ΣΥΝΟΠΤΙΚΗ ΚΑΙ ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΤΩΝ ΥΦΕΣΙΑΚΩΝ ΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΨΥΧΡΗ ΠΕΡΙΟΔΟ ΣΤΗΝ ΕΥΡΥΤΕΡΗ ΠΕΡΙΟΧΗ ΤΗΣ ΚΥΠΡΟΥ

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΤΟΜΕΑΣ ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΚΛΙΜΑΤΟΛΟΓΙΑΣ ΣΥΝΟΠΤΙΚΗ ΚΑΙ ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΤΩΝ ΥΦΕΣΙΑΚΩΝ ΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΨΥΧΡΗ ΠΕΡΙΟΔΟ ΣΤΗΝ ΕΥΡΥΤΕΡΗ ΠΕΡΙΟΧΗ ΤΗΣ ΚΥΠΡΟΥ ΚΛΕΑΝΘΗΣ Α. ΝΙΚΟΛΑΪΔΗΣ ΦΥΣΙΚΟΣ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ Που υποβλήθηκε στο Τμήμα Γεωλογίας της Σχολής Θετικών Επιστημών του Αριστοτέλειου Πανεπιστήμιου Θεσσαλονίκης ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 04

2 Στην Αυγή και στα παιδιά μας Νικόλα, Παναγιώτη, Ανδρέα και Ελένη

3 Η ανάπτυξη και υποστήριξη της διδακτορικής διατριβής έγινε ενώπιον της Εφταμελούς Εξεταστικής Επιτροπής, στις 28 Ιανουαρίου 05 Την επιτροπή αποτελούσαν οι κάτωθι: Θεόδωρος Καρακώστας, Παναγιώτης Μαχαίρας, Τιμολέων Μακρογιάννης, Αγγελική Αρσένη-Παπαδημητρίου Πέτρος Πέννας Αντώνιος Μπλούτσος Έλενα Φλόκα Καθηγητής Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης Καθηγητής Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης Καθηγητής Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης Καθηγήτρια Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης Καθηγητής Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης Αναπληρωτής Καθηγητής Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης Επίκουρη καθηγήτρια Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών

4 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΤΟΜΕΑΣ ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΚΛΙΜΑΤΟΛΟΓΙΑΣ ΣΥΝΟΠΤΙΚΗ ΚΑΙ ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΤΩΝ ΥΦΕΣΙΑΚΩΝ ΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΨΥΧΡΗ ΠΕΡΙΟΔΟ ΣΤΗΝ ΕΥΡΥΤΕΡΗ ΠΕΡΙΟΧΗ ΤΗΣ ΚΥΠΡΟΥ ΚΛΕΑΝΘΗΣ Α. ΝΙΚΟΛΑΪΔΗΣ ΦΥΣΙΚΟΣ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ Που υποβλήθηκε στο Τμήμα Γεωλογίας της Σχολής Θετικών Επιστημών του Αριστοτέλειου Πανεπιστήμιου Θεσσαλονίκης ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 04

5 ΣΥΝΟΠΤΙΚΗ ΚΑΙ ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΤΩΝ ΥΦΕΣΙΑΚΩΝ ΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΨΥΧΡΗ ΠΕΡΙΟΔΟ ΣΤΗΝ ΕΥΡΥΤΕΡΗ ΠΕΡΙΟΧΗ ΤΗΣ ΚΥΠΡΟΥ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΠΡΩΤΟ: ΓΕΝΙΚΗ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑ ΚΑΙ ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΣΤΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ Εισαγωγή 1.2 Μόνιμα κέντρα πιέσεων 1.3 Εποχιακά κέντρα πιέσεων Εποχιακό βαρομετρικό χαμηλό των Ινδιών. Θερινοί Μουσώνες Σιβηρικός αντικυκλώνας. Χειμερινοί Μουσώνες 1.4 Ζωνικός δείκτης κυκλοφορίας στην περιοχή ενδιαφέροντος ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΔΕΥΤΕΡΟ: ΧΩΡΟΣ, ΧΡΟΝΟΣ, ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ Εισαγωγικές έννοιες και ορισμοί Ορισμός και περιγραφή χώρων αναφοράς α Χώρος εντοπισμού των υφεσιακών καταστάσεων β Χώρος μαθηματικών υπολογισμών γ Χώρος αποτύπωσης των τροχιών των υφεσιακών καταστάσεων Ορισμός και περιγραφή δεδομένων α Αρχείο χαρτών και διαγραμμάτων β Δεδομένα μαθηματικών υπολογισμών Ορισμός χρονικής περιόδου μελέτης 2.2 Μεθοδολογία Εντοπισμός, καταγραφή, ομαδοποίηση υφεσιακών καταστάσεων και ιστορικό Καθορισμός τροχιών ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΤΡΙΤΟ: ΚΛΙΜΑΤΟΛΟΓΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΩΝ ΥΦΕΣΙΑΚΩΝ ΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ Εισαγωγικές έννοιες 3.2 Αποτελέσματα κλιματικής ανάλυσης Ανάλυση κατά διεύθυνση α Συνολική ανάλυση β Ομάδα υφεσιακών καταστάσεων από βόρεια γ Ομάδα υφεσιακών καταστάσεων από ανατολικά δ Ομάδα υφεσιακών καταστάσεων από νότια ε Ομάδα υφεσιακών καταστάσεων από δυτικά στ Ομάδα υφεσιακών καταστάσεων που δημιουργήθηκαν εντός του χώρου Ανάλυση κατά μήνα α Συνολική ανάλυση i

6 β Ομάδα υφεσιακών καταστάσεων Νοεμβρίου γ Ομάδα υφεσιακών καταστάσεων Δεκεμβρίου δ Ομάδα υφεσιακών καταστάσεων Ιανουαρίου ε Ομάδα υφεσιακών καταστάσεων Φεβρουαρίου στ Ομάδα υφεσιακών καταστάσεων Μαρτίου Κατανομή του χρόνου παραμονής των υφεσιακών καταστάσεων εντός του χώρου εντοπισμού Κατανομή της ελάχιστης πίεσης των υφεσιακών καταστάσεων που καταγράφηκαν εντός του χώρου εντοπισμού ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΤΕΤΑΡΤΟ: ΤΡΟΧΙΕΣ ΥΦΕΣΙΑΚΩΝ ΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ Εισαγωγικές έννοιες 4.2 Μεθοδολογία 4.3 Απεικόνιση τροχιών Τροχιές υφέσεων από βόρεια Τροχιές υφέσεων από ανατολικά Τροχιές υφέσεων από νότια Τροχιές υφέσεων από δυτικά 4.4 Αέριες μάζες που επηρεάζουν τον χώρο εντοπισμού Αέρια μάζα ct Αέρια μάζα mp Αέρια μάζα cp Αέρια μάζα M Άλλες αέριες μάζες ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΠΕΜΠΤΟ: ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ Επιλογή παραμέτρων 5.2 Θεωρητικό υπόβαθρο Γεωδυναμικό ή Δυναμικό του πεδίου βαρύτητας Θερμοκρασία Στροβιλισμός Εξίσωση του στροβιλισμού Δείκτης στατικής αστάθειας Κατακόρυφες κινήσεις στην τροπόσφαιρα Πίεση και θερμοκρασία τροπόπαυσης Στρατόσφαιρα - Κατώτερη στρατόσφαιρα 5.3 Μεθοδολογία και μαθηματικές εξισώσεις Ορισμός χρόνων Μ2, Μ1, D0, P1 και P Μαθηματικές εξισώσεις που χρησιμοποιήθηκαν 5.4 Επιλογή επιπέδων και κατανομών 5.5 Παρουσίαση αποτελεσμάτων. Σχόλια Έλεγχος μεθοδολογίας Ομάδα υφεσιακών καταστάσεων από βόρεια α Χρόνος Μ2 β Χρόνος Μ1 γ Χρόνος D0 δ Χρόνος Ρ1 ε Χρόνος Ρ Ομάδα υφεσιακών καταστάσεων από ανατολικά ii

7 α Χρόνος Μ2 β Χρόνος Μ1 γ Χρόνος D0 δ Χρόνος Ρ1 ε Χρόνος Ρ Ομάδα υφεσιακών καταστάσεων από νότια α Χρόνος Μ2 β Χρόνος Μ1 γ Χρόνος D0 δ Χρόνος Ρ1 ε Χρόνος Ρ Ομάδα υφεσιακών καταστάσεων από δυτικά α Χρόνος Μ2 β Χρόνος Μ1 γ Χρόνος D0 δ Χρόνος Ρ1 ε Χρόνος Ρ Ομάδα υφεσιακών καταστάσεων που δημιουργήθηκαν εντός του χώρου α Χρόνος Μ2 β Χρόνος Μ1 γ Χρόνος D0 δ Χρόνος Ρ1 ε Χρόνος Ρ2 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΚΤΟ: ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 252 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 1 Κατανομή του χρόνου παραμονής και της ελάχιστης τιμής της ονομαστική πίεσης της εσωτερικής ισοβαρούς, των υφέσεων που καταγράφηκαν, εντός του χώρου εντοπισμού τους ψυχρούς μήνες 258 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 2 Λογισμικό, υλισμικό και μαθηματικοί υπολογισμοί 262 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 3 Κατανομή επιλεγμένων δυναμικών παραμέτρων στα πλαίσια του ελέγχου μεθοδολογίας 264 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 269 ΠΕΡΙΛΗΨΗ 275 ABSTRACT 277 iii

8 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Ευτύχισα να έχω πολύ καλούς γονείς, οι οποίοι με έμαθαν από πολύ νωρίς τον σεβασμό στις αρχές και το πείσμα για δουλειά και προκοπή. Ευτύχισα να έχω όμως και πολύ καλούς δασκάλους, σε όλες τις βαθμίδες της εκπαίδευσης. Ο Γιώργος Πολυκάρπου, ήταν ο δάσκαλος ο οποίος στις πρώτες τάξεις του Β Δημοτικού σχολείου Μόρφου μεθοδικά, σταθερά και πεισματικά, με έμαθε το ερευνείν. Είμαι σίγουρος ότι από εκείνα τα χρόνια της δημοτικής μου εκπαίδευσης διαμορφώθηκαν οι βασικές παράμετροι της μετέπειτα μου εξέλιξης. Πέρασαν τα χρόνια πήρα το πτυχίο του Φυσικού από τη Φυσικομαθηματική σχολή του Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης και εκείνο που με συνόδευε τα χρόνια που πέρασαν και πιστεύω ότι θα συνεχίσει να με συνοδεύει, ήταν οι πολύ όμορφες αναμνήσεις του πανεπιστημιακού περιβάλλοντος, οι επιστημονικές αναζητήσεις και οι επιστημονικοί προβληματισμοί για τη φύση, που αποτελεί το απόλυτο πεδίο αναζήτησης της ανθρώπινης γνώσης Τα χρόνια πέρασαν έφτιαξα μαζί με την Αυγή, την σύντροφο μου, οικογένεια, αποκαταστάθηκα επαγγελματικά και διαπιστώνω ότι κάτι λείπει. Αυτό το, ερευνείν, δεν αξιοποιήθηκε όπως θα του άρμοζε και αρχίζω και πάλι την αναζήτηση. Εκεί λοιπόν, στα πλαίσια της επαγγελματικής μου δραστηριότητας, ως Μετεωρολογικού βοηθού και αργότερα Προγνώστη καιρού και Μετεωρολογικού Λειτουργού, στην Μετεωρολογική Υπηρεσία της Κύπρου, γνωρίζω τον Δρ. Σίλα Μιχαηλίδη, με τον οποίο συνεργάζομαι τόσο σε επαγγελματικό όσο και ερευνητικό επίπεδο. Στον Σίλα οφείλω πάρα πολλά. Ο καταλυτικός του ρόλος ιδιαίτερα στην μύηση μου στην Μετεωρολογική έρευνα ήταν θετικός, καθοριστικός και κρίσιμος. Αρχίζω με την βοήθεια του να συμμετέχω με ανακοινώσεις σε συνέδρια και αυτή μου άναψε περισσότερο την δίψα για την έρευνα. Σίλα σε ευχαριστώ. Φτάνουμε πλέον στο 1997 οπότε γίνεται ακόμα μια καθοριστική γνωριμία, αυτή τη φορά στο Boulder, Colorado. Εκεί γνώρισα, τον σημερινό μου δάσκαλο και επιβλέποντα καθηγητή, τον καθηγητή Θεόδωρο Καρακώστα, με τον οποίο συζήτησα το ενδεχόμενο ανάθεσης μου διδακτορικής διατριβής. Η συνάντηση ήταν καρποφόρα. Ακολούθησαν και άλλες συναντήσεις στην Θεσσαλονίκη και το 00 μου ανατίθεται το παρών θέμα. Η παρούσα διδακτορική διατριβή αποτελεί τον προϊόν της προσπάθειας μου για το ερευνείν. Αυτή η διδακτορική διατριβή δεν θα γινόταν ποτέ πραγματικότητα αν δεν συνηγορούσε μια σειρά από καθοριστικές παραμέτρους. Η οικογένεια, η απόσταση από τον επιβλέποντα καθηγητή και τα ερευνητικά προβλήματα. Την παράμετρο «οικογένεια» φρόντισε αθόρυβα η σύζυγος μου. Ήμουνα πάντοτε σίγουρος, όντας στο περιβάλλον μου, «την υπόγεια ταβέρνα», ότι όλα τα της οικογένειας βρίσκονταν σε επιδέξια χέρια. Η συνηγορία τόσο της συζύγου μου όσο και των παιδιών μου ήταν καθοριστική και γι αυτό τον λόγο τους αφιερώνω την διδακτορική μου διατριβή. Η παράμετρος «απόσταση από τον επιβλέποντα καθηγητή» δεν αποτέλεσε στην πραγματικότητα ουσιαστικό πρόβλημα. Αξιοποιήθηκε η ψηφιακή τεχνολογία και οι δυνατότητες που δίνει, ενώ οι ανά εξάμηνο συναντήσεις μας είτε στην Κύπρο, είτε στην Θεσσαλονίκη λειτουργούσαν πολύ εποικοδομητικά. Η καθοδήγηση που έπαιρνα από τον επιβλέποντα καθηγητή βοήθησε στο να αποτελέσει η διατριβή αυτή σύζευξη μεταξύ γνώσης και εμπειρίας και πρακτικό εργαλείο θετικής συμβολής στο πρόβλημα της πρόγνωσης καιρού στην περιοχή της Κύπρου. Τον καθηγητή μου Θεόδωρο Καρακώστα ευχαριστώ θερμά για ότι έκανε για μένα. Τα ερευνητικά προβλήματα δεν ήταν αξεπέραστα αφού το πείσμα για δουλειά ήταν ως επικρατούν χαρακτηριστικό καθοριστικό στην επίλυση των προβλημάτων. Θεωρώ όμως υποχρέωση και καθήκον μου να ευχαριστήσω ακόμα τον καθηγητή Παναγιώτη Μαχαίρα και τον, ομότιμο τώρα, καθηγητή Απόστολο Φλόκα για τις πολύ χρήσιμες συζητήσεις που είχαμε τόσο κατά την διάρκεια της εκπόνησης του ερευνητικού μέρους της διατριβής όσο και κατά την συγγραφή της. Από την θέση αυτή τους ευχαριστώ θερμά. Θερμά ευχαριστώ και τον καθηγητή Τιμολέων Μακρογιάννη. Ευχαριστώ όμως και τα υπόλοιπα μέλη της επταμελούς επιτροπής των οποίων οι καθοριστικές υποδείξεις έφεραν τον κείμενο στην παρούσα του μορφή.

9 Επίσης ευχαριστώ την Μετεωρολογική Υπηρεσία της Κύπρου, για την διάθεση του αρχείου χαρτών και διαγραμμάτων που αποτέλεσαν τον ακρογωνιαίο λίθο της διατριβής αυτής. Το Πανεπιστήμιο Κύπρου και ειδικά το Τμήμα Πληροφορικής με την βοήθεια του οποίου έγινε κατορθωτή η συλλογή των αριθμητικών δεδομένων NCEP/NCAR, ευχαριστώ και από την θέση αυτή. Θα ήταν όμως μεγάλη παράληψη μου να μην ευχαριστήσω την συνάδελφο Άρτεμις Ορφανού, Μαθηματικό, Μετεωρολόγο, με την οποία είχα πολύωρες επιστημονικές συζητήσεις αφού με μεγάλη επιμέλεια διάβασε τα δοκίμια και έκανε υποδείξεις. Άρτεμις ευχαριστώ.

10 Η έγκριση της παρούσας διδακτορικής διατριβής από το Τμήμα Γεωλογίας, της Σχολής Θετικών Επιστημών του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης δεν υποδηλώνει αποδοχή των γνωμών του συγγραφέα. (Ν. 5343/1932, άρθρο 2, παρ. 2)

11 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η περιοχή της Μεσογείου βρίσκεται στην μεταβατική ζώνη, μεταξύ των υποτροπικών πλατών, που χαρακτηρίζονται από την ζώνη υψηλών πιέσεων και των μέσων πλατών με χαρακτηριστικό τη δυτική ροή. Αυτό αποτελεί τον κύριο λόγο για τον οποίο αρκετά από τα κλιματικά χαρακτηριστικά της περιοχής, αλλά και αρκετές από τις μεταβολές τους, οφείλονται στην κυκλοφορία της μέσης και ανώτερης τροπόσφαιρας (Meteorological Office, 1962; Reiter, 1975; Radinovic, 1987; Jacobeit, 1987.) Η κυκλωνική δραστηριότητα στην περιοχή της Μεσογείου θαλάσσης έχει, από καιρό, αναγνωριστεί, ως συχνό φαινόμενο. Πρώτος ο Petterssen (1956) μελέτησε την συχνότητα της κυκλωνικής δραστηριότητας στην Μεσόγειο θάλασσα, ως μέρος ευρύτερης κλιματολογικής έρευνας. Στο πιο πρόσφατο παρελθόν, έγιναν αρκετές προσπάθειες όχι μόνο ποσοτικοποίησης της δραστηριότητας αυτής, αλλά και εντοπισμού περιοχών της Μεσόγειου που παρουσιάζουν συχνότερα το φαινόμενο της κυκλογένεσης (Meteorological Office, 1962; Reiter, 1975; Radinovic, 1987). Επίσης έχουν μελετηθεί στα πλαίσια ευρύτερης κλιματολογικής έρευνας οι τροχιές των υφέσεων που εκδηλώνονται σε συγκεκριμένες περιοχές της Μεσογείου (Radinovic, 1965; Katsoulis, 1980; Maheras, 1983; Prezerakos, 1985; Flocas, 1988). Πολύ πιο πρόσφατα, μέσα από μια σειρά εργασιών, που βασίζονται σε αντικειμενική μέθοδο αναγνώρισης, έχει δοθεί περισσότερη έμφαση στο φαινόμενο της συχνής κυκλωνικής δραστηριότητας στην περιοχή (Alpert et al., 1990; Triggo et al., 1999). Με βάση προηγούμενες ερευνητικές εργασίες, οι Flocas et al. (01) συμπέραναν ότι, στην περιοχή της Μεσογείου υπάρχουν τρία κέντρα που παρουσιάζουν την μέγιστη κυκλωνική δραστηριότητα, ήτοι ο κόλπος της Γένοβας, η περιοχή της νότιας Ιταλίας και η περιοχή της Κύπρου. Οι Flocas et al. (01) σημείωσαν ότι, παρόλο που η κυκλωνική δραστηριότητα, στις τρεις προαναφερθείσες περιοχές είναι σχετικά αυξημένη καθ όλη την διάρκεια του έτους, εντούτοις τα χαρακτηριστικά των υφέσεων της κάθε περιοχής παρουσιάζουν διαφορές. Σε πρόσφατη έρευνα οι Maheras et al. (02) έδειξαν ότι η κυκλωνική δραστηριότητα, σε κάθε μια από τις τρεις προαναφερθείσες περιοχές, είναι δυνατόν να παρουσιάσει ακόμα και εποχική διαφοροποίηση των χαρακτηριστικών της. Η γενική δυναμική συμπεριφορά της κυκλωνικής δραστηριότητας, στην περιοχή της Μεσογείου, έχει εξεταστεί και από άλλους ερευνητές (Karacostas and Flocas, 1983; Michaelides, 1987; Prezerakos and Michaelides 1989; Michaelides et al., 1999). Κλιματολογικά, η περιοχή της Μεσογείου χαρακτηρίζεται από τη μεγάλης διάρκειας θερμή και ξηρή περίοδο, που διαρκεί από 5 μέχρι και 7 μήνες (Blanchet, 1976; Maheras, 1985). Ειδικά, κατά την διάρκεια της ψυχρής περιόδου, ο καιρός στην περιοχή της Κύπρου εξαρτάται, σε μεγάλο βαθμό, από τις βαροκλινικές υφέσεις, που είτε φτάνουν στην περιοχή από τον περιβάλλοντα χώρο, είτε δημιουργούνται στην ίδια την περιοχή της Κύπρου (El-Fandy, 1946; Μεταξάς, 1976; Κάλλος και Μεταξάς 1980). Η ψυχρή περίοδος του έτους είναι εκείνη η χρονική περίοδος κατά την οποία εμφανίζονται στην περιοχή της Κύπρου υφέσεις με μεγαλύτερη συχνότητα. Οι υφέσεις της ψυχρής περιόδου έχουν ιδιαίτερα έντονο βαροκλινικό χαρακτήρα συγκρινόμενες με υφέσεις άλλων περιοχών της Μεσογείου (Maheras et al., 02). Αντίθετα κατά τη θερμή περίοδο του έτους, οι υφέσεις, στην περιοχή της ανατολικής Μεσογείου, διαφοροποιούνται, αφού προκύπτουν ως αποτέλεσμα του εποχιακού χαμηλού (Maheras et al., 02) του οποίου το κέντρο καλύπτει την Περσία, την Ινδία, το Πακιστάν και το Θιβέτ. Ο σκοπός στην εργασία αυτή είναι, η συμβολή γύρω από τη Μετεωρολογική γνώση της περιοχής και ειδικά γνώσης που αφορά όσο το δυνατόν περισσότερα χαρακτηριστικά των υφέσεων που επηρέασαν την περιοχή της Κύπρου κατά τους ψυχρούς μήνες, δηλαδή τους μήνες Νοέμβριο, Δεκέμβριο, Ιανουάριο, Φεβρουάριο και Μάρτιο, της περιόδου από 1 η Νοεμβρίου 1986 μέχρι 31 η Μαρτίου 03. Μέσα από την γνώση των χαρακτηριστικών των υφέσεων οικοδομείται μια βάση δεδομένων και σύζευξη μεταξύ γνώσεως και εμπειρίας σε τρόπο ώστε το τελικό αποτέλεσμα να είναι έπ ωφελεία της πρόγνωσης του καιρού στην περιοχή ενδιαφέροντος. Η εργασία μπορεί να θεωρηθεί ότι χωρίζεται σε δύο μέρη. Στο πρώτο μέρος της εργασίας εντοπίζονται, καταγράφονται και ομαδοποιούνται οι υφέσεις, ενώ δημιουργείται αρχείο για την κάθε μια. Στη συνέχεια, γίνεται στατιστική επεξεργασία μερικών παραμέτρων των υφέσεων και αναλύονται τα ευρήματα. Έτσι, το πρώτο μέρος της εργασίας μπορεί να χαρακτηριστεί ως κλιματολογικό. Στο δεύτερο μέρος της εργασίας υπολογίζονται επιλεγμένες δυναμικές παράμετροι των υφέσεων, 1

12 προκειμένου να εξαχθούν τα δυναμικά χαρακτηριστικά τους. Τα αποτελέσματα δίνονται υπό μορφή κατανομής της θεωρούμενης παραμέτρου σε διάφορα ισοβαρικά επίπεδα και για διάφορους χρόνους. Τόσο για τις ανάγκες της ολοκλήρωσης του πρώτου μέρους, όσο και για τις ανάγκες ολοκλήρωσης του δεύτερου μέρους της εργασίας εφαρμόζεται μεθοδολογία που αναπτύσσεται, ειδικά και λεπτομερώς. Η εργασία αποτελείται από έξι κεφάλαια και τρία παραρτήματα. Στο πρώτο κεφάλαιο, γίνεται περιγραφή της γενικής κυκλοφορίας της ατμόσφαιρας. Εντοπίζονται τα μόνιμα και εποχικά κέντρα πιέσεων και ακολούθως εξετάζεται η επίδραση του Σιβηρικού αντικυκλώνα και του θερμικού χαμηλού των Ινδιών, στην περιοχή της Κύπρου, κατά την ψυχρή και θερμή περίοδο, αντίστοιχα, ενώ δίνονται πληροφορίες σε σχέση με τον ζωνικό δείκτη κυκλοφορίας στην περιοχή ενδιαφέροντος. Στο δεύτερο κεφάλαιο ορίζεται ο χώρος, στον οποίο γίνεται η έρευνα, το χρονικό διάστημα που καλύπτει, καθώς και τα δεδομένα που χρησιμοποιούνται. Επίσης, αναπτύσσεται η μεθοδολογία που εφαρμόζεται. Στο τρίτο κεφάλαιο γίνεται παράθεση αποτελεσμάτων, που αφορούν την στατιστική επεξεργασία μερικών μεγεθών που αφορούν τις υφέσεις που εντοπίστηκαν. Η παράθεση των αποτελεσμάτων γίνεται σύμφωνα με τις ομαδοποιήσεις που ορίστηκαν στην μεθοδολογία. Ακολουθεί σχολιασμός των αποτελεσμάτων. Στο τέταρτο κεφάλαιο γίνεται απεικόνιση των τροχιών των υφέσεων που έφτασαν στην περιοχή της Κύπρου από τον περιβάλλοντα χώρο. Αρχικά, αναπτύσσεται η μεθοδολογία που εφαρμόστηκε, ενώ η παράθεση των τροχιών και ο σχολιασμός γίνεται τόσο χωρικά όσο και χρονικά. Στο τέλος του τετάρτου κεφαλαίου παρουσιάζονται τα ευρήματα που αφορούν τη συχνότητα με την οποία η περιοχή επηρεάζεται από διαφόρων τύπων αέριες μάζες, καθώς και οι τροποποιήσεις που αυτές υφίστανται κατά μήκος της τροχιάς των θεωρουμένων υφεσιακών καταστάσεων. Το τμήμα της εργασίας, που αφορά τους υπολογισμούς επιλεγμένων δυναμικών παραμέτρων είναι το πέμπτο κεφάλαιο. Το κεφάλαιο αυτό αρχίζει με επιλογή και θεωρητική στήριξη των παραμέτρων που χρησιμοποιούνται. Ακολουθεί η μεθοδολογία, η επιλογή των ισοβαρικών επιπέδων και των κατανομών που χρησιμοποιούνται. Η παράθεση των αποτελεσμάτων γίνεται χρονικά και σύμφωνα με την ορισθείσα ομαδοποίηση, ενώ παρουσιάζονται κατανομές σε διάφορα ισοβαρικά επίπεδα προκειμένου να επιτυγχάνεται η εποπτεία της κατακόρυφης δομής της τροπόσφαιρας για κάθε χρόνο και κάθε ομάδα υφέσεων. Τα αποτελέσματα συνοδεύονται από σχόλια. Τόσο η επιλογή των δυναμικών παραμέτρων, όσο και η επιλογή των ισοβαρικών επιπέδων και των κατανομών γίνεται με το σκεπτικό της χρησιμοποίησής τους σε πρακτικό επίπεδο, από τους μετεωρολόγους και προγνώστες καιρού στην Κύπρο. Στα πλαίσια του πέμπτου κεφαλαίου γίνεται, επίσης, έλεγχος μεθοδολογίας, προκειμένου να διαπιστωθεί η ορθότητα της. Στο έκτο κεφάλαιο δίνονται τα συμπεράσματα που βασίζονται τόσο στα στατιστικά χαρακτηριστικά των υφέσεων όσο και στα χαρακτηριστικά των κατανομών των δυναμικών παραμέτρων, για κάθε ομάδα υφέσεων. Στο παράρτημα 1 παρουσιάζονται αποτελέσματα σε γραφική μορφή, τα οποία δεν συγκαταλέγονται στο κείμενο παρόλο ότι σχολιάζονται. Στο παράρτημα 2 δίνονται πληροφορίες που αφορούν το λογισμικό και το υλισμικό που χρησιμοποιήθηκε προκειμένου να γίνουν οι μαθηματικοί υπολογισμοί. Στο παράρτημα 3 παρουσιάζεται η κατανομή επιλεγμένων δυναμικών παραμέτρων που έγιναν στα πλαίσια ελέγχου της χρησιμοποιηθείσας μεθοδολογίας. Αναφέρεται ότι οι υφέσεις που μελετήθηκαν εντοπίστηκαν εμπειρικά μέσα από το αρχείο χαρτών της Μετεωρολογικής Υπηρεσίας της Κύπρου. Η όλη διαδικασία ήταν χρονοβόρα, ενώ, γενικά, η δημιουργία και η τήρηση του αρχείου, με το ιστορικό της κάθε ύφεσης, δεν ήταν χωρίς προβλήματα. 2

13 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΠΡΩΤΟ ΓΕΝΙΚΗ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑ ΤΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ ΚΑΙ ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΣΤΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ 1.1 Εισαγωγή Όπως έχει αναφερθεί, η περιοχή ενδιαφέροντος της εργασίας αυτής είναι η ευρύτερη περιοχή της Ανατολικής Μεσογείου, στην οποία, γεωγραφικά, ανήκει και η περιοχή της Κύπρου. Κλιματολογικά, η περιοχή ανήκει στην υποτροπική ζώνη, με έντονη την επίδραση του Σιβηρικού αντικυκλώνα κατά τη διάρκεια των ψυχρών μηνών και του θερμικού χαμηλού των Ινδιών κατά τη διάρκεια των θερμών μηνών. Στο κεφάλαιο αυτό γίνεται επισκόπηση της γενικής κυκλοφορίας στην τροπόσφαιρα, επισημαίνονται τα, γενικά της χαρακτηριστικά, ενώ εξετάζεται και η επίδρασή της στον καιρό της περιοχής ενδιαφέροντος. Από την εξέταση της κατανομής της ατμοσφαιρικής πίεσης, στην περιοχή ενδιαφέροντος, ως συνάρτηση μόνο της γεωγραφικής της θέσης, προκύπτει ότι, τουλάχιστον στο ιδεατό μοντέλο κατανομής της στο επίπεδο της θάλασσας του πλανήτη, αυτή βρίσκεται στην περιοχή των υποτροπικών υψηλών του βορείου ημισφαιρίου. Γενικά, στις περιοχές αυτές, στις οποίες επικρατούν υψηλές πιέσεις, ευνοούνται οι καθοδικές κινήσεις μέσα στην ατμόσφαιρα, με συνεπακόλουθο την διάλυση των νεφών. Κάτι τέτοιο εισηγείται και η ύπαρξη της ευρύτερης περιοχής της Κύπρου στη ζώνη των υποτροπικών υψηλών πιέσεων. Αν στο ιδεατό μοντέλο κατανομής της ατμοσφαιρικής πίεσης συνυπολογιστούν η επίδραση της δύναμης Coriolis, η εποχή του έτους, η ανομοιογένεια του ανάγλυφου και η ανομοιογένεια στην κατανομή στεριάς και θάλασσας -σε πλανητικό πάντα επίπεδο- αλλά και μια σειρά από άλλους εξίσου ουσιαστικούς παράγοντες, τόσο δυναμικούς όσο και θερμικούς, τότε προκύπτει μια πολυπλοκότερη κατανομή της επιφανειακής ατμοσφαιρικής πίεσης, όπως φαίνεται στα Σχήματα 1.1 (α), (β). 1.2 Μόνιμα κέντρα πιέσεων Από τα Σχήματα 1.1 (α), (β) φαίνεται ότι, τόσο κατά την θερινή όσο και κατά την χειμερινή περίοδο, υπάρχουν πέντε ωκεάνιες περιοχές υψηλών πιέσεων, οι οποίες συνιστούν τους πέντε μόνιμους αντικυκλώνες του πλανήτη. Οι μόνιμοι αντικυκλώνες του βορείου ημισφαιρίου είναι: ο αντικυκλώνας του βόρειου Ατλαντικού, με κέντρο στη περιοχή των Αζόρων, ο αντικυκλώνας του βόρειου Ειρηνικού, με κέντρο μόλις δυτικά της βόρειας Αμερικής, ενώ του νοτίου ημισφαιρίου είναι: ο αντικυκλώνας του νότιου Ειρηνικού, με κέντρο μόλις δυτικά της νότιας Αμερικής, ο αντικυκλώνας του νότιου Ατλαντικού, με κέντρο μεταξύ νοτίου Αμερικής και νοτίου Αφρικής και ο αντικυκλώνας του νότιου Ινδικού ωκεανού, με κέντρο στα νότια της Μαδαγασκάρης. Στα Σχήματα 1.1 (α), (β), παρατηρούνται, επίσης, δύο ακόμα μικρά μόνιμα κέντρα υψηλών πιέσεων, που βρίσκονται το μεν ένα στον Αρκτικό κύκλο, στο βόρειο ημισφαίριο πάνω από την περιοχή της Γροιλανδίας, το δε άλλο στον Ανταρκτικό κύκλο, στο νότιο ημισφαίριο. Από την επιφανειακή κατανομή της πίεσης, (Σχήματα 1.1 (α), (β)), παρατηρείται, τόσο κατά την θερινή όσο και κατά την χειμερινή περίοδο, ότι, εκτός από τις πέντε περιοχές υψηλών πιέσεων, υπάρχουν δύο άλλες ωκεάνιες περιοχές, του βόρειου ημισφαίριου με χαμηλή, όμως, πίεση, που συνιστούν με τη σειρά τους μόνιμα κέντρα υφέσεων. Το πρώτο κέντρο χαμηλής πίεσης βρίσκεται στην περιοχή της Ισλανδίας και είναι γνωστό και σαν χαμηλό της Ισλανδίας και το δεύτερο βρίσκεται στην περιοχή των Αλεουτίων νήσων, μόλις νότια της Βερίγγιου θάλασσας. 3

14 Σχήμα: 1.1 Κατανομή της ατμοσφαιρικής πίεσης στη Μ.Σ.Θ για τον μήνα Ιανουάριο (α) και για τον μήνα Ιούλιο (β). (Liljequist, 1970) 1.3 Εποχιακά κέντρα πιέσεων μουσώνες Πέραν των μονίμων κέντρων υψηλών ή χαμηλών πιέσεων, εξίσου σημαντικά, για την γενική κυκλοφορία, είναι και τα εποχιακά κέντρα υψηλών ή χαμηλών πιέσεων, των οποίων η δημιουργία 4

15 οφείλεται αποκλειστικά σε θερμικά αίτια. Έτσι, από το Σχήμα 1.1 (α), της κατανομής της επιφανειακής πίεσης κατά τους χειμερινούς μήνες, παρατηρείται η εμφάνιση του Σιβηρικού αντικυκλώνα, με κέντρο στην ομώνυμη γεωγραφική περιοχή του βορείου ημισφαιρίου, ενώ τους θερινούς μήνες ο αντικυκλώνας της Σιβηρίας, διαλυόμενος, παραχωρεί την θέση του στο λεγόμενο θερμικό χαμηλό του Πακιστάν Ινδίας (Dayan et al., 1988; Alpert et al., 1982 και πολλούς άλλους) (Σχήμα 1.1 (β)). Τα δύο αυτά, πολύ σημαντικά για τον καιρό στην υπό μελέτη περιοχή, εποχιακά κέντρα, είναι συνδεδεμένα με χαρακτηριστικούς εποχιακούς ανέμους, που φέρουν τη γενική ονομασία μουσώνες. Με τον όρο μουσώνες ορίζονται οι άνεμοι της γενικής κυκλοφορίας της ατμόσφαιρας, με ιδιαίτερο χαρακτηριστικό την εποχιακή τους εμμονή σε συγκεκριμένη διεύθυνση και την έντονη μεταβολή της διεύθυνσης αυτής κατά τη μετάβαση από την θερινή στη χειμερινή περίοδο και αντίστροφα (Ελληνική Μετεωρολογική Εταιρεία, 1998). Η ονομασία μουσώνες προέρχεται από τη αραβική λέξη mausim που σημαίνει εποχή και αρχικά χρησιμοποιήθηκε από τους ναυτιλλόμενους άραβες, στην προσπάθειά τους να χαρακτηρίσουν την εποχιακή εμμονή της διεύθυνσης των ανέμων στο αραβικό πέλαγος (Das., 1986). Λόγω της μεγάλης επίδρασης των εποχιακών αυτών κέντρων στον καιρό της περιοχής ενδιαφέροντος, κρίνεται σκόπιμο να μελετηθούν εκτενέστερα, τόσο τα κέντρα και ο τρόπος δημιουργίας τους, όσο και οι μουσώνες άνεμοι που δημιουργούνται από αυτά Εποχιακό βαρομετρικό χαμηλό των Ινδιών - Θερινοί μουσώνες Οι μουσώνες δημιουργούνται, εν γένει, σε εκτεταμένες ηπειρωτικές περιοχές που περιβάλλονται από ωκεανούς και οφείλονται στο διαφορετικό ρυθμό θέρμανσης της ξηράς σε σχέση με τον αντίστοιχο ρυθμό θέρμανσης του περιβάλλοντος ωκεανού (Das., 1986; Meteorological Office, 1991). Η διαφορά του ρυθμού θέρμανσης οφείλεται στο διαφορετικό συντελεστή θερμοχωρητικότητας μεταξύ των ωκεανών και των ηπειρωτικών περιοχών. Έτσι, για το ίδιο ποσό θερμότητας που προσλαμβάνεται κατά τη διάρκεια δεδομένης χρονικής περιόδου μέσω της ηλιακής ακτινοβολίας, η θερμοκρασία της ηπειρωτικής περιοχής αυξάνεται ταχύτερα από αυτή του περιβάλλοντος ωκεανού. Αυτό οδηγεί σε μείωση της ατμοσφαιρικής πίεσης πάνω από την ηπειρωτική περιοχή και αύξηση την πίεσης πάνω από την ωκεάνια περιοχή, με αποτέλεσμα τη δημιουργία δύναμης βαροβαθμίδας, από την ωκεάνια περιοχή προς την ηπειρωτική. Κατά συνέπεια δημιουργούνται άνεμοι οι οποίοι μεταφέρουν θερμή και υγρή μάζα αέρα, από τον ωκεανό προς την ηπειρωτική περιοχή, γνωστοί ως θερινοί μουσώνες. Κλασσικό παράδειγμα μουσώνων αποτελούν οι μουσώνες του Ινδικού ωκεανού. Η Ινδική χερσόνησος, βρέχεται στα δυτικά από την Αραβική θάλασσα, στα νότια από τον Ινδικό ωκεανό και στα ανατολικά από την θάλασσα της Βεγγάλης. Βόρεια της Ινδικής χερσονήσου υπάρχει το εκτεταμένο οροπέδιο του Θιβέτ, το οποίο κατά τη διάρκεια των θερινών μηνών θερμαίνεται και μαζί με την θερμή, σε σχέση με τον περιβάλλοντα ωκεανό, ηπειρωτική Ινδία, δημιουργούν και συντηρούν καθ όλη τη διάρκεια της θερμής περιόδου το εποχιακό βαρομετρικό χαμηλό των Ινδιών. Στον ωκεάνιο περιβάλλοντα χώρο, όπου ο ρυθμός αύξησης της θερμοκρασίας είναι μικρότερος από αυτόν της ηπειρωτικής Ινδίας, δημιουργείται η υψηλή πίεση του αντικυκλώνα του Mascarene, του οποίου το κέντρο βρίσκεται νοτιότερα του Ισημερινού. Η δύναμη βαροβαθμίδας που δημιουργείται μεταξύ της εποχιακής χαμηλής πίεσης της Ινδικής χερσονήσου και του αντικυκλώνα του Mascarene έχει σαν αποτέλεσμα τη ροή θερμών και υγρών αερίων μαζών από τον περιβάλλοντα ωκεανό προς την Ινδική χερσόνησο. Κατά τη διάρκεια των θερινών μουσώνων, το κύτταρο Hadley, έχει το ανοδικό του σκέλος πάνω από τις πηγές θερμότητας της περιοχής, που είναι το Θιβετιανό οροπέδιο κατά πρώτο και κατά δεύτερο η Ινδική χερσόνησος (Das., 1986). Η ένταση του ανοδικού ρεύματος του κυττάρου Hadley έχει άμεση σχέση με την συχνότητα και την ένταση του σωρειτογενούς υετού (Das., 1986). Από τα πιο πάνω συνάγεται το συμπέρασμα ότι το εποχιακό χαμηλό έχει το θερμικό ως το αίτιο δημιουργίας του. Συχνά, κατά τη διάρκεια της θερμής περιόδου, καταγράφονται, στην περιοχή του κέντρου του χαμηλού, ατμοσφαιρικές πιέσεις με τιμές κάτω από 980hPa. Οι θερινοί μουσώνες έχουν τη μεγαλύτερη τους ένταση κατά τη διάρκεια του θερινού ηλιοστασίου που είναι στις 22 Ιουνίου (Das., 1986). Οι θερινοί μουσώνες είναι σημαντικοί για τη διατήρηση της οικονομίας ολόκληρης της Ινδικής 5

16 χερσονήσου, αφού με τις πλούσιες βροχές που δημιουργούνται από τα ανοδικά ρεύματα συντηρούνται πλείστοι όσοι τομείς της αγροτικής οικονομίας. Η θερμή περίοδος, στην περιοχή της ανατολικής Μεσογείου, περιλαμβάνει τους θερινούς μήνες Ιούνιο, Ιούλιο, Αύγουστο και τους ακραίους μεταβατικούς μήνες του φθινοπώρου και της άνοιξης, δηλαδή Σεπτέμβριο και Μάιο αντίστοιχα. Κατά την περίοδο αυτή, η εν λόγω περιοχή βρίσκεται κάτω από την επίδραση του εποχιακού βαρομετρικού χαμηλού των Ινδιών. Το κέντρο του θερμικού αυτού χαμηλού βρίσκεται στην περιοχή του Θιβετιανού οροπεδίου, ενώ στην περιοχή της Κύπρου, που βρίσκεται στην δυτική πλευρά της κυκλωνικής κυκλοφορίας του, καταγράφονται συχνά πιέσεις επιφάνειας, ανηγμένες στο Μ.Σ.Θ, με τιμή κάτω από 1000hPa. Συνοπτικά η ροή στην επιφάνεια, κατά την θερμή περίοδο, είναι νοτιοδυτική μέχρι βορειοδυτική. Η ροή αυτή ενισχύεται, μέσω του μηχανισμού της θαλάσσιας αύρας κατά τη διάρκεια των πρώτων απογευματινών ωρών. Η συγκεκριμένη ροή έχει ως αποτέλεσμα τον εμπλουτισμό των κατωτέρων στρωμάτων της ατμόσφαιρας σε υγρασία και κατ επέκταση τη διαφοροποίηση των συνθηκών άνεσης. Έτσι, στα παράλια παρατηρείται αυξημένη υγρασία και συχνά συνθήκες δυσφορίας, ενώ στο εσωτερικό παρατηρείται μεν το φαινόμενο της δυσφορίας όχι τόσο λόγω της αυξημένης υγρασίας αλλά λόγω των υψηλών θερμοκρασιών. Η σχετικά πλούσια σε υδρατμούς αέρια μάζα συμβάλλει συχνά στο σχηματισμό αραιής ομίχλης στα παράλια, και σπανιότερα στο εσωτερικό. Αξίζει να σημειωθεί ότι, κατά τους θερινούς μήνες, σπάνια σημειώνεται υετός στην Κύπρο. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι, στο μεγαλύτερο βάθος της ατμοσφαιρικής στήλης στην περιοχή της Κύπρου, επικρατούν υψηλές πιέσεις, με συνεπακόλουθο τις καθοδικές κινήσεις, (Alpert et al., 1990, Bitan et al., 1992), κάτι που μπορεί εύκολα να διαπιστωθεί από τη μελέτη ενός τυπικού καλοκαιρινού Τ/Φ γράμματος, του σταθμού ραδιοβολίσεων στο εσωτερικό της Κύπρου. Συγκεκριμένα, από το ύψος της ισοβαρικής επιφάνειας των 8hPa, μέχρι και την ισοβαρική επιφάνεια των 700hPa, αρχίζει να εμφανίζεται υψηλή πίεση, που επικρατεί μέχρι και τη τροπόπαυση, με αποτέλεσμα τις καθοδικές κινήσεις στη στήλη και τη νεφοδιάλυση. Η νεφοδιάλυση δεν ευνοεί τον υετό στην περιοχή, κατά τη διάρκεια της θερμής περιόδου, γι αυτό και είναι φαινόμενο σπάνιο. Υετός σημειώνεται μόνο πολύ περιστασιακά σε συνδυασμό με καταιγιδοφόρο δραστηριότητα, σαν αποτέλεσμα της συνύπαρξης έντονων θερμικών αιτίων, σύγκλισης του οριζόντιου διανυσματικού άνεμου και παροδικής υποχώρησης της υψηλής πίεσης στη μέση και ανώτερη ατμόσφαιρα. Ο συνδυασμός της χαμηλής πίεσης στα κατώτερα στρώματα της τροπόσφαιρας, με τη υψηλή πίεση στο μεγαλύτερο βάθος της τροποσφαιρικής στήλης, οδηγεί στο σχηματισμό θερμοκρασιακής αναστροφής, στην ζώνη που εκτείνεται από το ύψος των 8hPa μέχρι περίπου τα 700hPa. Η αναστροφή ευθύνεται για τον εγκλωβισμό ρύπων και υδρατμών, στο κατώτατο τμήμα της τροπόσφαιρας, που πολλές φορές ελαττώνουν την οριζόντια ορατότητα στην επιφάνεια, ενώ σε συνδυασμό με τα υψηλά θερμοκρασιακά μέγιστα δημιουργείται αίσθημα δυσφορίας, όπως αναφέρθηκε ενωρίτερα. Επιπλέον, η υψηλή πίεση στο μεγαλύτερο μέρος της ατμόσφαιρας λόγω της αδιαβατικής συμπίεσης του αέρα, προκαλεί υπερ-αδιαβατική θέρμανση των παρεδαφίων στρωμάτων της ατμόσφαιρας, σημειώνοντας, τελικά, ακόμα μεγαλύτερες τιμές μέγιστης θερμοκρασίας Σιβηρικός αντικυκλώνας - Χειμερινοί Μουσώνες Όταν το αίτιο το οποίο προκαλεί τη δημιουργία της δύναμης βαροβαθμίδας (που είναι, στη δεδομένη χρονική στιγμή, η θερμοκρασιακή διαφορά μεταξύ ξηράς και θάλασσας) μεταξύ της Ινδικής χερσονήσου και του περιβάλλοντος ωκεανού εξασθενήσει, τότε αυτή ελαττώνεται ουσιαστικά και προκαλείται εξασθένηση των θερινών μουσώνων. Η σημαντική εξασθένηση της δύναμης βαροβαθμίδας αρχίζει, στην ευρύτερη περιοχή, κατά τη μετάβαση από την θερμή στη ψυχρή περίοδο του έτους. Τότε, η μέση θερμοκρασία ξηράς και θάλασσας γίνεται, περίπου, η ίδια, οπότε οι θερινοί μουσώνες παύουν. Με το πέρασμα στη ψυχρή περίοδο, η εκτεταμένη ηπειρωτική περιοχή ψύχεται με ρυθμό μεγαλύτερο από ό,τι η ωκεάνια περιοχή που την περιβάλλει. Δημιουργείται, έτσι, κέντρο χαμηλής πίεσης στην περιοχή των θερμότερων, σε σχέση με τη ξηρά, θαλασσών της Ινδονησίας και Μαλαισίας, ενώ στην ψυχρότερη ευρύτερη ασιατική περιοχή οικοδομείται ο αντικυκλώνας της Σιβηρίας. Λόγω της ύπαρξης των πιο πάνω βαρομετρικών κέντρων, δημιουργείται δύναμη βαροβαθμίδας, που δημιουργεί τους χειμερινούς μουσώνες ανέμους, αποτέλεσμα των οποίων είναι η ροή ξηρών και ψυχρών αερίων μαζών από την περιοχή του Σιβηρικού αντικυκλώνα προς τα νότια. Από την άποψη της γενικής κυκλοφορίας της ατμόσφαιρας, κατά την περίοδο των χειμερινών μηνών, 6

17 σημαντικό ρόλο, στη συντήρηση του Σιβηρικού αντικυκλώνα, παίζει το κύτταρο Hadley, που ενεργεί σε μεσημβρινό επίπεδο και του οποίου οι καθοδική ροή καταλήγει στην περιοχή του Σιβηρικού αντικυκλώνα (Das., 1986). Η ανοδική ροή του κυττάρου Hadley βρίσκεται πάνω από πηγή θερμότητας, που είναι ουσιαστικά η περιοχή του χαμηλού της Ινδονησίας Μαλαισίας και συντηρείται από την απελευθέρωση λανθάνουσας θερμότητας κατά την αλλαγή φάσης του εξατμιζόμενου νερού του ωκεανού (Das., 1986). Ο Σιβηρικός αντικυκλώνας ανήκει στην κατηγορία των ψυχρών αντικυκλώνων, λόγω της έντονης ψύξης των παρεδαφίων στρωμάτων της ατμόσφαιρας σαν αποτέλεσμα έντονης ακτινοβολίας, γι αυτό και αποτελεί πηγή ψυχρών και ξηρών αερίων μαζών. Είναι, όμως, για τον ίδιο λόγω και αβαθής αντικυκλώνας, κάτι πού εύκολα μπορεί να διαπιστωθεί από μια κατακόρυφη τομή της τροπόσφαιρας στην περιοχή που καλύπτει. Στα κατώτερα τροποσφαιρικά στρώματα παρατηρείται υψηλή πίεση η οποία είναι εμφανής μέχρι και την ζώνη 8-700hPa. Στη μέση και ανώτερη τροπόσφαιρα παρατηρείται, κάποιες φορές, χαμηλή πίεση, σαν αποτέλεσμα συνοπτικών συστημάτων που κινούνται (γλιστρούν πάνω από τον αντικυκλώνα) με νότια κατεύθυνση. Ο Σιβηρικός αντικυκλώνας λειτουργεί μέχρις ενός βαθμού εμποδιστικά στην μεταφορά υφέσεων προς τα νότια. Κατά την κεντρική χειμερινή περίοδο καταγράφονται υψηλές τιμές ατμοσφαιρικής πίεσης στην περιοχή του κέντρου του Σιβηρικού αντικυκλώνα. Σύμφωνα με τους Sahsamanoglou et al., (1991), το κέντρο του Σιβηρικού αντικυκλώνα βρίσκεται στην περιοχή που περικλείεται από τις συντεταγμένες 90º - 110º ανατολικό και º - 55º βόρειο, ενώ η μέση τιμή της ατμοσφαιρικής πίεσης στο κέντρο του κυμαίνεται μεταξύ hPa τον Οκτώβριο και hPa τον Ιανουάριο. Η ακραία καταγραφείσα τιμή ατμοσφαιρικής πίεσης του Σιβηρικού αντικυκλώνα έχει καταγραφεί στην Agata της Σιβηρίας και είναι ίση με 1084hPa, ενώ συχνά καταγράφονται τιμές 10hPa, ακόμα και 10hPa. Οι χειμερινοί μουσώνες εμφανίζουν τη μεγαλύτερη τους ένταση κατά την περίοδο του χειμερινού ηλιοστασίου, που είναι για το βόρειο ημισφαίριο στις 22 Δεκεμβρίου (Das, 1986). Στην ανατολική Μεσόγειο, η οποία βρίσκεται στην περιφέρεια του αντικυκλώνα της Σιβηρίας κατά την διάρκεια της ψυχρής περιόδου, Νοεμβρίου Μαρτίου, επικρατούν υψηλές πιέσεις, με αποτέλεσμα να συντηρείται η ροή βορειοανατολικών, ξηρών και ψυχρών αερίων μαζών. Συχνά η ατμοσφαιρική πίεση στην περιοχή της ανατολικής Μεσογείου υπερβαίνει την τιμή των 1025hPa. 1.4 Ζωνικός δείκτης κυκλοφορίας στην περιοχή ενδιαφέροντος Είναι γνωστό ότι η περιοχή της Κύπρου βρίσκεται στις νότιες παρυφές της ζώνης όπου επικρατεί η δυτική ροή (35º μέχρι 55º β). Μια παράμετρος που χρησιμοποιείται πολύ συχνά όταν πρόκειται να χαρακτηριστεί ο τύπος της κυκλοφορίας σε μια εκτεταμένη γεωγραφική περιοχή εντός της ζώνης της δυτικής ροής είναι ο ζωνικός δείκτης. Ο δείκτης αυτός ορίζεται ως η μέση διαφορά πίεσης μεταξύ των παράλληλων κύκλων 35º και 55º βόρειο, δηλαδή της ζώνης εντός της οποίας η επικρατούσα ροή είναι η δυτική. Σύμφωνα με τους Haltiner and Martin (1957) ο υψηλός ζωνικός δείκτης υποδηλώνει ισχυρή δυτική ροή και ασθενή μεσημβρινή ενώ, αντίθετα, χαμηλός ζωνικός δείκτης υποδηλώνει ασθενή δυτική ροή και ισχυρή μεσημβρινή ροή. Σύμφωνα με τους Macrogiannis et.al., (1991), οι οποίοι υπολόγισαν τις μηνιαίες τιμές του ζωνικού δείκτη, στον ευρύτερο ευρωπαϊκό χώρο, για την περίοδο από 1873 μέχρι 1988, βρέθηκε ότι κατά την διάρκεια των ψυχρών μηνών (Δεκεμβρίου, Ιανουαρίου και Φεβρουαρίου), η τιμή του ζωνικού δείκτη ευρίσκεται με την μεγαλύτερη σχετική συχνότητα μεταξύ των τιμών 4 και 8 hpa, ενώ τους θερινούς και τους ακραίους μεταβατικούς μήνες (Νοεμβρίου και Μαρτίου) η τιμή του ζωνικού δείκτη ευρίσκεται με την μεγαλύτερη σχετική συχνότητα μεταξύ των τιμών -4 και 4hPa. Από τους υπολογισμούς των Macrogiannis et.al., (1991), φαίνεται ότι οι τιμές του ζωνικού δείκτη είναι ψηλότερες κατά την διάρκεια της χειμερινής περιόδου παρά κατά την διάρκεια της θερμής περιόδου. Σύμφωνα, πάλι, με τους Gleeson, 1954; Meteorological Office, 1962; Μιχαήλ, 1986; Michaelides et al., 04 η κυκλωνική δραστηριότητα στην περιοχή της Μεσογείου, παρουσιάζεται ιδιαίτερα αυξημένη, κατά την διάρκεια των ψυχρών μηνών, όταν δηλαδή σημειώνεται στην ευρύτερη περιοχή κυκλοφορία τύπου υψηλού ζωνικού δείκτη. Αντίθετα όταν η κυκλοφορία είναι τύπου χαμηλού δείκτη δηλαδή κατά την θερμή περίοδο του έτους, (Macrogiannis et.al., 1991) η κυκλωνική δραστηριότητα στην περιοχή δεν είναι συχνή. Έτσι η κυκλοφορία τύπου υψηλού ζωνικού δείκτη στην περιοχή ενδιαφέροντος έχει ως αποτέλεσμα, αυτή, να επηρεάζεται από βαροκλινικές υφέσεις που είτε φθάνουν από τον ευρύτερο περιβάλλοντα χώρο, είτε σχηματίζονται στην ίδια την περιοχή. 7

18 Ειδικότερα, η περιοχή τροφοδοτείται, κατά κύριο λόγο, από βαροκλινικές υφέσεις, οι οποίες προέρχονται από δυτικές, γενικά, διευθύνσεις, με μεγαλύτερη συχνότητα κατά τους μήνες Φεβρουάριο και Δεκέμβριο (Michaelides et. al., (04). Από τις υφέσεις που επηρεάζουν την περιοχή, πολύ λίγες είναι αυτές που προέρχονται από αναζωογόνηση μιας υπάρχουσας ύφεσης, λόγω τυχόν ευνοϊκών δυναμικών συνθηκών (που συνδέονται με τον αεροχείμαρρο, τη βαροκλινικότητα στην ατμόσφαιρα, κ.τ.λ.), ενώ ακόμα πιο σπάνιες είναι οι υφέσεις που σχηματίζονται στην περιοχή της Κύπρου, σαν πρωτογενείς υφέσεις (Gleeson, 1954; Meteorological Office, 1962; Μιχαήλ, 1986; Michaelides et al., 04). Εκτός από τον τύπο της κυκλοφορίας αναφέρεται ότι σε μικρότερη τουλάχιστον γεωγραφική κλίμακα η επίδραση της θάλασσας και της ορεογραφίας, τόσο τοπικά όσο και της άμεσα περιβάλλουσας περιοχής, είναι παράγοντες οι οποίοι επηρεάζουν στην κυκλωνική δραστηριότητα (Meteorological Office, 1962). 8

19 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΔΕΥΤΕΡΟ ΧΩΡΟΣ, ΧΡΟΝΟΣ, ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ 2.1 Εισαγωγικές έννοιες και ορισμοί Αντικείμενο αυτής της εργασίας αποτελεί, τόσο η συνοπτική, όσο και η δυναμική μελέτη των υφεσιακών καταστάσεων, οι οποίες επηρέασαν τον ευρύτερο χώρο της ανατολικής Μεσογείου, κατά τη διάρκεια των ψυχρών μηνών της περιόδου της μελέτης, η οποία εκτείνεται από το Νοέμβριο του 1986 μέχρι και το Μάρτιο του 03. Η συνοπτική, δυναμική μελέτη και ανάλυση των υφεσιακών καταστάσεων που επηρέασαν το χώρο, βασίστηκαν σε μεθοδολογία που αναπτύχθηκε, ειδικά για το σκοπό αυτό. Κατωτέρω αναφέρονται επιγραμματικά τα σημαντικότερα σημεία της μεθοδολογίας που αφορά το στατιστικό μέρος της εργασίας, τα οποία αναλύονται εκτενέστερα αμέσως μετά. Ορισμός και περιγραφή χώρων αναφοράς Ορισμός και περιγραφή δεδομένων Ορισμός περιόδου μελέτης Μεθοδολογία o Εντοπισμός, καταγραφή και ομαδοποίηση υφέσεων o Καθορισμός των τροχιών των υφέσεων αυτών και δημιουργία ιστορικού για την κάθε μια ύφεση o Στατιστική επεξεργασία των πληθυσμών των ομάδων Ορισμός και περιγραφή χώρων αναφοράς Ως αποτέλεσμα της μεθοδολογίας, που εφαρμόστηκε, έχουν χρησιμοποιηθεί, για τις ανάγκες της έρευνας αυτής, τρεις γεωγραφικοί χώροι ή χώροι αναφοράς. Οι χώροι αυτοί αναφέρονται ως ακολούθως: Χώρος εντοπισμού των υφεσιακών καταστάσεων, Χώρος μαθηματικών υπολογισμών και Χώρος αποτύπωσης τροχιών των υφεσιακών καταστάσεων Μεταξύ των γεωγραφικών αυτών χώρων υπάρχει σχέση συνόλου και υποσυνόλου, αφού ο χώρος αποτύπωσης των τροχιών είναι μητρικό σύνολο των χώρων μαθηματικών υπολογισμών και εντοπισμού των υφεσιακών καταστάσεων. Για την ανάδειξη της μεθοδολογίας που ακολουθήθηκε κατά τη διάρκεια της έρευνας, παρατίθενται πιο κάτω ακριβείς ορισμοί των χώρων αναφοράς με τη σειρά που αυτοί χρησιμοποιήθηκαν. α. Χώρος εντοπισμού των υφεσιακών καταστάσεων Η κύρια προσπάθεια αφορούσε τον εντοπισμό υφέσεων που επηρέασαν την περιοχή της Κύπρου. Για τον λόγο αυτό ορίστηκε ως χώρος εντοπισμού ο χώρος που περικλείεται από τους μεσημβρινούς 25 και ανατολικό και τους παράλληλους και βόρειο και ο οποίος φαίνεται στο Σχήμα 2.1. Ο χώρος εντοπισμού αποτελεί μια γεωγραφική περιοχή με αρκετές ιδιαιτερότητες και συχνά με αντιθέσεις τόσο γεωμορφολογικές και κλιματολογικές, όσο και μετεωρολογικές. Ο χώρος εντοπισμού περιλαμβάνει μέρος του ανατολικού Αιγαίου, την ανατολική Κρήτη, την Κύπρο, την κεντρική και νότια Τουρκία, το Ισραήλ, το Λίβανο, μέρος της Συρίας, του Ιράκ και της Ιορδανίας, τη βόρεια Αίγυπτο, καθώς και την ανατολική λεκάνη της Μεσογείου, η οποία καταλαμβάνει μεγάλο μέρος του χώρου αναφοράς. Στο βόρειο τμήμα του χώρου αναφοράς βρίσκεται η Τουρκία, με κύριο χαρακτηριστικό το ορεινό ανάγλυφο και το εκτεταμένο οροπέδιο στο εσωτερικό, την οροσειρά του Ταύρου στο νότιο τμήμα της, με τα απότομα πρανή προς την ομώνυμη θάλασσα. Η οροσειρά του Ταύρου, εκτείνεται ανατολικά μέχρι το Ιρανικό οροπέδιο και βόρεια μέχρι τον Καύκασο. Ο χερσαίος χώρος συνεχίζεται ανατολικά της Κύπρου με το χώρο της Εγγύς και Μέσης Ανατολής που είναι κατεξοχήν χώρος ερήμων (Συριακή, Ιορδανική και Ισραηλιτική έρημος), εκτός 9

20 από την έξαρση της οροσειράς του Λιβάνου, που δεσπόζει της θάλασσας του Κρουσάϊντ (Crusade), στο νοτιοανατολικό άκρο της Μεσογείου. Στον άξονα που συνδέει τον κόλπο της Άγκαπα, με τη Νεκρά Θάλασσα και τη λίμνη της Τιβεριάδος εντοπίζεται το βαθυπέδιο της Νεκράς θάλασσας, όπου καταγράφονται ακραίες μέγιστες ατμοσφαιρικές πιέσεις, λόγω του αρνητικού του υψομέτρου (-0m) και ακραίες μέγιστες θερμοκρασίες, λόγω του φαινομένου της κοιλάδας. Η νότια πλευρά του χώρου αναφοράς περιλαμβάνει μέρος του ανατολικού τμήματος της Σαχάρας και το δέλτα του Νείλου ποταμού. Στο κέντρο περίπου του χώρου αναφοράς βρίσκεται η Κύπρος, που διαθέτει δύο οροσειρές και το μεταξύ τους πεδινό χώρο. Ο χώρος συμπληρώνεται με τη θάλασσα της ανατολικής Μεσογείου. β. Χώρος μαθηματικών υπολογισμών Η δυναμική μελέτη των υφεσιακών καταστάσεων, καθώς και οι μαθηματικοί υπολογισμοί, πραγματοποιήθηκαν σε ένα ευρύτερο γεωγραφικό χώρο που περιέχει το χώρο εντοπισμού και καταγραφής. Για αυτό το στάδιο της μεθοδολογίας, ορίστηκε ο χώρος που περικλείεται από τους μεσημβρινούς δυτικό μήκος και ανατολικό και τους παράλληλους και 70 βόρειο. Στο χώρο αυτό περιλαμβάνεται η Μεσόγειος, η βόρειος Αφρική, η Εγγύς και Μέση Ανατολή, η Μικρά Ασία, ο Καύκασος, η Μαύρη θάλασσα, μέρος της Ασιατικής και Ευρωπαϊκής Ρωσίας, ο λοιπός Ευρωπαϊκός χώρος και τμήμα του ανατολικού και βορειοανατολικού Ατλαντικού. Ο χώρος εντός του οποίου έγιναν οι μαθηματικοί υπολογισμοί των δυναμικών παραμέτρων φαίνεται στο Σχήμα 2.1. Σχήμα: 2.1. Η γεωγραφική περιοχή Α αποτέλεσε τον χώρο εντοπισμού, η Β τον χώρο των μαθηματικών υπολογισμών και η Γ τον χώρο απεικόνισης των τροχιών. 10

21 γ. Χώρος αποτύπωσης των τροχιών των υφεσιακών καταστάσεων Με σκοπό την αποτύπωση των τροχιών που ακολούθησαν οι υφέσεις για να φτάσουν στο χώρο εντοπισμού, ορίστηκε μια τρίτη γεωγραφική περιοχή, της οποίας υποσύνολα θεωρούνται, τόσο ο χώρος εντοπισμού, όσο και ο χώρος των υπολογισμών. Η γεωγραφική αυτή περιοχή οριοθετείται από τους μεσημβρινούς δυτικά και 65 ανατολικά και τους παράλληλους 15 και 75 βόρεια. Ο χώρος αποτύπωσης των τροχιών περιλαμβάνει ολόκληρη σχεδόν την Ευρωπαϊκή ήπειρο, τη Μεσόγειο θάλασσα, τη βόρεια Αφρική, την Εγγύς και Μέση Ανατολή, την Αραβική χερσόνησο, την ευρύτερη περιοχή του Περσικού κόλπου και Μεσοποταμίας, την περιοχή του Καυκάσου και μέρος της Ασιατικής Ρωσίας, καθώς και τον βόρειο και ανατολικό Ατλαντικό ωκεανό. Στο Σχήμα 2.1 φαίνεται ο χώρος αποτύπωσης των τροχιών των υφεσιακών καταστάσεων Ορισμός και περιγραφή δεδομένων Για τις ανάγκες της εργασίας αυτής χρησιμοποιήθηκαν δύο ομάδες δεδομένων. Η πρώτη ομάδα δεδομένων αποτελείται από τμήμα του αρχείου χαρτών καιρού και θερμοδυναμικών διαγραμμάτων της Μετεωρολογικής Υπηρεσίας της Κύπρου και χρησιμοποιήθηκε τουλάχιστο τόσο στο επίπεδο του εντοπισμού, καταγραφής και δημιουργίας ιστορικού των υφεσιακών καταστάσεων, όσο και στο επίπεδο της εύρεσης και αποτύπωσης της τροχιάς της κάθε ύφεσης. Το τμήμα του αρχείου που χρησιμοποιήθηκε, αποτελούσαν τόσο χάρτες καιρού επιφάνειας όσο και ανώτερης ατμόσφαιρας καθώς και αερολογικά διαγράμματα (Τ/Φ-γράμματα), από τον σταθμό παρατηρήσεων της ανώτερης ατμόσφαιρας (σταθμός ραδιοβολίσεων στη Αθαλάσσα, αριθμός σταθμολογίου W.M.O 177 στο εσωτερικό της Κύπρου) Η δεύτερη ομάδα δεδομένων χρησιμοποιήθηκε για τις ανάγκες των μαθηματικών υπολογισμών και της δυναμικής μελέτης των υφεσιακών καταστάσεων, που εντοπίστηκαν στο χώρο εντοπισμού. Τη δεύτερη αυτή ομάδα δεδομένων αποτελούσαν τμήμα των παγκόσμιων δεδομένων NetCDF, το οποίο πάρθηκε από το αρχείο της Εθνικής Μετεωρολογικής Υπηρεσίας (N.M.C) των Η.Π.Α., με χρόνο αναφοράς 00:00UTC. Τα δεδομένα είναι, επίσης, γνωστά και ως NCEP/NCAR, NetCDF Τόσο τα δεδομένα της πρώτης ομάδας όσο και τα δεδομένα της δεύτερης ήταν πλήρη και δεν παρατηρήθηκε καμιά έλλειψη. α. Αρχείο χαρτών και διαγραμμάτων Οι χάρτες του αρχείου της Μετεωρολογικής Υπηρεσίας χωρίζονται σε δύο κατηγορίες, ανάλογα με την μέθοδο αποτύπωσης των μετεωρολογικών παρατηρήσεων. Η πρώτη κατηγορία αφορά τους χάρτες στους οποίους οι καταχωρήσεις των συνοπτικών μετεωρολογικών παρατηρήσεων γίνονταν με το χέρι και η δεύτερη κατηγορία αφορά τους χάρτες στους οποίους οι καταχωρήσεις γίνονταν με την βοήθεια της ψηφιακής τεχνολογίας. Ο διαχωρισμός γίνεται κατά το 1996, μετά την εγκατάσταση ειδικού ηλεκτρονικού συστήματος. Οι χάρτες, τόσο πριν όσο και μετά την εφαρμογή της ψηφιακής τεχνολογίας, απεικόνιζαν την ίδια επιφάνεια της γης και η πυκνότητα των μετεωρολογικών παρατηρήσεων ήταν η ίδια τόσο πριν όσο και μετά την εφαρμογή της ψηφιακής τεχνολογίας. Χάρτες επιφάνειας Οι χάρτες επιφάνειας καιρού (του αρχείου της Μετεωρολογικής Υπηρεσίας της Κύπρου) καλύπτουν την περιοχή που οριοθετείται από τους μεσημβρινούς δυτικά και 65 ανατολικά και τους παράλληλους 15 και 75 βόρεια. Η περιοχή περιλαμβάνει την ευρύτερη Ευρωπαϊκή ήπειρο, τη βόρεια Αφρική, την Εγγύς και Μέση Ανατολή, τμήμα της Ασίας, καθώς και τμήμα του ανατολικού Ατλαντικού ωκεανού. Οι χάρτες επιφάνειας που συντάσσονται κατά τις κύριες συνοπτικές ώρες (00, 06, 12, 18UTC) είναι αναλυμένοι κάθε 4hPa. Από το ίδιο αρχείο χαρτών χρησιμοποιήθηκαν, επίσης, χάρτες επιφάνειας καιρού που έχουν, όμως, συνταχθεί κατά τις δευτερεύουσες συνοπτικές ώρες (03, 09, 15, 21UTC), οι οποίοι καλύπτουν μικρότερη περιοχή από ό,τι οι χάρτες που συντάσσονται κατά τις κύριες συνοπτικές ώρες. Η περιοχή που καλύπτουν οι χάρτες που αναφέρονται στις δευτερεύουσες 11

22 συνοπτικές ώρες οριοθετείται από τους μεσημβρινούς 0 και ανατολικά και τους παράλληλους κύκλους και 55 βόρειο. Τόσο οι χάρτες που συντάσσονται κατά τις κύριες συνοπτικές ώρες όσο και αυτοί που συντάσσονται κατά τις δευτερεύουσες, έχουν κωνική ορθομορφική προβολή και κλίμακα 1: Οι χάρτες που αναφέρονται στις δευτερεύουσες συνοπτικές ώρες αναλύονται ισοβαρικά κάθε 4hPa ή, αν όμως η πυκνότητα των μετεωρολογικών παρατηρήσεων το επιτρέπει (κάτι που σπάνια συμβαίνει) κάθε 2hPa και αυτό για σκοπούς λεπτομερέστερης ανάλυσης, παρακολούθησης και ερμηνείας των καιρικών συστημάτων. Στο σύνολο των χαρτών καιρού συναντώνται προβλήματα που αφορούν τόσο την ποιότητα των μετεωρολογικών παρατηρήσεων, όσο και τη γενικότερη κατανομή τους. Πρόβλημα ποιότητας μετεωρολογικών παρατηρήσεων υπάρχει στην περιοχή της Ανατολικής Μεσογείου και του χώρου της Εγγύς και Μέσης ανατολής, καθώς και της βόρειας Σαχάρας, της Λιβύης, Αιγύπτου, Μαρόκου, Τυνησίας και Αλγερίας. Γενικά, αναφέρεται ότι η κατανομή των μετεωρολογικών παρατηρήσεων στους χάρτες είναι ανομοιογενής, αφού η επιφανειακή πυκνότητα των συνοπτικών σταθμών ποικίλει τόσο μεταξύ ξηράς - θάλασσας όσο και μεταξύ νότου - βορρά, όσο και ανατολής - δύσης. Έτσι, η ηπειρωτική περιοχή, που ανήκει στο χώρο, έχει απόλυτα μεγαλύτερη μέση επιφανειακή πυκνότητα συνοπτικών σταθμών από ό,τι η θαλάσσια περιοχή του χώρου, η οποία έχει πρακτικά μηδενική πυκνότητα συνοπτικών σταθμών. Η ηπειρωτική περιοχή του χώρου έχει μεγαλύτερη πυκνότητα σταθμών από νότο προς βορρά και από ανατολή προς δύση. Γενικά, οι χάρτες καιρού επιφάνειας αναλύονται στις ισοβαρείς με ονομαστική πίεση 984, 988, 992,.., 1008, 1012, 1016hPa κ.λ.π., ή αν η πυκνότητα των συνοπτικών παρατηρήσεων κατά τις δευτερεύουσες συνοπτικές ώρες το επιτρέπει, τότε οι χάρτες αναλύονται στις ισοβαρείς με ονομαστική πίεση 984, 986, 988,., 1012, hPa κ.λ.π.. Στους χάρτες καιρού επιφάνειας απεικονίζονται -σε κάθε μετεωρολογικό σταθμό- όλα τα στοιχεία μιας συνοπτικής μετεωρολογικής παρατήρησης, όπως θερμομετρικές παράμετροι του αέρα, ταχύτητα και διεύθυνση του ανέμου, βαρομετρικές παράμετροι του σταθμού, νεφοκάλυψη και νεφανάλυση, καθώς και παρών και παρελθών καιρός. Είναι ισοβαρικοί χάρτες και απεικονίζουν τη μετωπική δραστηριότητα. Με το σκεπτικό ότι ο χώρος εντοπισμού αποτελεί σημαντικό υποσύνολο του χώρου των μαθηματικών υπολογισμών, κρίνεται σκόπιμη η παράθεση και άλλων χαρακτηριστικών του. Στον χώρο εντοπισμού αναφέρονται περισσότεροι από 80 συνοπτικοί σταθμοί, οι οποίοι ανήκουν στο σταθμολόγιο του Παγκόσμιου Μετεωρολογικού Οργανισμού (W.M.O). Εντούτοις, στις διεθνείς τράπεζες μετεωρολογικών πληροφοριών φτάνουν μετεωρολογικές πληροφορίες με βάση τον συνοπτικό κώδικα μηνυμάτων, από λιγότερους από τους μισούς. Στην περιοχή της Κύπρου λειτουργούν τέσσερις στελεχωμένοι κύριοι συνοπτικοί σταθμοί, στους οποίους εκτελούνται μετεωρολογικές παρατηρήσεις. Στους τρεις εκτελούνται παρατηρήσεις σε εικοσιτετράωρη βάση και στον τέταρτο σε καθημερινή βάση μεν, αλλά μόνο κατά τη διάρκεια της ημέρας. Οι σταθμοί αυτοί βρίσκονται στο αεροδρόμιο Πάφου, στο στρατιωτικό αεροδρόμιο της βάσης Ακρωτηρίου, στην Αθαλάσσα, στο εσωτερικό του νησιού (όπου εκτελούνται παρατηρήσεις μόνο κατά τη διάρκεια της ημέρας) και στο αεροδρόμιο Λάρνακας και με βάση το σταθμολόγιο του Παγκόσμιου Μετεωρολογικού Οργανισμού (W.M.O) χαρακτηρίζονται από του κωδικούς αριθμούς 170, 171, 177 και 179 αντίστοιχα (W.M.O., 01). Οι συνοπτικοί σταθμοί που αναφέρονται στον Ελλαδικό χώρο και βρίσκονται μέσα στο χώρο εντοπισμού είναι οι στελεχωμένοι σταθμοί 166, 16667, 16706, 16723, 16732, 16742, 16744, 16749, 16754, 16756, 16757, 167 και 16765, (W.M.O., 01) που είναι όλοι σχεδόν σταθμοί σε νησιά του Αιγαίου, εκτός από τους τέσσερις τελευταίους που βρίσκονται στο ανατολικό τμήμα της νήσου Κρήτης. Οι σταθμοί που βρίσκονται στο χώρο εντοπισμού και ανήκουν στην Τουρκία είναι οι επανδρωμένοι 17090, 17092, 17112, 17124, 17129, 171, 171, 17180, 17184, 17188, 17190, 17195, 170, 172, 17210, 17234, 172, 17244, 172, 17270, 17290, 17292, 170, 173, 173, και (W.M.O., 01). Αρκετοί από τους σταθμούς της Τουρκίας είναι σταθμοί σε μεγάλο υψόμετρο και στις συνοπτικές παρατηρήσεις τόσο κύριες όσο και δευτερεύουσες αναφέρουν τη ατμοσφαιρική τους πίεση σε σχέση με την ισοβαρική επιφάνεια των 0hPa, αντί να την αναφέρουν στην μέση στάθμη της θάλασσας, γεγονός που καθιστά αντικειμενικά δυσχερή τη συνοπτική ανάλυση των χαρτών καιρού επιφανείας. 12

23 Στον Λίβανο αναφέρονται οι σταθμοί 100 και 105 και στη Συρία οι σταθμοί, 005, 007, 009, 022, 0, 039, 061, 066, 080, 083, 085, 087 και 095 (W.M.O., 01). Στην Ιορδανία αναφέρονται οι σταθμοί 2, 255, 2, 265, 270, 272 και 296 (W.M.O., 01). Μεταξύ των Συριακών και Ιορδανικών μετεωρολογικών σταθμών, οι περισσότεροι από τους οποίους είναι σταθμοί εγκαταστημένοι στη Σύρο-Ιορδανική έρημο, υπάρχουν συνοπτικοί σταθμοί οι οποίοι δεν δίνουν πλήρεις συνοπτικές παρατηρήσεις, πράγμα που, επίσης, δυσχεραίνει την πλήρη και λεπτομερή συνοπτική ανάλυση των χαρτών καιρού επιφάνειας. Στο Ισραήλ αναφέρονται οι σταθμοί 153, 165, 176, 180, 184, 191, 198, και 199 (W.M.O., 01). Στο Ιράκ αναφέρονται οι σταθμοί 310, 356 και 3, (W.M.O., 01) οι οποίοι σπάνια δίνουν μετεωρολογική παρατήρηση. Τέλος στη βόρεια Αίγυπτο αναφέρονται οι σταθμοί 318, 3, 332, 337, 338, 357, 4, και 777 (W.M.O., 01). Σχήμα: 2.2. Ο χώρος εντοπισμού και η κατανομή των συνοπτικών Μετεωρολογικών σταθμών. (Αρχείο χαρτών. Μετεωρολογική Υπηρεσία Κύπρου.) Ο χώρος που καταλαμβάνει η ανατολική Μεσόγειος είναι ουσιαστικά ακάλυπτος από πλευράς μετεωρολογικών παρατηρήσεων. Οι πολύ λίγες παρατηρήσεις που φτάνουν στις τράπεζες μετεωρολογικών παρατηρήσεων και προέρχονται από πλοία -που εκτελούν ή υποχρεούνται να εκτελούν μετεωρολογική παρατήρηση τις κύριες συνοπτικές ώρες- σπάνια εμφανίζονται στους χάρτες επιφάνειας καιρού και αυτό λόγω του ότι φτάνουν στις τράπεζες μετεωρολογικών πληροφοριών πολύ αργά, συνήθως μετά από την πάροδο χρόνου τριών και πλέον ωρών από την ώρα της παρατήρησης. Από τα πιο πάνω φαίνεται ότι η ποιότητα των μετεωρολογικών συνοπτικών παρατηρήσεων μέσα στο χώρο εντοπισμού δεν είναι η καλύτερη, αφού αρκετοί από τους σταθμούς που αποστέλλουν μηνύματα βρίσκονται σε μεγάλο υψόμετρο, όπως συμβαίνει με Τουρκικούς σταθμούς, ενώ κάποιοι άλλοι αποστέλλουν μηνύματα αμφιβόλου ποιότητας, όπως είναι αρκετοί από τους σταθμούς των χωρών στην Εγγύς και Μέση Ανατολή. Αξιόπιστοι είναι οι σταθμοί του Ελλαδικού χώρου, της 13