα μϋτρα. Σο κριτόριο για τον προςδιοριςμό τησ όταν πωσ, δεν παρουςιϊςτηκε κατακόρυφη μεταβολό τησ θερμοκραςύασ καθώσ ελαττώνεται ςτουσ 2 oc/ Km και παραμϋνει τόςο για τουλϊχιςτον 2 Km.Επύςησ ςτο διϊγραμμα παρατηρούμε πωσ υπϊρχουν τρεισ αναςτροφϋσ θερμοκραςύασ. Οι δύο υπϊρχουν κϊτω από το ύψοσ τησ τροπόπαυςησ ςτα και μϋτρα αντύςτοιχα και μια πϊνω από το ύψοσ τησ τροπόπαυςησ ςτα μϋτρα. 21

22 tropopause height(m) Χάιδα Μαρίνα, Πηυχιακή εργαζία days Εικόνα 9: Μετϊβαςη του ύψουσ τησ τροπόπαυςησ για τον χειμώνα του 2000 (Ιανουϊριοσ-Υεβρουϊριοσ2000). το διϊγραμμα αυτό παρουςιϊζεται το ύψοσ τησ τροπόπαυςησ για τουσ μόνεσ, Ιανουϊριοσ και Υεβρουϊριοσ, του χειμώνα του Σο διϊγραμμα αυτό παρουςιϊζει ϋνα μειονϋκτημα, καθώσ δεν ϋχουμε πληροφορύεσ για τον μόνα Δεκϋμβριο του Η τροπόπαυςη κυμαύνεται από τα ϋωσ τα μϋτρα περύπου και με την πληθώρα των τιμών ςτα από ϋωσ τα μϋτρα. Γενικώσ παρατηρούμε μια ομαλό διακύμανςη με μϋςη τιμό ύψουσ τα 9.925,4 μϋτρα. Υυςικϊ παρατηρούνται και κϊποιεσ ακραύεσ τιμϋσ, οι οπούεσ οφεύλονται ςτα καιρικϊ ςυςτόματα που επικρατούςαν εκεύνεσ τισ μϋρεσ, διότι το χειμώνα φαινόμενα όπωσ ιςχυρϋσ βροχοπτώςεισ, χιονοπτώςεισ και παγετόσ εύναι ςυχνϊ. Η χαμηλότερη τιμό παρατηρεύται ςτισ 19 Ιανουαρύου, όπου το ύψοσ τησ τροπόπαυςησ βρύςκεται ςτα μϋτρα και η υψηλότερη ςτισ 28 Ιανουαρύου, την μϋρα αυτό το ύψοσ τησ τροπόπαυςησ βριςκόταν ςτα μϋτρα. 22

23 tropopause height(m) Υπολογιςμόσ ύψουσ τροπόπαυςησ για την περιοχή τησ Θεςςαλονίκησ με την μέθοδο τησ ραδιοβόλιςησ για τα έτη days Εικόνα 10: Μετϊβαςη του ύψουσ τησ τροπόπαυςησ για το καλοκαύρι του 2000.(Ιούνιοσ- Ιούλιοσ Αύγουςτοσ2000 ) το παραπϊνω διϊγραμμα παρουςιϊζεται το ύψοσ τησ τροπόπαυςησ για του μόνεσ Ιούνιοσ,Ιούλιοσ και Αύγουςτοσ για το ϋτοσ Η τροπόπαυςη κυμαύνεται από τα ϋωσ τα μϋτρα περύπου, με μϋςη τιμό ςτα μϋτρα. Η υψηλότερη τιμό τησ τροπόπαυςησ εντοπύζεται ςτισ 23 Ιουνύου ςτα μϋτρα, ενώ η χαμηλότερη ςτισ 16 Αυγούςτου ςτα μϋτρα. το καλοκαύρι αυτό παρουςιϊζονται πολλϋσ ακραύεσ τιμϋσ εύτε πολύ υψηλϋσ, εύτε πολύ χαμηλϋσ. Παρατηρούμε πωσ ςε 53 μϋρεσ η τροπόπαυςη εντοπύζεται πϊνω από τα μϋτρα. Οι πολύ υψηλϋσ οφεύλονται φυςιολογικϊ ςε καιρικϊ φαινόμενα όπωσ καύςωνεσ οι οπούο το ςυγκεκριμϋνο καλοκαύρι επικρατούςαν για μεγϊλα χρονικϊ διαςτόματα, ενώ οι χαμηλϋσ μπορεύ να οφεύλονται ςε καλοκαιρινϋσ καταιγύδεσ, οι οπούεσ μπορεύ να όταν μικρόσ διϊρκειασ, αλλϊ αρκετϊ ιςχυρϋσ για την εποχό. 23

24 tropopause height (m) Χάιδα Μαρίνα, Πηυχιακή εργαζία days Εικόνα 11: Μετϊβαςη του ύψουσ τησ τροπόπαυςησ για την χρονιϊ το διϊγραμμα αυτό καταγρϊφηκε το ύψοσ τησ τροπόπαυςησ για κϊθε μια μϋρα του ϋτουσ Ο μϋςοσ όροσ τησ τροπόπαυςησ υπολογύςτηκε πωσ εύναι ςτα μϋτρα και η διακύμανςη κατϊ την διϊρκεια του ϋτουσ θεωρεύτο φυςιολογικό. Σουσ πρώτουσ πϋντε μόνεσ από Ιανουϊριο ϋωσ Μϊιο η τροπόπαυςη βρύςκεται κϊτω από το όριο των μϋτρων. Σουσ καλοκαιρινούσ μόνεσ καθώσ και τον μόνα επτϋμβριο εντοπύζεται πϊνω από τα μϋτρα και το Οκτώβριο φυςιολογικϊ αρχύζει να πϋφτει. 24

25 tropopause height (m) Υπολογιςμόσ ύψουσ τροπόπαυςησ για την περιοχή τησ Θεςςαλονίκησ με την μέθοδο τησ ραδιοβόλιςησ για τα έτη days Εικόνα 12: Μετϊβαςη του ύψουσ τησ τροπόπαυςησ για τον χειμώνα του 2001.(Δεκϋμβριοσ 2000,Ιανουϊριοσ -Υεβρουϊριοσ 2001) το διϊγραμμα αυτό καταγρϊφεται το ύψοσ τησ τροπόπαυςησ για τουσ εξόσ μόνεσ :Δεκϋμβριο του 2000, Ιανουϊριο του 2001 και για τον Υεβρουϊριο του Παρατηρεύται πωσ η διακύμανςη τησ τροπόπαυςησ εύναι από τα ϋωσ τα μϋτρα περύπου με μϋςη τιμό τα μϋτρα. ε ςύγκριςη με το προηγούμενο ϋτοσ θα μπορούςαμε να πούμε πωσ η τροπόπαυςη βρύςκεται ςε πιο υψηλϊ επύπεδα, ειδικϊ τον μόνα Δεκϋμβριο. Αυτό μπορεύ να οφεύλεται ςτισ ςχετικϊ καλϋσ ςυνθόκεσ και ςτισ υψηλϋσ για την εποχό θερμοκραςύεσ, που επικρατούςαν τισ ςυγκεκριμϋνεσ μϋρεσ. Η υψηλότερη τιμό παρατηρεύται ςτα ςτισ 9 Δεκεμβρύου του 2000 και η χαμηλότερη ςτα μϋτρα ςτισ 19 Υεβρουαρύου του

26 tropopause height (m) Χάιδα Μαρίνα, Πηυχιακή εργαζία Days Εικόνα 13: Μετϊβαςη του ύψουσ τησ τροπόπαυςησ για το καλοκαύρι του (Ιούνιοσ-Ιούλιοσ -Αύγουςτοσ 2001) Για τουσ μόνεσ Ιούνιοσ, Ιούλιοσ και Αύγουςτοσ 2001 παρουςιϊζεται ςτο πιο πϊνω διϊγραμμα το ύψοσ τησ τροπόπαυςησ. Η οπούα κυμαύνεται από τα ϋωσ τα μϋτρα περύπου. Ο μϋςοσ όροσ τησ παρατηρεύται ςτα μϋτρα, που θεωρεύτο γενικώσ χαμηλόσ καθώσ 32 από τισ 92 τιμϋσ(μϋρεσ) βρύςκεται πϊνω από το ύψοσ των μϋτρων. Επύςησ αξύζει να ςημειωθεύ πωσ το καλοκαύρι αυτό δεν παρουςιϊζεται ομαλό διακύμανςη αλλϊ το διϊγραμμα αποτελεύται από ακραύεσ τιμϋσ, οι περιςςότερεσ πολύ χαμηλϋσ και λύγεσ πολύ υψηλϋσ. Αυτό οφεύλεται ςτισ ϊςτατεσ καιρικϋσ ςυνθόκεσ που επικρατούςαν εκεύνο το καλοκαύρι, καθώσ υπόρχαν ημϋρεσ με πολύ υψηλϋσ θερμοκραςύεσ αλλϊ μια πληθώρα ημερών με ςυνεχεύσ βροχοπτώςεισ και κατϊ τόπουσ καταιγύδεσ. Η υψηλότερη τιμό του ύψουσ τησ τροπόπαυςησ εκτιμϊται πωσ εύναι ςτα μϋτρα ενώ η χαμηλότερη ςτα μϋτρα,κϊτι το οπούο ςου προκαλεύ ϋκπληξη για καλοκαιρινό μϋρα. 26

27 tropopause height (m) Υπολογιςμόσ ύψουσ τροπόπαυςησ για την περιοχή τησ Θεςςαλονίκησ με την μέθοδο τησ ραδιοβόλιςησ για τα έτη days Εικόνα 14: Μετάβαση τοσ ύψοσς της τροπόπασσης για το έτος Σϋλοσ, ςτο διϊγραμμα που προηγεύται παρουςιϊζεται το ύψοσ τησ τροπόπαυςησ και για τουσ 12 μόνεσ του ϋτουσ ε ςύγκριςη με το προηγούμενο ϋτοσ, ο μϋςοσ όροσ του ύψουσ τησ τροπόπαυςησ παρατηρεύται ςε πιο ψηλϋσ τιμϋσ, βρύςκεται δηλαδό ςτα μϋτρα. Η διακύμανςη από τον μόνα Ιανουϊριο ϋωσ τον μόνα Μϊιο, εύναι ομαλό και ταιριϊζει αρκετϊ με του προηγούμενου ϋτουσ. Σο καλοκαύρι όπωσ αναμϋνεται το ύψοσ τησ τροπόπαυςησ αυξϊνεται, ενώ αυτό που μασ προκαλεύ εντύπωςη εύναι ο μόνα Νοϋμβριοσ. Σον Νοϋμβριο του 2001, το ύψοσ τησ τροπόπαυςησ βρύςκεται ςε χαμηλϊ επύπεδα ςε ςχϋςη με τον αντύςτοιχο μόνα του προηγούμενου ϋτουσ. Τποθϋτουμε πωσ μπορεύ το κατϋβαςμα αυτό να οφεύλεται ςε ϊςχημεσ καιρικϋσ ςυνθόκεσ που μπορεύ να επικρατούςαν τον μόνασ αυτό, όπωσ ιςχυρϋσ καταιγύδεσ, χαμηλϋσ για την εποχό θερμοκραςύεσ η ακόμη και χιονοπτώςεισ. 27

28 Χάιδα Μαρίνα, Πηυχιακή εργαζία. υ ν ο π τ ι κϊ Κλεύνοντασ την εργαςύα αυτό, που ωσ θϋμα τησ εύχε την μϋτρηςη του ύψουσ τησ τροπόπαυςη για την περιοχό τησ Θεςςαλονύκησ, καταφϋραμε με την βοόθεια των διαγραμμϊτων να αντιληφθούμε με ευκολύα το ύψοσ τησ. Ωσ κριτόριο για τον προςδιοριςμό τησ τροπόπαυςησ εύχαμε τον οριςμό τησ. Με βϊςη τον οριςμό αυτόν λοιπόν καθορύςαμε το ύψοσ τησ τροπόπαυςησ, το οπούο ςε γενικϋσ γραμμϋσ ταυτύζεται με το ύψοσ το οπούο ϋχουν ορύςει η επιςτημονικό κοινότητα. Η πλόρη ταύτιςη, δεν θα όταν δυνατόν να υπϊρξει εξαιτύασ διαφόρων παραγόντων, όπωσ η απώλεια οριςμϋνων μετρόςεων ό τα λανθαςμϋνα δεδομϋνα ςε ςυγκεκριμϋνεσ μετρόςεισ, οι οπούεσ και αφαιρϋθηκαν πριν την επεξεργαςύα των δεδομϋνων. Υυςικϊ θα όταν παρϊλειψη να αποκλεύςουμε την ύπαρξη λϊθουσ η οπούα θα οφεύλεται ςτον ανθρώπινο παρϊγοντα. 28

29 Υπολογιςμόσ ύψουσ τροπόπαυςησ για την περιοχή τησ Θεςςαλονίκησ με την μέθοδο τησ ραδιοβόλιςησ για τα έτη Βιβλιογραφύα (ΕΛΛΗΝΙΚΗ) Φ.. αχςαμϊνογλου Σ.Ι. Μακρογιϊννησ Γενικό Μετεωρολογύα, Σομϋασ Μετεωρολογύασ και Κλιματολογύασ Α.Π.Θ., εκδόςεισ ΖΗΣΗ, Θεςςαλονύκη Φ.. αχςαμϊνογλου Α.Α. Μπλούτςοσ Υυςικό Κλιματολογύα, Σομϋασ Μετεωρολογύασ και Κλιματολογύασ Α.Π.Θ., εκδόςεισ ΖΗΣΗ, Θεςςαλονύκη (ΞΕΝΗ) Klaus.P. Hoinka the tropopause: discovery, definition and demarcation, Meteorol.zeitschrift, Klaus. P. Hoinka Temperature, Humidity and wind at the global tropopause monthly weather review, (INTERNET)