ΣΥΝΟΠΤΙΚΑ, ΔΥΝΑΜΙΚΑ ΚΑΙ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΗΣ ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΗΣ ΒΟΜΒΑΣ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΔΟΥ ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΥ 2004

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΤΟΜΕΑΣ ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΚΛΙΜΑΤΟΛΟΓΙΑΣ ΣΥΝΟΠΤΙΚΑ, ΔΥΝΑΜΙΚΑ ΚΑΙ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΗΣ ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΗΣ ΒΟΜΒΑΣ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΔΟΥ ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΥ 2004 ΛΥΣΙΤΣΑ Χ. ΕΥΑΓΓΕΛΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΣ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΕΙΔΙΚΕΥΣΗΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2010

2 2

3 ΛΥΣΙΤΣΑ Χ. ΕΥΑΓΓΕΛΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΣ ΣΥΝΟΠΤΙΚΑ, ΔΥΝΑΜΙΚΑ ΚΑΙ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΗΣ ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΗΣ ΒΟΜΒΑΣ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΔΟΥ ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΥ 2004 ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΕΙΔΙΚΕΥΣΗΣ Υποβλήθηκε στον Τομέα Μετεωρολογίας και Κλιματολογίας του Τμήματος Γεωλογίας της Σχολής Θετικών Επιστημών του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ

4 4

5 Η ανάπτυξη και υποστήριξη της Μεταπτυχιακής Διατριβής Ειδίκευσης έγινε στις 7 Μαΐου 2010, ενώπιον της Τριμελούς Εξεταστικής Επιτροπής. Την εξεταστική επιτροπή αποτέλεσαν οι: Καρακώστας Θεόδωρος, Καθηγητής ΑΠΘ, Επιβλέπων Ζάνης Πρόδρομος, Επίκουρος Καθηγητής ΑΠΘ Πυθαρούλης Ιωάννης, Λέκτορας ΑΠΘ 5

6 6

7 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η παρούσα διατριβή ειδίκευσης εκπονήθηκε στα πλαίσια του Προγράμματος Μεταπτυχιακών Σπουδών του Τμήματος Γεωλογίας του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης με ειδίκευση στη Μετεωρολογία-Κλιματολογία. Κύριος στόχος της διατριβής ειδίκευσης είναι η μελέτη των συνοπτικών, δυναμικών και θερμοδυναμικών χαρακτηριστικών της Μετεωρολογικής Βόμβας της περιόδου Ιανουαρίου Στο σημείο αυτό θα ήθελα να εκφράσω τις θερμές μου ευχαριστίες στον Καθηγητή Θεόδωρο Καρακώστα, επιβλέπων της εν λόγω διατριβής ειδίκευσης, για την πολύτιμη συμβολή του στην επιστημονική μου κατάρτιση καθώς και για την άριστη συνεργασία κατά τη διάρκεια της εκπόνησης της μελέτης, αλλά και κατά τη διάρκεια των μεταπτυχιακών μου σπουδών. Επίσης θα ήθελα να ευχαριστήσω τα μέλη της τριμελούς επιτροπής, τον επίκουρο καθηγητή Πρόδρομο Ζάνη και το λέκτορα Ιωάννη Πυθαρούλη για το ενδιαφέρον που μου έδειξαν με τις εύστοχες υποδείξεις και παρατηρήσεις τους. Επιπλέον ευχαριστώ τον διδάκτορα Δημήτρη Μπρίκα για τη συμβολή του σχετικά με τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν στη διατριβή ειδίκευσης. Θα ήθελα επίσης να ευχαριστήσω όλους τους καθηγητές του Τομέα Μετεωρολογίας και Κλιματολογίας για την άριστη συνεργασία καθ όλη τη διάρκεια των μεταπτυχιακών μου σπουδών. Τέλος, θα ήθελα να ευχαριστήσω την οικογένεια μου, το σύζυγο μου Τάσο, τους γονείς μου Χρήστο και Μαρία και κυρίως τα παιδιά μου Ευανθία και Χρήστο για τη συνεχή συμπαράσταση και υποστήριξη που μου προσέφεραν κατά τη διάρκεια των σπουδών μου. Ευαγγελία Λυσίτσα 7

8 8

9 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο : ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο : ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟΥ ΟΡΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΥΠΟΙ ΚΥΚΛΟΓΕΝΕΣΕΩΝ ΧΩΡΙΚΗ ΚΑΙ ΧΡΟΝΙΚΗ ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΚΑΙ ΣΤΑΔΙΑ ΕΞΕΛΙΞΗΣ ΤΟΥ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟΥ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ Αντίθεση ωκεανού-ξηράς Ορεογραφία και φυσική διάταξη των ηπείρων Θαλάσσια ρεύματα ΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΚΑΙ ΣΥΝΟΠΤΙΚΕΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΓΙΑ ΤΗ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΒΟΜΒΑΣ Βαροκλινικότητα Στατική αστάθεια Στροβιλισμός Συνοπτική εικόνα στην ανώτερη τροπόσφαιρα Απόκλιση στα ανώτερα στρώματα ΣΥΜΒΟΛΗ ΦΥΣΙΚΩΝ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΩΝ Λανθάνουσα και αισθητή θερμότητα Οριακό στρώμα Ροές επιφανειακής θερμότητας Αεροχείμαρρος και αναδίπλωση της τροπόπαυσης ΘΕΩΡΙΕΣ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΥ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ ΠΡΟΓΝΩΣΗΣ ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΗΣ ΒΟΜΒΑΣ-ΔΕΙΚΤΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ο : ΘΕΩΡΙΑ ΚΑΙ ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΣΤΡΟΒΙΛΙΣΜΟΣ ΕΞΙΣΩΣΗ ΣΤΡΟΒΙΛΙΣΜΟΥ ΣΕ ΚΑΡΤΕΣΙΑΝΕΣ ΣΥΝΤΕΤΑΓΜΕΝΕΣ ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΚΑΙ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ ΤΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΚΑΙ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο : ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΒΟΜΒΑΣ 21-22/1/ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΦΑΣΕΙΣ ΤΟΥ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟΥ

10 4.3 ΣΥΝΟΠΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ Φάση 1 η Φάση 2 η Φάση 3 η Η ΤΡΟΧΙΑ ΤΗΣ ΒΟΜΒΑΣ ΚΡΙΤΗΡΙΟ SANDERS AND GYAKUM ΑΠΟΚΛΙΣΗ ΘΕΤΙΚΗ ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΣΤΡΟΒΙΛΙΣΜΟΥ ΑΝΑΛΥΣΗ ΔΥΝΑΜΙΚΟΥ ΣΤΡΟΒΙΛΙΣΜΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο : ΠΕΡΙΛΗΨΗ- ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΠΕΡΙΛΗΨΗ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΞΕΝΟΓΛΩΣΣΗ..141 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΕΛΛΗΝΙΚΗ.144 ΠΕΡΙΛΗΨΗ ABSTRACT

11 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η μελέτη ενός εξαιρετικά έντονου φαινομένου, αυτό της Μετεωρολογικής βόμβας. Η μετεωρολογική βόμβα αποτελεί ένα βαρομετρικό χαμηλό, το οποίο συναντάται στα μέσα γεωγραφικά πλάτη, με πολύ έντονο χαρακτήρα, καθώς έχει το χαρακτηριστικό να βαθαίνει με μεγάλο ρυθμό, δηλαδή να παρουσιάζει έντονη πτώση της ατμοσφαιρικής πίεσης σε αρκετά μικρό χρονικό διάστημα. Πρόκειται για ένα φαινόμενο του οποίου η ικανότητα πρόγνωσης είναι ζωτικής σημασίας για τις αγροτικές καλλιέργειες, για την ενέργεια, τις μεταφορές, τις εγκαταστάσεις αναψυχής. Οι θύελλες αυτού του είδους είναι υπεύθυνες για πολλές ζημιές, όπως διακοπή των μεταφορών και συγκοινωνιών, καθυστερήσεις, αυτοκινητιστικά ατυχήματα, θανάτους, καταστροφή των τηλεφωνικών και ενεργειακών γραμμών. Μπορούν να προκαλέσουν κεντρικές πιέσεις μέσης στάθμης θάλασσας, καθώς και ανέμους και πλημμύρες συγκρίσιμες με αυτές των καλοκαιρινών τροπικών καταιγίδων. Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται παρουσίαση του φαινομένου μέσω των βιβλιογραφικών αναφορών. Δίνεται ο ορισμός της μετεωρολογικής βόμβας και το κριτήριο που πρέπει να πληρείται για να θεωρηθεί μια ύφεση μετεωρολογική βόμβα, ενώ επίσης γίνεται μια αναφορά στους τύπους των εξωτροπικών (extra-tropical) κυκλογενέσεων. Στη συνέχεια παρατίθεται η χωρική και χρονική κατανομή της μετεωρολογικής βόμβας, η διάρκεια και τα στάδια εξέλιξης του φαινομένου, καθώς στο κάθε ένα από αυτά συντελούνται κάποιες διεργασίες οι οποίες συμμετέχουν ενεργά στην ανάπτυξη των μετεωρολογικών βομβών. Για να είναι πλήρης η παρουσίαση του ακραίου καιρικού φαινομένου της μετεωρολογικής βόμβας δίνονται οι συνθήκες κάτω από τις οποίες αναπτύσσεται ένα τέτοιο φαινόμενο. Πρώτα απ όλα δίνεται βάση στα γεωγραφικά χαρακτηριστικά των περιοχών, στις οποίες εμφανίζονται συχνά μετεωρολογικές βόμβες, και πως αυτά επιδρούν στην ανάπτυξη των εκρηκτικών υφέσεων. Θα γίνει λοιπόν αναφορά στην αντίθεση, στη τραχύτητα των επιφανειών της θάλασσας και της ξηράς, στην ορεογραφία και στα θαλάσσια ρεύματα. Εκτός από τα γεωγραφικά χαρακτηριστικά, ιδιαίτερο ρόλο 11

12 στην εμφάνιση και περαιτέρω ανάπτυξη της μετεωρολογικής βόμβας, παίζουν κάποιες δυναμικές και συνοπτικές συνθήκες της ατμόσφαιρας. Αναφέρονται λοιπόν λεπτομερώς η συμβολή της βαροκλινικότητας, της στατικής αστάθειας (static instability), του στροβιλισμού και της συνοπτικής εικόνας στην ανώτερη τροπόσφαιρα. Ακολουθεί η συμβολή φυσικών διαδικασιών, καθώς πρόκειται για απαραίτητες διεργασίες, οι οποίες συντελούν στην εμφάνιση και ενίσχυση των εξωτροπικών υφέσεων. Γίνεται λοιπόν αναφορά στην λανθάνουσα θερμότητα, στην αισθητή θερμότητα, στις ροές επιφανειακής θερμότητας, στις διεργασίες που συντελούνται μέσα στο οριακό στρώμα, στον αεροχείμαρρο και στην αναδίπλωση της τροπόπαυσης. Αφού παρουσιαστούν όλοι οι παράγοντες που συντελούν στη δημιουργία και ενίσχυση της μετεωρολογικής βόμβας, γίνεται μια κατάταξη στις θεωρίες σχηματισμού, όπως αυτές έχουν εντοπισθεί μέσα στη βιβλιογραφία, καθώς το φαινόμενο έχει μελετηθεί από πολλές ερευνητικές ομάδες και η κάθε μια από αυτές θεωρεί κάποιους από τους παράγοντες ή όλους, σημαντικούς για τη δημιουργία της βόμβας. Παρουσιάζονται λοιπόν τρεις κατηγορίες θεωριών σχηματισμού. Στο τέλος του δευτέρου κεφαλαίου δίνεται η ικανότητα πρόγνωσης του φαινομένου της μετεωρολογικής βόμβας και περιγράφονται κάποιοι δείκτες οι οποίοι συνεισφέρουν στη πρόγνωση. Το κομμάτι αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό καθώς πρόκειται για αυτοσκοπό της κάθε ερευνητικής εργασίας, λόγω της χρησιμότητας στη καθημερινή ζωή αφού το φαινόμενο έχει σημαντικό αντίκτυπο σε όλες της υφάνσεις της. Στο τρίτο κεφάλαιο γίνεται θεωρητική προσέγγιση των δυναμικών και συνοπτικών συνθηκών που επιδρούν στη δημιουργία και στην εξέλιξη της Μετεωρολογικής Βόμβας, και παρουσίαση των βασικών εξισώσεων των παραμέτρων αυτών. Στο τέλος του τρίτου κεφαλαίου γίνεται αναφορά στα δεδομένα που χρησιμοποιούνται στην ανάλυση του περιστατικού Μετεωρολογικής Βόμβας που παρουσιάζεται στο επόμενο κεφάλαιο, καθώς και παρουσίαση του εργαλείουπρογράμματος που χρησιμοποιήθηκε. Στο τέταρτο κεφάλαιο μελετάται και παρουσιάζεται μια μελέτη περίπτωσης (case study). Πρόκειται για ένα περιστατικό μετεωρολογικής βόμβας, το οποίο έκανε την εμφάνιση του στη κεντρική και ανατολική Μεσόγειο και επηρέασε ιδιαίτερα την Ελληνική περιοχή, καθώς η μέγιστη πτώση της ατμοσφαιρικής πίεσης στην μέση στάθμη θάλασσας σημειώθηκε σε Ελληνικά χωρικά ύδατα. Πρόκειται για το φαινόμενο της 21 ης και 22 ης Ιανουαρίου 2004 το οποίο αποτέλεσε ένα από τα πιο ισχυρά καταγεγραμμένα φαινόμενα μετεωρολογικής βόμβας στην ευρύτερη Ελληνική περιοχή. Στην παρούσα 12

13 μελέτη γίνεται μια προσπάθεια να συμπληρώσει και να συνεχίσει τις ήδη υπάρχουσες μελέτες (Μπρίκας 2006, Lagouvardos et. al 2007, Pytharoulis 2008). Η εργασία βασίζεται σε συνοπτική, δυναμική και θερμοδυναμική μελέτη της μετεωρολογικής βόμβας. Οι παράμετροι που μελετούνται είναι: άνεμος, απόκλιση, γεωδυναμικό ύψος, δυνητικός στροβιλισμός, σχετική υγρασία, σχετικός στροβιλισμός, πίεση, κατακόρυφη ταχύτητα, μεταφορά στροβιλισμού και θερμοκρασία. Η μελέτη της βάθυνσης γίνεται τόσο χρονικά όσο και χωρικά, και χωρίζεται σε τρεις φάσεις. Στη συνοπτική μελέτη ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στην ατμοσφαιρική πίεση στη μέση στάθμη θάλασσας καθώς η παράμετρος αυτή συνδέεται άμεσα με τον ορισμό και τη θεωρητική βάση της μετεωρολογικής βόμβας. Αναλύεται επίσης το γεωδυναμικό ύψος, η θερμοκρασία και ο άνεμος ειδικά στη δεύτερη φάση. Οι στάθμες που κυρίως χρησιμοποιούνται είναι τα 1000hPa, 925hPa, 850hPa, 700hPa, 500hPa και 300hPa. Ακολουθεί ο καθορισμός της τροχιάς της βόμβας και έλεγχος με τη βοήθεια του κριτηρίου Sanders and Gyakum (1980) για τον χαρακτηρισμό της ύφεσης ως «Μετεωρολογική Βόμβα». Στη συνέχεια του τετάρτου κεφαλαίου παρουσιάζεται η μελέτη της απόκλισηςσύγκλισης σε όλο σχεδόν το ύψος της τροπόσφαιρας στις περιοχές όπου εντοπίζεται το κέντρο της βόμβας την κάθε χρονική στιγμή. Επίσης παρουσιάζεται η κατανομή της απόκλισης σε κάποιες από τις στάθμες σε συγκεκριμένες χρονικές στιγμές κατά τις οποίες εντοπίζεται μέγιστη απόκλιση. Τέλος παρουσιάζεται η απόκλιση- σύγκλιση σε όλο το ύψος της τροπόσφαιρας στο κέντρο της μετεωρολογικής βόμβας σε μια χρονική περίοδο που ξεκινάει 12 ώρες πριν ξεκινήσει η δεύτερη φάση και ολοκληρώνεται 12 ώρες μετά τη μέγιστη πτώση της ατμοσφαιρικής πίεσης στο κέντρο της βόμβας. Παρακάτω αναλύεται η κατανομή της θετικής μεταφοράς στροβιλισμού στη στάθμη των 300hPa και ακολουθεί η ανάλυση του δυναμικού στροβιλισμού. Συγκεκριμένα αναλύεται η κατανομή του δυναμικού στροβιλισμού στη στάθμη των 850hPa σε συνδυασμό με τη κατανομή στης σχετικής υγρασίας με τιμές μεγαλύτερες ή ίσες του 80%, καθώς και στη στάθμη των 400hPa. Στη συνέχεια γίνεται εντοπισμός της τροπόπαυσης μέσω της κατανομής των ισοβαρών καμπύλων στην επιφάνεια των 1.5PVU και ακολουθούν οι τομές κατά μήκος των παραλλήλων πάνω στους οποίους βρίσκεται το κέντρο της μετεωρολογικής βόμβας σε κάθε χρονική στιγμή, οι οποίες απεικονίζουν το δυναμικό στροβιλισμό, τη δυναμική θερμοκρασία, τη σχετική υγρασία με τιμές μεγαλύτερες ή ίσες του 80%, τη κατακόρυφη ταχύτητα ω και τη συνιστώσα v του ανέμου. 13

14 14

15 ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΟΡΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ Η Μετεωρολογική Βόμβα είναι μια εξωτροπική ύφεση(extra-tropical) η οποία παρουσιάζει εξαιρετικά μεγάλη πτώση της πίεσης στην επιφάνεια σε πολύ μικρό χρονικό διάστημα. Πρόκειται για ένα ακραίο καιρικό φαινόμενο που λαμβάνει χώρα στα μέσα γεωγραφικά πλάτη, του οποίου όμως η σφοδρότητα είναι τις περισσότερες φορές συγκρίσιμη με αυτή των τροπικών κυκλώνων. Ο σχηματισμός ωστόσο των εξωτροπικών υφέσεων διαφέρει από το σχηματισμό των τροπικών κυκλώνων. Ο όρος Μετεωρολογική βόμβα είναι μεταγενέστερος της αναφοράς του φαινομένου στη βιβλιογραφία. Πρώτος ο Tor Bergeron ανέφερε την εμφάνιση μιας εξωτροπικής (extra-tropical) ύφεσης, της οποίας η κεντρική πίεση μειώνεται με ρυθμό 1 hpa/h για 24 ώρες. Η εμφάνιση της ύφεσης αυτής με τη χαρακτηριστική αυτή πτώση της πίεσης συνέβη σε γεωγραφικό πλάτος 60 ο Β. Οι Sanders και Gyakum(1980) ονόμασαν, πολύ αργότερα από τον Bergeron το 1980 το φαινόμενο αυτό ως Μετεωρολογική βόμβα, ορίζοντας ταυτόχρονα και το μοναδικό κριτήριο για τον χαρακτηρισμό μιας ύφεσης ως μετεωρολογική βόμβα. Μια εξωτροπική ύφεση χαρακτηρίζεται λοιπόν μετεωρολογική βόμβα όταν παρουσιάζει ρυθμό πτώσης της κεντρικής πίεσης 24 hpa/h σε 24 ώρες σε γεωγραφικό πλάτος 60 ο, ενώ στα άλλα γεωγραφικά πλάτη ο ρυθμός μείωσης πολλαπλασιάζεται με ένα διορθωτικό παράγοντα sinφ/sin60 o όπου φ το γεωγραφικό πλάτος του κέντρου της ύφεσης στο μέσο της 24ωρης περιόδου. Ορίστηκε λοιπόν ως ρυθμός βάθυνσης η ποσότητα p 24 ο sin 60 Bergeron, όπου Δp η διαφορά κεντρικής sinφ πίεσης της ύφεσης σε 24 ώρες. Επομένως σύμφωνα με το κριτήριο των Sanders και Gyakum (1980) μια εξωτροπική ύφεση καλείται μετεωρολογική βόμβα όταν ο ρυθμός μείωσης της κεντρικής πίεσης είναι τουλάχιστον ίσος με 1 Bergeron=24sin(φ)/sin(60 o ) σε 24h. Η κρίσιμη τιμή του 1 Bergeron ποικίλει από 28hPa/(24h) στους πόλους μέχρι 12hPa/(24h) σε γεωγραφικό πλάτος 25 ο Ν. 15

16 Επομένως σύμφωνα με τον τύπο των Sanders and Gyakum(1980) μπορούν να υπολογιστούν για κάθε περιοχή πάνω στον πλανήτη οι κρίσιμες τιμές της πτώσης της πίεσης μιας ύφεσης, έτσι ώστε να χαρακτηρίζεται ως μετεωρολογική βόμβα. Στην Ελληνική περιοχή και συγκεκριμένα στην Αθήνα η πτώση της ατμοσφαιρικής πίεσης πρέπει να είναι τουλάχιστον ίση με 0.71hPah -1 και στη Θεσσαλονίκη 0.75hPah -1 για 24 ώρες (Karacostas and Flocas,1983) έτσι ώστε να καταταχθεί η ύφεση ως Μετεωρολογική Βόμβα. Ο Sanders (1986) επιπλέον κατέταξε τις μετεωρολογικές βόμβες σύμφωνα με την ισχύ τους ως εξής: Ασθενής Bergeron, Μέτρια Bergeron, Ισχυρή >1.8 Bergeron. Η μετεωρολογική βόμβα διατηρεί όλα τα χαρακτηριστικά των εξωτροπικών υφέσεων. Όταν λοιπόν λαμβάνει χώρα μια εξωτροπική (Extra-tropical) κυκλογένεση αυτό σημαίνει ότι αναφερόμαστε σε κυκλογένεση σε έξω-τροπικά γεωγραφικά πλάτη δηλαδή μεγαλύτερα των 30 ο. Οι υφέσεις αυτές έχουν οριζόντια κλίμακα km και μπορεί να καλύπτουν το βάθος της τροπόσφαιρας, δηλαδή περίπου 10km. Συγκρινόμενοι με μη διαταραγμένο περιβάλλον εμφανίζουν σχετικά χαμηλότερη πίεση, περίπου 10hPa λιγότερο, ανέμους της τάξης των 10m/sec και ισχυρότεροι, σχετικά θερμότερο αέρα περίπου 10Κ, και ανοδικές κινήσεις περίπου 10cm/sec. Σημειώνονται επίσης μεγάλες τιμές κινητικής ενέργειας, στροβιλισμού και δυναμικού στροβιλισμού. Οι εξωτροπικές υφέσεις είναι συγχώνευση θερμής και ψυχρής ύφεσης. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχει θερμή κυκλωνική κυκλοφορία στην επιφάνεια και ψυχρή κυκλωνική κυκλοφορία κοντά στη τροπόπαυση. Οι κυκλοφορίες αυτές δεν είναι τοποθετημένες κατακόρυφα, αλλά μετακινούνται πλαγίως. Ο σχηματισμός αυτός επιτρέπει στη διαταραχή να αποσπάσει ενέργεια από τον αεροχείμαρρο. 2.2 ΤΥΠΟΙ ΚΥΚΛΟΓΕΝΕΣΕΩΝ Σύμφωνα με τον Cohen (1996) οι κυκλογενέσεις χωρίζονται σε δύο τύπους. Αυτοί είναι: Κυκλογένεση τύπου Α: Η κυκλογένεση αυτού του τύπου ξεκινά από τα κατώτερα στρώματα, στην περιοχή όπου παρατηρείται μέγιστη βαροκλινικότητα χωρίς να σημειώνεται σημαντική μεταφορά στροβιλισμού. Αρχικά δεν υπάρχει ανώτερος αυλώνας, αλλά αναπτύσσεται 16

17 καθώς η ύφεση στη μέση στάθμη θάλασσας ενισχύεται. Η ενίσχυση προέρχεται από θερμική μεταφορά. Η βαροκλινικότητα εξασθενεί καθώς η ύφεση φτάνει στη φάση σύσφιξης, με αποτέλεσμα η διαθέσιμη δυναμική ενέργεια να μετατρέπεται σε κινητική. Κυκλογένεση τύπου Β: Η κυκλογένεση τύπου Β ξεκινά όταν ένας προϋπάρχων αυλώνας στην ανώτερη ατμόσφαιρα κινείται πάνω από περιοχή θερμής μεταφοράς στην επιφάνεια, όπου μπορεί να υπάρχει μέτωπο. Μπροστά από τον αυλώνα σημειώνεται ισχυρή μεταφορά στροβιλισμού. Η απόσταση διαχωρισμού μεταξύ ανώτερου αυλώνα και της ύφεσης ελαττώνεται γρήγορα καθώς η ύφεση ενισχύεται, ενώ ο άξονας που ενώνει τα κέντρα των δυο συστημάτων τείνει να γίνει κατακόρυφος. Η μεταφορά στροβιλισμού εξασθενεί καθώς το σύστημα φτάνει στο στάδιο μέγιστης ανάπτυξης. Η θερμή μεταφορά και η βαροκλινικότητα αρχικά είναι μικρή και ενισχύεται στα επόμενα στάδια ανάπτυξης της ύφεσης. Η κινητική ενέργεια αυξάνει λόγω της συμβολής του αεροχειμάρρου στα ανώτερα στρώματα. Κατά τη δεκαετία του 80 επικράτησε η άποψη ότι οι μετεωρολογικές βόμβες εξηγούνται καλύτερα από τον τύπο Β. Ωστόσο πιο πρόσφατα υπήρξε η αποδοχή ότι όλες οι εξωτροπικές υφέσεις και όχι μόνο οι εκρηκτικές είναι τύπου Β. 2.3 ΧΩΡΙΚΗ ΚΑΙ ΧΡΟΝΙΚΗ ΚΑΤΑΝΟΜΗ Όσον αφορά τη χωρική και χρονική κατανομή του φαινομένου θα μπορούσαμε να αναφέρουμε ότι πρόκειται για φαινόμενο κυρίως θαλάσσιο και χειμερινό. Εμφανίζεται σε γεωγραφικά πλάτη μεγαλύτερα των 30 ο, ενώ έχουν σημειωθεί γεγονότα στο Βόρειο και αλλά και στο Νότιο ημισφαίριο. Στο Βόρειο ημισφαίριο συμβαίνουν κυρίως στη δυτική πλευρά του Ατλαντικού και του Ειρηνικού ωκεανού, σύμφωνα με τους Sanders and Gyakum (1980). Η πλειονότητα τους συμβαίνει στο Δυτικό Βόρειο Ατλαντικό προς τη ΒΔ Ευρώπη, στο Δυτικό Ειρηνικό προς το κόλπο της Αλάσκας και στο Νότιο ωκεανό που περικυκλώνει την Ανταρκτική. Η εξαίρεση ως προς τον εντοπισμό των βομβών πάνω από θαλάσσιες περιοχές είναι οι νοτιοανατολικές ΗΠΑ, η οποία είναι η μοναδική ηπειρωτική μάζα με υπολογίσιμη συχνότητα βομβών. Σε έρευνα που έγινε από τους Yoshida and Asuma (2003) αναλύοντας συνολικά 224 εκρηκτικές υφέσεις διαπιστώθηκε ότι, είτε σχηματίστηκαν πάνω από ξηρά είτε πάνω από θάλασσα, η μέγιστη βάθυνση σχεδόν πάντα συνέβαινε πάνω από τον ωκεανό σε 17

18 γεωγραφικά πλάτη μεγαλύτερα από 35 N. Τρεις τύποι υφέσεων υπήρξαν συνολικά: αυτές που σχηματίστηκαν πάνω από ξηρά και αναπτύχθηκαν πάνω από τη Θάλασσα της Ιαπωνίας ή θάλασσα του Okhotsk, αυτές που σχηματίστηκαν πάνω από ξηρά και αναπτύχθηκαν πάνω από τον Ειρηνικό ωκεανό και αυτές που σχηματίστηκαν πάνω από τον ωκεανό και αναπτύχθηκαν πάνω από τον Ειρηνικό ωκεανό. Μεγαλύτερη συχνότητα εμφανίζουν οι εκρηκτικές υφέσεις που σχηματίζονται και αναπτύσσονται πάνω από τον ωκεανό (110 περιπτώσεις από τις 224 στην έρευνα των Yoshida et al.), ακολουθούν οι υφέσεις που σχηματίζονται πάνω σε ξηρά και αναπτύσσονται πάνω από θαλάσσιο περιβάλλον (50 περιπτώσεις και 42 περιπτώσεις αντίστοιχα για τις υφέσεις που αναπτύχθηκαν πάνω από τον Ειρηνικό ωκεανό και τη θάλασσα της Ιαπωνίας στην έρευνα των Yoshida et al.) Τις 5 ψυχρές εποχές από τον Οκτώβριο 1994 μέχρι το Μάρτιο 1999, 202 υφέσεις ταξινομήθηκαν στους 3 τύπους και οι υπόλοιπες 22 περιπτώσεις δε ταξινομήθηκαν. Από αυτές 14 σχηματίστηκαν και αναπτύχθηκαν πάνω από ήπειρο και 5 σχηματίστηκαν από το ΒΔ Ειρηνικό ωκεανό, κινήθηκαν ΒΔ και αναπτύχθηκαν πάνω από τη Θάλασσα του Okhotsk. Οι υπόλοιπες σχηματίστηκαν πάνω από τη θάλασσα του Okhotsk, κινήθηκαν ΝΑ και αναπτύχθηκαν πάνω από το ΒΔ Ειρηνικό ωκεανό. Παρατηρείται λοιπόν ότι μόνο το 6,25% των περιστατικών δημιουργήθηκε και αναπτύχθηκε πάνω από ηπειρωτική μάζα. Το υπόλοιπο 93,75% είτε σχηματίστηκε και αναπτύχθηκε πάνω από θάλασσα, είτε σχηματίστηκε πάνω από στεριά και αναπτύχθηκε πάνω από θάλασσα. Η συχνότητα εμφάνισης των μετεωρολογικών βομβών και στα δυο ημισφαίρια είναι μεγάλη, ενώ σύμφωνα με τους Lim and Simmonds(2002) το Βόρειο ημισφαίριο έχει περισσότερες περιπτώσεις Μετεωρολογικής Βόμβας από το νότιο λόγω αναλογίας και κατανομής ξηράς- θάλασσας. Στο νότιο ημισφαίριο η ξηρά βρίσκεται σε υποτροπικές περιοχές άρα στα μέσα γεωγραφικά πλάτη δεν υπάρχει ικανοποιητική διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ ξηράς και θάλασσας η οποία θα μπορούσε να οδηγήσει στη δημιουργία μιας Βόμβας. Η ύπαρξη μετεωρολογικής βόμβας γίνεται αντιληπτή από μετρήσεις που λαμβάνουν χώρα σε επίγειους σταθμούς, από μετρήσεις παραμέτρων από τα πλοία και τα αεροπλάνα που κινούνται σε μια περιοχή και από δορυφορικά δεδομένα. Η έλλειψη λοιπόν επίγειων σταθμών στο νότιο ημισφαίριο, λόγω της άνισης κατανομής ξηράς και θάλασσας, πιθανόν να οδηγεί σε ελλιπή γνώση για την ένταση των υφέσεων και έτσι να παρουσιάζεται μικρότερη συχνότητα μετεωρολογικών βομβών στο νότιο ημισφαίριο. 18

19 Όσον αφορά τις τροχιές των μετεωρολογικών βομβών έχει παρατηρηθεί ότι στο νότιο ημισφαίριο υπάρχει βορειοανατολική κίνηση των βομβών, ενώ η κίνηση όλων των άλλων κυκλωνικών συστημάτων είναι προς τα νοτιοανατολικά (Lim and Simmonds, 2002). Πιο συγκεκριμένα οι βόμβες σε μικρά γεωγραφικά πλάτη κινούνται Α-ΝΑ, ενώ νότια των 50 ο Ν κινούνται ΒΑ. Στο βόρειο ημισφαίριο οι βόμβες κινούνται προς τους πόλους. Ραγδαία και έντονη ανάπτυξη καταιγίδων εμφανίζεται όλους τους μήνες του έτους αλλά το μέγιστο κατά τους χειμερινούς μήνες, με τη μεγαλύτερη συχνότητα κατά τον Ιανουάριο. Αυτό προκύπτει από πολλές έρευνες σε διαφορετικές περιοχές του πλανήτη, όπως των Sanders and Gyakum (1980) και των Yoshida et al.(2003) στην οποία το ολικό μέγιστο είναι επίσης τον Ιανουάριο, οι μηνιαίες όμως συχνότητες ήταν διαφορετικές για τους τρεις κυκλωνικούς τύπους: οι υφέσεις που αναπτύσσονται πάνω από τη θάλασσα της Ιαπωνίας έχουν μέγιστη συχνότητα το Νοέμβριο, αυτές που σχηματίστηκαν στη στεριά και αναπτύσσονται πάνω από τον Ειρηνικό ωκεανό το Δεκέμβριο και τον Φεβρουάριο και οι υφέσεις που σχηματίζονται και αναπτύσσονται πάνω από τον Ειρηνικό ωκεανό παρουσιάζουν μέγιστη συχνότητα τον Ιανουάριο. Στη Μεσόγειο Θάλασσα σημειώνεται η μέγιστη πτώση πίεσης στις περιοχές της κεντρικής Αδριατικής θάλασσας, στη θάλασσα της Κορσικής-Σαρδηνίας, στη κεντρική Τυρρηνική θάλασσα και στο νότιο Αιγαίο Πέλαγος (Floca, 1990). Στην τελευταία περίπτωση υπάγεται και η μετεωρολογική βόμβα της Ιανουαρίου 2004, στην οποία θα αναφερθούμε εκτενέστερα. Οι μετεωρολογικές βόμβες στη Μεσόγειο εμφανίζονται κατά τη ψυχρή περίοδο του έτους. Στατιστικά θα μπορούσαμε να αναφέρουμε ότι η μέγιστη συχνότητα αντιστοιχεί στο μήνα Δεκέμβριο και ακολουθεί ο Ιανουάριος. 2.4 ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΚΑΙ ΣΤΑΔΙΑ ΕΞΕΛΙΞΗΣ ΤΟΥ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟΥ Το φαινόμενο εξελίσσεται συνήθως σε 24 με 48h από τη στιγμή εμφάνισης της ύφεσης. Τα στάδια εξέλιξης του φαινομένου είναι τρία. Το πρώτο στάδιο αναφέρεται στην περίοδο πριν την εμφάνιση του βαρομετρικού χαμηλού στην επιφάνεια το οποίο θα έχει στο επόμενο στάδιο εκρηκτική εξέλιξη. Κατά τη διάρκεια αυτού του σταδίου συντελούνται διεργασίες, οι οποίες έχουν ως αποτέλεσμα την εμφάνιση της Μετεωρολογικής Βόμβας, γι αυτό και αξίζει η μελέτη του. Το δεύτερο στάδιο αποτελείται από τη στιγμή εμφάνισης της βόμβας μέχρι τη στιγμή της ελάχιστης πίεσης 19

20 στην επιφάνεια. Πρόκειται λοιπόν για τη χρονική περίοδο που συντελείται η βάθυνση της βόμβας και εμφανίζονται όλα τα ραγδαία καιρικά φαινόμενα, όπως έντονη βροχόπτωση και χιονόπτωση και ισχυροί άνεμοι. Το τρίτο και τελευταίο στάδιο αποτελείται από τη περίοδο κατά την οποία η μετεωρολογική βόμβα αρχίζει και φθίνει. Η πίεση στην επιφάνεια ανεβαίνει και τα έντονα καιρικά φαινόμενα εξαλείφονται. Το τρίτο στάδιο λοιπόν ξεκινάει αμέσως μετά τη χρονική στιγμή ελάχιστης ατμοσφαιρικής πίεσης στην επιφάνεια και λήγει όταν πλέον η μετεωρολογική βόμβα έχει εξαφανιστεί ή έχει ξεφύγει από τα χωρικά πλαίσια στα οποία κινείται η έρευνα. Έχει ενδιαφέρον επίσης να αναφερθεί ότι πριν το ώριμο στάδιο της μετεωρολογικής βόμβας οι θέσεις των κέντρων στα 300, 500,700 και 850hPa σχηματίζουν αρνητική κλίση. Η βόμβα βρίσκεται στο ώριμο στάδιο όταν το σύστημα γίνεται κατακόρυφο (Karacostas and Flocas,1983). 2.5 ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ Σε όλες σχεδόν τις περιοχές, όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, όπου εμφανίζονται συνήθως περιστατικά Μετεωρολογικών Βομβών, ιδιαίτερο ρόλο στη συχνή εμφάνιση παίζουν κάποια γεωγραφικά χαρακτηριστικά της κάθε περιοχής. Θα αναφέρουμε ορισμένα παρακάτω Αντίθεση ωκεανού-ξηράς Πρώτα απ όλα είναι η αντίθεση ωκεανού-ξηράς. Συναντάται σχεδόν σε όλες τις περιπτώσεις. Ιδιαίτερα σημαντική είναι η αντίθεση στη τραχύτητα των επιφανειών της ξηράς και της θάλασσας. Δημιουργείται έτσι διαφορά στη τριβή,καθώς και μεγάλη θερμοβαθμίδα κατά μήκος των ακτογραμμών το χειμώνα ( Cohen, 1996). Η επίδραση των φυσιογραφικών χαρακτηριστικών στην ανάπτυξη της εκρηκτικής κυκλογένεσης μελετήθηκε (Κατσαφάδος κ.α,2010) μέσω πειραμάτων ευαισθησίας με τροποποιημένη τοπογραφία και κατανομή ξηράς- θάλασσας. Η προσομοίωση έγινε με τη θεώρηση εκτεταμένων περιοχών ξηράς ως θαλάσσιες μέσω αντικατάστασης των επιφανειακών θερμοκρασιών από θερμοκρασίες θάλασσας γειτονικών σημείων. Διαπιστώθηκαν διαφορές στις επιφανειακές ροές λανθάνουσας θερμότητας που υπερβαίνουν τα 250W/m 2 στις περιοχές μεταβολής των φυσιογραφικών χαρακτηριστικών. Η διαφοροποίηση αυτή είχε ως αποτέλεσμα τη μικρή απόκλιση στη τροχιά του συστήματος αλλά οι κεντρικές πιέσεις παρέμειναν σχεδόν αμετάβλητες. 20

21 2.5.2 Ορεογραφία και φυσική διάταξη των ηπείρων Σημαντική επίσης συμβολή στο φαινόμενο παρέχει η ορεογραφία. Για παράδειγμα στη Β Αμερική ο ψυχρός αέρας που υπάρχει στην ανατολική πλευρά των Αππαλάχιων ορέων τείνει να παγιδευτεί κατά την ανάπτυξη των καταιγίδων. Αυτό παρέχει έναν θόλο ρηχού ψυχρού αέρα ο οποίος διατηρεί τη μεγάλη αρχική βαροκλινικότητα και προκαλεί ανύψωση του σχετικά θερμού και υγρού αέρα που μεταφέρεται από τον ωκεανό ( Cohen, 1996). Η φυσική διάταξη της Ανατολικής Β Αμερικής προκαλεί ασύμμετρη θέρμανση του κινούμενου προς τα νότια πολικού αέρα, δημιουργώντας μια ισχυρή βαροκλινική ζώνη δεξιά κατά μήκος των ακτών με αποτέλεσμα την ανάπτυξη και ισχυροποίηση των μετώπων κατά μήκος των ακτών. Καθώς ένα ισχυρό αρκτικό υψηλό μετακινείται προς τα ανατολικά κατά μήκος των Νότιων συνόρων του Καναδά, ψυχρός και ρηχός αέρας ωθείται προς τα νότια εξαιτίας της αντικυκλωνικής κυκλοφορίας. Κατά μήκος των παραθαλάσσιων πεδιάδων ο ψυχρός αέρας παγιδεύεται. Αυτομάτως ωθείται προς τα νότια πάνω από το θερμό ωκεανό, και θερμαίνεται γρήγορα από την αισθητή και λανθάνουσα θερμότητα.(gyakum,1983) Θαλάσσια ρεύματα Ένα άλλο γεωγραφικό χαρακτηριστικό που επηρεάζει την εμφάνιση των Μετεωρολογικών Βομβών είναι τα θαλάσσια ρεύματα, όπως το γνωστό σε όλους Ρεύμα του Κόλπου. Το χειμώνα στα γεωγραφικά πλάτη στα οποία βρίσκονται οι ακτές της Β Αμερικής οι παγκόσμιες θερμοκρασίες της επιφάνειας της θάλασσας είναι πολύ χαμηλές. Κατά μήκος των δυτικών ορίων των ωκεανών σχηματίζονται γρήγορα ωκεάνια ρεύματα. Το ρεύμα του Κόλπου μεταφέρει επιφανειακά νερά θερμότερα από τη μέση θερμοκρασία προς τα βόρεια και κοντά στις ανατολικές ακτές της Β Αμερικής (Cione et al.1993). Όταν ψυχρός αέρας έρχεται σε επαφή με μια θερμότερη επιφάνεια γίνεται μεταφορά θερμότητας από την επιφάνεια στην αέρια μάζα που είναι γνωστή ως μεταφορά αισθητής θερμότητας. Αν η αέρια μάζα είναι ξηρή γίνεται μεταφορά υδρατμών από την επιφάνεια στην αέρια μάζα, ειδικά αν η επιφάνεια αποτελείται από νερό. Αυτή η μεταφορά είναι γνωστή ως μεταφορά λανθάνουσας θερμότητας. Μεγάλες ροές αισθητής και λανθάνουσας θερμότητας στην ατμόσφαιρα συμβαίνουν καθώς ψυχρές ηπειρωτικές αέριες μάζες περνούν πάνω από το ρεύμα του Κόλπου. Επίσης τα θερμά νερά του ρεύματος κατά μήκος των ψυχρών νερών των ηπειρωτικών ακτών της ανατολικής Β Αμερικής δίνουν ισχυρές θερμοβαθμίδες στην επιφάνεια. Ο ψυχρός αέρας είναι 21

22 βαρύτερος ή αλλιώς πυκνότερος από τον θερμό. Γι αυτό εξαιτίας της άνωσης ο ψυχρός αέρας βυθίζεται και ο θερμός ανυψώνεται. Αν η ατμόσφαιρα αποτελείται από θερμό αέρα κοντά στην επιφάνεια και ψυχρότερο πάνω από το θερμό, η ατμόσφαιρα καθίσταται ασταθής, μια κατάσταση γνωστή ως χαμηλή στατική ευστάθεια. Μεγάλες θερμοβαθμίδες προκαλούν χαμηλή στατική ευστάθεια μέσω της μεταφοράς αέρα από τη περιοχή με ψυχρότερη θερμοκρασία επιφάνειας θάλασσας στη περιοχή με θερμότερη επιφανειακή θερμοκρασία θάλασσας, ισχυρή διάτμηση ανέμου και μεγάλη βαροκλινικότητα στις κατώτερες στάθμες. 2.6 ΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΚΑΙ ΣΥΝΟΠΤΙΚΕΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΓΙΑ ΤΗ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΒΟΜΒΑΣ Απαραίτητες προϋποθέσεις για τη δημιουργία εκρηκτικής κυκλογένεσης είναι να πληρούνται κάποιες δυναμικές και συνοπτικές συνθήκες Βαροκλινικότητα Όσον αφορά τις δυναμικές συνθήκες πρέπει πρώτα απ όλα να υπάρχει βαροκλινικότητα στην ατμόσφαιρα πριν την έναρξη του φαινομένου. Η βαροκλινικότητα στα κατώτερα στρώματα της τροπόσφαιρας, μέσα δηλαδή στο οριακό στρώμα, είναι υπεύθυνη σε μεγάλο βαθμό για την εκρηκτική ενίσχυση μιας ύφεσης. Ο Roebber (1984) τόνισε ότι οι περιοχές στις οποίες δημιουργούνται εκρηκτικές κυκλογενέσεις είναι κυρίως βαροκλινικές ζώνες, δηλαδή περιοχές οι οποίες υποστηρίζουν την ανάπτυξη και τη συνεχή ύπαρξη συνηθισμένων συστημάτων χαμηλών πιέσεων, θεωρώντας ωστόσο ότι υφίσταται συνδυασμός και με άλλους μηχανισμούς. Τα ίδια αποτελέσματα έδωσε και ο Gyakum(1983). Οι Rogers and Bosart(1986) βρήκαν ότι η συνηθισμένη βαροκλινική αστάθεια είναι πιθανόν ο κυρίαρχος μηχανισμός για έντονες ωκεάνιες υφέσεις. Οι Reed and Albright(1986) υποστήριξαν επίσης ότι η εκρηκτική κυκλογένεση έλαβε χώρα μέσα σε μια ισχυρή βαροκλινική ζώνη, καθώς ένα ρηχό μετωπικό κύμα ταξίδευε από ένα σχετικά σταθερό περιβάλλον μιας μεγάλου κύματος βαρομετρική ράχη (ridge) προς το ασταθές περιβάλλον ενός μεγάλου κύματος βαρομετρικού αυλώνα (trough). Η ισχυρή βαροκλινικότητα ήταν εμφανής λόγω της ύπαρξης ισχυρών ανέμων στο επίπεδο όπου εντοπίζεται ο αεροχείμαρρος, πάνω από το κέντρο χαμηλών πιέσεων και χρονικά λίγο πριν την έντονη βάθυνση της ύφεσης. Οι 22

23 Mullen and Baumhefner(1988) απέδειξαν ότι η ισχυρή βαροκλινικότητα είναι παρούσα σε όλα τα επίπεδα. Οι Cione et al.(1993) χρησιμοποιώντας ένα μέτρο της βαροκλινικότητας των κατώτερων στρωμάτων έδειξαν ότι η βαροκλινικότητα πριν την καταιγίδα έχει συντελεστή συσχέτισης 0,56 με το ρυθμό βάθυνσης των επιφανειακών παράκτιων υφέσεων. Η μέση ταχύτητα των βομβών είναι μεγαλύτερη από ότι όλων των υφέσεων και συγκεκριμένα οι βόμβες είναι 45%-50% γρηγορότεροι εξαιτίας ισχυρής βαροκλινικότητας και ισχυρής δυτικής ροής σύμφωνα με τους Lim and Simmonds(2002) Επίσης η ισχυρή θερμοβαθμίδα στην επιφάνεια της θάλασσας (SST gradient) επηρεάζει το ρυθμό βάθυνσης των ωκεάνιων υφέσεων, καθώς αυξάνει τη βαροκλινικότητα των κατώτερων στάθμεων. Οι Sanders and Gyakum(1980) τόνισαν ότι υπάρχει μικρή θετική συσχέτιση μεταξύ της κατώτερης θερμοκρασίας στην επιφάνεια της θάλασσας (SST) και του 12h ρυθμού βάθυνσης. Ωστόσο οι βόμβες δεν έχουν την ίδια ευαισθησία στην SST όσο οι τροπικοί κυκλώνες (Katsafados et al., 2010,NHESS) Στατική αστάθεια Μια άλλη σημαντική δυναμική συνθήκη για την εμφάνιση της εκρηκτικής κυκλογένεσης είναι η χαμηλή στατική ευστάθεια ή αλλιώς στατική αστάθεια (Static instability). Η ισορροπία της ατμόσφαιρας μπορεί να είναι ευσταθής ή ασταθής. Στη πρώτη περίπτωση, της ευστάθειας, δημιουργείται ροπή επαναφοράς κατά τη κατακόρυφη μετακίνηση του αέρα μέσα στην ατμόσφαιρα και επομένως ευνοούνται οι επιβραδυνόμενες κινήσεις (Μακρογιάννης και Σαχσαμάνογλου, 2004). Ενώ στη περίπτωση της αστάθειας ευνοούνται οι επιταχυνόμενες κινήσεις, καθώς αν δράσουν δυνάμεις οι οποίες προκαλούν τη κατακόρυφη κίνηση του αέρα, δημιουργείται ροπή ανατροπής και δε μπορεί να υπάρξει ισορροπία σε άλλη θέση. Η αστάθεια στην ατμόσφαιρα οδηγεί σε συμπυκνώσεις υδρατμών και στη συνέχεια σε εμφάνιση ατμοσφαιρικών κατακρημνισμάτων, επομένως έχει περισσότερο ενδιαφέρον και σχετίζεται με τα έντονα καιρικά φαινόμενα όπως η μετεωρολογική βόμβα. Στην ατμόσφαιρα υπάρχουν δυο είδη αστάθειας, η δυνητική και η στατική αστάθεια. Η δυνητική αστάθεια σχετίζεται με την κίνηση ατμοσφαιρικού αέρα κυρίως οριζόντια. Έχει λοιπόν ενδιαφέρον κατά την έλευση των μετώπων. Η στατική αστάθεια σχετίζεται με την κατακόρυφη κίνηση του αέρα μέσα στην ατμόσφαιρα και μας απασχολεί περισσότερο από τη δυνητική στη περίπτωση της μετεωρολογικής βόμβας. 23

24 Η ισχυρή ανταλλαγή αισθητής και λανθάνουσας θερμότητας μεταξύ ψυχρού ηπειρωτικού αέρα και της σχετικά θερμότερης επιφάνειας της θάλασσας οδηγεί σε μειωμένη στατική ευστάθεια (Sanders and Gyakum,1980), η οποία σε συνδυασμό με τη βαροκλινικότητα των κατώτερων στάθμεων παίζει σημαντικό ρόλο στην εκρηκτική κυκλογένεση. Επιπλέον οι Kuo and Reed (1988) προτάσσουν ότι η γρήγορη και έντονη κυκλογένεση συμβαίνει όταν μια περιοχή βαροκλινικής αστάθειας προσεγγίζει ένα περιβάλλον χαμηλής στατικής ευστάθειας. Η διαβατική θέρμανση οφείλεται στην έκλυση λανθάνουσας θερμότητας από τις ισχυρές ανοδικές κινήσεις του ασταθούς αέρα Στροβιλισμός Η μετεωρολογική βόμβα ως κυκλωνικό σύστημα παρουσιάζει κυκλωνικό στροβιλισμό. Η ανάλυση πολλών περιστατικών έχει δείξει την εμφάνιση στροβιλισμού στη μέση και στην ανώτερη τροπόσφαιρα μέρες πριν τη κυκλογένεση. Ο Sanders(1986) διαπίστωσε ότι σε όλες τις περιπτώσεις που μελέτησε υπήρχε κέντρο στροβιλισμού στα 500hPa, πριν την εμφάνιση της βόμβας, πάνω από τη περιοχή όπου εμφανίστηκε τελικά η βόμβα στην επιφάνεια. Ο Gyakum (1990) εντόπισε το μέγιστο του απόλυτου στροβιλισμού στα 500hPa σχεδόν δυο εικοσιτετράωρα πριν την εμφάνιση της ύφεσης. Η αλληλεπίδραση τους συνεχίστηκε και κατά την εκρηκτική βάθυνση της ύφεσης. Κλιματολογικές μελέτες έχουν επίσης δείξει ότι η θετική μεταφορά στροβιλισμού στη μέση και ανώτερη τροπόσφαιρα είναι συστατικό έντονης κυκλογένεσης. Συγκεκριμένα το μέγεθος της μεταφοράς κυκλωνικού στροβιλισμού σε περιοχές κάτω από τους αυλώνες των 500hPa συσχετίζεται σε μεγάλο βαθμό με το ρυθμό πτώσης της πίεσης της βόμβας (Sanders and Gyakum, 1980; Sanders, 1986). Η επιφανειακή ύφεση τοποθετείται πάνω από τη περιοχή στην οποία σημειώνεται θετική μεταφορά στροβιλισμού, μπροστά από τους ανώτερους αυλώνες (trough) (Huo et al.1994). Η εκρηκτική κυκλογένεση μπορεί να προσεγγιστεί από τη πλευρά του Δυνητικού Στροβιλισμού (Potential Vorticity). Ο Gyakum(1983) υποστηρίζει ότι ο ρυθμός γέννησης του δυνητικού στροβιλισμού (PV) είναι μέτρο της έντασης της κυκλογένεσης. Σύμφωνα με τους Hoskins et al.(1985), η εκρηκτική κυκλογένεση ενισχύεται σε περιοχές όπου σημειώνεται θετική PV ανωμαλία στην ανώτερη τροπόσφαιρα, κοντά στη τροπόπαυση, η οποία συνδέεται με αναδίπλωση της τροπόπαυσης και εισροή ξηρού στρατοσφαιρικού αέρα εμπλουτισμένου με υψηλές τιμές PV, και αρχίζει να εξαπλώνεται πάνω από μια 24

25 περιοχή με αυξημένη βαθμίδα δυνητικής θερμοκρασίας θ στα κατώτερα όρια της ατμόσφαιρας, δηλαδή πάνω από μια βαροκλινική ζώνη. Η PV ανωμαλία ανάλογα με την ένταση της μπορεί να προκαλέσει κυκλωνική κυκλοφορία στα κατώτερα στρώματα και επομένως θα δημιουργηθεί θερμή οριζόντια μεταφορά. Αυτή με τη σειρά της τείνει να δημιουργήσει θερμή ανωμαλία στα κατώτερα επίπεδα μπροστά από την ανώτερη PV ανωμαλία, η οποία θα δημιουργήσει τη δική της κυκλωνική κυκλοφορία. Αυτή η κυκλοφορία προστίθεται στη κυκλωνική κυκλοφορία που δημιουργείται από τα ανώτερα επίπεδα και δίνουν μια ισχυρή ύφεση στα κατώτερα επίπεδα της οποίας το κέντρο είναι λίγο μπροστά από την αυξανόμενη PV ανωμαλία των ανώτερων στρωμάτων. Καθώς η ανωμαλία στα κατώτερα επίπεδα παραμένει μπροστά από την ανώτερη PV ανωμαλία, υπάρχει δηλαδή αρνητική κλίση, ίσως να υπάρχει ανατροφοδότηση στα ανώτερα επίπεδα και έτσι οι δυο ανωμαλίες να εντείνονται μαζί. Συγκεκριμένα η προς τα πάνω προέκταση της κυκλοφορίας που δημιουργείται από τη κατώτερη θερμή ανωμαλία, εντείνει την ανώτερη PV ανωμαλία και έτσι δημιουργείται μεγαλύτερη βάθυνση του βαρομετρικού χαμηλού (Hoskins et al. 1985). Επιπλέον αν υπάρχει διαβατική πηγή παρατηρείται μια ακόμη θετική ανωμαλία PV στη μέση τροπόσφαιρα. Ενισχύεται έτσι η στατική αστάθεια πάνω και κάτω από την ανωμαλία. Η αλληλεπίδραση όλων των ανωμαλιών προωθεί την εκρηκτική κυκλογένεση. Ο μηχανισμός αυτός παρατηρήθηκε σε περιστατικό Μετεωρολογικής Βόμβας που εξελίχθηκε στις 19 Μαρτίου 1981 στη Μεσόγειο (Floca, 1990). Εντοπίστηκε αλληλεπίδραση του PV της ανώτερης τροπόσφαιρας και της κατώτερης τροπόσφαιρας, όπου υπήρχε και μεγάλη βαροκλινικότητα. Οι Lagouvardos et al.(2007) διεξήγαγαν ένα πείραμα με τη τεχνική της αναστροφής του PV (PV inversion technique) για να εκτιμήσουν το ρόλο των ανώτερων PV ανωμαλιών στην επιφανειακή κυκλογένεση. Η αρχική ύφεση που σχηματίστηκε όταν εξάλειψαν την υπάρχουσα PV ανωμαλία της ανώτερης τροπόσφαιρας, ήταν πιο ρηχή, ενώ μετά από 12 ώρες προσομοίωσης δε βάθυνε περισσότερο καθώς κινήθηκε γρήγορα προς τα βορειοανατολικά. Η ύφεση της προσομοίωσης δεν είχε τα χαρακτηριστικά της παρατηρούμενης ύφεσης. Επομένως αυτό υποδεικνύει ότι οι μηχανισμοί της ανώτερης τροπόσφαιρας ήταν κυρίαρχοι στη συγκεκριμένη εκρηκτική κυκλογένεση Συνοπτική εικόνα στην ανώτερη τροπόσφαιρα Οι συνοπτικές συνθήκες οι οποίες συντελούν στην εμφάνιση της μετεωρολογικής βόμβας αφορούν την συνοπτική εικόνα στην ανώτερη τροπόσφαιρα. Διαπιστώνεται ότι 25

26 στις ανώτερες στάθμες, με χαρακτηριστική τη στάθμη των 500hPa που αποτελεί βασική προϋπόθεση, σχηματίζεται αυλώνας (trough) των ισοϋψών. Όσον αφορά τη σχετική θέση των αυλώνων (trough) ως προς τις εκρηκτικές υφέσεις, έρευνες των συνοπτικών χαρτών από τους Sanders and Gyakum(1980) έδειξαν ότι ο αυλώνας ήταν νοτιοδυτικά της βόμβας κατά 78%, βορειοδυτικά κατά 13%, νοτιοανατολικά κατά 6% και βορειοανατολικά κατά 2%. Παρατηρήθηκε επίσης από την ίδια ερευνητική ομάδα ότι ενώ τα επιφανειακά κέντρα ποτέ δε κινούνται πολύ ανατολικά από τα σημεία προέλευσης τους, ο βαρομετρικός αυλώνας μπορεί να ταξιδεύει προς τα ανατολικά μέρες πριν την επιφανειακή κυκλογένεση. Σε πολλά περιστατικά μετεωρολογικής βόμβας παρατηρείται ύπαρξη δυο βαρομετρικών αυλώνων (trough) στην ανώτερη και μέση τροπόσφαιρα οι οποίες σχετίζονται με δυο κυκλωνικά συστήματα στην επιφάνεια, το ένα εκ των οποίων εξελίσσεται σε εκρηκτική ύφεση. Κατά την εξέλιξη του φαινομένου οι δυο βαρομετρικοί αυλώνες (trough) συγχωνεύονται σε μια κυκλοφορία (Strahl and Smith 2001). Η συγχώνευση αυτή δεν αποτελεί παράγοντα δημιουργίας της εκρηκτικής κυκλογένεσης, αλλά σχετίζεται με τη γρηγορότερη πτώση της πίεσης τουλάχιστον κατά τη χρονική περίοδο που συντελείται η συγχώνευση. Η συγχώνευση συμβαίνει συνήθως 12 έως 48 ώρες πριν τη χρονική στιγμή της ελάχιστης ατμοσφαιρικής πίεσης. Κάθε ένας βαρομετρικός αυλώνας (trough) σχετίζεται με ένα κέντρο κυκλωνικού στροβιλισμού στη στάθμη των 500hPa. Η διαδικασία της συγχώνευσης των βαρομετρικών αυλώνων (trough) θεωρείται ότι έχει ολοκληρωθεί όταν τα δυο κέντρα κυκλωνικού στροβιλισμού στα 500hPa έχουν συνδυαστεί σε ένα κέντρο Απόκλιση στα ανώτερα στρώματα Η απόκλιση (divergence) στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας είναι βασικός συντελεστής για τη δημιουργία εκρηκτικής κυκλογένεσης. Όταν στην ανώτερη τροπόσφαιρα πάνω από μια γεωγραφική περιοχή παρατηρείται ένας βαρομετρικός αυλώνας (trough) αρκετά βαθύς, συνήθως δημιουργείται μια περιοχή απόκλισης στο ανατολικό τμήμα της. Η απόκλιση αυτή έχει ως αποτέλεσμα στην επιφάνεια να ενισχύεται η κυκλωνική δραστηριότητα. Η θεωρία για τον σχηματισμό των υφέσεων αναφέρει πως σε πρώτη φάση παρατηρείται σύγκλιση των αερίων μαζών στην επιφάνεια προς το κέντρο της ύφεσης (Μακρογιάννης και Σαχσαμάνογλου, 2004). Σύμφωνα με την αρχή της συνέχειας των μαζών, οι αέριες μάζες που συγκλίνουν στο επιφανειακό κέντρο βρίσκουν διέξοδο προς 26

27 τα πάνω. Από κάποιο ύψος και μετά συμβαίνει απόκλιση των αερίων μαζών. Ο μηχανισμός αυτός έχει ως αποτέλεσμα τη πτώση της ατμοσφαιρικής πίεσης στην επιφάνεια. Η απόκλιση στην ανώτερη ατμόσφαιρα αντισταθμίζει την επιφανειακή σύγκλιση ή ορισμένες φορές είναι μεγαλύτερη από τη σύγκλιση οπότε και έχουμε βάθυνση της ύφεσης. Η απόκλιση των αερίων μαζών είναι πολύ σημαντική, καθώς όπως έχει αναφερθεί, δημιουργείται ένα κενό προς το οποίο κινείται η ανερχόμενη αέρια μάζα μετά τη σύγκλιση της στην επιφάνεια για να το καλύψει. Η περιοχή λοιπόν της απόκλισης βρίσκεται πάνω από το επιφανειακό χαμηλό. Δηλαδή ο αυλώνας εντοπίζεται δυτικά της ύφεσης όπως φαίνεται και στο παρακάτω σχήμα. Η απόκλιση στην ανώτερη ατμόσφαιρα είναι αποτέλεσμα συνήθως της αλλαγής της κατεύθυνσης ή της ταχύτητας του ανέμου (Ahrens, 2008). Όταν δηλαδή σε ένα Χάρτη ανώτερης ατμόσφαιρας παρατηρείται απομάκρυνση των ισοϋψών καμπυλών δημιουργείται απόκλιση ή όταν ο άνεμος επιταχύνει (Businger et al.2004). Η απόκλιση είναι στενά συνδεδεμένη με τη μεταφορά κυκλωνικού στροβιλισμού στην ανώτερη τροπόσφαιρα (Jacobs et al.2004). 27

28 2.7 ΣΥΜΒΟΛΗ ΦΥΣΙΚΩΝ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΩΝ Η εκρηκτική κυκλογένεση ενισχύεται σημαντικά από διάφορες φυσικές διεργασίες που λαμβάνουν χώρα μέσα στην ατμόσφαιρα. Οι φυσικές αυτές διαδικασίες είναι η έκλυση λανθάνουσας και αισθητής θερμότητας, διεργασίες που συντελούνται μέσα στο οριακό στρώμα, οι ροές επιφανειακής θερμότητας, ο αεροχείμαρρος και η αναδίπλωση της τροπόπαυσης Λανθάνουσα και αισθητή θερμότητα Η θεωρία των Davis and Emanuel(1988) υποθέτει ότι η πιο σημαντική διαβατική διαδικασία είναι η έκλυση αισθητής και λανθάνουσας θερμότητας από την επιφάνεια των ωκεανών στο κατώτερο χιλιόμετρο της ατμόσφαιρας γνωστό ως πλανητικό οριακό στρώμα, όπου η τριβή θεωρείται πιο σημαντική από ότι πιο πάνω. Οι Chen and Osso(1986) μελέτησαν την επίδραση της λανθάνουσας και της αισθητής θερμότητας στην ανάπτυξη μιας βόμβας στις ακτές της Α Ασίας με αριθμητικά πειράματα. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκε το ECMWF global grid point model και έγιναν 4 προσομοιώσεις: 1) CON. Περιέχει όλες τις παραμέτρους. 2) NLH. Αποκλείεται η λανθάνουσα θερμότητα. 3) NSH. Αποκλείεται η αισθητή θερμότητα. 4). NSLH. Αποκλείονται η λανθάνουσα και η αισθητή θερμότητα. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η ανάπτυξη της βόμβας προσομοιώθηκε σωστά στο CON. Στο NLH έγινε πρόγνωση μιας ρηχής ύφεσης. Σύμφωνα με τους Kuo and Reed(1988) η έκλυση λανθάνουσας θερμότητας, εξαιτίας των ισχυρών ανοδικών κινήσεων του ασταθούς αέρα, είναι υπεύθυνη για εκρηκτική κυκλογένεση. Η ανοδική κίνηση η οποία μπορεί να ελευθερώσει μεγάλα ποσά λανθάνουσας θερμότητας, μπορεί να συμβεί με διάφορες μορφές, ειδικά κατά τη συμπύκνωση εξαιτίας κατακόρυφης μεταφοράς, θερμότητας και επικλινούς μεταφοράς. Σε συγκριτική έρευνα μεταξύ δυο εκρηκτικών υφέσεων εκ των οποίων η μια επηρέασε τον Κόλπο του Μεξικού και η άλλη τις νοτιοανατολικές ΗΠΑ, δηλαδή η πρώτη αναπτύχθηκε σε θαλάσσιο περιβάλλον ενώ η δεύτερη πάνω από ξηρά, (Lupo et al. 1991), παρατηρήθηκε ότι και στις δυο περιπτώσεις υπεύθυνες για την εκρηκτική κυκλογένεση ήταν η έκλυση λανθάνουσας θερμότητας, η μεταφορά κυκλωνικού στροβιλισμού και η θερμή οριζόντια μεταφορά. Ωστόσο στη περίπτωση της ύφεσης που εξελίχθηκε στη ξηρά, στο αρχικό στάδιο της κυκλογένεσης κυριάρχησε ένα καλά ανεπτυγμένο πεδίο εκλυόμενης λανθάνουσας θερμότητας, το οποίο ήταν αποτέλεσμα κατακόρυφης μεταφοράς κατά μήκος των ακτών του Κόλπου στα νότια του κέντρου της 28

29 ύφεσης. Στη περίπτωση της θαλάσσιας ύφεσης η κυκλογένεση οφειλόταν στη μεταφορά κυκλωνικού στροβιλισμού, ενώ κατά την εξέλιξη του φαινομένου αυξήθηκε η συμβολή της έκλυσης λανθάνουσας θερμότητας. Γενικότερα όμως είχε μεγαλύτερη συμβολή στη πρώτη περίπτωση. Οι Huo et al.(1994) εκτελώντας παρόμοιο πείραμα με τους Chen and Osso(1986), έδειξαν ότι όταν δε λαμβάνεται υπ όψη η έκλυση λανθάνουσας θερμότητας (NLH) η τροχιά της βόμβας είναι παρόμοια με τη περίπτωση που λαμβάνονται υπ όψη όλες οι παράμετροι (CON). Ωστόσο η NLH περίπτωση είναι πιο αδύναμη στην ένταση και πιο αργή στη μετατόπιση από ότι η περίπτωση CON. Συνολικά η έκλυση λανθάνουσας θερμότητας είναι σημαντική στην εκρηκτική κυκλογένεση κατά το πρώτο 12ωρο και είναι υπεύθυνη για το 40% της συνολικής πτώσης της πίεσης. Δεύτερη φυσική διαδικασία που διεγείρει την εκρηκτική κυκλογένεση είναι η αισθητή θερμότητα. Στην προσομοίωση NSH των Chen and Osso(1986) αποδείχθηκε ότι η αισθητή θερμότητα επιδρά στο 18% της επιφανειακής ανάπτυξης. Βέβαια η αισθητή είναι λιγότερο βασική από τη λανθάνουσα θερμότητα. Ωστόσο όταν αποκλείεται η αισθητή, μειώνεται και η λανθάνουσα. Μικρές διαφορές μεταξύ NLH και NSLH σημαίνει ότι η άμεση αισθητή θέρμανση είναι ασήμαντη στην ικανότητα του μοντέλου να δώσει πρόγνωση για την ένταση της ύφεσης. Οι Lupo et al.(1991) έδειξαν ότι η αισθητή θερμότητα έχει μικρή επίδραση στις εκρηκτικές υφέσεις. Σε μελέτη του φαινομένου της Μετεωρολογικής Βόμβας από τους Karacostas and Flocas(1983) αναφέρεται ότι υπάρχει ισχυρή ανταλλαγή λανθάνουσας και αισθητής θερμότητας μεταξύ ηπειρωτικού αέρα και θερμού και υγρού αέρα από το Αιγαίο Πέλαγος. Η αντίθεση στην αέρια μάζα έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση της στατικής ευστάθειας Οριακό στρώμα Οι διεργασίες που συντελούνται μέσα στο Οριακό στρώμα σχετίζονται επίσης με την εκρηκτική κυκλογένεση (Danard and Ellenton,1979). Όταν μια καταιγίδα μεταβαίνει από τη ξηρά στη θάλασσα περνάει από μια σχετικά τραχιά επιφάνεια σε μια σχετικά ομαλή επιφάνεια. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την πτώση του συντελεστή τριβής C D, μια ποσότητα που μετράει τη τραχύτητα των επιφανειών. Σύμφωνα με τη θεωρία του οριακού στρώματος του Ekman, σύμφωνα με την οποία η τριβή προκαλεί τον άνεμο να ρέει προς τις χαμηλές πιέσεις, μια μείωση στις δυνάμεις τριβής προκαλεί μείωση στη σύγκλιση των κατώτερων στρωμάτων, στη ροή του αέρα προς ένα κοινό σημείο ή 29

30 κέντρο. Η μείωση στη σύγκλιση με τη σειρά της προκαλεί γρήγορη πτώση στην επιφανειακή πίεση της καταιγίδας και έτσι η καταιγίδα εντείνεται Ροές επιφανειακής θερμότητας Οι ροές επιφανειακής θερμότητας βοηθούν επίσης, καθώς η ύφεση αποκτά θερμότητα και υγρασία από την αισθητή και λανθάνουσα θερμική ροή από την επιφάνεια της θάλασσας και έτσι ενισχύεται. Ο Nuss(1989) τονίζει ότι ο ρόλος των επιφανειακών ροών θερμότητας και υγρασίας εξαρτάται από τη συμβολή τους στην αναπτυσσόμενη ύφεση. Αν η επιφανειακή θέρμανση είναι προς τα ΝΑ του χαμηλού, αυτό θα ενισχύσει την ανάπτυξη της ύφεσης, ενώ αν η θέρμανση θερμαίνει τη ψυχρή περιοχή της καταιγίδας τότε η κυκλογένεση αναστέλλεται. Οι Kuo et al(1991) εντόπισαν τη σημαντικότητα των ροών στα πρώτα στάδια εξέλιξης 7 εκρηκτικών υφέσεων στη δυτική πλευρά του βόρειου Ατλαντικού ωκεανού. Οι Gyakum and Danielson(1999) συγκρίνοντας περιστατικά εκρηκτικής και απλής κυκλογένεσης στην ίδια περιοχή κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι στις περιπτώσεις εκρηκτικής κυκλογένεσης οι ροές αισθητής και λανθάνουσας θερμότητας είναι ισχυρότερες. Αυτό οφείλεται αφενός στις θερμότερες ανωμαλίες της θερμοκρασίας στην επιφάνεια της θάλασσας στα περιστατικά των εκρηκτικών υφέσεων και αφετέρου στη σχετικά ψυχρότερη αέρια μάζα κάτω από τις εκρηκτικές υφέσεις. Επίσης η μεγαλύτερη ταχύτητα των ανέμων αποτελεί παράγοντα αύξησης των επιφανειακών ροών. Οι δυναμικές επιπτώσεις των αυξημένων ροών αισθητής θερμότητας εμπεριέχουν την αύξηση της στατικής αστάθειας και την ενίσχυση της βαροκλινικότητας στις κατώτερες στάθμες, οι οποίες οδηγούν σε περαιτέρω ενίσχυση των εκρηκτικών υφέσεων. Οι αυξημένες ροές λανθάνουσας θερμότητας συμβάλουν στη λανθάνουσα θερμότητα συμπύκνωσης στη περιοχή της κυκλογένεσης (Gyakum and Danielson,1999). Οι Lagouvardos et al. (2007) διαπίστωσαν ότι οι επιφανειακές ροές έπαιξαν ρόλο κατά το ώριμο στάδιο της μετεωρολογικής βόμβας. Η διαπίστωση αυτή έγινε με τη διεξαγωγή πειράματος στο οποίο υπήρχε απουσία των ροών και είχε ως αποτέλεσμα μια πιο ρηχή ύφεση στο στάδιο αυτό. Παρόμοια αποτελέσματα διαπιστώθηκαν από τον Pytharoulis (2008) μέσω πειραμάτων ευαισθησίας, στα οποία ο αποκλεισμός των επιφανειακών ροών έδωσαν μια ρηχότερη ύφεση αλλά δεν έπαιξαν κυρίαρχο ρόλο στην ανάπτυξη του συστήματος. Επιπλέον παρατηρήθηκε μείωση του πεδίου των ανέμων στο βόρειο και κεντρικό Αιγαίο πέλαγος κατά τον αποκλεισμό των επιφανειακών ροών. 30

31 Οι Κατσαφάδος κ.α. (2010) διερεύνησαν την απόκριση στις επιφανειακές ροές της ίδιας περίπτωσης εκρηκτικής κυκλογένεσης, μέσω συγκριτικών αριθμητικών προσομοιώσεων με εφαρμογή διαφορετικής φύσης επιφανειακών θερμοκρασιών θάλασσας ως κατώτερες οριακές συνθήκες. Οι προσομοιώσεις ευαισθησίας έδειξαν μικρή απόκριση του συστήματος στις επιφανειακές ροές. Οι διαφοροποιήσεις της λανθάνουσας ροής θερμότητας δεν είχαν αντίστοιχες διαφοροποιήσεις στη τροχιά και ένταση του συστήματος, παρά μόνο σε ένα πείραμα όπου η βόμβα κινήθηκε βορειότερα. Οι σημαντικότερες διαφορές εντοπίστηκαν στη ταχύτητα μετάβασης της ζώνης βροχόπτωσης Αεροχείμαρρος και αναδίπλωση της τροπόπαυσης Ο Uccelini(1984) αναγνώρισε σε μια ύφεση 3 περιοχές αερομεταφορέων στο κέντρο της καταιγίδας. O πρώτος αερομεταφορέας προερχόμενος από τη κατώτερη στρατόσφαιρα εισχώρησε στη τροπόσφαιρα, πρόκειται για τη λεγόμενη αναδίπλωση της τροπόπαυσης, και εισχώρησε στο κέντρο της καταιγίδας από τα ΝΔ μεταφέροντας πολύ ξηρό αέρα που σχετίζεται με μεγάλες τιμές δυνητικού στροβιλισμού. Ένας δεύτερος προερχόμενος από τα κατώτερα επίπεδα δίπλα από το ψυχρό επιφανειακό υψηλό κινείται ΝΑ προς το επιφανειακό κέντρο, γνωστός ως ψυχρός αερομεταφορέας (cold conveyor belt). Καθώς ρέει νότια θερμαίνεται και υγραίνεται από τα θερμά νερά των ωκεανών. Καθώς πλησιάζει τη καταιγίδα ανυψώνεται και επιταχύνεται συγκλίνοντας με το ξηρό αέρα από τη στρατόσφαιρα. Ο τρίτος αερομεταφορέας αποτελείται από θερμό αέρα των κατώτερων στρωμάτων πλησιάζοντας τη καταιγίδα από τα νότια και ανυψώνεται όσο πλησιάζει και είναι γνωστό ως θερμή ζώνη μεταφοράς. Η σύγκλιση των 3 αερομεταφορέων στο κέντρο της καταιγίδας περιστρέφει προς τα πάνω την αναπτυσσόμενη καταιγίδα κυρίως εξαιτίας της επιμήκυνσης της δίνης των 3 ροών. Επιπλέον η ανύψωση και απόκλιση των αερομεταφορέων βόρεια του κέντρου του χαμηλού βυθίζει περισσότερο το επιφανειακό χαμηλό. Σύμφωνα με τον Μπρίκα (2006), ο οποίος μελέτησε το ίδιο περιστατικό με αυτό που μελετάται στη παρούσα εργασία, η κυκλογένεση έλαβε χώρα τη χρονική στιγμή που δυο μέγιστα του υποτροπικού αεροχειμάρρου και ένα μέγιστο του πολικού αεροχειμάρρου βρέθηκαν σε ευνοϊκή για το περιστατικό θέση. Τα μη γεωστροφικά ρεύματα που συνόδευσαν τα μέγιστα των αεροχειμάρρων άντλησαν μάζα από το ίδιο σημείο, τη περιοχή του κέντρου της βόμβας, τη χρονική στιγμή που εμφανίστηκε η μετεωρολογική βόμβα. Τα συνολικά μέγιστα ήταν 4, 2 του υποτροπικού και 2 του 31

32 πολικού αεροχειμάρρου, εκ των οποίων τα 3 συντέλεσαν στη κυκλογένεση, και τα τέσσερα όμως παρέμειναν στη περιοχή ενδιαφέροντος καθ όλη τη διάρκεια της βάθυνσης της βόμβας αντλώντας μάζα από τα ανώτερα στρώματα και συντηρώντας τη κυκλογένεση. Η αναδίπλωση της τροπόπαυσης παίζει επίσης σημαντικό ρόλο στην έναρξη της εκρηκτικής κυκλογένεσης, στις περιπτώσεις όπου αυτή εμφανίζεται, σε συνδυασμό με τον αεροχείμαρρο. Η αναδίπλωση της τροπόπαυσης συμβαίνει όταν υπάρχει μεταφορά ψυχρού στρατοσφαιρικού αέρα προς τη μέση τροπόσφαιρα κατά μήκος του άξονα του αεροχειμάρρου (Μακρογιάννης και Φλόκα, 2005). 2.8 ΘΕΩΡΙΕΣ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΥ Οι προαναφερόμενες δυναμικές και συνοπτικές συνθήκες και οι φυσικές διεργασίες αποτέλεσαν κατά καιρούς εναύσματα για την ανάπτυξη θεωριών περί σχηματισμού των εκρηκτικών υφέσεων. Οι διάφορες θεωρίες μπορούν να ομαδοποιηθούν σε 4 βασικές κατηγορίες (Cohen, 1996): Πρώτη κατηγορία είναι οι μηχανισμοί κατώτερων στάθμεων, κάτω από τα 700hPa, ειδικά κοντά στην επιφάνεια. Δεύτερη κατηγορία είναι οι διαβατικοί μηχανισμοί από την αισθητή και λανθάνουσα θερμότητα, τρίτη κατηγορία οι μηχανισμοί ανώτερων στάθμεων, από τα 500hPa και πάνω, και τέταρτη είναι οι συνδυαστικές θεωρίες. Η κάθε θεωρία επικεντρώνεται σε διαφορετικό φυσικό μηχανισμό που αυξάνει τη βαροκλινική αστάθεια. Στη πρώτη κατηγορία υπάγονται οι εξής θεωρίες (Cohen, 1996): Οι Danard and Ellenton(1979) συσχετίζουν την έντονη κυκλογένεση της Ανατολικής ακτής της Β Αμερικής με τη διαφορά στη τραχύτητα των επιφανειών ξηράς και θάλασσας. Η μετάβαση από τη ξηρά στη θάλασσα έχει ως αποτέλεσμα την πτώση του συντελεστή τριβής και έτσι προκαλεί μείωση στη σύγκλιση των κατώτερων στρωμάτων. Άρα προκαλεί γρήγορη πτώση στην επιφανειακή πίεση της ύφεσης. Η δεύτερη θεωρία περιγράφει τις αντιθέσεις θάλασσας ξηράς που επιδρούν στην εκρηκτική κυκλογένεση από μια διαφορετική οπτική γωνία. Η φυσική διάταξη της Ανατολικής Β Αμερικής προκαλεί ασύμμετρη θέρμανση του κινούμενου προς τα νότια πολικού αέρα, δημιουργώντας μια ισχυρή βαροκλινική ζώνη δεξιά κατά μήκος των ακτών με αποτέλεσμα την ανάπτυξη και ισχυροποίηση των μετώπων κατά μήκος των ακτών. Καθώς ένα ισχυρό αρκτικό υψηλό μετακινείται προς τα ανατολικά κατά μήκος των Ν συνόρων του Καναδά, ψυχρός και ρηχός αέρας ωθείται προς τα νότια εξαιτίας της 32

33 αντικυκλωνικής κυκλοφορίας. Κατά μήκος των παραθαλάσσιων πεδιάδων ο ψυχρός αέρας παγιδεύεται. Αυτομάτως ωθείται προς τα νότια πάνω από το θερμό ωκεανό, και θερμαίνεται γρήγορα από την αισθητή και λανθάνουσα θερμότητα (Gyakum,1983). Η τρίτη θεωρία υποθέτει ότι η μεγάλη θερμοβαθμίδα είναι υπεύθυνη για το εκρηκτικό βύθισμα (Sanders,1986). Στη δεύτερη κατηγορία οι θεωρίες περιέχουν διαβατικές διαδικασίες ως φυσικούς μηχανισμούς υπεύθυνους για την εκρηκτική κυκλογένεση στους δυτικούς ωκεανούς (Cohen, 1996). Η πρώτη θεωρία των Davis and Emmanuel(1988) υποθέτει ότι η πιο σημαντική διαβατική διαδικασία είναι η έκλυση αισθητής και λανθάνουσας θερμότητας από την επιφάνεια των ωκεανών στο κατώτερο χιλιόμετρο της ατμόσφαιρας γνωστό ως πλανητικό οριακό στρώμα, όπου η τριβή θεωρείται πιο σημαντική από ότι πιο πάνω. Ο Nuss(1989) προσθέτει ότι ο ρόλος των επιφανειακών ροών θερμότητας και υγρασίας εξαρτάται από τη συμβολή τους στην αναπτυσσόμενη ύφεση. Αν η επιφανειακή θέρμανση είναι προς τα ΝΑ του χαμηλού, αυτό θα ενισχύσει την ανάπτυξη της ύφεσης, ενώ αν η θέρμανση θερμαίνει τη ψυχρή περιοχή της καταιγίδας τότε η κυκλογένεση αναστέλλεται. Η δεύτερη θεωρία(kuo and Reed,1988) προτάσσει ότι η γρήγορη και έντονη κυκλογένεση συμβαίνει όταν μια περιοχή βαροκλινικής αστάθειας προσεγγίζει ένα περιβάλλον χαμηλής στατικής ευστάθειας. Η διαβατική θέρμανση οφείλεται στην έκλυση λανθάνουσας θερμότητας από τις ισχυρές ανοδικές κινήσεις του ασταθούς αέρα. Οι Kuo and Reed(1988) δίνουν έμφαση στο ότι οι επιφανειακές ροές αισθητής και λανθάνουσας θερμότητας από την επιφάνεια της θάλασσας δεν είναι σημαντικές στην αύξηση της εκρηκτικής ανάπτυξης. Αντιθέτως θεωρούν ότι η έκλυση λανθάνουσας θερμότητας από τις ισχυρές ανοδικές κινήσεις του ασταθούς αέρα είναι υπεύθυνη για εκρηκτική κυκλογένεση. Η ανοδική κίνηση η οποία μπορεί να ελευθερώσει μεγάλα ποσά λανθάνουσας θερμότητας, μπορεί να συμβεί με διάφορες μορφές, ειδικά η συμπύκνωση εξαιτίας κατακόρυφης μεταφοράς θερμότητας ή/ και επικλινούς μεταφοράς. Η Τρίτη κατηγορία διαφέρει από τις άλλες στο ότι δεν περιγράφει τα μοναδικά χαρακτηριστικά του Δυτικού Ατλαντικού ως συμβάλλοντα στην εκρηκτική κυκλογένεση (Cohen, 1996). Η πρώτη θεωρία βασίζεται στην στατιστική: καμιά εκρηκτική κυκλογένεση δε συνέβη χωρίς την προ-ύπαρξη ενός μικρού μήκους κύματος στα 500hPa, ενός μεγίστου στροβιλισμού και μιας απόκλισης στα ανώτερα στρώματα. Για αυτό αυτοί οι 3 παράγοντες θεωρούνται απαραίτητοι στην εκρηκτική ανάπτυξη. 33

34 Η δεύτερη θεωρία αποδίδει τη κυκλωνική ανάπτυξη στους αεροχειμάρρους, σε περιοχές των αεροχειμάρρων όπου η ροή του αέρα επιταχύνεται σε μικρές αποστάσεις. Όπως έχει ήδη αναφερθεί οι Uccelini et al.(1984) αναγνώρισαν σε μια ύφεση 3 τέτοιες περιοχές αεροχειμάρων στο κέντρο της καταιγίδας. Η τελευταία κατηγορία ονομάζεται συνδυαστικές θεωρίες. Αυτές διαφέρουν ευρέως και βλέπουν την εκρηκτική κυκλογένεση σαν το αποτέλεσμα συνδυασμού διαταραχών και δυνάμεων. Η πρώτη θεωρία απαιτεί ότι οι δυνάμεις που δημιουργούν την εκρηκτική κυκλογένεση δε μπορούν να περιοριστούν σε ένα επίπεδο της ατμόσφαιρας. Είναι αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης μιας ανώτερης διαταραχής και μιας κατώτερης. Ο Farrel (1984) θεώρησε ότι το εκρηκτικό βύθισμα δεν είναι αποτέλεσμα βαροκλινικής αστάθειας αλλά ενός σχηματισμού από μια ανώτερη και μια κατώτερη διαταραχή, ο οποίος αποσπά ενέργεια από τη κύρια ροή και την αποδίδει στη διαταραχή. Άλλοι θεωρητικοί εξέφρασαν αυτή τη θεωρία ως ένα ανώτερο μέγιστο δυνητικού στροβιλισμού ο οποίος πλησιάζει και τελικά εγκαθίσταται πάνω από ένα κατώτερο μέγιστο δυνητικού στροβιλισμού. Πρακτικά στην πραγματική ατμόσφαιρα αυτή η θεωρία συχνά εκφράζεται ως προς έναν ανώτερο βαρομετρικό αυλώνα με το σχετιζόμενο μέγιστο στροβιλισμού, η οποία συναντά και εγκαθίσταται πάνω από μια κατώτερη θερμή ανωμαλία η οποία προκαλείται από ροές αισθητής και λανθάνουσας θερμότητας. Άλλη συνδυαστική θεωρία αποδίδει την εκρηκτική βάθυνση στην προσθήκη του μεγίστου του αεροχειμάρρου και τη συσχετιζόμενη απόκλιση πάνω από την ύφεση. Πιθανόν η πιο πολύπλοκη θεωρία είναι αυτή που συνδυάζει διάφορες δυναμικές και θερμοδυναμικές διαδικασίες. Σύμφωνα με τους Uccelini et al.(1987) η εκρηκτική κυκλογένεση είναι αποτέλεσμα σωστού συνδυασμού ανώτερων αεροχειμάρων και των συσχετιζόμενων αποκλίσεων, κατώτερων αεροχειμάρων, επιφανειακών ροών στο ωκεάνιο πλανητικό οριακό στρώμα και στην έκλυση λανθάνουσας θερμότητας εξαιτίας των ανοδικών κινήσεων.όταν ένας ή περισσότεροι από αυτούς τους μηχανισμούς ανάπτυξης είναι ανεπαρκώς ισχυρός δε μπορεί να συμβεί εκρηκτική ανάπτυξη (Lupo et al., 1992). 2.9 ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ ΠΡΟΓΝΩΣΗΣ ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΗΣ ΒΟΜΒΑΣ-ΔΕΙΚΤΕΣ Η ικανότητα πρόγνωσης της μετεωρολογικής βόμβας είναι υψίστης σημασίας λόγω της σφοδρότητας του φαινομένου και των επιπτώσεων που έχει στη καθημερινή 34

35 ζωή των ανθρώπων και στις δραστηριότητες τους. Γίνονται συνεχώς προσπάθειες από διάφορες ερευνητικές ομάδες. Οι Sanders and Auciello(1989) περιέγραψαν μια λίστα που περιγράφει τη βόμβα για το NGM model. Αν 4 από τις 6 συνθήκες υπάρχουν τότε η εκρηκτική κυκλογένεση μπορεί να προγνωστεί. Οι συνθήκες είναι οι παρακάτω: Μέγιστο Απόλυτου στροβιλισμού στα 500hPa τουλάχιστον 17x10-5 ανά δευτερόλεπτο. Το μέγιστο στροβιλισμού διατηρεί την αρχική του τιμή ή δυναμώνει σε διαδοχικές προγνώσεις του μοντέλου μέχρι 48 ώρες. Το μέγιστο στροβιλισμού έχει γίνει πρόγνωση να κινείται με 30 κόμβους ή περισσότερο σε 48 ώρες. Το μέγιστο στροβιλισμού διασχίζει τις ακτές μεταξύ γ.π. 32 ο και 45 ο βόρεια κατά το προγνωστικό διάστημα. Ένας αεροχείμαρρος 110 κόμβων ή μεγαλύτερος υπάρχει στα 250 ή 300hPa μέσα σε ένα ημικύκλιο 550 χμ νότια του μέγιστου στροβιλισμού. Το NGM αναπτύσσει ένα επιφανειακό χαμηλό 990hPa ή βαθύτερο για τις επόμενες 48 ώρες μέσα στη περιοχή 38 και 45 βόρεια γ.π. και 55 και 75 δυτικά γ.μ. Τη δεκαετία του 1990 η ικανότητα να προγνωστεί η ένταση μιας βόμβας, έγινε πραγματικότητα από ερευνητές του North Carolina State University και προγνώστες του NWS. Ο κύριος σκοπός του δείκτη ASCII, Atlantic Surface Cyclone Intensification Index, ήταν να διερευνηθούν οι δυναμικές επιδράσεις της βαροκλινικότητας της κατώτερης τροπόσφαιρας, που δημιουργείται λόγω του ρεύματος του Κόλπου, πάνω στη μεταγενέστερη κυκλωνική ενίσχυση στις ακτές της Carolina και νοτιοανατολικά της Virginia. Επιλέχθηκε λοιπόν η περιοχή μεταξύ 38 N και 32 N και 79 W και 72 W από τους Cione et al. (1993,1998). Εφόσον το ενδιαφέρον επικεντρώνεται στις χειμερινές καταιγίδες το πρώτο βήμα ήταν να τεθούν οι χρονολογικές παράμετροι, και έτσι επιλέχθηκε η χειμερινή περίοδος από 1 η Νοεμβρίου έως 31 η Μαρτίου. Σε δεύτερο επίπεδο, έπρεπε να καθοριστεί μια δεύτερη χρονική περίοδος, η οποία ήταν μια περίοδος ψυχρής μεταφοράς πριν την εμφάνιση της ύφεσης (CAO).Το CAO (cold air outbreak) συμβαίνει όταν ψυχρός αέρας ρέει από την ήπειρο από τα βορειοδυτικά και αλληλεπιδρά με το ρεύμα του Κόλπου, για μια ελάχιστη τουλάχιστον περίοδο 12 ωρών. Μια ύφεση πρέπει να εισαχθεί ή να 35

36 αναπτυχθεί στo πεδίο ορισμού (domain) μέσα σε 48 ώρες από το τέλος του CAO και να παραμείνει τουλάχιστον 6 ώρες. Για να οριστεί η προϋπάρχουσα βαροκλινικότητα χρησιμοποιήθηκαν οι εξής παράμετροι: η μέση θερμοκρασία του αέρα στην επιφάνεια στο ακρωτήρι Hatteras και στο Wilmington NC κατά τη διάρκεια του CAO, η θερμοκρασία στην επιφάνεια της θάλασσας στα δυτικά όρια του ρεύματος του Κόλπου, και η απόσταση του ρεύματος του Κόλπου από τη στεριά στο ακρωτήρι Hatteras και στο Wilmington NC. Με βάση αυτές τις παραμέτρους υπολογίστηκε ένας δείκτης βαροκλινικότητας, ο PSBI, (Pre-Storm Baroclinicity Index), (Cione et al., 1998), με τον τύπο PSBI = (SSTgs - Avg Ta)/mean GS-to-land distance (WILM and HAT), όπου SSTgs είναι η θερμοκρασία της επιφάνειας της θάλασσας στο Ρεύμα του Κόλπου, Avg Ta είναι η μέση θερμοκρασία του αέρα στην επιφάνεια στο ακρωτήρι Hatteras και στο Wilmington NC κατά τη διάρκεια του CAO και mean GS-to-land distance (WILM and HAT) είναι η απόσταση του ρεύματος του Κόλπου από τη στεριά στο ακρωτήρι Hatteras και στο Wilmington NC. Χρησιμοποιώντας τον δείκτη PSBI σε συνδυασμό με την εξίσωση παλινδρόμησης που προέκυψε από τη κλιματολογική μελέτη των Cione et al. (1993), μπορεί να γίνει μια πρόγνωση του ASCII (σε hpa (12 h) -1 ) για οποιοδήποτε PSBI, συχνά αρκετά πριν (περίπου 24 ώρες πριν) την έναρξη της κυκλωνικής ανάπτυξης. Το παρακάτω σχήμα παρουσιάζει την ευθεία γραμμικής παλινδρόμησης της μείωσης της πίεσης των επιφανειακών κέντρων των υφέσεων (εξαρτημένη μεταβλητή), για 116 περιστατικά που συνέβησαν τη περίοδο (Cione et al. 1993), πάνω στις τιμές του δείκτη PSBI ο οποίος υπολογίζεται σε ο C/10km (ανεξάρτητη μεταβλητή). Παρατηρείται ότι αν ο δείκτης PSBI υπερβαίνει το 1,7 ο C/10km, ο ASCII λέει πως η ύφεση που βρίσκεται μέσα στο πεδίο ορισμού (domain) πιθανόν να εξελιχθεί σε βόμβα. Αν είναι μεταξύ 1 και 1,7 ο C/10km, ο δείκτης βόμβας είναι απροσδιόριστος, ενώ αν το PSBI είναι μικρότερο από 1 ο C/10km, ο ASCII λέει ότι η ύφεση δεν είναι πιθανό να εξελιχθεί σε βόμβα. Αν ο ASCII λέει ότι οι συνθήκες στο πεδίο ορισμού (domain) δε πληρούν τα κριτήρια, αυτό σημαίνει ότι δεν υπήρξε βορειοδυτική ροή που διήρκεσε 36

37 τουλάχιστον 12 ώρες κατά το τελευταίο 48ωρο. Πρέπει να σημειωθεί ότι ο ASCII είναι ένας δείκτης της έντασης των υφέσεων και όχι πρόγνωσης κυκλογένεσης, δηλαδή δεν εκτιμά τη πιθανότητα σχηματισμού υφέσεων. Κατά τη περίοδο μεταξύ Φεβρουαρίου 1994 και Φεβρουαρίου 1996, ο δείκτης ASCII, (Atlantic Surface Cyclone Intensification Index), χρησιμοποιήθηκε επιτυχώς από το NWS στο γραφείο καιρού Raleigh-Durham (RAH) για 10 χειμερινές καταιγίδες. Ο προγνωστικός δείκτης ASCII όπως αναφέρθηκε υπολογίζει την επίδραση της βαροκλινικότητας των κατώτερων επιπέδων και εξηγεί το 30% της διασποράς του ρυθμού της κυκλωνικής βάθυνσης. Οι Jacobs et al. (2004) παρουσίασαν ένα τροποποιημένο δείκτη του ASCII, στον οποίο συμπεριλήφθηκε η δυναμική της ανώτερης τροπόσφαιρας. Αρχικά πρόσθεσαν στα δεδομένα τα έτη , και έτσι συνολικά για 20 χρόνια από το 1982 έως το 2002 σχεδόν διπλασιάστηκε ο αριθμός των καταιγίδων και έφτασε τα 231 περιστατικά. Παρατηρήθηκε παρόμοια θέση και κλίση της ευθείας παλινδρόμησης. Επίσης και σ αυτή την εργασία, όπως και στον Cione et al. (1993), ο συντελεστής συσχέτισης r μεταξύ της βαροκλινικότητας πριν τη καταιγίδα και στην ανάπτυξη της καταιγίδας ήταν ίσος με 0,55 και εξηγεί το 30% της μεταβλητότητας του συνολικού ρυθμού βάθυνσης. Το υπόλοιπο 70% προφανώς εξηγείται από άλλους παράγοντες όπως η δυναμική της ανώτερης τροπόσφαιρας. Χρησιμοποιήθηκε ο μέγιστος απόλυτος στροβιλισμός στη στάθμη των 500hPa, ο οποίος ήταν καταγεγραμμένος για 111 από τα 115 κυκλωνικά περιστατικά κατά τη περίοδο , και οι καταιγίδες 37

38 χωρίστηκαν σε τρεις ομάδες. Αν το μέγιστο απόλυτου στροβιλισμού στα 500hPa ήταν ίσο ή μεγαλύτερο από 19 x 10-5 s -1 οι υφέσεις χαρακτηρίζονταν ως "strongly forced" δηλαδή ισχυρές (24 Περιπτώσεις), αν ήταν μεταξύ 15x10-5 s -1 και 19x10-5 s -1 χαρακτηρίζονταν "moderately forced" δηλαδή μέτριες (44 περιπτώσεις),και αν ήταν ίσο ή μικρότερο από 15 x 10-5 s -1 χαρακτηρίζονταν "weakly forced" δηλαδή αδύναμες (43 περιπτώσεις). Η γραμμική παλινδρόμηση για κάθε ομάδα για την παρατηρούμενη μείωση της κεντρικής πίεσης των επιφανειακών υφέσεων, για τα 111 κυκλωνικά περιστατικά που συνέβησαν από το 1991 έως το 2002,πάνω στο PSBI έδωσε κλίσεις -15.1, και -6.1 για τους δυνατούς, μεσαίους, αδύναμους αντίστοιχα. Επίσης οι συντελεστές συσχέτισης για κάθε περίπτωση ήταν αντίστοιχα 0.84, 0.86 και Για την ομάδα μέτριας ισχύος (moderately forced bin) ο μέσος ρυθμός βάθυνσης ήταν 9hPa/12h και αφορά το 74% της μεταβλητότητας. Ο συντελεστής συσχέτισης για την ομάδα μεγάλης ισχύος (strongly forced bin), ο οποίος είχε μέσο ρυθμό βάθυνσης 11hPa/12h, ήταν 0.84 και εξηγεί το 71% της μεταβλητότητας. Αυτός ήταν λίγο χαμηλότερος από τον συντελεστή συσχέτισης της προηγούμενης περίπτωσης. Αυτό συνέβη γιατί οι ισχυρές υφέσεις ήταν μισές απ ότι οι μεσαίες και από αυτές ορισμένες ήταν ακραία περιστατικά. Για τους αδύναμους όπου ο μέσος ρυθμός βάθυνσης ήταν 7 hpa/12h, ο συντελεστής συσχέτισης ήταν 0.59 και εξηγούσε το 35 % της μεταβλητότητας. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι επηρεάζονται από διάφορους άλλους δυναμικούς μηχανισμούς όπως υγρές διαβατικές διαδικασίες. Για να εφαρμοστούν επιχειρησιακά τα παραπάνω, εντοπίζεται η περιοχή με τον μέγιστο απόλυτο στροβιλισμό στα 500hPa κι έτσι καθορίζεται η σωστή ομάδα. Στη συνέχεια χρησιμοποιώντας την εξίσωση παλινδρόμησης που αντιστοιχεί στην ομάδα (bin) γίνεται πρόγνωση του ρυθμού βάθυνσης μιας ύφεσης. 38

39 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΘΕΩΡΙΑ ΚΑΙ ΔΕΔΟΜΕΝΑ 3.1 ΣΤΡΟΒΙΛΙΣΜΟΣ Ο στροβιλισμός ορίζεται ως η μικροσκοπική μελέτη της περιστροφής ενός ρευστού και αποτελεί διανυσματικό μέγεθος. Ο σχετικός στροβιλισμός δίνεται από τον τύπο: ω= UU, και επομένως σε καρτεσιανές συντεταγμένες δίνεται από τον τύπο (Holton,1992; Holton 2004; Καρακώστας 2005): ω= ww,,. Ωστόσο στης μεγάλης κλίμακας δυναμική μετεωρολογία χρησιμοποιείται η κάθετη συνιστώσα του σχετικού στροβιλισμού, η οποία συμβολίζεται με ζ, όπου ζ=κκ( UU). Οι περιοχές που παρουσιάζουν μεγάλο θετικό σχετικό στροβιλισμό στο Βόρειο ημισφαίριο σχετίζονται με την εμφάνιση κυκλωνικών συστημάτων. Αντίστοιχα στο Νότιο ημισφαίριο η κυκλωνική κυκλοφορία σχετίζεται με αρνητικό ζ. Επομένως η κατανομή του σχετικού στροβιλισμού αποτελεί ένα χρήσιμο διαγνωστικό εργαλείο για την ανάλυση του καιρού. Ο απόλυτος στροβιλισμός δίνεται από τον τύπο: ω= UU aa, ενώ αντίστοιχα με τον σχετικό στροβιλισμό η κάθετη συνιστώσα στην οποία αναφέρεται η δυναμική μετεωρολογία είναι η=κ( UU aa ). Ο απόλυτος στροβιλισμός έχει τη τάση να διατηρείται κατά την οριζόντια κίνηση στα μέσα τροποσφαιρικά επίπεδα. Η διαφορά μεταξύ απόλυτου και σχετικού στροβιλισμού είναι ο πλανητικός στροβιλισμός, ο οποίος είναι η τοπική κάθετη συνιστώσα του στροβιλισμού της γης που οφείλεται στη περιστροφή της: ff = 2ΩΩ sin φφ = κκ( UU ee ). Έτσι ισχύει η=ζ+f και σε καρτεσιανές συντεταγμένες: ζζ = vv, ηη = + ff. Εάν θεωρήσουμε αδιαβατική μεταβολή σε ισεντροπικό σύστημα συντεταγμένων, τότε σε μια ισεντροπική επιφάνεια ισχύει η αρχή της διατήρησης του δυναμικού στροβιλισμού 39

40 dd dddd (ζζ + ff) = 0 PP όπου η διατηρούμενη ποσότητα (ζζ + ff) ονομάζεται δυναμικός στροβιλισμός. PP 3.2 ΕΞΙΣΩΣΗ ΣΤΡΟΒΙΛΙΣΜΟΥ ΣΕ ΚΑΡΤΕΣΙΑΝΕΣ ΣΥΝΤΕΤΑΓΜΕΝΕΣ Οι εξισώσεις της κίνησης συντεταγμένων είναι οι εξής: dddd dddd = 1 ρρ (Καρακώστας, 2005) σε καρτεσιανό σύστημα + ffff και dddd = 1 dddd ρρ ffff. Από τις εξισώσεις της κίνησης προκύπτει η εξίσωση του στροβιλισμού σε καρτεσιανές συντεταγμένες dd dddd (ζζ + ff) = (ζζ + ff) Αν θέσουμε D= + + εξίσωση του στροβιλισμού γίνεται + 1 ρρ 2., K= dd dddd 1 και S= ρρ 2, η (ζζ + ff) = (ζζ + ff)dd KK + SS. Ο όρος D ονομάζεται όρος της απόκλισης (divergence term), το Κ όρος κλίσης ή συστροφής (tilting or twisting term) και το S σωληνοειδής όρος (solenoidal term) και επομένως ο ρυθμός μεταβολής του απόλυτου στροβιλισμού αποτελείται από το άθροισμα των τριών αυτών όρων. Ο όρος της κλίσης ή συστροφής K συμβάλει στη μεταβολή του απολύτου στροβιλισμού (Καρακώστας,2005), λόγω της μεταβολής της κατεύθυνσης του διανύσματος VV, που δεν είναι κατά την κατακόρυφο. Ο σωληνοειδής όρος S συμβάλει στη μεταβολή του απολύτου στροβιλισμού με την έννοια της κυκλοφορίας και αποτελεί μέτρο της βαροκλινικότητας της ατμόσφαιρας. Επίσης μέτρο βαροκλινικότητας αποτελεί και ο όρος της κλίσης. Όταν ο όρος της απόκλισης D>0 ο ρυθμός μεταβολής του απολύτου στροβιλισμού είναι αρνητικός, δηλαδή dd dddd (ζζ + ff) < 0. Επομένως η απόκλιση συνεπάγεται αντικυκλωνική κυκλοφορία. Όταν όμως D<0, δηλαδή όταν έχουμε σύγκλιση, ισχύει dd (ζζ + ff) > 0 και επομένως κυκλωνική κυκλοφορία dddd 40

41 3.3 ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΚΑΙ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ ΤΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ Το είδος ισορροπίας της ατμόσφαιρας μπορεί να εκφραστεί ως συνάρτηση της κατακόρυφης βαθμίδας της δυναμικής θερμοκρασίας. Η δυναμική θερμοκρασία δίνεται από την εξίσωση Poisson: ΘΘ = ΤΤ 1000 (Μακρογιάννης και Σαχσαμάνογλου, 2004). Λογαριθμίζοντας και διαφορίζοντας προς Z την εξίσωση Poisson προκύπτει: llllll = llllll + RR aa (llll1000 llllll) 1 dddd CC pp ΘΘ dddd = 1 dddd TT dddd RR aa dddd PPCC pppp dddd και επειδή dp=-ρgdz και P=ρR a T,η παραπάνω εξίσωση παίρνει τη μορφή: ΤΤ ddθθ ΘΘ dddd = gg + dddd CC pppp dddd Όμως γd= gg είναι η ξηρή αδιαβατική θερμοβαθμίδα και γ=- dddd CC pppp dddd θερμοβαθμίδα. Άρα η τελευταία εξίσωση γράφεται: ΤΤ ddθθ ΘΘ dddd = (γγ dd γγ) PP RRaa CCpp είναι η κατακόρυφη Επομένως όταν γ<γ d, δηλαδή (γγ dd γγ)>0, άρα ddθθ dddd >0, έχουμε ευστάθεια. Όταν ddθθ δηλαδή γ>γ d, έχουμε αστάθεια, ενώ όταν ddθθ =0 έχουμε αδιάφορη ισορροπία. dddd dddd <0 3.4 ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΚΑΙ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΑΝΑΛΥΣΗΣ Τα δεδομένα που συλλέχθηκαν για τη μελέτη της βόμβας προέρχονται από το Ευρωπαϊκό Κέντρο Μεσοπρόθεσμης Πρόγνωσης Καιρού (European Centre for Mediumrange Weather Forecasts, ECMWF). Βρίσκονται επάνω σε δίκτυο αποστάσεων 0.5 ο, τόσο στη ζωνική όσο και στη μεσημβρινή διεύθυνση και στα εξής 12 επίπεδα στο κατακόρυφο: 1000, 925, 850, 700, 500, 400, 300, 250, 200, 150, 100 και 70 hpa. Η χρονική ευκρίνεια είναι έξι (6) ώρες. Ο ζωνικός άνεμος (u), o μεσημβρινός (v), το γεωδυναμικό ύψος (Z), η βαρομετρική πίεση μέσης στάθμης θάλασσας (Μ.Σ.Θ.), η θερμοκρασία (T), η κατακόρυφη ταχύτητα (ω), ο δυναμικός στροβιλισμός (potential vorticity, PV), ο σχετικός στροβιλισμός και η οριζόντια απόκλιση είναι διαθέσιμα απ 41

42 ευθείας από το ECMWF και είναι αρχικοποιημένα (initialized) με την τετραδιάστατη ανάλυση μεταβλητότητας (4D Variational Analysis) του ECMWF (1992). Οι μονάδες μέτρησης της κάθε μεταβλητής φαίνονται στον παρακάτω πίνακα: Μεταβλητή Μονάδα μέτρησης Μεταβλητή Μονάδα μέτρησης Slp HPa r 10-5 s -1 Fi m 2 2 /s U T K V m/s RH Καθαρός αριθμός % ω Pa/s PV PVU=10-6 m 2 s -1-1 deg Kgr Div m/s s -1 Όλα τα παραπάνω δεδομένα είναι σε δυαδική μορφή GRIB (ECMWF, 1999). Η αποκωδικοποίησή τους γίνεται με τη βοήθεια του προγράμματος wgrib, προερχομένου από το Εθνικό Κέντρο Περιβαλλοντικής Πρόγνωσης (National Center for Environmental Prediction, NCEP) των Η.Π.Α.. Τα δεδομένα GRIB (GRIdded Binary) είναι ένα διεθνές, κοινώς αποδεκτό, δυαδικό format για την αποτελεσματική αποθήκευση μετεωρολογικών και ωκεανογραφικών μεταβλητών. Τυπικά τα δεδομένα που είναι σε μορφή GRIB αποτελούνται από μια 2-D ακολουθία (lon,lat) 4-D μεταβλητών (π.χ. η u συνιστώσα του ανέμου = f(lon,lat,level,time)). Η ακολουθία είναι συνήθως οργανωμένη σε αρχεία τα οποία περιέχουν τις μεταβλητές σε συγκεκριμένη χρονική στιγμή (3-D (lon,lat,level) τόμοι). Για την ανάλυση των δεδομένων χρησιμοποιήθηκε το GrADS (Grid Analysis and Display System) του IGES (Institute of Global Environment and Society) COLA (Center for Ocean-Land-Atmosphere Studies). Tο GrADS είναι ένα διαδραστικό εργαλείο της επιφάνειας εργασίας του υπολογιστή, το οποίο χρησιμοποιείται για την εύκολη πρόσβαση, διαχείριση και απεικόνιση των δεδομένων των επιστημών της γης και της ατμόσφαιρας. Το GrADS έχει δύο μοντέλα δεδομένων για το χειρισμό δεδομένων σε grid και μετεωρολογικών σταθμών. Το GrADS υποστηρίζει πολλά format δεδομένων, συμπεριλαμβανομένου των δυαδικών (binary, stream or sequential), GRIB (εκδόσεις 1 και 2), NetCDF, HDF (εκδόσεις 4 και 5), και BUFR (για δεδομένα μετεωρολογικών σταθμών). Το GrADS έχει χρησιμοποιηθεί παγκοσμίως σε μια ποικιλία ευρέως χρησιμοποιημένων λειτουργικών συστημάτων και διανέμεται δωρεάν στο Internet. Το GrADS χρησιμοποιεί ένα περιβάλλον δεδομένων 5 διαστάσεων: οι τέσσερις συνηθισμένες διαστάσεις (γεωγραφικό μήκος, γεωγραφικό πλάτος, κάθετο επίπεδο και 42

43 χρόνος) και μια προαιρετική πέμπτη διάσταση για τα grids. Τα σύνολα δεδομένων τοποθετούνται στο 5-D περιβάλλον με τη χρήση ενός αρχείου περιγραφής των δεδομένων (data descriptor file). Στη παρακάτω εικόνα φαίνεται το αρχείο περιγραφής δεδομένων της μεταβλητής Τ, το οποίο είναι σε.txt format. Οι πληροφορίες που μας παρέχει είναι ότι το δυαδικό σύνολο δεδομένων ονομάζεται Τ και βρίσκεται στην ίδια διεύθυνση με το αρχείο περιγραφής. Αυτό καθορίζεται από το σύμβολο ^ το οποίο βρίσκεται μπροστά ακριβώς από το όνομα του αρχείου. Οι μη ορισμένες τιμές ή τα ελλιπή δεδομένα αποδίδονται με τη τιμή 9.999e20. Υπάρχουν 101 grid points κατά τη διεύθυνση του Y ξεκινώντας από 15Ν με βήμα 0.5 και 81 κατά τη διεύθυνση του X ξεκινώντας από το 0Ε με βήμα 0.5, 20 χρονικές στιγμές ξεκινώντας στις 00Ζ 20 Ιανουαρίου 2004 με βήμα 6 ώρες και 12 κάθετες στάθμες (1000, 925, 850, 700, 500, 400, 300, 250, 200, 150, 100 και 70hPa). Το αρχείο περιέχει μια μεταβλητή την Tprs. Επίσης μας πληροφορεί ότι η μονάδα μέτρησης της μεταβλητής είναι σε Κ. Το GrADS διαχειρίζεται grids τα οποία είναι κανονικά, μη γραμμικώς διανεμημένα στο χώρο, gaussian, ή από ανάλυση μεταβλητών (variable resolution). Δεδομένα από διαφορετικά σύνολα δεδομένων μπορούν γραφικά να τοποθετηθούν το ένα πάνω στο άλλο με τη σωστή χωρική και χρονική εγγραφή. Οι λειτουργίες εκτελούνται διαδραστικά χρησιμοποιώντας εκφράσεις τύπου FORTRAΝ στη γραμμή εντολών. Παρέχεται ένα αρκετά μεγάλο σύνολο ενσωματωμένων συναρτήσεων, αλλά οι χρήστες 43

44 μπορούν να προσθέσουν τις δικές τους συναρτήσεις ως εξωτερικές ρουτίνες γραμμένες σε οποιαδήποτε γλώσσα προγραμματισμού. Το GrADS αποτελείται από δυο παράθυρα. Στο ένα παράθυρο εμφανίζεται η γραμμή εντολών, περίπου όπως το C:> στο MS-DOS και στο άλλο παρουσιάζονται τα γραφικά. Στην επόμενη εικόνα παρουσιάζεται το παράθυρο με το όνομα GradsDODS.dll στο οποίο πληκτρολογούνται οι εντολές. Δίνεται λοιπόν η εντολή να ανοίξει το αρχείο περιγραφής t.ctl και με τις κατάλληλες εντολές ορίζεται το επίπεδο των 850hPa και η χρονική στιγμή 13 και στη συνέχεια δίνεται η εντολή να απεικονιστεί η θερμοκρασία, και έτσι δημιουργείται το Σχήμα που παρουσιάζεται στη παρακάτω εικόνα (παράθυρο GrADS), στον οποίο απεικονίζεται η θερμοκρασία στη στάθμη των 850hPa τη χρονική στιγμή 13. Οι ισόθερμες που έχουν απεικονιστεί, όπως μας ενημερώνει το παράθυρο GradsDODS.dll ξεκινούν από την ισόθερμη 255Κ έως και τη 295Κ με ενδιάμεσο βήμα 5Κ. 44

45 45

46 46

47 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΒΟΜΒΑΣ 21-22/1/ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η εκρηκτική κυκλογένεση της 21 ης -22 ης Ιανουαρίου 2004 έχει υπάρξει αντικείμενο μελέτης σε αρκετές εργασίες. Ο ρόλος του υποτροπικού αεροχείμαρρου στην υπό μελέτη εκρηκτική κυκλογένεση έχει ήδη μελετηθεί από τον Μπρίκα (2006). Ακόμα, οι Lagouvardos et al. (2007) κατάφεραν να αναπαραστήσουν την εν λόγω εκρηκτική κυκλογένεση με αναστροφή του πεδίου του δυναμικού στροβιλισμού. Τέλος, ο Pytharoulis (2008) προσομοίωσε την εν λόγω μετεωρολογική βόμβα με περιοχικό μοντέλο. Μεταβάλλοντας τις επιφανειακές ροές αισθητής και λανθάνουσας θερμότητας, έδειξε τον κυρίαρχο ρόλο των ανωτέρων στρωμάτων. Εδώ επιδιώκεται να δοθεί μια λεπτομερής περιγραφή του φαινομένου, χρησιμοποιώντας το output του GrADS, τόσο σε οριζόντια και κατακόρυφα επίπεδα, όσο και σε διαγράμματα χρόνου - πίεσης (Hovmoller), σε όλες τις φάσεις της ζωής της βόμβας. Έμφαση δίνεται στην κατακόρυφη κατανομή της δυνητικής θερμοκρασίας (Θ), ώστε να απεικονιστεί ο ρόλος της τροπόσφαιρας στην υπό μελέτη εκρηκτική κυκλογένεση. Στις 21/1/ UTC εμφανίζεται στη κεντρική Μεσόγειο και συγκεκριμένα στο Κόλπο της Σίδρας ένα βαρομετρικό χαμηλό με κεντρική πίεση 1000hPa. Η ύφεση αυτή θα κινηθεί βορειοανατολικά κατά το επόμενο εξάωρο και έπειτα ανατολικά μέχρι τις 22/1/ UTC οπότε και σημειώνεται η μέγιστη πτώση της ατμοσφαιρικής πίεσης στο κέντρο της. Η πτώση της πίεσης στο κέντρο αυτού του βαρομετρικού χαμηλού αγγίζει σχεδόν τα 24hPa σε 24h γεγονός το οποίο κατατάσσει την ύφεση στις λεγόμενες Μετεωρολογικές Βόμβες. Τα καιρικά φαινόμενα σε ολόκληρη την Ελληνική περιοχή ήταν ακραία. Σημειώθηκαν ισχυροί άνεμοι, ισχυρές βροχοπτώσεις και χιονοπτώσεις που συντέλεσαν στη διακοπή των συγκοινωνιών και της ηλεκτροδότησης σε πολλές περιοχές της χώρας. Χαρακτηριστικό του συγκεκριμένου επεισοδίου είναι οι ιδιαίτερα χαμηλές θερμοκρασίες 47

48 που επικράτησαν στη Ελληνική περιοχή μετά την έλευση του βαρομετρικού χαμηλού, δηλαδή κατά τα επόμενα δυο εικοσιτετράωρα. 4.2 ΦΑΣΕΙΣ ΤΟΥ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟΥ Η μελέτη του φαινομένου χωρίζεται σε τρεις φάσεις. Η πρώτη φάση αφορά τη χρονική περίοδο πριν την εμφάνιση και ωρίμανση της ύφεσης που θα χαρακτηρισθεί <<Μετεωρολογική Βόμβα>> και αποτελείται από τις χρονικές στιγμές από 20/1/ :00UTC μέχρι και 21/1/ :00UTC, δηλαδή από τη χρονική στιγμή 1 μέχρι τη χρονική στιγμή 6. Η δεύτερη φάση αφορά τη χρονική περίοδο της εμφάνισης και ωρίμανσης της μετεωρολογικής βόμβας μέχρι τη χρονική στιγμή της μέγιστης πτώσης της ατμοσφαιρικής πίεσης. Πρόκειται για τη χρονική περίοδο από 21/1/ :00UTC έως 22/1/ :00UTC, δηλαδή θα μελετηθούν σε αυτή τη φάση οι χρονικές στιγμές 7 έως 11. Η τρίτη φάση αφορά το χρονικό διάστημα στο οποίο η μετεωρολογική βόμβα εκφυλλίζεται, επομένως αρχίζει η άνοδος της ατμοσφαιρικής πίεσης και τέλος εξαφανίζεται. Η τρίτη φάση ξεκινάει στις 22/1/ :00UTC (χρονική στιγμή 12), οπότε βέβαια το κέντρο έχει περάσει τη περιοχή ενδιαφέροντος, και ολοκληρώνεται στις 24/1/ :00UTC (χρονική στιγμή 20). 4.3 ΣΥΝΟΠΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ Η συνοπτική μελέτη της μετεωρολογικής βόμβας περιλαμβάνει την ανάλυση των χαρτών της ατμοσφαιρικής πίεσης στη μέση στάθμη θάλασσας και του γεωδυναμικού ύψους στις στάθμες των 850hPa, 700hPa,500hPa και 300hPa Φάση 1 η Η πρώτη φάση αρχίζει στις 20/1/ UTC. Σε ολόκληρη τη νοτιοανατολική Μεσόγειο συμπεριλαμβανομένης και της Ελλάδας επικρατούν ατμοσφαιρικές πιέσεις στην επιφάνεια της θάλασσας της τάξης των 1015hPa, ενώ παρατηρείται επίσης ένα βαρομετρικό χαμηλό στη βόρεια Ευρώπη με κέντρο 55Ν-20Ε και πίεση 995hPa. Η θερμοκρασία πάνω από την ηπειρωτική Ελλάδα στα 1000hPa φτάνει τα 285Κ, πάνω από τη κεντρική και ανατολική Μεσόγειο συμπεριλαμβανομένου και του Αιγαίου Πελάγους 48

49 288Κ. Επίσης παρατηρείται έντονη οριζόντια θερμοβαθμίδα σε περιοχές γεωγραφικού πλάτους 44Ν περίπου. Στη στάθμη των 850hPa οι ισοϋψείς καμπύλες πάνω από την Ελλάδα και Ιταλία σχηματίζουν σχεδόν ζωνική ροή, με μια μικρή κλίση από νοτιοδυτικά προς βορειοανατολικά. Το γεωδυναμικό ύψος πάνω από τη βόρεια Ελλάδα είναι περίπου 1420gpm, 1440 gpm στη κεντρική, 1460 gpm στη νότια Ελλάδα και 1480 gpm στη Κρήτη. Η θερμοκρασία πάνω από την Μακεδονία, Θράκη και Ήπειρο φτάνει τα 276Κ, πάνω από τη κεντρική, νότια και νησιωτική Ελλάδα τα 278Κ. Στη κεντρική Μεσόγειο η θερμοκρασία αγγίζει τα 280Κ. Στη στάθμη των 700hPa οι ισοϋψείς καμπύλες όπως και στα 850hPa πάνω από την Ελλάδα παρουσιάζουν ζωνικότητα. Το γεωδυναμικό ύψος πάνω από τη βόρεια Ελλάδα είναι περίπου 2940gpm, μέχρι 3000 gpm στη νότια Ελλάδα. Πάνω από τη βορειοανατολική Ευρώπη, ομοίως διακρίνεται ζωνική ροή. Δυτικά της Ελληνικής περιοχής και πάνω από την Ιταλία μέχρι τη βορειοδυτική Αφρική, σε γεωγραφικό πλάτος μεταξύ 44Ν και 30Ν σχηματίζεται ένας βαρομετρικός αυλώνας (trough). Σε ολόκληρη την Ελληνική περιοχή επικρατεί θερμοκρασία της τάξης των 268Κ. Στην δυτική Μεσόγειο και στη Βαλκανική χερσόνησο, βόρεια όμως της Ελλάδας αγγίζει τα 266Κ, ενώ νότια της Κρήτης σε γ.π. 34Ν η θερμοκρασία αγγίζει τα 270Κ. Στα 500 hpa παρατηρείται επίσης ότι στην ευρύτερη περιοχή της Ανατολικής Μεσογείου συμπεριλαμβανομένου και της Ελλάδας επικρατεί ζωνική ροή. Έτσι στη Βόρεια Ελλάδα έχουμε 5450 gpm, ενώ στη νότια 5500gpm, ενώ στη δυτική Μεσόγειο παρατηρείται ο βαρομετρικός αυλώνας που εκτείνεται πάνω από τη δυτική Αφρική (Σχήμα 1). 49

50 Σχήμα 1: Γεωδυναμικό ύψος (gpm) στη στάθμη των 500hPa στις 20/1/ UTC Πάνω από την Ιταλία και προς τη δυτική Μεσόγειο και βορειοδυτική Αφρική εκτείνεται ένας θερμικός αυλώνας. Η ισόθερμη καμπύλη των 250Κ σχηματίζει το θερμικό αυλώνα και στη συνέχεια διέρχεται από τη βόρεια Ελλάδα. Μέσα στο θερμικό αυλώνα σχηματίζεται μια κλειστή ισόθερμη καμπύλη των 245Κ, η οποία εκτείνεται από τη Σαρδηνία έως την βόρεια Αλγερία και το Μαρόκο. Στη στάθμη των 300hPa οι ισοϋψείς καμπύλες τη χρονική στιγμή 1 πάνω από την Ελλάδα παρουσιάζουν ζωνικότητα. Το γεωδυναμικό ύψος πάνω από τη βόρεια Ελλάδα είναι περίπου 8900gpm, μέχρι 9050 gpm στη νότια Κρήτη. Πάνω από τη βορειοανατολική Ευρώπη, ομοίως διακρίνεται ζωνική ροή. Δυτικά της Ελληνικής περιοχής και πάνω από τη δυτική Μεσόγειο και τη βορειοδυτική Αφρική, εκτείνεται ένας βαρομετρικός αυλώνας. Ουσιαστικά η ισοϋψής καμπύλη των 8900gpm που όπως αναφέρθηκε διασχίζει τα βόρεια σύνορα της χώρας μας, πριν αποκτήσει ζωνικότητα πάνω από την Ελληνική περιοχή, διατρέχει την δυτική Μεσόγειο και τη βορειοδυτική Αφρική. Στη στάθμη των 300hPa σχηματίζεται ένας θερμικός αυλώνας πάνω από τη βορειοδυτική Αφρική. Πάνω από την Ελληνική περιοχή η θερμοκρασία είναι της τάξης των 222Κ στη βόρεια Ελλάδα και 225Κ στη Κρήτη. Στις 20/1/ UTC επικρατεί παρόμοια κατάσταση. Η βόρεια Ελλάδα επηρεάζεται από ένα βαρομετρικό αυλώνα που δημιουργείται εξαιτίας του βαρομετρικού χαμηλού της βόρειας Ευρώπης, το κέντρο του οποίου μετακινείται προς τα νοτιοανατολικά. Επίσης στα νότια της Τυνησίας εμφανίζεται ένα δευτερεύων ασθενές 50

51 κέντρο χαμηλών πιέσεων στα 27Ν-5Ε με πίεση 1008hPa. Η θερμοκρασία στη στάθμη των 1000hPa κυμαίνεται στα ίδια επίπεδα. Το γεωδυναμικό ύψος στη στάθμη των 850hPa πάνω από τη βόρεια Ελλάδα μειώνεται στα 1410gpm. Η ισοϋψής των 1440gpm διασχίζει τη Στερεά Ελλάδα σε γεωγραφικό πλάτος περίπου 38Ν με 39Ν. Η θερμοκρασία πάνω από ολόκληρη σχεδόν την ηπειρωτική και νησιωτική Ελλάδα κυμαίνεται στα 278Κ, ενώ στη Κρήτη ανέρχεται στα 280Κ. Στα 700hPa το γεωδυναμικό ύψος πάνω από την Ελλάδα παραμένει σχεδόν σταθερό και ο βαρομετρικός αυλώνας παραμένει στα δυτικά. Η ισόθερμη καμπύλη των 266Κ, η οποία τη προηγούμενη χρονική στιγμή βρισκόταν σε γ.π. 44Ν, έχει τώρα αγγίξει τα βόρεια σύνορα της χώρας μας στη περιοχή της Μακεδονίας και Ηπείρου σε γ.π. περίπου 41Ν, έχει δηλαδή κατέβει πιο νότια. Επίσης η ισόθερμη των 270Κ η οποία προηγουμένως ήταν σε γ.π. 34Ν έχει πλέον ανέβει βορειότερα αγγίζοντας τις νότιες ακτές της Κρήτης. Στα 500 hpa στη βόρεια Ελλάδα διέρχεται η ισοϋψής 5400gpm και η 5500 gpm στη νότια Ελλάδα. Η ροή πάνω από την ανατολική Μεσόγειο και την Ελλάδα είναι σχεδόν ζωνική. Οι ισοϋψείς που βρίσκονταν κατά τη προηγούμενη χρονική στιγμή σε γεωγραφικό πλάτος 44Ν και βορειότερα και σχημάτιζαν σχεδόν ζωνική ροή, αρχίζουν πλέον να βαθαίνουν. Όσον αφορά τη θερμοκρασία σε αυτή τη στάθμη πάνω από την Ελληνική περιοχή σημειώνονται θερμοκρασίες μεταξύ των 249Κ και 252Κ. Στα 300hPa το γεωδυναμικό ύψος πάνω από την Ελλάδα παραμένει σχεδόν σταθερό και ο βαρομετρικός αυλώνας παραμένει στα δυτικά. Η θερμοκρασία κυμαίνεται στα ίδια επίπεδα. Την επόμενη χρονική στιγμή, στις 20/1/ UTC, το κέντρο χαμηλών πιέσεων στη βόρεια Ευρώπη έχει πλέον κινηθεί νοτιοανατολικά και έτσι βρίσκεται στα 53Ν-25Ε και επηρεάζει περισσότερο την Ελληνική περιοχή, καθώς στη βόρεια Ελλάδα έχουμε πτώση της πίεσης στα 1006hPa και στη νότια Ελλάδα 1010hPa. Το ίδιο βαρομετρικό χαμηλό επηρεάζει και την Ιταλία. Το δευτερεύων χαμηλό έχει μετακινηθεί βορειοανατολικά στα 30Ν-7E. Οι θερμοκρασίες πάνω από τη θάλασσα και τη στεριά στην κεντρική και ανατολική Μεσόγειο εξισώνονται σημειώνοντας παντού τα 288Κ. Στα 850hPa πάνω από τη βόρεια Ελλάδα βρίσκεται αντίστοιχα η ισοϋψής των 1380gpm και πάνω από τη Στερεά Ελλάδα η 1410gpm. Από τη πρώτη χρονική στιγμή διαπιστώνεται η ύπαρξη ενός βαρομετρικού αυλώνα, του οποίου τα ανατολικά κράσπεδα 51

52 ακουμπούν στην Ελληνική περιοχή. Πάνω από το Αιγαίο πέλαγος επικρατεί θερμοκρασία 280Κ, ενώ πάνω από την ηπειρωτική Ελλάδα 278Κ. Στα 700hPa ο βαρομετρικός αυλώνας αρχίζει να επηρεάζει και την Ελληνική περιοχή. Συγκεκριμένα η ανατολική πλευρά του αυλώνα βρίσκεται πάνω από την Ελλάδα, και έτσι οι ισοϋψείς στη περιοχή μας έχουν στραφεί σε διεύθυνση ελαφρώς νοτιοδυτική- βορειοανατολική. Επίσης το γεωδυναμικό ύψος στη βόρεια Ελλάδα έχει πέσει στα 2900gpm. Στο πεδίο της θερμοκρασίας επικρατεί παρόμοια κατάσταση με τη προηγούμενη χρονική στιγμή, με την ισόθερμη των 270Κ να καλύπτει και τις βόρειες ακτές της Κρήτης. Στα 500hPa διαπιστώνεται πτώση των γεωδυναμικών υψών. Συγκεκριμένα στη βόρεια Ελλάδα η 5400gpm και η 5500 gpm στη νότια Ελλάδα μετακινούνται λίγο νοτιότερα. Ο βαρομετρικός αυλώνας πάνω από τη βορειοδυτική Αφρική παραμένει στην ίδια θέση περίπου, ενώ στα βορειοδυτικά της Ελλάδας η βάθυνση των ισοϋψών οδηγεί στη δημιουργία ενός νέου αυλώνα (Σχήμα 2). Παρόμοια κατάσταση επικρατεί για τη θερμοκρασία όπως και τη χρονική στιγμή 2. Η ισόθερμη 250Κ διέρχεται από τα παράλια της Μακεδονίας και της Θράκης. Σε σχέση με τη προηγούμενη στιγμή παρατηρείται μια κάθοδος των ισόθερμων προς το νότο. Σχήμα 2: Γεωδυναμικό ύψος (gpm) στη στάθμη των 500hPa 20/1/ UTC Στα 300hPa ο βαρομετρικός αυλώνας δεν επηρεάζει ακόμη την Ελληνική περιοχή. Τη χρονική αυτή στιγμή αρχίζει να δημιουργείται ένας δεύτερος αυλώνας βορειοδυτικά της Ελλάδας. Το γεωδυναμικό ύψος στη βόρεια Ελλάδα έχει πέσει στα 52

53 8850gpm. Παρατηρείται θερμοκρασία 222Κ πάνω από τη κεντρική Ελλάδα. Η ισόθερμη αυτή διέρχεται από ολόκληρη σχεδόν τη κεντρική Μεσόγειο. Στις 20/1/ UTC το κέντρο του βαρομετρικού χαμηλού της βόρειας Ευρώπης βρίσκεται στα 52Ν-27Ε και έτσι στη βόρεια Ελλάδα έχουμε πτώση της πίεσης στα 1003hPa και στη νότια Ελλάδα 1008hPa. Το δευτερεύων χαμηλό στην Αφρική βρίσκεται στη θέση 31Ν-7Ε. Η θερμοκρασία στη στάθμη των 1000hPa παραμένει στα ίδια επίπεδα, ενώ το πεδίο της θερμοκρασίας στο γεωγραφικό πλάτος 44Ν έχει πλέον εξομαλυνθεί. Στα 850hPa ο βαρομετρικός αυλώνας αρχίζει να διακρίνεται περισσότερο, καθώς αρχίζει να βαθαίνει. Μπορούμε λοιπόν να παρατηρήσουμε για παράδειγμα την ισοϋψή των 1340gpm η οποία βρίσκεται βόρεια της Ελλάδας σε γεωγραφικό πλάτος 42Ν. Πάνω από ολόκληρη τη κεντρική και ανατολική Μεσόγειο παρατηρείται τιμή θερμοκρασίας ίση με 278Κ. Η δυτική Μεσόγειος έχει χαμηλότερες τιμές της τάξης των 274Κ, ενώ στη νοτιοανατολική Μεσόγειο, νότια της Κρήτης σημειώνονται υψηλότερες τιμές, από 280Κ μέχρι 284Κ σε γεωγραφικό πλάτος 32Ν. Στα 700hPa ο βαρομετρικός αυλώνας ενισχύεται και άλλο και έτσι το γεωδυναμικό ύψος στην Ελληνική περιοχή μειώνεται και άλλο. Στη βόρεια Ελλάδα έχει τιμή 2880gpm μέχρι και 2970gpm στη Κρήτη. Στη Μεσόγειο επικρατεί η ίδια σχεδόν κατάσταση σχετικά με τη θερμοκρασία, σχηματίζεται όμως ένας αυλώνας των ισόθερμων καμπυλών πάνω από την Ιταλία και ένα χαμηλό κέντρο θερμοκρασιών στη βορειοδυτική Αφρική στη θέση 30Ν-5Ε με τιμή 262Κ. Στα 500hPa παρατηρείται περαιτέρω πτώση των γεωδυναμικών υψών στα 5350gpm στη βόρεια Ελλάδα και ενίσχυση του νέου βαρομετρικού αυλώνα, ενώ μέσα στον αρχικό αυλώνα στη θέση 30Ν-5 Ε παρατηρείται ένα χαμηλό των γεωδυναμικών με τιμή 5300gpm. Η ισόθερμη των 250Κ παρατηρείται πάνω από τη κεντρική Ελλάδα. Διαπιστώνεται επίσης κίνηση των ισόθερμων προς τα νότια η οποία τείνει να δημιουργήσει ένα νέο θερμικό αυλώνα στα βορειοδυτικά της Ελλάδας Στα 300hPa ο καινούργιος βαρομετρικός αυλώνας ενισχύεται και άλλο και έτσι το γεωδυναμικό ύψος στην Ελληνική περιοχή μειώνεται και άλλο. Στη βόρεια Ελλάδα έχει τιμή 8800gpm μέχρι και 9050gpm περίπου στη Κρήτη. Η ισόθερμη των 225Κ μετατοπίζεται λίγο βορειότερα. Στις 21/1/ UTC έχει μετακινηθεί πιο ανατολικά στα 52Ν-30Ε. Οι πιέσεις στην Ελληνική περιοχή αλλά και στην ανατολική Μεσόγειο παραμένουν στα ίδια 53

54 επίπεδα., ενώ η θερμοκρασία πάνω από τη βόρεια ηπειρωτική Ελλάδα πέφτει ξανά στα 285Κ. Στα 850hPa η ισοϋψής των 1340gpm βρίσκεται στα βόρεια σύνορα μας περίπου σε γ.π. 41Ν. Η θερμοκρασία στα 850hPa πάνω από την ηπειρωτική Ελλάδα πέφτει στα 276Κ. Στα 700hPa η ισοϋψής των 2850gpm έχει κατέβει πάνω από τη βόρεια Ελλάδα.. Η ισόθερμη των 266Κ κατεβαίνει νοτιότερα και διέρχεται από τα παράλια της Μακεδονίας και της Θράκης, ενώ η ισόθερμη των 270Κ τοποθετείται βορειότερα από ότι τη προηγούμενη χρονική στιγμή και έτσι διέρχεται από τις βόρειες ακτές της Κρήτης. Στα 500hPa παρατηρείται μετακίνηση του κέντρου του αρχικού βαρομετρικού αυλώνα προς τα ανατολικά και των ισόθερμων προς τα νότια. Έτσι διαπιστώνεται μια συνεχής πτώση των θερμοκρασιών στα 500hPa στη περιοχή της νότιας Ιταλίας και της Ελλάδας,, ενώ στα 300hPa οι ισοϋψείς πάνω από την Ελλάδα βαθαίνουν ελαφρώς, δηλαδή μετακινούνται προς τα νότια, ενώ μπορούμε να αναφέρουμε ότι πλέον ο νέος βαρομετρικός αυλώνας εντοπίζεται δυτικά της Ελλάδας. Η ισόθερμη 222Κ μετατοπίζεται νοτιότερα. Στις 21/1/ UTC το βαρομετρικό χαμηλό βρίσκεται στη θέση 52Ν-33Ε και η προέκταση του συνεχίζει να επηρεάζει την Ελλάδα και τη κεντρική Μεσόγειο. Στα 1000hPa η ισόθερμη καμπύλη των 285Κ κατεβαίνει νοτιότερα, ενώ η καμπύλη των 282Κ αγγίζει τα βόρεια σύνορα της χώρας. Στα 850hPa ο βαρομετρικός αυλώνας βαθαίνει ουσιαστικά και πράγματι η ισοϋψής 1340gpm η οποία εντοπίστηκε τις προηγούμενες χρονικές στιγμές στα βόρεια σύνορα της χώρας, βρίσκεται πλέον πάνω από την ηπειρωτική Ελλάδα σε γ.π. 39Ν, στο ύψος δηλαδή των ορίων της Θεσσαλίας με τη Στερεά Ελλάδα. Η ισόθερμη καμπύλη των 273Κ αγγίζει τα βόρεια σύνορα της χώρας. Η βάθυνση του αυλώνα είναι εμφανής και στα 700hPa και σημειώνεται κίνηση προς τα ανατολικά. Η ισόθερμη 270Κ στα 700hPa αγγίζει πλέον τις νότιες ακτές της Πελοποννήσου, η 264Κ βρίσκεται πάνω από τα βόρεια σύνορα μας, ενώ το κέντρο των 262Κ στην Αφρική μετακινήθηκε πιο ανατολικά. Στα 500hPa διαπιστώνεται ότι το γεωδυναμικό ύψος στη βόρεια Ελλάδα είναι 5300gpm και όπως φαίνεται οι δυο βαρομετρικοί αυλώνες (trough) μετατοπίζονται ανατολικότερα, ενώ το χαμηλό έχει μετακινηθεί στη θέση 30Ν-8 Ε. Οι ισόθερμες καμπύλες συνεχίζουν τη καθοδική τους πορεία. Η ισόθερμη καμπύλη των 245Κ πλησιάζει πλέον τη βόρεια Ελλάδα. 54

55 Στα 300hPa ο αυλώνας βαθαίνει περισσότερο και κινείται πολύ αργά προς τα ανατολικά. Η ισόθερμη 219Κ βρίσκεται λίγο βόρεια της Ελλάδας. Επίσης εντοπίζεται ισχυρή θερμοβαθμίδα στη περιοχή μεταξύ 30-35Ν και 5-10Ε Φάση 2 η Η δεύτερη φάση όπως προαναφέρθηκε αναφέρεται στη δημιουργία και ενίσχυση της Μετεωρολογικής Βόμβας. Στις 21/1/ UTC το κέντρο χαμηλών πιέσεων στη βορειοανατολική Ευρώπη μετακινείται πιο ανατολικά στη θέση 52Ν-35Ε. Το δευτερεύων χαμηλό που εμφανιζόταν πάνω από τη βορειοδυτική Αφρική έχει εξελιχθεί σε ένα αποκομμένο χαμηλό το οποίο όπως φαίνεται και στο Σχήμα 12 έχει εγκατασταθεί πάνω από τη Λιβύη. Στη κεντρική Μεσόγειο και συγκεκριμένα στο Κόλπο της Σίδρας εμφανίζεται ένα βαρομετρικό χαμηλό της τάξης των 1000hPa γύρω από τη θέση 33.5Ν- 17.5Ε. Διαπιστώνεται επίσης περαιτέρω πτώση της ατμοσφαιρικής πίεσης στα 1001hPa σε όλη την ηπειρωτική Ελλάδα και κεντρική Μεσόγειο. Στη περιοχή της Μακεδονίας και Θράκης παρατηρείται έντονη θερμοβαθμίδα στη στάθμη των 1000hPa από το γεωγραφικό πλάτος 40Ν προς βόρεια 42Ν, με τιμές θερμοκρασίας αντίστοιχα από 285Κ στα 40Ν μέχρι 276Κ στα 42Ν. Στη θάλασσα και στη νότια Ελλάδα η θερμοκρασία παραμένει αμετάβλητη στα 288Κ. Στη στάθμη των 925hPa, όπως φαίνεται στο Σχήμα 3, στη περιοχή που βρίσκεται η ύφεση στην επιφάνεια, στη κεντρική Μεσόγειο, στο Ιόνιο πέλαγος και στην ηπειρωτική Ελλάδα επικρατούν ασθενείς άνεμοι. Στο Αιγαίο πέλαγος επικρατούν νοτιοδυτικοί άνεμοι της τάξης των 10m/sec. Στη δυτική Μεσόγειο σημειώνονται βόρειοι άνεμοι περίπου 30m/sec,καθώς και στα νότια του κέντρου της ύφεσης πάνω από τη Λιβύη επικρατούν δυτικοί άνεμοι της ίδιας τάξης. 55

56 Σχήμα 3: Άνεμος 925hPa 21/1/ UTC Σχήμα 4: Άνεμος 500hPa 21/1/ UTC Σχήμα 5: Άνεμος 300hPa 21/1/ UTC Σχήμα 6: Άνεμος 925hPa 22/1/ UTC Σχήμα 7: Άνεμος 925hPa 22/1/ UTC Σχήμα 8: Άνεμος 500hPa 22/1/ UTC Σχήμα 9:Άνεμος 925hPa 22/1/ UTC Σχήμα 10: Άνεμος 500hPa 22/1/ UTC 56

57 Σχήμα 11:Άνεμος 300hPa 22/1/ UTC Στη στάθμη των 850hPa σημειώνεται ακόμη μεγαλύτερη βάθυνση του βαρομετρικού αυλώνα. Πλέον η κατεύθυνση των ισοϋψών είναι ΝΔ-ΒΑ, ενώ η 1340gpm διασχίζει τη νότια Πελοπόννησο. Η 1320gpm βρίσκεται πλέον μεταξύ Θεσσαλίας και Στερεάς ενώ τη προηγούμενη χρονική στιγμή βρισκόταν βόρεια της χώρας μας. Στη περιοχή της Μακεδονίας και Θράκης παρατηρείται θερμοκρασία από 270Κ έως 273Κ, και συγκεκριμένα στη Θεσσαλονίκη 273Κ. Στο βόρειο Αιγαίο, στο Ιόνιο και στη κεντρική Ελλάδα η θερμοκρασία παραμένει αμετάβλητη στα 276Κ, ενώ στη νότια Ελλάδα και στο νότιο Αιγαίο ανέρχεται στα 279Κ. Η βάθυνση του βαρομετρικού αυλώνα συνεχίζεται και στα 700hPa. Η ισόθερμη των 264Κ διέρχεται από τη Μακεδονία και συγκεκριμένα και από τη Θεσσαλονίκη. Στη στάθμη των 500hPa ο νέος βαρομετρικός αυλώνας ενισχύεται περισσότερο Στην ανατολική Μεσόγειο η κατεύθυνση των ισοϋψών είναι ΝΔ-ΒΑ, το χαμηλό έχει μετατοπιστεί στη θέση 30Ν-10 Ε και στη δυτική Μεσόγειο διακρίνεται καθαρά μεσημβρινή ροή. Ο θερμικός αυλώνας των ισόθερμων παραμένει δυτικά της Ελλάδας. Η ισόθερμη 245Κ διέρχεται πάνω από τη βόρεια Ελλάδα, η 250Κ πάνω από τη Στερεά Ελλάδα και η 255Κ νότια της Κρήτης. Στο παρακάτω Σχήμα (Σχήμα 12) παρουσιάζονται ταυτόχρονα η ατμοσφαιρική πίεση στη ΜΣΘ και τα γεωδυναμικά ύψη στα 500hPa για τη χρονική στιγμή 7, δηλαδή στις 21/1/ UTC. Αναφερόμαστε λοιπόν στη χρονική στιγμή της εμφάνισης της ύφεσης στην επιφάνεια. Διαπιστώνεται ότι το επιφανειακό χαμηλό είναι τοποθετημένο ανατολικά μπροστά από τους βαρομετρικούς αυλώνες. Συγκεκριμένα βρίσκεται στα νότιο-νοτιοανατολικά του νέου βαρομετρικού αυλώνα και βορειοανατολικά του αρχικού και του κέντρου των ισοϋψών. 57

58 Σχήμα 12:Γεωδυναμικό (gpm) 500hPa και πίεση ΜΣΘ (hpa) στις 21/1/ UTC Στο Σχήμα 4 απεικονίζεται το διανυσματικό πεδίο του ανέμου στη στάθμη των 500hPa. Παρατηρείται ότι στο ανατολικό μέρος του αρχικού βαρομετρικού αυλώνα, δηλαδή στη περιοχή της κεντρικής Λιβύης, επικρατούν πολύ ισχυροί νοτιοδυτικοί άνεμοι της τάξης των 50m/sec. Στη κεντρική Ελλάδα και στο κεντρικό και βόρειο Αιγαίο, στις περιοχές δηλαδή που βρίσκονται στην ανατολική πλευρά του νέου βαρομετρικού αυλώνα σημειώνονται επίσης νοτιοδυτικοί άνεμοι αλλά πολύ ασθενέστεροι σε σχέση με αυτούς που επικρατούν στον αρχικό βαρομετρικό αυλώνα. Στα 300hPa ο αρχικός βαρομετρικός αυλώνας έχει μετακινηθεί ανατολικά και συγκλίνει προς τη δεύτερη. Το γεωδυναμικό ύψος στη βόρεια Ελλάδα είναι 8700gpm ενώ νοτιοανατολικά της Κρήτης 9000gpm.Η 219Κ μετατοπίζεται νοτιότερα. Η 222Κ περνάει πάνω από τη Πελοπόννησο και το κεντρικό Αιγαίο. Η 225Κ διέρχεται πάνω από τη Κρήτη. Στο Σχήμα 5 παρατηρείται ότι στη κεντρική Ευρώπη βόρεια της Ιταλίας επικρατούν ισχυροί βόρειοι άνεμοι της τάξης των 80m/sec. Η περιοχή αυτή βρίσκεται στα δυτικά του νέου βαρομετρικού αυλώνα, ενώ στα ανατολικά της αρχικής, στη βόρεια Λιβύη επικρατούν νοτιοδυτικοί άνεμοι της τάξης των 90m/sec. Στην Ελληνική περιοχή επικρατούν επίσης νοτιοδυτικοί αλλά ασθενέστεροι. Από το Σχήμα 13 διαπιστώνεται ότι στις 21/1/ UTC το κέντρο χαμηλών πιέσεων έχει μετακινηθεί νοτιοδυτικά της Πελοποννήσου, περίπου στη θέση 35Ν-20Ε, όπου η κεντρική ισοβαρής καμπύλη καλύπτει περιοχές με ατμοσφαιρική πίεση 994hPa. 58

59 Παρατηρείται λοιπόν πτώση της ατμοσφαιρικής πίεσης του κέντρου ίση με 6hPa μέσα σε 6 ώρες. Μια κλειστή ισοβαρής καμπύλη των 998hPa, καλύπτει τη κεντρική Μεσόγειο συμπεριλαμβανομένης της κεντρικής και νότιας Ελλάδας. Στη βόρεια Ελλάδα εμφανίζεται πιο ισχυρή βαροβαθμίδα. Η ισοβαρής καμπύλη των 1008hPa διέρχεται βόρεια της Ελλάδας κοντά στα σύνορα, η 1006 και 1004hPa διασχίζει τη Μακεδονία και Θράκη και η 1002hPa διέρχεται από τα παράλια τους και τη Θεσσαλονίκη. Η 1000hPa διέρχεται πάνω από τα όρια Θεσσαλίας και Μακεδονίας. Επομένως υπάρχει μια διαφορά 8hPa από τα βόρεια σύνορα της Ελλάδας έως τα όρια Μακεδονίας και Θεσσαλίας. Σχήμα 13: Γεωδυναμικό (gpm) 500hPa και πίεση ΜΣΘ (hpa) στις 21/1/ UTC Οι ισόθερμες καμπύλες στα 1000hPa μετατοπίζονται νοτιότερα από ότι τη προηγούμενη χρονική στιγμή, με αποτέλεσμα στη Μακεδονία και Θράκη να σημειώνονται θερμοκρασίες της τάξης των 276Κ μέχρι 279Κ, στη Θεσσαλία και Ήπειρο 282Κ, στη Στερεά Ελλάδα και Πελοπόννησο 285Κ και μόνο στο νότιο Αιγαίο και Κρήτη η θερμοκρασία αγγίζει τα 288Κ. Στη στάθμη των 925hPa στη δυτική Μεσόγειο επικρατούν βόρειοι άνεμοι με μέγιστη ταχύτητα 30m/sec, στη κεντρική και βόρεια Αφρική επικρατούν δυτικοί άνεμοι ίδιας έντασης, ενώ στα νοτιοανατολικά του κέντρου στρέφονται νότιοι και επικρατούν πάνω από το νότιο και κεντρικό Αιγαίο. 59

60 Στα 850hPa μέσα στον βαρομετρικό αυλώνα έχει σχηματιστεί ένα χαμηλό των γεωδυναμικών υψών με κέντρο νοτιοδυτικά της Πελοποννήσου στη θέση 35Ν-20Ε με τιμή 1280gpm, ενώ μια κλειστή ισοϋψής καμπύλη των 1300gpm περικλείει ολόκληρη την ηπειρωτική Ελλάδα, το Ιόνιο πέλαγος και τμήμα της κεντρικής Μεσογείου νότια της Ιταλίας. Οι ισόθερμες καμπύλες μετατοπίζονται νοτιότερα με αποτέλεσμα στη Μακεδονία και Θράκη να πέφτει η θερμοκρασία στους 267Κ και 273Κ, ενώ στην υπόλοιπη χώρα να παραμένει σχετικά σταθερή. Στα 700hPa επικρατεί παρόμοια κατάσταση με τη προηγούμενη χρονική στιγμή. Η ισοϋψής των 2790gpm βρίσκεται πάνω από τη Μακεδονία, τη Θράκη και την Ήπειρο. Η ισόθερμη των 273Κ έχει τοποθετηθεί πάνω από την ανατολική Κρήτη, ενώ στα βόρεια της χώρας η ισόθερμη 261Κ πλησιάζει. Το κέντρο των χαμηλών θερμοκρασιών στην Αφρική έχει πλέον φτάσει σε γεωγραφικό μήκος 15Ε, ενώ είναι προφανές ότι βρίσκεται μέσα σε ένα ευρύτερο αυλώνα των ισόθερμων, η γραμμή του οποίου βρίσκεται μεταξύ γεωγραφικού μήκους 12Ε και 15Ε. Στα 500 hpa οι βαρομετρικοί αυλώνες παραμένουν δυτικά της Ελλάδας και του κέντρου της επιφάνειας καθώς κινούνται με πολύ μικρή ταχύτητα προς ανατολικά. Ωστόσο ο νέος βαρομετρικός αυλώνας είναι εμφανώς πιο έντονος σε σχέση με τις προηγούμενες χρονικές στιγμές και οι δυο πλευρές του αρχικού πλησιάζουν και γίνονται σχεδόν παράλληλες με τους μεσημβρινούς. Πάνω από τη βόρεια και κεντρική Ιταλία και ολόκληρη τη δυτική Ευρώπη, επικρατεί σχεδόν μεσημβρινή ροή, ενώ πάνω από τη νότια Ιταλία οι ισοϋψείς στρέφονται προς τα ΒΑ. Στη βόρεια Ελλάδα επικρατεί γεωδυναμικό ύψος 5250 gpm ενώ στη κεντρική 5300gpm και στη νότια Πελοπόννησο καθώς και στη περιοχή που εμφανίζεται το κέντρο στην επιφάνεια 5350gpm. Οι θερμοκρασίες μειώνονται ελάχιστα σε σχέση με το προηγούμενο 6ωρο. Ο αυλώνας των ισόθερμων γίνεται πιο οξύς καθώς ο ψυχρός αέρας διεισδύει πάνω από την Αδριατική θάλασσα. Όπως διαπιστώνεται από το Σχήμα 7 το κέντρο της ύφεσης στην επιφάνεια παραμένει στα ανατολικά των βαρομετρικών αυλώνων των 500hPa, στη περιοχή που βρίσκεται μεταξύ των δυο βαρομετρικών αυλώνων, δηλαδή στα νοτιοανατολικά της νέας και στα βορειοανατολικά της αρχικής. Ο άνεμος στα ανατολικά του αρχικού αυλώνα παραμένει νοτιοδυτικός και ίσος με 60m/sec. Επίσης πάνω από ολόκληρη την Ελληνική περιοχή οι άνεμοι είναι νοτιοδυτικοί. Στα 300hPa τα γεωδυναμικά ύψη στην Ελληνική περιοχή είναι παρόμοια. Οι δυο βαρομετρικοί αυλώνες έχουν σχεδόν ενωθεί σε έναν βαρομετρικό αυλώνα, ο οποίος ακόμη παραμένει δυτικά της Ελλάδας. Η 222Κ διέρχεται πλέον νότια της Πελοποννήσου. 60

61 Η ισχυρή θερμοβαθμίδα εντοπίζεται στη περιοχή 27-35Ν και 12-20Ε. Η κατάσταση στο πεδίο των ανέμων είναι παρόμοια με τη προηγούμενη χρονική στιγμή, η κατεύθυνση είναι ίδια, ενώ οι περιοχές μέγιστου ανέμου έχουν μετακινηθεί λίγο πιο ανατολικά. Στις 22/1/ UTC (Σχήμα 14) η ύφεση έχει μετακινηθεί βορειοανατολικά, ανατολικά της Πελοποννήσου, περίπου στη θέση 37Ν-23Ε με κεντρική πίεση 986hPa. Οι πιέσεις που επικρατούν σε ολόκληρο τον ελλαδικό χώρο είναι πολύ χαμηλές. Η Πελοπόννησος, οι Κυκλάδες και η Κρήτη παρουσιάζουν πιέσεις 990hPa. Η κεντρική Ελλάδα και τα Δωδεκάνησα παρουσιάζουν πίεση της τάξης των 992 και 994hPa, ενώ η βόρεια Ελλάδα 1000hPa περίπου. Στη Θεσσαλονίκη σημειώνεται πίεση 1000hPa ενώ στην Αθήνα 990hPa. Σχήμα 14:Γεωδυναμικό (gpm) 500hPa και πίεση ΜΣΘ (hpa) στις 22/1/ UTC Διαπιστώνεται λοιπόν πτώση της ατμοσφαιρικής πίεσης στο κέντρο του βαρομετρικού χαμηλού της τάξης των 8 hpa/ 6h περίπου, καθώς το προηγούμενο 6ωρο η κεντρική ισοβαρής καμπύλη ήταν ίση με 994hPa ενώ τώρα 986hPa. Η θερμοκρασία στα 1000hPa σημειώνει περαιτέρω πτώση στην Ελληνική περιοχή. Συγκεκριμένα στη Μακεδονία αγγίζει τα 273Κ. Επίσης παρατηρείται άνοδος της θερμοκρασίας στα νότια, όπου σε Κρήτη και Κυκλάδες φτάνει τα 291Κ. Στα 925hPa (Σχήμα 6) ισχυροί άνεμοι πλήττουν τις περιοχές νότια και ανατολικά του χαμηλού. Έτσι παρατηρείται ισχυρός δυτικός άνεμος πάνω από τη κεντρική βόρεια 61

62 Αφρική, ενώ ισχυροί νοτιάδες πλήττουν τη νοτιοανατολική Μεσόγειο και ειδικότερα το ανατολικό Αιγαίο πέλαγος. Στο βόρειο Αιγαίο οι άνεμοι στρέφονται βορειοδυτικοί, στη κεντρική Μακεδονία παρατηρούνται βόρειοι άνεμοι ενώ στην υπόλοιπη βόρεια και κεντρική ηπειρωτική χώρα επίσης οι άνεμοι είναι βόρειοι αλλά σχετικά ασθενής. Στο Ιόνιο πέλαγος επικρατούν ισχυροί βόρειοι άνεμοι, ενώ στη κεντρική Μεσόγειο ισχυροί βορειοδυτικοί. Στα 850hPa το χαμηλό των γεωδυναμικών υψών μοιάζει να αποκόπτεται από το βαρομετρικό αυλώνα και το κέντρο βρίσκεται πλέον πάνω από τη Πελοπόννησο στη θέση περίπου 37Ν-22Ε. Το γεωδυναμικό ύψος πάνω από ολόκληρη τη Πελοπόννησο πέφτει στα 1230 gpm. Η κεντρική Ελλάδα, το Αιγαίο Πέλαγος και το Ιόνιο Πέλαγος περικλείονται από την ισοϋψή των 1260gpm, ενώ από τα βόρεια σύνορα διέρχεται η 1290gpm. Παρατηρώντας τους χάρτες της ατμοσφαιρικής πίεσης της επιφάνειας και του γεωδυναμικού ύψους στα 850gpm (Χάρτες 14 και 15) διαπιστώνεται ότι τα δύο κέντρα, της ύφεσης στην επιφάνεια και του χαμηλού των ισοϋψών στα 850hPa, είναι σχεδόν κατακόρυφα με μια μικρή υποψία αρνητικής κλίσης αν ενωθούν καθ ύψος τα δυο κέντρα. Δηλαδή στα 850hPa το κέντρο είναι λίγο πιο δυτικά από ότι στην επιφάνεια. Σχήμα 15: Γεωδυναμικό ύψος (gpm) στα 850hPa στις 22/1/ UTC Από τις 21/1/ UTC έως τις 22/1/ UTC σημειώθηκε πτώση των γεωδυναμικών υψών και στη στάθμη των 850hPa. Συγκεκριμένα στο κέντρο σημειώθηκε πτώση 50gpm (από 1280gpm σε 1230gpm). 62

63 Στη στάθμη αυτή, τη χρονική στιγμή 9 σημειώνεται περαιτέρω πτώση της θερμοκρασίας στην Ελληνική περιοχή. Συγκεκριμένα στην Ήπειρο και δυτική Μακεδονία αγγίζει τα 264Κ, ενώ παρατηρείται άνοδος της θερμοκρασίας στα νότια, όπου σε ανατολική Κρήτη και νότιες Κυκλάδες και Δωδεκάνησα φτάνει τα 282Κ. Παρατηρείται έτσι πιο έντονη θερμοβαθμίδα κατά μήκος του βασικού κορμού της Ελλάδας από την Ήπειρο δηλαδή μέχρι την νοτιοανατολική Στερεά Ελλάδα και τις Κυκλάδες. Τη χρονική στιγμή 9, στις 22/1/ UTC, μέσα στο βαρομετρικό αυλώνα των 700hPa (Σχήμα 16) έχει σχηματιστεί ένα χαμηλό των γεωδυναμικών υψών με κέντρο πάνω από τη βορειοανατολική Πελοπόννησο στη θέση 37Ν-22Ε με τιμή 2730gpm, ενώ μια κλειστή ισοϋψής καμπύλη των 2760gpm περικλείει ολόκληρη την ηπειρωτική Ελλάδα και το Ιόνιο πέλαγος. Η γραμμή του αυλώνα είναι πλέον κάθετη ακριβώς νότια της Ελλάδας σε γεωγραφικό μήκος 21Ε. Η κλειστή καμπύλη του κέντρου στα 700hPa τοποθετήθηκε σχεδόν κατακόρυφα με τη κλειστή καμπύλη του κέντρου των 850hPa. Σχήμα 16: Γεωδυναμικό ύψος (gpm) στα 700hPa στις 22/1/ UTC Η ισόθερμη 261Κ εγκαθίσταται σε Μακεδονία, Θράκη και Ήπειρο, ενώ πάνω από τη Κρήτη έχουμε την ισόθερμη 270Κ, καθώς η 273Κ μετακινείται ανατολικά της Κρήτης. Γίνεται επίσης αντιληπτό ότι ο αυλώνας των ισόθερμων μετακινείται ανατολικά, καθώς η γραμμή του είναι σε γ.μ. 17Ε 63

64 Στα 500hPa οι βαρομετρικοί αυλώνες (trough) έχουν κινηθεί λίγο πιο ανατολικά και τα γεωδυναμικά ύψη πάνω από την ανατολική Μεσόγειο συνεχίζουν να είναι σε πτώση. Έτσι πάνω από τη βόρεια Ελλάδα φτάνει τα 5200 gpm, στη νότια Ελλάδα 5250gpm ενώ πάνω από το νοτιοανατολικό Αιγαίο πέλαγος τα 5300gpm. Ο νέος βαρομετρικός αυλώνας εντοπίζεται ακριβώς στα δυτικά της Ελλάδας, η ανατολική πλευρά του βρίσκεται πάνω από την Ελληνική περιοχή και δίνει ροή ΝΔ-ΒΑ. Το επιφανειακό κέντρο βρίσκεται ακριβώς μπροστά από τη μύτη αυτού του αυλώνα (Σχήμα 14). Η θερμοκρασία πάνω από τη Μακεδονία έχει αγγίξει τα 245Κ. Γενικά παρατηρείται μια μετακίνηση των ισόθερμων καμπύλων προς τα νοτιοανατολικά και εισβολή ψυχρού αέρα από τα βόρεια πάνω από την Αδριατική Θάλασσα και το Ιόνιο Πέλαγος. Ο άνεμος στη στάθμη αυτή παραμένει σε γενικές γραμμές ίδιος με τη χρονική στιγμή 8. Νοτιοδυτικοί άνεμοι πάνω από το Αιγαίο και τη βορειοανατολική και κεντρική Αφρική όπου παρατηρείται το μέγιστο του ανέμου. Πάνω από την Ιταλία επικρατούν βόρειοι άνεμοι που στρέφονται βορειοδυτικοί στη νότια Ιταλία και δυτικοί- νοτιοδυτικοί πάνω από το Ιόνιο πέλαγος. Στα 300hPa το σύστημα των δυο βαρομετρικών αυλώνων έχει κινηθεί πιο ανατολικά και έτσι σημειώνεται πτώση στο γεωδυναμικό, το οποίο φτάνει τα 8600gpm στα βορειοδυτικά της χώρας και τα 8800gpm στα νοτιοανατολικά της χώρας. Παρατηρείται μετατόπιση της ισχυρής θερμοβαθμίδας πιο ανατολικά μέχρι 25Ε. Οι άνεμοι είναι νότιοι πάνω από την ηπειρωτική Ελλάδα και νοτιοδυτικοί πάνω από το Αιγαίο. Στην Ιταλία επικρατούν βόρειοι ισχυροί άνεμοι. Το μέγιστο του ανέμου παρατηρείται πάνω από τη δυτική Λιβύη με διεύθυνση νοτιοδυτική. Στις 22/1/ UTC όπως διακρίνεται και στο Σχήμα 17 το κέντρο της μετεωρολογικής βόμβας έχει μετατοπιστεί ανατολικά σε γεωγραφικό μήκος 26Ε και η κεντρική ισοβαρής καμπύλη, η οποία καλύπτει ολόκληρο σχεδόν το κεντρικό, νότιο και ανατολικό Αιγαίο πέλαγος έχει ατμοσφαιρική πίεση 984hPa. Τη χρονική αυτή στιγμή στην Αθήνα σημειώνεται πίεση 990hPa και στη Θεσσαλονίκη 1000hPa. Σε σχέση με τη προηγούμενη χρονική στιγμή σημειώθηκε στο κέντρο της μετεωρολογικής βόμβας πτώση της ατμοσφαιρικής πίεσης ίση με 2hPa. 64

65 Σχήμα 17:Γεωδυναμικό (gpm) 500hPa και πίεση ΜΣΘ (hpa) στις 22/1/ UTC Στα 1000hPa σημειώνεται πτώση της θερμοκρασίας και στα νότια, δηλαδή από βορρά προς νότο σημειώνονται τιμές από 273Κ στη Μακεδονία μέχρι 285Κ στη Κρήτη και 288Κ στα Δωδεκάνησα. Στα 925hPa (Σχήμα 7) ισχυροί βορειοανατολικοί άνεμοι πλήττουν το βόρειο Αιγαίο και βόρειοι ισχυροί το δυτικό Αιγαίο. Στο κέντρο της μετεωρολογικής βόμβας επικρατούν ασθενείς άνεμοι, όπως και στην ηπειρωτική χώρα. Στο Ιόνιο παρατηρούνται ισχυροί βορειοδυτικοί άνεμοι. Επίσης στα νότια της βόμβας, νότια της Κρήτης, όπως είναι αναμενόμενο επικρατούν δυτικοί άνεμοι και στρέφονται νότιοι στην ανατολική Μεσόγειο. Το χαμηλό της ισοβαρικής επιφάνειας των 850gpm έχει πλέον μετακινηθεί προς τα βορειοανατολικά πάνω από τις Κυκλάδες στη θέση 38Ν-25Ε περίπου, ενώ έχει βαθύνει αρκετά, καθώς φτάνει τα 1170gpm, δηλαδή σημειώνεται πτώση 60gpm της κεντρικής ισοϋψούς καμπύλης, όπως φαίνεται και στο Σχήμα 18. Αυτή η βάθυνση έχει ως αποτέλεσμα τη γενικότερη πτώση των γεωδυναμικών υψών πάνω από την Ελληνική περιοχή. Η ισοϋψής 1230gpm διέρχεται πλέον από τη Στερεά Ελλάδα και η 1260gpm από τη Μακεδονία και τη Θράκη. Το κέντρο των 850hPa παραμένει ελαφρώς δυτικά σε σχέση με το χαμηλό της επιφάνειας. 65

66 Σχήμα 18: Γεωδυναμικό ύψος (gpm) στα 850hPa στις 22/1/ UTC Στα 850hPa σημειώνεται πτώση της θερμοκρασίας και στα νότια, δηλαδή από βορρά προς νότο σημειώνονται τιμές από 264Κ σε ολόκληρη τη Μακεδονία και Θράκη μέχρι 276Κ στη Κρήτη και μόνο στα Δωδεκάνησα φτάνει τα 279Κ. Στα 700hPa η πτώση συνεχίζεται και στις 22/1/ UTC (Σχήμα 19). Το χαμηλό της ισοβαρικής επιφάνειας των 700hPa έχει πλέον μετακινηθεί προς τα βορειοανατολικά καλύπτοντας τις Κυκλάδες, το βόρειο Αιγαίο, την ανατολική Στερεά Ελλάδα και τη βορειοανατολική Πελοπόννησο. Συγκεκριμένα το κέντρο βρίσκεται περίπου στη θέση 38Ν-25Ε ενώ φτάνει τα 2700gpm. Διαπιστώνεται λοιπόν πτώση του γεωδυναμικού από τη προηγούμενη χρονική στιγμή ίση με 30 gpm. Επίσης σημειώνεται περαιτέρω πτώση των θερμοκρασιών από τα βόρεια της χώρας. Στη βόρεια Ελλάδα έχουμε την ισόθερμη των 258Κ, στη νότια ηπειρωτική Ελλάδα 261Κ και στο ανατολικό και νότιο Αιγαίο Πέλαγος 267Κ. 66

67 Σχήμα 19: Γεωδυναμικό ύψος (gpm) στα 700hPa στις 22/1/ UTC Στα 500hPa ο νέος βαρομετρικός αυλώνας βρίσκεται πλέον πάνω από τη δυτική Ελλάδα όπου το γεωδυναμικό ύψος φτάνει τα 5150gpm και στο ανατολικό Αιγαίο τα 5200gpm. Ο αρχικός αυλώνας έχει μετακινηθεί στα νοτιοανατολικά της Ελλάδας πάνω από τη βορειοανατολική Αφρική. Το επιφανειακό χαμηλό όπως παρατηρείται στο Σχήμα 17 εξακολουθεί να εντοπίζεται στα νοτιοανατολικά του νέου βαρομετρικού αυλώνα. Η ψυχρή εισβολή από τη βορειοανατολική Ευρώπη προσεγγίζει την Ελληνική περιοχή προσβάλλοντας αρχικά τη δυτική και βόρεια Ελλάδα καθώς και το Ιόνιο πέλαγος με θερμοκρασίες της τάξης των 245Κ. Η υπόλοιπη Ελληνική περιοχή έχει θερμοκρασία 250Κ περίπου. Στη κεντρική Μεσόγειο (Σχήμα 8) παρατηρούνται βόρειοι- βορειοδυτικοί άνεμοι αρκετά ισχυροί, ενώ πάνω από τη δυτική Αίγυπτο επικρατούν πολύ ισχυροί νοτιοδυτικοί της τάξης των 60m/sec. Στο Αιγαίο πέλαγος επικρατούν ασθενείς νότιοι άνεμοι. Στα 300hPa η πτώση συνεχίζεται. Ο βαρομετρικός αυλώνας πλέον έχει τοποθετηθεί πάνω από την Ελληνική περιοχή και έτσι η ισοϋψής 8600gpm εκτείνεται σαν γλώσσα πάνω από ολόκληρη την ηπειρωτική Ελλάδα. Το γεωδυναμικό νότια της Κρήτης δε ξεπερνά τα 8700gpm. Συνεχίζεται η μετατόπιση της ισχυρής θερμοβαθμίδας πιο ανατολικά μέχρι 30Ε. Οι άνεμοι που επικρατούν είναι της ίδιας φοράς με αυτούς στη στάθμη των 500hPa αλλά πιο ισχυροί. Το μέγιστο ανέμου φτάνει και τα 90m/sec. 67

68 Στις 22/1/ UTC (Σχήμα 20) σημειώνονται οι ελάχιστες τιμές ατμοσφαιρικής πίεσης αυτού του φαινομένου της Μετεωρολογικής βόμβας. Το κέντρο έχει μετακινηθεί βορειοανατολικά στη θέση 37.5Ν-26.5Ε. Η τιμή της πίεσης στη κεντρική ισοβαρή καμπύλη του βαρομετρικού χαμηλού είναι 976hPa. Φαίνεται λοιπόν ότι υπήρξε πτώση της ατμοσφαιρικής πίεσης στη επιφάνεια της θάλασσας ίση με 8hPa από τη προηγούμενη χρονική στιγμή. Ωστόσο προκύπτει από δεδομένα μετεωρολογικών σταθμών ότι η μικρότερη καταγεγραμμένη ατμοσφαιρική πίεση ήταν 972hPa στην Ικαρία. Σχήμα 20: Γεωδυναμικό (gpm) 500hPa και πίεση ΜΣΘ (hpa) στις 22/1/ UTC H θερμοκρασία στη βόρεια Ελλάδα παραμένει αμετάβλητη, ενώ σημειώνεται σημαντική πτώση στη νότια, όπου παρατηρείται θερμοκρασία 282Κ στη Κρήτη και 285Κ στα Δωδεκάνησα. Δηλαδή υπάρχει πτώση 3Κ μέσα στο τελευταίο εξάωρο. Στα 925hPa (Σχήμα 9) επικρατούν στο Αιγαίο πέλαγος στα δυτικά του κέντρου ισχυροί βοριάδες. Στο Ιόνιο είναι βόρειοι- βορειοδυτικοί ενώ νότια της Κρήτης έχουν μετατραπεί σε δυτικούς. Η ευρύτερη περιοχή της Κύπρου πλήττεται από πολύ ισχυρούς νοτιοδυτικούς ανέμους της τάξης των 40m/sec. Στη στάθμη των 850hPa το κέντρο των γεωδυναμικών υψών μετακινείται προς τα ανατολικά, περίπου 37.5Ν-26.5Ε και η τιμή του πέφτει στα 1150gpm. Σημειώνεται 68

69 δηλαδή στο κέντρο πτώση του γεωδυναμικού ίση με 20gpm. Το Αιγαίο Πέλαγος και η Αττική καλύπτεται από την ισοϋψή των 1200gpm ενώ η υπόλοιπη ηπειρωτική Ελλάδα από την ισοϋψή των 1250gpm. Παρατηρώντας τους Χάρτες 20 και 21 διαπιστώνεται ότι τα δύο κέντρα στη ΜΣΘ και στα 850hPa είναι τοποθετημένα κατακόρυφα. Σχήμα 21:Γεωδυναμικό ύψος (gpm) στα 850hPa στις 22/1/ UTC Η θερμοκρασία στη βόρεια Ελλάδα στα 850hPa παραμένει αμετάβλητη ενώ σημειώνεται σημαντική πτώση στη νότια όπου παρατηρείται θερμοκρασία 270Κ στη Κρήτη και 273Κ στα Δωδεκάνησα. Στα 700hPa το κέντρο των γεωδυναμικών υψών μετακινείται προς τα ανατολικά, περίπου 38Ν-26Ε και η τιμή του πέφτει στα 2650gpm (Σχήμα 22). Το Αιγαίο Πέλαγος και η Αττική καλύπτεται από την ισοϋψή των 2700gpm ενώ η υπόλοιπη ηπειρωτική Ελλάδα από την ισοϋψή των 2750gpm. Η ισόθερμη των 258Κ επηρεάζει σχεδόν ολόκληρη την ηπειρωτική Ελλάδα, ενώ στο Αιγαίο Πέλαγος από δυτικά προς ανατολικά σημειώνονται θερμοκρασίες από 261Κ έως 267Κ. 69

70 Σχήμα 22:Γεωδυναμικό ύψος (gpm) στα 700hPa στις 22/1/ UTC Στα 500hPa oι δυο βαρομετρικοί αυλώνες ενώνονται σε ένα. Ο αυλώνας έχει πλέον εγκατασταθεί πάνω από ολόκληρη την Ελληνική περιοχή, η οποία περικλείεται από την ισοϋψή των 5150gpm (Σχήμα 20). Το κέντρο των χαμηλών πιέσεων στην επιφάνεια εντοπίζεται στα ανατολικά του βαρομετρικού αυλώνα. Η ισόθερμη των 245Κ έχει εξαπλωθεί προς τα ανατολικά περικλείοντας όλη σχεδόν την ηπειρωτική Ελλάδα και τη Κρήτη και σημειώνονται θερμοκρασίες μεταξύ 240Κ και 245Κ, ενώ στη περιοχή του Αιγαίου πελάγους επικρατεί θερμοκρασία μεταξύ 245 Κ και 250Κ. Στη στάθμη αυτή (Σχήμα 10) επικρατούν ασθενής βορειοδυτικοί στο Ιόνιο και ασθενής νοτιάδες στο ανατολικό Αιγαίο. Πολύ ισχυροί βορειοδυτικοί ωστόσο εμφανίζονται στη κεντρική Μεσόγειο και στα νότια της Κρήτης. Επίσης ένα άλλο σημείο ισχυρών ανέμων εμφανίζεται στη βορειοανατολική Αφρική. Στη στάθμη των 300hPa η ισοϋψής των 8600gpm κατεβαίνει νοτιότερα και καλύπτει ολόκληρο το Αιγαίο Πέλαγος και την ηπειρωτική Ελλάδα. Η 222Κ διέρχεται από Μακεδονία, Θράκη και βόρειο Αιγαίο. Η ισόθερμη 225Κ από την Ήπειρο προς το νοτιοανατολικό Αιγαίο. Η 228Κ από Ιόνιο, Πελοπόννησο και νότια της Ρόδου, ενώ η 231Κ πάνω από τη Κρήτη. Στη στάθμη αυτή (Σχήμα 11) παρατηρούνται ισχυροί βορειοδυτικοί άνεμοι στα δυτικά της Ελλάδας και ισχυροί δυτικοί στα νότια της Ελλάδας. Στο Αιγαίο επικρατούν ασθενής νότιοι άνεμοι. 70

71 4.3.3 Φάση 3 η Η τρίτη φάση ξεκινάει στις 22/1/ UTC. Το κέντρο της βόμβας έχει περάσει πάνω σε ξηρά στη νότια Τουρκία σε γεωγραφικό πλάτος 38Ν και γεωγραφικό μήκος 30Ε. Η ατμοσφαιρική πίεση έχει αρχίσει να αυξάνει. Στο κέντρο της βόμβας καταγράφεται πίεση 985hPa, στην Αθήνα 995 hpa και στη Θεσσαλονίκη 1005hPa. Ομοίως με την προηγούμενη χρονική στιγμή, στις 22/1/ UTC συνεχίζεται η πτώση της θερμοκρασίας. Έχουμε πλέον 270Κ στη Μακεδονία και Θράκη και 282Κ νότια της Κρήτης και στη Ρόδο. Στα 850hPa το κέντρο των ισοϋψών παραμένει σχεδόν σταθερό στη θέση και στη τιμή, στα 1150gpm. Οι υπόλοιπες ισοϋψείς μετακινήθηκαν προς τα ανατολικά, και έτσι η 1200gpm καλύπτει μόνο το ανατολικό Αιγαίο, η 1250gpm το υπόλοιπο Αιγαίο Πέλαγος και η 1300gpm την ηπειρωτική Ελλάδα. H πτώση της θερμοκρασίας στη στάθμη αυτή συνεχίζεται. Έχουμε πλέον 261Κ στη Μακεδονία και Θράκη και 270Κ στη Κρήτη και στη Ρόδο. Στα 700hPa το κέντρο των ισοϋψών έχει μετακινηθεί ανατολικά στη θέση 38Ν- 28Ε, ενώ η τιμή παραμένει σταθερή στα 2650gpm. Οι υπόλοιπες ισοϋψείς μετακινήθηκαν και αυτές προς τα ανατολικά, και έτσι η 2700gpm καλύπτει μόνο το ανατολικό Αιγαίο. Στα 500hPa το γεωδυναμικό ύψος παραμένει στα ίδια επίπεδα αλλά ο αυλώνας έχει μετακινηθεί πιο ανατολικά. Στο εν τω μεταξύ παρατηρείται ένα χαμηλό των γεωδυναμικών υψών στη θέση 46Ν-22Ε με τιμή 5100gpm. Στο βασικό κορμό της ηπειρωτικής Ελλάδας μέχρι και την Κρήτη έχει εισχωρήσει η ισόθερμη των 243Κ, ενώ οι νησιωτικές περιοχές του Αιγαίου και του Ιονίου πελάγους καλύπτονται από την ισόθερμη των 246Κ. Γενικά η γλώσσα αυτή του ψυχρού αέρα στα 500hPa βρίσκεται ακριβώς πάνω από την Ελληνική περιοχή. Ο άξονας του θερμικού αυλώνα κλίνει προς τα ανατολικά. Μοιάζει να δημιουργείται στροβιλισμός της αέριας μάζας σε αυτή τη περιοχή, σαν να ακολουθεί κατά κάποιο τρόπο η ψυχρή αέρια μάζα τη πορεία του κέντρου του επιφανειακού χαμηλού. Στα 300hPa ο βαρομετρικός αυλώνας βαθαίνει ακόμη περισσότερο. Συγκεκριμένα η 8550gpm καλύπτει τη κεντρική Μακεδονία και το βόρειο, κεντρικό και ανατολικό Αιγαίο. Γενικά μπορούμε να παρατηρήσουμε ότι ο βαρομετρικός αυλώνας έχει μετακινηθεί λίγο ανατολικά και έτσι στη δυτική Ελλάδα οι ισοϋψείς έχουν πλέον κατεύθυνση από βορειοδυτικά προς τα νοτιοανατολικά. Η «γλώσσα» που σχηματίζει ο βαρομετρικός αυλώνας έχει πάρει κλίση προς τα ανατολικά. Ισχυρή θερμοβαθμίδα 71

72 εντοπίζεται στο κεντρικό και ανατολικό Αιγαίο στη περιοχή 36-38Ν και 26-31Ε όπου σημειώνονται θερμοκρασίες από 222Κ βόρεια έως και 231Κ νότια. Τη χρονική στιγμή 13, δηλαδή στις 23/1/ UTC η ύφεση βρίσκεται στη θέση 42Ν-33Ε πάνω από τη νότια Μαύρη Θάλασσα και η πίεση έχει παραμείνει σταθερή στα 985hPa, καθώς επίσης παρέμεινε στα ίδια επίπεδα και στον ελλαδικό χώρο. Η θερμοκρασία στα 1000hPa συνεχίζει τη καθοδική της πορεία. Στη Μακεδονία και Θράκη αγγίζει τα 267Κ, στη Θεσσαλονίκη σημειώνεται 270Κ και στη Κρήτη σημειώνεται η υψηλότερη τιμή για την Ελληνική περιοχή τη συγκεκριμένη χρονική στιγμή η οποία είναι 279Κ. Αυτές είναι και οι ελάχιστες τιμές της θερμοκρασίας που σημειώθηκαν κατά τη διάρκεια του φαινομένου της Μετεωρολογικής Βόμβας (Σχήμα 23). Διαπιστώνεται λοιπόν ότι η θερμοκρασία στα 1000hPa έφτασε την ελάχιστη τιμή της μόλις 12 ώρες μετά τη χρονική στιγμή κατά την οποία σημειώθηκε η ελάχιστη ατμοσφαιρική πίεση στην επιφάνεια. Σχήμα 23: Θερμοκρασία (K) 1000hPa 23/1/ UTC Σχήμα 24: 850hPa 23/1/ UTC 72

73 Σχήμα 25: Θερμοκρασία (K) 700hPa 23/1/ UTC Σχήμα 26: 500hPa 23/1/ UTC Σχήμα 27: Θερμοκρασία (K) 300hPa στις 24/1/ UTC Στα 850hPa η κλειστή ισοϋψής των 1150gpm βρίσκεται βορειοανατολικά στη θέση 43Ν-32Ε, η 1250gpm διέρχεται πάνω από τη περιοχή του ανατολικού Αιγαίου, ενώ η 1300gpm διασχίζει το βασικό κορμό της ηπειρωτικής Ελλάδας και την Κρήτη. Οι ισόθερμες καμπύλες πάνω από την Ελληνική περιοχή συνεχίζουν τη πορεία προς το νότο. Η 258Κ πλησιάζει την Ελλάδα από τα βόρεια. Στα 700hPa η κλειστή ισοϋψής των 2650gpm βρίσκεται βορειοανατολικά τη θέση 43Ν-31Ε, η ομόκεντρη καμπύλη των 2700gpm διέρχεται πάνω από τη περιοχή του ανατολικού Αιγαίου, ενώ η 2750gpm περικλείει όλη σχεδόν την ηπειρωτική και 73

74 νησιωτική Ελλάδα. Η θερμοκρασία στη Μακεδονία και Θράκη αγγίζει τα 260Κ, στη Κρήτη σημειώνεται η υψηλότερη τιμή για την Ελληνική περιοχή τη συγκεκριμένη χρονική στιγμή η οποία είναι 270Κ. Στη στάθμη των 500hPa η κίνηση προς τα ανατολικά συνεχίζεται, η γραμμή του αυλώνα βρίσκεται σε γεωγραφικό μήκος 38 Ε και η ροή πάνω από τη δυτική και νότια Ελλάδα είναι βορειοδυτική. Το χαμηλό των γεωδυναμικών υψών βρίσκεται στη θέση 44Ν- 22 Ε. Στη δυτική και κεντρική Μακεδονία η θερμοκρασία στα 500hPa αγγίζει τα 240Κ. Η υπόλοιπη Μακεδονία, Θράκη, Ήπειρος, Θεσσαλία και Στερεά Ελλάδα παρουσιάζει θερμοκρασία 243Κ. Κατά μήκος του τόξου που καλύπτει τις ακτές της δυτικής Ελλάδας, το Ιόνιο πέλαγος, τη Πελοπόννησο, μέχρι και τη Κρήτη και στη συνέχεια ως τη Κύπρο, υπάρχει πιο έντονη θερμοβαθμίδα με κατεύθυνση βορειανατολική- νοτιοδυτική και τιμές από 243Κ έως 249Κ. Στα 300hPa η ισοϋψής των 8500gpm βρίσκεται ακριβώς πάνω από τη κεντρική Μακεδονία. Ο βαρομετρικός αυλώνας κινήθηκε πιο ανατολικά πάνω από τη Τουρκία. Η κεντρική και δυτική Ελλάδα βρίσκονται πλέον στο δυτικό τμήμα της. Η ισόθερμη 222Κ διέρχεται από το βορειοανατολικό Αιγαίο και η 225Κ από τη υπόλοιπη χώρα. Η ατμοσφαιρική πίεση στις 23/1/ UTC. Το κέντρο της βόμβας έχει μετατοπιστεί βόρεια σε γεωγραφικό πλάτος 44Ν και μήκος 34Ε στη βόρεια Μαύρη Θάλασσα. Η τιμή της πίεσης στο κέντρο παραμένει σταθερή ενώ στην Ελληνική περιοχή η πίεση ανεβαίνει. Στη Θεσσαλονίκη σημειώθηκε πίεση 1010hPa και στην Αθήνα 1005hPa. Η θερμοκρασία παρέμεινε σχεδόν αμετάβλητη. Στα 850 hpa επικρατούν παρόμοιες καταστάσεις, με το κέντρο των ισοϋψών στα 1170gpm πλέον, να έχει εγκατασταθεί στη βορειοανατολική Μαύρη Θάλασσα, και οι τιμές του γεωδυναμικού ύψους της ισοβαρικής επιφάνειας των 850hPa πάνω από την Ελληνική περιοχή να κυμαίνονται από 1280gpm ανατολικά μέχρι 1320gpm δυτικά. Περαιτέρω πτώση της θερμοκρασίας σημειώνεται τη χρονική στιγμή 14. Συγκεκριμένα παρατηρείται τιμή 258Κ πάνω από τη Μακεδονία και 269Κ πάνω από τη Κρήτη. Πρόκειται ουσιαστικά για τις ελάχιστες τιμές της θερμοκρασίας στα 850hPa (Σχήμα 24), οι οποίες σημειώνονται 18 ώρες μετά την ελάχιστη ατμοσφαιρική πίεση στην επιφάνεια και 6 ώρες αργότερα από την ελάχιστη θερμοκρασία στη στάθμη των 1000hPa. Στη στάθμη των 700hPa το κέντρο των ισοϋψών ανέρχεται στα 2700gpm και έχει εγκατασταθεί στη δυτική Μαύρη Θάλασσα, και οι τιμές του γεωδυναμικού ύψους της ισοβαρικής επιφάνειας των 700hPa πάνω από την Ελληνική περιοχή κυμαίνονται από 2750gpm ανατολικά μέχρι 2800gpm δυτικά. Η ισόθερμη των 252Κ τοποθετείται στη 74

75 περιοχή όπου προηγουμένως ήταν η 255Κ, ενώ βόρεια της Κρήτης έχει πλέον κατέλθει η ισόθερμη των 258Κ. Στα 500hPa το χαμηλό των γεωδυναμικών υψών βρίσκεται πάνω από τη κεντρική Μακεδονία στα 5100 gpm. Η ισόθερμη των 240Κ κατεβαίνει νοτιότερα και καλύπτει έτσι την Μακεδονία, την ανατολική Θεσσαλία και ανατολική Στερεά Ελλάδα. Στα 300hPa η 8500gpm σχηματίζει κλειστές καμπύλες πάνω από τη βόρεια Ελλάδα και τη βόρεια Τουρκία. Η ισόθερμη 222Κ διέρχεται από το βορειοανατολικό Αιγαίο και το Ιόνιο, ενώ η 225Κ από τη υπόλοιπη χώρα. Στις 23/1/ UTC η ύφεση παραμένει στο ίδιο σημείο, η κεντρική όμως πίεση αυξάνει στα 990hPa, ενώ ταυτόχρονα αρχίζει η άνοδος της θερμοκρασίας από τα βόρεια όπου ανέρχεται στα 270Κ. Στην υπόλοιπη Ελληνική περιοχή παραμένει σχεδόν αμετάβλητη. Το κέντρο στα 850hPa έχει παραμείνει στην ίδια σχεδόν γεωγραφική θέση και έχει τιμή 1200gpm. Το γεωδυναμικό ύψος πάνω από την Ελλάδα κυμαίνεται πλέον από 1350gpm στα δυτικά μέχρι 1290gpm στα ανατολικά. Η κατάσταση στη θερμοκρασία των 850hPa παραμένει σχεδόν σταθερή. Στη Κρήτη όμως η θερμοκρασία πέφτει στα 267Κ. Στα 700hPa σημειώνεται άνοδος στο γεωδυναμικό ύψος από τα δυτικά. Η 2750gpm που προηγουμένως ήταν στη δυτική Ελλάδα τώρα βρίσκεται στην ανατολική ηπειρωτική Ελλάδα. Η ισόθερμη 252Κ επηρεάζει σχεδόν ολόκληρη την ηπειρωτική Ελλάδα, η 255Κ διέρχεται από τη νότια Πελοπόννησο και νότια των Κυκλάδων. Πρόκειται ουσιαστικά για τη χαμηλότερη θερμοκρασία που σημειώνεται πάνω από την Ελληνική περιοχή στα 700hPa (Σχήμα 25). Στη στάθμη αυτή λοιπόν η ελάχιστη θερμοκρασία σημειώνεται 24 ώρες μετά τη χρονική στιγμή κατά την οποία σημειώθηκε η ελάχιστη ατμοσφαιρική πίεση στην επιφάνεια ΜΣΘ, 18 ώρες μετά την στιγμή ελάχιστης θερμοκρασίας στα 850hPa και 12 ώρες μετά τη στιγμή ελάχιστης θερμοκρασίας στα 1000hPa. Στη στάθμη των 500hPa ολόκληρο σχεδόν το Αιγαίο Πέλαγος μαζί με το μεγαλύτερο τμήμα της Ελλάδας και της Τουρκίας περικλείονται από την ισοϋψή των 5150gpm, η ισόθερμη 240Κ επεκτείνεται και στο βόρειο και κεντρικό Αιγαίο πέλαγος και στη Θράκη. Ο ψυχρός αέρας λιμνάζει πάνω από την Ελληνική περιοχή (Σχήμα 26). Πρόκειται για την ελάχιστη τιμή θερμοκρασίας στα 500hPa η οποία σημειώνεται 24 ώρες μετά την ελάχιστη τιμή ατμοσφαιρικής πίεσης στην επιφάνεια της ΜΣΘ. 75

76 Στα 300hPa επικρατεί παρόμοια κατάσταση και τη χρονική στιγμή 15. Η ισόθερμη 222Κ διέρχεται από τη βόρεια και δυτική Ελλάδα και η 225Κ από τη κεντρική Ελλάδα και το Αιγαίο. Στις 23/1/ UTC η πίεση στο κέντρο της βόμβας φτάνει τα 995hPa ενώ παραμένει σχεδόν στην ίδια θέση. Στην Ελληνική περιοχή σημειώνονται ατμοσφαιρικές πιέσεις της τάξης των 1010hPa. Η θερμοκρασία στη στάθμη των 1000hPa παραμένει σταθερή. Στα 850hPa το κέντρο των γεωδυναμικών ομοίως με το κέντρο της επιφάνειας μετακινείται ελαφρώς προς τα δυτικά. Η τιμή του γεωδυναμικού ανέρχεται στα 1230gpm. Η θερμοκρασία κυμαίνεται από 260Κ στη βόρεια Ελλάδα μέχρι 267Κ στη Κρήτη. Στα 700hPa συνεχίζεται η κίνηση των ισοϋψών προς τα ανατολικά. Η 2750gpm βρίσκεται πλέον στο ανατολικό Αιγαίο, ενώ στη δυτική Ελλάδα σημειώνεται γεωδυναμικό ύψος 2800gpm. Στη βόρεια Ελλάδα παρατηρείται θερμοκρασία 254Κ, ενώ πάνω από Κρήτη διέρχεται η ισόθερμη των 258Κ. Στα 500hPa η κλειστή καμπύλη των 5150gpm μετακινείται πιο ανατολικά καλύπτοντας από την Ελληνική περιοχή μόνο το ανατολικό Αιγαίο Πέλαγος και έτσι υπάρχει μικρή άνοδος στα γεωδυναμικά ύψη, καθώς η κεντρική και βόρεια ηπειρωτική και νησιωτική χώρα περικλείεται από την ισοϋψή 5200gpm και η νότια από την 5250gpm. Η ισόθερμη των 240Κ σχηματίζει κλειστή καμπύλη η οποία κατευθύνεται ανατολικότερα πάνω από τα Δωδεκάνησα, τα νότια παράλια της Μικράς Ασίας και την νοτιοανατολική Τουρκία, ακολουθώντας την πορεία του επιφανειακού βαρομετρικού χαμηλού. Σε όλη τη βόρεια και κεντρική ηπειρωτική και νησιωτική Ελλάδα παρουσιάζεται θερμοκρασία 243Κ, στη Πελοπόννησο, στο Ιόνιο πέλαγος και το νότιο Αιγαίο πέλαγος 246Κ, ενώ στη Κρήτη 249Κ. Στα 300hPa το χαμηλό κέντρο των γεωδυναμικών έχει εγκατασταθεί στη δυτική Μαύρη Θάλασσα, και οι τιμές του γεωδυναμικού ύψους της ισοβαρικής επιφάνειας των 300hPa πάνω από την Ελληνική περιοχή κυμαίνονται από 8550gpm ανατολικά μέχρι 8700gpm στα νοτιοδυτικά. Η 219Κ διέρχεται από τη βόρεια Ελλάδα και η 222Κ διασχίζει την υπόλοιπη χώρα. Στις 24/1/ UTC το κέντρο της βόμβας ανεβαίνει στα 1000hPa, ενώ έχει μετακινηθεί ελαφρώς προς τα δυτικά. Η θερμοκρασία παρουσιάζει ξανά πτώση καθώς έρχονται οι νυχτερινές ώρες. Η ισόθερμη 270Κ κατεβαίνει έως τη Στερεά Ελλάδα και η 267Κ εντοπίζεται πάνω από τη βόρεια Ελλάδα. 76

77 Στα 850hPa το κέντρο των γεωδυναμικών παρουσιάζει τιμή του γεωδυναμικού 1230gpm. Το γεωδυναμικό στο ανατολικό Αιγαίο ανεβαίνει στα 1320gpm. Η θερμοκρασία παραμένει αμετάβλητη. Στα 700hPa σημειώνεται αύξηση του γεωδυναμικού στο κέντρο στα 2730gpm, ενώ συνεχίζεται η άνοδος της θερμοκρασίας σε όλη την Ελληνική περιοχή. Στα 500hPa το γεωδυναμικό ύψος παραμένει στα ίδια επίπεδα. Η ισοϋψής 5150gpm εγκαθίσταται πάνω από τη Μαύρη Θάλασσα, ακολουθώντας τη πορεία του επιφανειακού χαμηλού. Η κλειστή καμπύλη των 240Κ έχει μετατοπιστεί βορειοανατολικά σε γεωγραφικό πλάτος από 38Ν έως 40Ν και μήκος 33Ε έως 34Ε. Οι θερμοκρασίες στην Ελληνική περιοχή παραμένουν στα ίδια επίπεδα. Στα 300hPa η τιμή του γεωδυναμικού στο κέντρο παραμένει σταθερή ενώ τοποθετείται στη περιοχή της Μαύρης Θάλασσας. Η θερμοκρασία παραμένει σταθερή. Στις 24/1/ UTC μετακινείται προς τα δυτικά σε γεωγραφικό μήκος 31Ε και η πίεση ανέβηκε στα 1005hPa. Οι θερμοκρασίες παραμένουν σχεδόν ίδιες με τη προηγούμενη χρονική στιγμή. Στα 850hPa το κέντρο έχει γεωδυναμικό ύψος 1280gpm. Το γεωδυναμικό ύψος και η θερμοκρασία πάνω από την ευρύτερη Ελληνική περιοχή παραμένουν ίδια. Στα 700hPa το γεωδυναμικό παραμένει σχεδόν σταθερό. Η τιμή του κέντρου ανέρχεται στα 2730gpm και η βόρεια Ελλάδα παρουσιάζει γεωδυναμικό ύψος της τάξης των 2760gpm και η νότια και δυτική 2790 gpm. Η θερμοκρασία στην Ελλάδα είναι από 255Κ στο βορρά μέχρι 261Κ στο νότο. Στα 500hPa το γεωδυναμικό ύψος παραμένει στα ίδια επίπεδα. Η ισόθερμη 240Κ μετακινείται βορειότερα και προσεγγίζει έτσι τη νότια Μαύρη Θάλασσα. Η θερμοκρασία σε ολόκληρη την Ελληνική περιοχή αγγίζει τα 243Κ, εκτός της Κρήτης όπου φτάνει τα 246Κ. Στα 300hPa η κατάσταση όσον αφορά τα γεωδυναμικά ύψη είναι πανομοιότυπη. Το κέντρο ακολουθεί τη πορεία που ακολουθούν τα κέντρα και στις κατώτερες στάθμες. Η ισόθερμη 219Κ εκτείνεται δυτικότερα. Στις 24/1/ UTC η ύφεση βρίσκεται σε γεωγραφικό μήκος 30Ε με πίεση σταθερά στα 1005hPa, ενώ η πίεση σε ολόκληρη την ανατολική Μεσόγειο και τη Μαύρη Θάλασσα αγγίζει τα 1010hPa. Στο Κόλπο της Σίδρας, εκεί όπου γεννήθηκε η μετεωρολογική βόμβα εμφανίζεται ένα νέο χαμηλό με τιμή πίεσης στα 1005hPa. Η θερμοκρασία παρουσιάζει ξανά άνοδο. Η 270Κ διέρχεται πάνω από τη Μακεδονία και τη Θράκη. 77

78 Το κέντρο στα 850hPa έχει παραμείνει στο ίδιο γεωγραφικό πλάτος, αλλά έχει κινηθεί δυτικά σε γεωγραφικό μήκος 29Ε και τιμή 1300gpm. Το γεωδυναμικό ύψος πάνω από την Ελλάδα κυμαίνεται πλέον από 1320gpm στα βορειοανατολικά μέχρι 1340gpm στα δυτικά και νότια. Η θερμοκρασία παραμένει σταθερή. Στα 700hPa το κέντρο έχει παραμείνει σχεδόν στην ίδια θέση και έχει τιμή 2760gpm. Το γεωδυναμικό ύψος πάνω από την Ελλάδα κυμαίνεται πλέον από 2790gpm στα βορειοανατολικά μέχρι 2820gpm στα δυτικά και νότια. Η θερμοκρασία παραμένει σταθερή. Στα 500hPa το γεωδυναμικό ύψος παραμένει στα ίδια επίπεδα. Η ισόθερμη 240Κ βρίσκεται πάνω από τη βόρεια Μαύρη Θάλασσα. Στα 300hPa παρόμοια η κατάσταση. Η ισόθερμη 222Κ διέρχεται από τα παράλια της βορειοανατολικής Αφρικής. Στις 24/1/ UTC η ύφεση που εξελίχθηκε σε μετεωρολογική βόμβα έχει εξαφανιστεί. Η πίεση στον ελληνικό χώρο παραμένει στα ίδια επίπεδα, ενώ το νέο βαρομετρικό χαμηλό βρίσκεται πλέον στα νοτιοδυτικά της Κρήτης στη θέση 34Ν-22Ε με τιμή πίεσης 1000hPa. Οι θερμοκρασίες είναι πανομοιότυπες με τη χρονική στιγμή 19. Στα 850hPa ολόκληρη η νότια και ανατολική Βαλκανική χερσόνησος περικλείεται από την ισοϋψή των 1340gpm με δύο κέντρα των 1320gpm, ένα στα βορειοανατολικά της Ελλάδας στη γνωστή θέση και ένα στα νότια της Πελοποννήσου στα παράλια της Αφρικής. Οι θερμοκρασίες δε παρουσιάζουν καμία αλλαγή. Στα 700hPa τη χρονική στιγμή 20 το γεωδυναμικό ύψος παραμένει αμετάβλητο. Σημειώνεται θερμοκρασία 258Κ στη δυτική Ελλάδα, 255Κ στην ανατολική Μακεδονία και Θράκη και 261Κ στο νότιο Αιγαίο Πέλαγος και στη Κρήτη. Στα 500hPa το γεωδυναμικό ύψος παραμένει στα ίδια επίπεδα. Οι ισόθερμες καμπύλες μετατοπίζονται λίγο βορειότερα. Στα 300hPa το κέντρο είναι στα βορειοδυτικά της Μαύρης Θάλασσας. Η κατεύθυνση των ισοϋψών πάνω από την Ελλάδα είναι βορειοδυτική πάνω από την ηπειρωτική Ελλάδα και δυτική πάνω από το Αιγαίο. Το γεωδυναμικό ύψος κυμαίνεται από 8550gpm στα βορειοανατολικά μέχρι 8700gpm στα νότια. Τη χρονική αυτή στιγμή σημειώνονται οι ελάχιστες θερμοκρασίες στη στάθμη των 300hPa πάνω από την Ελληνική περιοχή. Ολόκληρη σχεδόν η ανατολική Μεσόγειος περικλείεται από την ισόθερμη των 220Κ, άρα σημειώνονται και θερμοκρασίες μικρότερες των 220Κ, ενώ το κεντρικό Αιγαίο περικλείεται από την ισόθερμη των 218Κ όπως διακρίνεται και στο Σχήμα

79 4.4 Η ΤΡΟΧΙΑ ΤΗΣ ΒΟΜΒΑΣ Στο Σχήμα 28 παρατηρείται η τροχιά της Μετεωρολογικής Βόμβας από τη χρονική στιγμή 7, στις 21/1/ UTC οπότε και εμφανίστηκε, έως τη χρονική στιγμή 20, στις 24/1/ UTC. Τα κόκκινα στίγματα αναφέρονται στη δεύτερη φάση, δηλαδή στη φάση κατά την οποία εμφανίζεται η ύφεση και ενισχύεται. Επομένως πρόκειται για τις θέσεις της μετεωρολογικής βόμβας τις εξής χρονικές στιγμές: 21/1/ UTC, 21/1/ UTC, 22/1/ UTC, 22/1/ UTC, 22/1/ UTC οπότε σημειώθηκε η ελάχιστη τιμή της ατμοσφαιρικής πίεσης. Τα μπλε στίγματα αναφέρονται στη τρίτη φάση, δηλαδή στη φάση κατά την οποία η μετεωρολογική βόμβα αποδυναμώνεται, άρα η κεντρική πίεση αρχίζει να αυξάνει. Πρόκειται λοιπόν για τις χρονικές στιγμές από 22/1/ UTC έως 24/1/ UTC. Παρατηρείται ότι η βόμβα τις χρονικές στιγμές 7 έως 9 (θέσεις 1 έως 3) ακολούθησε βορειοανατολική πορεία. Η θέση 1 βρίσκεται σε γεωγραφικό πλάτος 33.5Ν, η θέση 2 35Ν και η θέση 3 σε πλάτος 37Ν. Από τη χρονική στιγμή 9 έως και 11 (θέσεις 3 έως και 5 αντίστοιχα) μετατοπίστηκε σχεδόν οριζόντια. Πράγματι το γεωγραφικό πλάτος διαφέρει κατά πολύ. Στη φάση της αποδυνάμωσης, παρατηρείται ότι η βόμβα έχει περάσει από τη θάλασσα στη στεριά και αλλάζει εντελώς πορεία της. Κινείται πλέον προς τα βορειοανατολικά. Αξίζει να σημειωθεί ότι κατά τη διάρκεια της κίνησης πάνω στη στεριά αναπτύσσει μεγαλύτερη ταχύτητα από ότι στη προηγούμενη φάση που βρισκόταν πάνω από το Αιγαίο. Αυτό διαπιστώνεται από το γεγονός ότι διανύει μεγαλύτερες αποστάσεις πάνω από τη ξηρά από ότι επάνω από τη θάλασσα. Οι αποστάσεις μεταξύ των μπλε κουκίδων είναι μεγαλύτερες από ότι αυτές μεταξύ των κόκκινων, και όπως έχει αναφερθεί η χρονική διάρκεια μεταξύ των κουκίδων είναι σταθερή και ίση με 6 ώρες. Κατά τη μετάβαση από τη βόρεια Τουρκία στη Μαύρη Θάλασσα παρατηρείται και πάλι επιβράδυνση της κίνησης. Ιδιαίτερα από τη θέση 8 έως τη θέση 12 μεσολαβούν πολύ μικρές αποστάσεις σε σχέση με τις προηγούμενες μετακινήσεις της βόμβας. Επίσης διαπιστώνεται ότι οι τελευταίες μετακινήσεις από τη θέση 8 στη θέση 12 έχει κατεύθυνση από τα ανατολικά προς τα δυτικά, ενώ όλες οι υπόλοιπες κινήσεις ακολουθούσαν τη κλασσική πορεία από τα δυτικά προς τα ανατολικά. 79

80 Σχήμα 28: Η τροχιά της Μετεωρολογικής Βόμβας από 21/1/ UTC έως 24/1/ UTC 4.5 ΚΡΙΤΗΡΙΟ SANDERS AND GYAKUM Οι Sanders and Gyakum (1980) όρισαν ένα κριτήριο για να μπορεί να ελεγχθεί αν μια ύφεση είναι μετεωρολογική βόμβα και ταυτόχρονα γίνεται η κατάταξη της σύμφωνα με την ισχύ της. Για να μπορεί λοιπόν να θεωρηθεί μια ύφεση μετεωρολογική βόμβα πρέπει ο ρυθμός πτώσης της ατμοσφαιρικής πίεσης του κέντρου της ύφεσης να ισούται 24mb sinφ τουλάχιστον με 1Bergeron, όπου 1Bergeron=. Επομένως ο ρυθμός o 24h sin 60 o p sin 60 βάθυνσης της μετεωρολογικής βόμβας υπολογίζεται από το τύπο Bergeron, 24 sinφ όπου Δp είναι η διαφορά πίεσης της ύφεσης μέσα στις 24 ώρες και φ είναι το γεωγραφικό πλάτος του κέντρου της ύφεσης στο μέσο ακριβώς της 24ωρης περιόδου. Για το γεωγραφικό πλάτος 37Ν στο οποίο βρίσκεται η μετεωρολογική βόμβα κατά το μέσο της εικοσιτετράωρης περιόδου, δηλαδή τη χρονική στιγμή 9, στις 80

81 22/1/ UTC, η τιμή του 1Bergeron είναι ίση με ssssss 37 ssssss mmmm/h. Η πτώση της ατμοσφαιρικής πίεσης είναι Δp=1000hPa-976hPa=24hPa. Επομένως η ύφεση έχει ρυθμό βάθυνσης p sin sinφ o = 24 ssssss ssssss Bergeron. Άρα η ύφεση που εξετάζουμε είναι μετεωρολογική βόμβα. Σύμφωνα με τον Sanders(1986) μια βόμβα με ρυθμό βάθυνσης 1.45Bergeron κατατάσσεται στις μέτριας ισχύος βόμβες. Η μελέτη βέβαια του Sanders αναφέρεται στο δυτικό κεντρικό βόρειο Ατλαντικό Ωκεανό όπου συμβαίνουν πολλά περιστατικά μετεωρολογικών βομβών και μάλιστα αρκετά ισχυρά. 4.6 ΑΠΟΚΛΙΣΗ Όπως αναφέρθηκε σε προηγούμενο κεφάλαιο η μορφή ροής στην ανώτερη ατμόσφαιρα είναι συνυπεύθυνη για τη δημιουργία εκρηκτικής κυκλογένεσης. Έτσι λοιπόν όταν στην ανώτερη τροπόσφαιρα πάνω από μια γεωγραφική περιοχή παρατηρείται ένας βαρομετρικός αυλώνας τότε στην επιφάνεια συχνά ενισχύεται η κυκλωνική δραστηριότητα. Η θεωρία για τον σχηματισμό των υφέσεων αναφέρει πως σε πρώτη φάση παρατηρείται σύγκλιση των αερίων μαζών προς το κέντρο της ύφεσης. Σύμφωνα με την αρχή της συνέχειας των μαζών, οι αέριες μάζες που συγκλίνουν στο επιφανειακό κέντρο βρίσκουν διέξοδο προς τα πάνω. Από κάποιο ύψος και μετά συμβαίνει απόκλιση των αερίων μαζών. Η απόκλιση των αερίων μαζών είναι πολύ σημαντική, καθώς όπως έχει αναφερθεί, δημιουργείται ένα κενό προς το οποίο κινείται η ανερχόμενη αέρια μάζα μετά τη σύγκλιση της στην επιφάνεια για να το καλύψει. Στο παρακάτω Σχήμα παρουσιάζεται η καθ ύψος απόκλιση από τη στάθμη των 1000hPa έως τη στάθμη των 200hPa για το κέντρο της Μετεωρολογικής Βόμβας σε κάθε χρονική στιγμή από 21/1/ UTC έως 22/1/ UTC. Η μωβ τεθλασμένη γραμμή παριστάνει την απόκλιση τη χρονική στιγμή 7, η κόκκινη τη χρονική στιγμή 8, η κίτρινη τη χρονική στιγμή 9, η πράσινη τη χρονική στιγμή 10 και η μαύρη τη χρονική στιγμή 11. Η απόκλιση είναι πολλαπλασιασμένη επί 10 6 και επομένως έχει μονάδα μέτρησης 10-6 s -1. Θετικές τιμές σημαίνει απόκλιση, ενώ αρνητικές τιμές σημαίνει σύγκλιση. 81

82 Σχήμα 29: Απόκλιση (10-6 s -1 ) στο κέντρο της Μετεωρολογικής Βόμβας στις στάθμες 1000hPa έως 200hPa για τις χρονικές στιγμές από 21/1/ UTC έως 22/1/ UTC. 82 Τη χρονική στιγμή Τ7 όταν το κέντρο της ύφεσης εμφανίζεται στη θέση 33.5Ν και 17.5Ε παρατηρείται στη στάθμη των 850hPa σύγκλιση της τάξης των -12*10-6 s -1. Στη στάθμη των 500hPa περίπου εντοπίζεται το επίπεδο της μηδενικής απόκλισης. Στην ανώτερη ατμόσφαιρα στα 200hPa διαπιστώνεται απόκλιση της τάξης των 20*10-6 s -1. Επίσης ισχυρότερη απόκλιση περίπου 42*10-6 s -1 υπάρχει μέσα στη στρατόσφαιρα στα 70hPa. Τη χρονική στιγμή Τ8 στη θέση 35Ν και 20Ε παρατηρείται επίσης σύγκλιση στα 850hPa μεγαλύτερης έντασης από τη προηγούμενη χρονική στιγμή. Είναι περίπου ίση με -28*10-6 s -1. Μηδενική απόκλιση παρατηρείται στα 400hPa, ενώ στην ανώτερη ατμόσφαιρα στα 150hPa σημειώνεται απόκλιση περίπου ίση με 12*10-6 s -1. Τη χρονική στιγμή Τ9 και ενώ το κέντρο της ύφεσης έχει μεταφερθεί στη θέση 37Ν και 23Ε παρατηρείται πολύ κοντά στην επιφάνεια, στη στάθμη των 925hPa σύγκλιση ίση με - 20*10-6 s -1. Από τη στάθμη των 850hPa μέχρι και τα 400hPa στη γεωγραφική αυτή θέση και για τη συγκεκριμένη χρονική στιγμή παρατηρείται μηδενική απόκλιση. Στα 250hPa όμως παρατηρείται απόκλιση της τάξης των 32*10-6 s -1. Τη χρονική στιγμή Τ10 στη θέση

83 37Ν και 26Ε στα 925hPa επικρατεί σύγκλιση όμοια με της προηγούμενης χρονικής στιγμής, δηλαδή ίση με -20*10-6 s -1. Στα 850hPa παρατηρείται απόκλιση ίση με 48*10-6 s -1. Στα 500hPa επίσης επικρατεί ισχυρότατη σύγκλιση ίση με -60*10-6 s -1, ενώ στα 400hPa ισχυρότατη απόκλιση και ίση με 52*10-6 s -1. Επίσης στη στάθμη των 300hPa επικρατεί απόκλιση των αερίων μαζών ίση με 41*10-6 s -1 και ξανά στα 200hPa σύγκλιση ίση με -30*10-6 s -1. Γενικά τη χρονική στιγμή 10 στη γεωγραφική θέση του κέντρου της βόμβας παρατηρούνται μεγάλες εναλλαγές καθ ύψος, από ισχυρή σύγκλιση αερίων μαζών σε κάποια στάθμη σε ισχυρή απόκλιση στην επόμενη και αντίστροφα. Μηδενική απόκλιση εμφανίζεται μεταξύ αυτών των εναλλαγών. Αξίζει να σημειωθεί αυτή μεταξύ των 500 και 400hPa, περίπου στα 450hPa καθώς σε αυτό το επίπεδο περίπου υπάρχει μηδενική απόκλιση και στις άλλες χρονικές στιγμές. Πάντως είναι εμφανής η διαφορά με τη χρονική στιγμή Τ9 όπου σε μεγάλο τμήμα της μέσης τροπόσφαιρας επικρατούσε μηδενική απόκλιση. Τη χρονική στιγμή Τ11, όταν δηλαδή το κέντρο της βόμβας ήταν τοποθετημένο στη θέση 37.5Ν και 26.5Ε και έδωσε την ελάχιστη ατμοσφαιρική πίεση σημειώθηκε στη στάθμη των 700hPa σύγκλιση της τάξης των -48*10-6 s -1. Στα 400hPa περίπου εντοπίζεται η στάθμη μηδενικής απόκλισης, ενώ στα 250hPa εμφανίζεται ισχυρότατη απόκλιση ίση με 60*10-6 s -1, η οποία ήταν η μέγιστη απόκλιση στην ανώτερη τροπόσφαιρα πάνω από το κέντρο της βόμβας για τις πέντε χρονικές στιγμές και προφανώς συντέλεσε στο άδειασμα του χαμηλού και στην ελάχιστη πτώση της ατμοσφαιρικής πίεσης στην επιφάνεια. Στο Σχήμα 30 αποτυπώνονται η ατμοσφαιρική πίεση στην επιφάνεια της θάλασσας, το γεωδυναμικό ύψος στα 200hPa και η απόκλιση στην ίδια στάθμη στις 21/1/ UTC, δηλαδή τη χρονική στιγμή 7 κατά την οποία πρωτοεμφανίζεται το χαμηλό στην επιφάνεια της θάλασσας. Η στάθμη των 200hPa επιλέχθηκε γιατί στο Σχήμα 29 παρατηρήθηκε ότι στη γεωγραφική θέση του κέντρου της βόμβας σε αυτή τη στάθμη εντοπίζεται μέγιστη απόκλιση (θετικές τιμές). Παρατηρείται λοιπόν ότι πάνω από το κέντρο και στα βορειοδυτικά του εμφανίζεται απόκλιση των αερίων μαζών. Η περιοχή αυτή βρίσκεται στα βορειοανατολικά του αρχικού βαρομετρικού αυλώνα των 200hPa. Επίσης ισχυρότατη απόκλιση εντοπίζεται πάνω από τη Πελοπόννησο, το Αιγαίο Πέλαγος και ιδιαίτερα το βόρειο και τη κεντρική Τουρκία. 83

84 Σχήμα 30: Πίεση ΜΣΘ (hpa), γεωδυναμικό (gpm) στα 200 hpa και απόκλιση (10-6 s -1 ) στα 200hPa τη χρονική στιγμή 21/1/ UTC Τη χρονική στιγμή 8, δηλαδή στις 21/1/ UTC όπως φάνηκε από το Σχήμα 29, πάνω από το επιφανειακό κέντρο στην ανώτερη τροπόσφαιρα δε σημειώνεται κάποια αξιοσημείωτη απόκλιση. Μόνο στη στρατόσφαιρα στα 150hPa(Σχήμα 31) εντοπίζεται ασθενής απόκλιση πάνω ακριβώς από το επιφανειακό κέντρο και νότια. Επίσης λίγο ισχυρότερη πάνω από την ηπειρωτική Ελλάδα και τα Δωδεκάνησα, καθώς και δυτικά του κέντρου πάνω από τη βορειοδυτική Αφρική. Τα σημεία στα οποία υπάρχει απόκλιση βρίσκονται στα ανατολικά κράσπεδα του αυλώνα των ισοϋψών στη στάθμη των 150hPa. 84

85 Σχήμα 31: Πίεση ΜΣΘ (hpa), γεωδυναμικό (gpm) στα 150 hpa και απόκλιση (10-6 s -1 ) στα 150hPa τη χρονική στιγμή 21/1/ UTC Στις 22/1/ UTC, δηλαδή τη χρονική στιγμή 9, όταν το κέντρο της βόμβας εντοπίζεται περίπου στη θέση 37Ν και 23Ε, υπάρχει πάνω από το κέντρο στην επιφάνεια των 250hPa απόκλιση ίση με 32*10-6 s -1 (Σχήμα 32). Ωστόσο μεγαλύτερη απόκλιση εντοπίζεται ανατολικά του κέντρου στη περιοχή στην οποία θα οδηγηθεί η βόμβα μέσα στο επόμενο 12ωρο, καθώς και στα βορειοανατολικά του κέντρου. Οι περιοχές θετικής απόκλισης σε σχέση με το βαρομετρικό αυλώνα των 250hPa εντοπίζονται στην ανατολική πλευρά της. 85

86 Σχήμα 32: Πίεση ΜΣΘ (hpa), γεωδυναμικό (gpm) στα 250 hpa και απόκλιση (10-6 s -1 ) στα 250hPa τη χρονική στιγμή 22/1/ UTC Στις 22/1/ UTC διαπιστώθηκε από το Σχήμα 29 ότι εμφανίζεται μέγιστη απόκλιση πάνω από το κέντρο στη στάθμη των 400hPa ίση με 52*10-6 s -1. Στο Σχήμα 33 αποτυπώνονται η πίεση στη ΜΣΘ, το γεωδυναμικό ύψος στα 400hPa και η απόκλιση στην ίδια στάθμη. Πράγματι πάνω από το κέντρο, καθώς και σε μια ζώνη που εκτείνεται βορειοανατολικά έως και νοτιοδυτικά του κέντρου, επικρατεί ισχυρή απόκλιση. Οι περιοχές αυτές επίσης είναι στα ανατολικά του βαρομετρικού αυλώνα. Η απόκλιση αυτή τη χρονική στιγμή είναι πιο έντονη από τις προηγούμενες χρονικές στιγμές. Την ίδια στιγμή παρατηρείται όπως προαναφέρθηκε μεγάλη απόκλιση και στα 300hPa, είναι όμως λιγότερο ισχυρή. Η περιοχή στην οποία παρουσιάζεται απόκλιση αποτελείται από ολόκληρο το Αιγαίο Πέλαγος. 86

87 Σχήμα 33: Πίεση ΜΣΘ (hpa), γεωδυναμικό (gpm) 400 hpa, απόκλιση (10-6 s -1 ) 400hPa στις 22/1/ UTC Τη χρονική στιγμή 11 σημειώνεται η ελάχιστη ατμοσφαιρική πίεση στην επιφάνεια. Από το Σχήμα 29 προκύπτει ότι από όλες τις χρονικές στιγμές η μεγαλύτερη απόκλιση στην ανώτερη τροπόσφαιρα παρουσιάζεται τη συγκεκριμένη χρονική στιγμή. Πρόκειται για τη στάθμη των 250hPa όπου εντοπίζεται απόκλιση ίση με 60*10-6 s -1.Από το Σχήμα 34 διαπιστώνεται ότι στη στάθμη αυτή υπάρχει απόκλιση πάνω ακριβώς από το κέντρο, καθώς και βόρεια και ανατολικά από το κέντρο της βόμβας. Δηλαδή στο ανατολικό Αιγαίο και τα παράλια της Μικράς Ασίας, καθώς και σε μια μεσημβρινή ζώνη μέσα στη Τουρκία, η οποία εκτείνεται από το νότο στη θάλασσα του Καστελλόριζου μέχρι το βορρά στη νοτιοδυτική Μαύρη Θάλασσα, δηλαδή μεταξύ γεωγραφικού πλάτους 36Ν έως 43Ν και γεωγραφικού μήκους από 28Ε έως 30Ε. 87

88 Σχήμα 34: Πίεση ΜΣΘ (hpa), γεωδυναμικό (gpm) στα 250 hpa και απόκλιση (10-6 s -1 ) στα 250hPa τη χρονική στιγμή 22/1/ UTC Γενικότερα μπορούμε να συμπεράνουμε σχετικά με την απόκλιση των αερίων μαζών στην ανώτερη τροπόσφαιρα ότι ήταν παρούσα σε όλες τις στιγμές της δεύτερης φάσης, αλλά κατά κύριο λόγο συνεισφέρει στη βάθυνση της βόμβας κατά τις χρονικές στιγμές 9, 10 και 11, δηλαδή από τη μέση του φαινομένου μέχρι τη στιγμή της ελάχιστης ατμοσφαιρικής πίεσης. Στο Σχήμα 35 παρατηρείται η απόκλιση-σύγκλιση των αερίων μαζών στη θέση 33.5Ν 17.5Ε, στην οποία εντοπίζεται το κέντρο της ύφεσης τη χρονική στιγμή 7, από τη στάθμη των 1000hPa έως τη στάθμη των 150hPa για τη χρονική περίοδο από 21/1/ UTC έως τις 23/1/ UTC. Η χρονική αυτή περίοδος αντιστοιχεί στο διάστημα από τη χρονική στιγμή Τ5 έως τη Τ13, δηλαδή ξεκινά 2 χρονικές στιγμές ή αλλιώς 12 ώρες πριν την εμφάνιση της βόμβας και την έναρξη του φαινομένου, και ολοκληρώνεται 2 χρονικές στιγμές ή 12 ώρες μετά τη μέγιστη πτώση της ατμοσφαιρικής πίεσης στην επιφάνεια. Παρατηρείται λοιπόν ότι κατά το 12ωρο πριν την εμφάνιση της ύφεσης, στη θέση αυτή επικρατούσε σύγκλιση των αερίων μαζών περίπου στο στρώμα μεταξύ της στάθμης 88

89 των 850hPa και των 600hPa. Ακριβώς πριν από 12 ώρες (Τ5) εντοπίζεται πιο ισχυρή σύγκλιση μεταξύ 750hPa και 650hPa η οποία αγγίζει τα -30*10-6 s -1. Έξι ώρες πριν την εμφάνιση του φαινομένου η ζώνη της σύγκλισης περιορίζεται μεταξύ 850hPa και 700 hpa με τιμές από -20*10-6 s -1 έως τα -10*10-6 s -1, ενώ τη στιγμή Τ7 παρατηρείται μείωση της σύγκλισης στα -10*10-6 s -1 μεταξύ των ίδιων στάθμεων. Το επίπεδο μηδενικής απόκλισης 12 ώρες πριν την έναρξη του φαινομένου εντοπίζεται περίπου στα 550hPa, ενώ αρχίζει να ανέρχεται και έτσι 6 ώρες πριν την έναρξη βρίσκεται στα 450hPa περίπου. Λίγο πριν την έναρξη του φαινομένου το επίπεδο μηδενικής απόκλισης μετατρέπεται σε ζώνη μηδενικής απόκλισης αφού κατεβαίνει στα 600hPa και μέχρι τα 450hPa υπάρχει μηδενική απόκλιση. Η ζώνη μηδενικής απόκλισης διατηρείται μέχρι και 12 ώρες μετά την εμφάνιση της βόμβας (Τ9). Έξι ώρες πριν την έναρξη του φαινομένου (Τ6) στη στάθμη των 200hPa παρατηρείται απόκλιση των αερίων μαζών της τάξης των τα 30*10-6 s -1, η οποία καθώς πλησιάζει η 1200UTC μειώνεται στα τα 10*10-6 s -1 περίπου. Έξι ώρες μετά την έναρξη στις 1800UTC και ενώ η μετεωρολογική βόμβα έχει απομακρυνθεί από τη θέση την οποία εξετάζουμε σε αυτό το Σχήμα, παρατηρείται ίδια σύγκλιση μεταξύ 850 και 600hPa όπως 6 ώρες πριν την έναρξη. Επίσης όπως αναφέραμε η ζώνη μηδενικής απόκλισης διατηρείται μεταξύ 550 και 450hPa, ενώ η απόκλιση στην ανώτερη τροπόσφαιρα περιορίζεται μεταξύ 350 και 250hPa στα τα 10*10-6 s -1. Σχήμα 35: Απόκλιση (10-6 s -1 ) και σύγκλιση στις στάθμες 1000hPa έως 150hPa από τις 21/1/ UTC έως 23/1/ UTC στη θέση 33.5Ν και 17.5Ε 89

90 Δώδεκα ώρες μετά την έναρξη του φαινομένου στις 22/1/ UTC στη θέση όπου πρωτοεμφανίστηκε η μετεωρολογική βόμβα, δηλαδή 33.5Ν-17.5Ε, παρατηρείται σύγκλιση των αερίων μαζών μεταξύ 800 και 550hPa της τάξης των τα - 10*10-6 s -1 έως τα -50*10-6 s -1. Η μέγιστη σύγκλιση παρατηρείται στα 700hPa. H στάθμη μηδενικής απόκλισης εντοπίζεται ξανά μεταξύ 550 και 450hPa. Στην ανώτερη τροπόσφαιρα δε παρατηρείται απόκλιση. Στις 0600UTC και ενώ το κέντρο της ύφεσης έχει απομακρυνθεί και άλλο από τη συγκεκριμένη θέση παρατηρείται επίσης σύγκλιση μεταξύ 850 και 600hPa λιγότερο ισχυρή όμως. Στα 600hPa υπάρχει μηδενική απόκλιση, στα 500hPa εμφανίζεται απόκλιση περίπου ίση με τα 30*10-6 s -1, ενώ στα 350 έως 250hPa διαπιστώνεται ξανά μηδενική απόκλιση. Από τη χρονική στιγμή αυτή μέχρι τις 1200UTC, όταν δηλαδή σημειώνεται η ελάχιστη τιμή ατμοσφαιρικής πίεσης στην επιφάνεια, παρατηρείται εμφάνιση απόκλισης μεταξύ 300 και 150hPa με μέγιστη τιμή τα 40*10-6 s -1 στα 200hPa ακριβώς στις 1200UTC, η οποία βέβαια μειώνεται και εξαφανίζεται στις 1800UTC. Στις 1200UTC εντοπίζεται επίσης σύγκλιση μεταξύ 450 και 300hPa, ενώ μηδενική απόκλιση έχουμε περίπου στα 500hPa. Πιο κάτω μεταξύ 700 και 500hPa υπάρχει μικρή απόκλιση περίπου τα 10*10-6 s -1 και μηδενική μεταξύ 900 και 800hPa. Στις 1800UTC υπάρχει σύγκλιση μεταξύ 900 και 750hPa. Καθ όλη τη διάρκεια της περιόδου από Τ5 έως Τ13 στα κατώτερα στρώματα από 1000hPa έως 900hPa παρατηρείται απόκλιση. Τη χρονική στιγμή 8, δηλαδή στις 21/1/ UTC, το κέντρο της ύφεσης μεταφέρθηκε στη θέση 35Ν και 20Ε. Διαπιστώνεται από το Σχήμα 36 ότι κατά τη χρονική αυτή στιγμή υπήρξε σύγκλιση στα 850 hpa της τάξης των -20*10-6 s -1. Μεταξύ 800 και 600hPa επικρατεί απόκλιση ενώ στα 600hPa υπάρχει μηδενική απόκλιση. Μεταξύ των 550 και 450hPa επικρατεί σύγκλιση, ενώ στην ανώτερη τροπόσφαιρα μηδενική απόκλιση. Δώδεκα ώρες νωρίτερα, άρα 6 ώρες πριν την έναρξη του φαινομένου παρατηρείται μηδενική απόκλιση από τα 1000 έως τα 900 hpa. Από τα 800 έως τα 600hPa απόκλιση της τάξης των 10*10-6 s -1 έως 20*10-6 s -1. Από τα 550 έως τα 450hPa επικρατεί μηδενική απόκλιση. Στα 400hPa παρατηρείται απόκλιση, στα 300hPa σύγκλιση και ξανά στα 250hPa απόκλιση της τάξης των 40*10-6 s -1. Στις 1200UTC, όταν δηλαδή εμφανίζεται η μετεωρολογική βόμβα στη προηγούμενη θέση, στη θέση αυτή επικρατεί απόκλιση από τα 1000hPa έως σχεδόν τα 500hPa, από τα 500hPa έως τα 250hPa παρατηρείται μηδενική απόκλιση, ενώ από εκεί και πάνω σύγκλιση. 90

91 Σχήμα 16:Απόκλιση και σύγκλιση (10-6 s -1 ) στις στάθμες 1000hPa έως 150hPa από τις 21/1/ UTC έως 23/1/ UTC στη θέση 35Ν και 20Ε Έξι ώρες μετά το πέρασμα της ύφεσης από τη θέση 35Ν 20Ε, στις 22/1/ UTC, παρατηρείται στη θέση αυτή από τα 1000hPa έως τα 650hPa απόκλιση με μέγιστο τα 30*10-6 s -1 στα 925hPa. Στα 600hPa παρατηρείται μηδενική απόκλιση, και από εκεί και πάνω μέχρι τα 250hPa επικρατεί σύγκλιση με μέγιστο τα -30*10-6 s -1 στη στάθμη των 500hPa. Στις 0600UTC επικρατούν ίδιες συνθήκες με αυτές που ίσχυαν στις 21/1/ UTC, όταν δηλαδή το κέντρο της βόμβας βρισκόταν στη θέση που εξετάζουμε. Παρατηρείται λοιπόν από τα 900 έως τα 800hPa σύγκλιση ίση με -20*10-6 s - 1. Μεταξύ των 800 και 500hPa παρατηρείται απόκλιση και στα 500hPa μηδενική απόκλιση. Από εκεί και πάνω μέχρι τα 300hPa επικρατεί σύγκλιση και έπειτα μηδενική απόκλιση μέχρι τα 150hPa. Στις 1200UTC, όταν σημειώνεται η ελάχιστη ατμοσφαιρική πίεση στην επιφάνεια, στη θέση 35Ν και 20Ε από τα 1000hPa μέχρι και τα 600hPa επικρατεί μηδενική απόκλιση. Αμέσως μετά, από τα 600 έως τα 500hPa ασθενής απόκλιση, στα 450hPa μηδενική απόκλιση και από τα 400 έως τα 300hPa ασθενής σύγκλιση. Στις 1800UTC υπάρχει μηδενική απόκλιση κοντά στην επιφάνεια και σύγκλιση από τα 800 έως τα 600hPa, ενώ μεταξύ 450 και 350hPa και πάλι μηδενική απόκλιση. 91

92 Στο Σχήμα 37 δίνεται η απόκλιση σύγκλιση στη θέση 37Ν-23Ε στις στάθμες από 1000hPa έως τα 150hPa για τις χρονικές στιγμές από 21/1/ UTC έως τις 23/1/ UTC. Στη θέση αυτή το κέντρο της βόμβας βρίσκεται τη χρονική στιγμή Τ9, στις 22/1/ UTC, δηλαδή κοιτώντας το Σχήμα 37 ακριβώς στη μέση. Διαπιστώνεται λοιπόν, σε αντιστοιχία και με το Σχήμα 29, ότι στα 925hPa επικρατεί σύγκλιση της τάξης των -20*10-6 s -1, ενώ από τα 850hPa έως τα 400hPa παρατηρείται μηδενική απόκλιση. Επίσης μεταξύ 300 και 200hPa παρατηρείται απόκλιση ίση με 20*10-6 s -1. Έξι ώρες νωρίτερα, και ενώ η μετεωρολογική βόμβα βρισκόταν στη προηγούμενη θέση, στη θέση 37Ν-23Ε επικρατεί μηδενική απόκλιση από τα 1000hPa έως τα 900hPa, απόκλιση μεταξύ 900 και 800hPa με μέγιστο τα 40*10-6 s -1 στα850hpa. Στα 850hPa και στα 500 έως 400hPa επικρατεί μηδενική απόκλιση και όπως φαίνεται τα επίπεδα αυτά διατηρούνται από τη προηγούμενη χρονική στιγμή στις 1200UTC. Στα 700 με 600hPa, καθώς και στα 350 με 300hPa παρατηρείται σύγκλιση ίση με -20*10-6 s -1, ενώ στα 250hPa παρουσιάζεται απόκλιση ίση με 20*10-6 s -1. Στις 1200UTC, όταν πρωτοεμφανίζεται η μετεωρολογική βόμβα στη θέση 33.5Ν 17.5Ε, στη θέση 37Ν- 23Ε παρατηρείται μηδενική απόκλιση από τα 1000 μέχρι τα 850 hpa, από τα 700 μέχρι τα 600hPa σύγκλιση ίση με -20*10-6 s -1, μηδενική απόκλιση στα 500 hpa και γύρω από τα 400hPa απόκλιση ίση με 20*10-6 s -1.Στα 300hPa παρατηρείται ξανά σύγκλιση. Πριν ακόμη την εμφάνιση της βόμβας, στις 0600UTC, το επίπεδο μηδενικής απόκλισης ήταν πιο ψηλά, στα 400hPa και μεταξύ 850 και 500hPa υπήρχε σύγκλιση, ενώ μεταξύ 350 και 200hPa απόκλιση. Το επίπεδο μηδενικής απόκλισης όπως προαναφέρθηκε έπεσε στα 500hPa μέχρι την Τ9, στην οποία εκτείνεται από τα 850 έως τα 400hPa. 92

93 Σχήμα 37: Απόκλιση και σύγκλιση (10-6 s -1 ) στις στάθμες 1000hPa έως 150hPa από τις 21/1/ UTC έως 23/1/ UTC στη θέση 37Ν και 23Ε Έξι ώρες μετά το πέρασμα της βόμβας από τη θέση που εξετάζουμε, στις 22/1/ UTC το επίπεδο μηδενικής απόκλισης παραμένει στα 500hPa,ενώ υπάρχει άλλο ένα στα 350hPa, καθώς και λίγο πάνω από τα 900hPa. Μεταξύ 850 και 750hPa επικρατεί απόκλιση, καθώς και στα 300hPa, όπου φτάνει τα 40*10-6 s -1. Σύγκλιση παρατηρείται μεταξύ 950 και 900hPa, καθώς και γύρω από τα 400hPa και τα 250hPa. Στις 1200UTC, όταν δηλαδή σημειώνεται η ελάχιστη ατμοσφαιρική πίεση παρατηρείται πτώση των επιπέδων μηδενικής απόκλισης από τα 500 στα 400 hpa και από τα 350 στα 450hPa. Αυτό που βρισκόταν κοντά στα 900, ανεβαίνει στα 850hPa. Μεταξύ 750 και 650 hpa επικρατεί απόκλιση ίση με 40*10-6 s -1, ενώ παρατηρείται σύγκλιση στα 500 και στα 250hPa. Στις 1800UTC παρατηρείται μηδενική απόκλιση στα 850hPa, στα 350hPa και μεταξύ των 250 hpa και 150hPa. Από τα 800 έως τα 400hPa επικρατεί απόκλιση, με μέγιστη από τα 750 έως τα 600hPa, έχει μεγαλώσει δηλαδή το εύρος από τη προηγούμενη στιγμή. Επίσης παρατηρείται αρκετά μεγάλη σύγκλιση στα 925hPa και ίση με -60*10-6 s -1. Το Σχήμα 38 παρουσιάζει την απόκλιση σύγκλιση στη θέση 37Ν-26Ε στις στάθμες από 1000hPa έως τα 150hPa για τις χρονικές στιγμές από 21/1/ UTC 93

94 έως τις 23/1/ UTC. Το κέντρο της βόμβας βρέθηκε σε αυτή τη θέση στις 22/1/ UTC. Στις 21/1/ UTC υπάρχει ένα επίπεδο μηδενικής απόκλισης στα 650hPa και ένα στα 350hPa. Το πρώτο κατά την εμφάνιση της βόμβας στις 1200UTC πέφτει στα 850hPa και το δεύτερο στα 450 hpa. Στις 1800UTC το πρώτο επίπεδο ανέρχεται στα 800hPa, ενώ το δεύτερο συνεχίζει να κατεβαίνει στα 550hPa. Αυτή τη χρονική στιγμή εμφανίζεται επίσης μηδενική απόκλιση μεταξύ 300 και 200hPa,καθώς και μεταξύ 1000 και 900hPa. Μεταξύ 900 και 800hPa υπάρχει απόκλιση, στα 750 έως 600hPa παρουσιάζεται σύγκλιση και από τα 500 έως τα 350hPa ξανά απόκλιση. Στις 22/1/ UTC,έξι ώρες πριν προσεγγίσει η μετεωρολογική βόμβα τη θέση 37Ν-26Ε, το πρώτο επίπεδο μηδενικής απόκλισης ανέρχεται στα 700hPa, και ομοίως το δεύτερο ανέρχεται στα 400hPa. Στην επιφάνεια εμφανίζεται αρκετά μεγάλη σύγκλιση των αερίων μαζών, της τάξης των -30*10-6 s -1, ενώ στη στάθμη των 300hPa εντοπίζεται ισχυρή απόκλιση των αερίων μαζών ίση με 50*10-6 s -1. Ο συνδυασμός της σύγκλισης στην επιφάνεια και της απόκλισης των αερίων μαζών στα 300hPa 6 ώρες πριν προσεγγίσει η μετεωρολογική βόμβα τη θέση την οποία μελετούμε, σίγουρα ενισχύει τη κίνηση της βόμβας προς αυτή τη θέση και την ισχυρή πτώση της ατμοσφαιρικής πίεσης. Μεταξύ των 600 και 450hPa επικρατεί ασθενής σύγκλιση, η οποία ενισχύεται στις 1200UTC φτάνοντας τα -50*10-6 s -1 γύρω από τα 500hPa. Η σύγκλιση στην επιφάνεια έχει περιοριστεί στα -20*10-6 s -1. Το πρώτο επίπεδο μηδενικής απόκλισης κατεβαίνει στα 700hPa, ενώ το δεύτερο στα 450 hpa. Μεταξύ αυτών των δυο επιπέδων μηδενικής απόκλισης εντοπίζεται σύγκλιση η οποία φτάνει τα -50*10-6 s -1 μεταξύ 550 και 500hPa. Πάνω από τη σύγκλιση στην επιφάνεια επικρατεί μηδενική απόκλιση στα 900hPa και από εκεί έως τα 700hPa απόκλιση που φτάνει τα 40*10-6 s -1. Στην ανώτερη τροπόσφαιρα η απόκλιση εντοπίζεται μεταξύ 450 και 250hPa με τη μέγιστη πιο χαμηλά από ότι τη προηγούμενη χρονική στιγμή, μεταξύ 400 και 350hPa και επίσης φτάνει τα 50*10-6 s -1. Στις 1200UTC, η σύγκλιση στην επιφάνεια έχει περιοριστεί στα -10*10-6 s -1, και στα 925hPa υπάρχει μηδενική απόκλιση, ενώ από κει και πάνω μέχρι τα 750hPa, όπου έχει κατέλθει το πρώτο επίπεδο μηδενικής απόκλισης, παρατηρείται απόκλιση που φτάνει τα 60*10-6 s -1 στα 850hPa. Το δεύτερο επίπεδο μηδενικής απόκλισης έχει επίσης κατέβει στα 500hPa περίπου. Μεταξύ των δύο επιπέδων υπάρχει σύγκλιση αερίων μαζών σχετικά μικρή. Από τα 500 έως τα 300hPa εντοπίζεται η ανώτερη απόκλιση, λιγότερο όμως ισχυρή, αφού φτάνει τα 30*10-6 s -1. Στα 300hPa υπάρχει μηδενική απόκλιση, μεταξύ 300 και 250 σύγκλιση και ξανά απόκλιση στα 200hPa ίση με 40*10-6 s -1. Στις 1800UTC, και ενώ το επιφανειακό κέντρο έχει απομακρυνθεί δύο θέσεις μακριά και η πίεση στην 94

95 επιφάνεια έχει σταματήσει τη καθοδική της πορεία, στη θέση 37Ν-26Ε παρουσιάζεται απόκλιση από τα 1000 έως τα 750hPa, με μέγιστο ίσο με 60*10-6 s -1 γύρω από τα 850hPa. Στα 750hPa παραμένει το πρώτο επίπεδο μηδενικής απόκλισης και το δεύτερο στα 500hPa. Μεταξύ τους εμφανίζεται σύγκλιση. Πάνω από τα 500 έως τα 350hPa επικρατεί απόκλιση. Στα 350hPa υπάρχει μηδενική απόκλιση και από εκεί και πάνω ως τα 200hPa σύγκλιση που φτάνει τα -30*10-6 s -1 μεταξύ 300 και 250hPa. Σχήμα 38:Απόκλιση και σύγκλιση (10-6 s -1 ) στις στάθμες 1000hPa έως 150hPa από τις 21/1/ UTC έως 23/1/ UTC στη θέση 37Ν και 26 Ε Στο Σχήμα 39 παρουσιάζεται η απόκλιση σύγκλιση στη θέση 37.5Ν-26.5Ε στις στάθμες από 1000hPa έως τα 150hPa για τις χρονικές στιγμές από 21/1/ UTC έως τις 23/1/ UTC. Το κέντρο της βόμβας βρέθηκε σε αυτή τη θέση στις 22/1/ UTC και σημείωσε την ελάχιστη ατμοσφαιρική πίεση στην επιφάνεια στο συγκεκριμένο φαινόμενο Μετεωρολογικής Βόμβας. Σε αυτή τη θέση μεταξύ 1000 και 900hPa παρατηρείται απόκλιση. Έξι ώρες πριν την έναρξη του φαινομένου παρατηρείται σύγκλιση μεταξύ των 900 και 700hPa με μέγιστο τα -50*10-6 s -1 μεταξύ 850 και 800hPa. Στα 650hPa εντοπίζεται ένα επίπεδο μηδενικής απόκλισης, γύρω από τα 500hPa ξανά σύγκλιση και από τα 450 έως τα 300hPa επικρατεί μηδενική απόκλιση. Στην ανώτερη τροπόσφαιρα μεταξύ 300 και 200hPa επικρατεί απόκλιση ίση με 30*10-6 s -1. Στις 95

96 1200UTC, όταν εμφανίζεται η βόμβα, η σύγκλιση μεταξύ 800 και 900hPa ισχυροποιείται φτάνοντας τα -70*10-6 s -1. Το πρώτο επίπεδο μηδενικής απόκλισης διευρύνεται από τα 700 έως τα 600hPa, σε αντίθεση με τα προηγούμενη στιγμή που βρισκότανε στα 650hPa. Το δεύτερο επίπεδο μηδενικής απόκλισης περιορίζεται μόνο στα 450hPa. Μεταξύ των δυο εμφανίζεται ασθενής σύγκλιση. Στα 250hPa η απόκλιση ενισχύεται στα 40*10-6 s -1. Στις 1800UTC η σύγκλιση στη κατώτερη τροπόσφαιρα ελαττώνεται στα -40*10-6 s -1. Μηδενική απόκλιση εμφανίζεται σε ψηλότερη στάθμη από ότι προηγουμένως, δηλαδή στα 550hPa και έως σχεδόν τα 250hPa με μια εξαίρεση στα 300hPa όπου εντοπίζεται ασθενής σύγκλιση. Στις 22/1/ UTC και ενώ το κέντρο έχει πλησιάσει αρκετά, βρίσκεται πλέον τη θέση 37Ν-23Ε, και εμείς μελετούμε τη θέση 37.5Ν- 26.5Ε, η σύγκλιση στα κατώτερα στρώματα επεκτείνεται και ψηλότερα έως τα 450hPa σχεδόν. Στα 400hPa εντοπίζεται το επίπεδο μηδενικής απόκλισης και από εκεί και πάνω έως τα 200hPa επικρατεί ισχυρή σύγκλιση, η οποία φτάνει τα 70*10-6 s -1 κοντά στα 300hPa. Στις 0600UTC η σύγκλιση μεταξύ 900 και 500hPa ενισχύεται και φτάνει τα -50*10-6 s -1 γύρω από τα 700hPa. Το επίπεδο μηδενικής απόκλισης κατεβαίνει λίγο πάνω από τα 500hPa. Το ίδιο συμβαίνει και με την ανώτερη απόκλιση, της οποίας το μέγιστο εντοπίζεται πλέον στα 400hPa και φτάνει τα 50*10-6 s -1. Στα 200hPa επικρατεί ξανά σύγκλιση. Στις 1200UTC η μετεωρολογική βόμβα βρίσκεται πλέον στη θέση που εξετάζουμε. Η σύγκλιση περιορίζεται μεταξύ 850 και 600 hpa με μέγιστο τα -40*10-6 s -1. Το επίπεδο μηδενικής απόκλισης κατεβαίνει στα 550hPa. Εμφανίζεται μικρή απόκλιση γύρω από τα 500hPa και πάλι μηδενική απόκλιση στα 400hPa, ενώ ισχυρή απόκλιση παρατηρείται στα 250hPa που φτάνει τα 50*10-6 s -1. Στις 1800UTC, και ενώ η μετεωρολογική βόμβα έχει περάσει από τη θέση αυτή, η σύγκλιση στα κατώτερα στρώματα και η μηδενική απόκλιση παραμένουν στα ίδια επίπεδα, εμφανίζεται όμως πλέον απόκλιση πιο χαμηλά μεταξύ 550 και 350 hpa με μέγιστο τα 50*10-6 s -1 γύρω από τα 400hPa. Μηδενική απόκλιση επικρατεί στα 350hPa και στην ανώτερη τροπόσφαιρα ξανά σύγκλιση που αγγίζει τα -60*10-6 s -1 στα 250 hpa. 96

97 Σχήμα 39:Απόκλιση και σύγκλιση (10-6 s -1 ) στις στάθμες 1000hPa έως 150hPa από τις 21/1/ UTC έως 23/1/ UTC στη θέση 37.5Ν και 26.5Ε 4.7 ΘΕΤΙΚΗ ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΣΤΡΟΒΙΛΙΣΜΟΥ Χρησιμοποιώντας τις μεταβλητές της ταχύτητας του ανέμου και του σχετικού στροβιλισμού r (relative vorticity) υπολογίστηκε για όλες τις στάθμες η μεταφορά σχετικού στροβιλισμού (vorticity advection) VA=VV 2 VV. Η μονάδα μέτρησης τη μεταφοράς του σχετικού στροβιλισμού είναι m/s 2. Παρατηρήθηκε μεγάλη θετική μεταφορά στροβιλισμού στην ευρύτερη περιοχή της κεντρικής και ανατολικής Μεσογείου στη στάθμη των 300hPa από τη χρονική στιγμή 5, στις 21/1/ UTC, δηλαδή 12 ώρες πριν την εμφάνιση της Μετεωρολογικής Βόμβας. Τις προηγούμενες στιγμές ήταν εμφανής κάποια θετική μεταφορά στροβιλισμού, αλλά πιο ασθενής. Η μεταφορά στροβιλισμού στους επόμενους χάρτες είναι πολλαπλασιασμένη με Στο Σχήμα 40 λοιπόν για τη χρονική στιγμή 5 στα 300hPa παρατηρείται θετική μεταφορά στροβιλισμού στη περιοχή που εκτείνεται από τη νότια Σικελία μέχρι τη βορειοδυτική Τουρκία, καλύπτοντας ολόκληρο το Ιόνιο και Αιγαίο Πέλαγος, καθώς και τη κεντρική και νότια Ελλάδα, εκτός της βόρειας Πελοποννήσου, με μέγιστη μεταφορά πάνω από το κεντρικό Ιόνιο και τη κεντρική 97

98 Ελλάδα, όπου αγγίζει τα 7m/s 2. Η περιοχή αυτή βρίσκεται στο νοτιοανατολικό τμήμα του νέου βαρομετρικού αυλώνα των 300hPa. Πάνω στον άξονα του νέου βαρομετρικού αυλώνα παρατηρείται άλλη μια περιοχή θετικής μεταφοράς στροβιλισμού με μέγιστη δυτικά της Ιταλίας και ίση με 5m/s 2. Στον αρχικό βαρομετρικό αυλώνα ο οποίος βρίσκεται πάνω από τη βορειοδυτική Αφρική εμφανίζεται επίσης θετική μεταφορά στροβιλισμού, καθώς επίσης και στα ανατολικά το πάνω από τη Λιβύη, ίση με 4m/s 2 και 3m/s 2 αντίστοιχα. Σχήμα 40: Θετική μεταφορά στροβιλισμού (m/s 2 ) και γεωδυναμικό ύψος (gpm) των 300hPa στις 21/1/ UTC Έξι ώρες αργότερα στις 21/1/ UTC, δηλαδή έξι ώρες πριν την εμφάνιση στην επιφάνεια της μετεωρολογικής βόμβας, όπως φαίνεται και από το Σχήμα 41, η θετική μεταφορά στροβιλισμού στα ανατολικά του νέου βαρομετρικού αυλώνα (trough) περιορίζεται πάνω από τη κεντρική ηπειρωτική Ελλάδα και το κεντρικό προς βόρειο Αιγαίο Πέλαγος, καθώς και τη βορειοδυτική Τουρκία. Η μέγιστη θετική μεταφορά σε αυτή τη περιοχή είναι 4m/s 2. Η δεύτερη περιοχή θετικής μεταφοράς στροβιλισμού που παρατηρήθηκε τη προηγούμενη χρονική στιγμή πάνω στον άξονα του νέου βαρομετρικού αυλώνα (trough) μετακινήθηκε λίγο ανατολικά όπως και ο αυλώνας. Η μέγιστη μεταφορά 98

99 εντοπίζεται ανατολικά του άξονα του αυλώνα, πάνω από τη νότια Ιταλία και τη νότια Αδριατική θάλασσα και είναι ίση με 4m/s 2. Στον αρχικό βαρομετρικό αυλώνα (trough) η περιοχή με τη θετική μεταφορά στροβιλισμού εντοπίζεται λίγο πιο ανατολικά από ότι πριν από έξι ώρες, καθώς και πιο ανατολικά σε σχέση με το βαρομετρικό αυλώνα. Η μέγιστη θετική μεταφορά στροβιλισμού ενισχύθηκε και αγγίζει τα 10m/s 2. Επίσης υπήρξε μετακίνηση της περιοχής πάνω από τη Λιβύη προς τα βόρεια, ακριβώς στα παράλια της Μεσογείου. Η περιοχή είναι λίγο νοτιότερα της περιοχής όπου θα εμφανιστεί έξι ώρες αργότερα το βαρομετρικό χαμηλό, το οποίο θα εξελιχθεί σε Μετεωρολογική Βόμβα. Η θετική μεταφορά στροβιλισμού εδώ φτάνει τα 4m/s 2. Σχήμα 41:Θετική μεταφορά στροβιλισμού (m/s 2 ) και γεωδυναμικό ύψος (gpm) των 300hPa στις 21/1/ UTC Στις 1200UTC, τη στιγμή δηλαδή που εμφανίζεται η ύφεση στη κεντρική Μεσόγειο, στη θέση 33.5Ν και 17.5Ε, εντοπίζονται δυο περιοχές με θετική μεταφορά στροβιλισμού στα 300hPa, όπως διαπιστώνεται και από το Σχήμα 42. Στην Ελληνική περιοχή δεν εμφανίζεται πλέον θετική μεταφορά στροβιλισμού. 99

100 Η πρώτη περιοχή εντοπίζεται ακριβώς πάνω και ανατολικά του άξονα του νέου βαρομετρικού αυλώνα (trough). Καλύπτει τη περιοχή από την ανατολική Βουλγαρία μέχρι και τη νότια Ιταλία, διέρχεται δηλαδή βόρεια και κατά μήκος των συνόρων μας. Η μέγιστη θετική μεταφορά στροβιλισμού είναι ίση με 6m/s 2. Η δεύτερη περιοχή θετικής μεταφοράς στροβιλισμού εκτείνεται από τη βορειοδυτική Αφρική μέχρι τη νότια και κεντρική Μεσόγειο. Πρόκειται ουσιαστικά για μια εξέλιξη των δυο περιοχών, οι οποίες εμφανίζονταν τις προηγούμενες χρονικές στιγμές στα ανατολικά του αρχικού βαρομετρικού αυλώνα. Υπήρξε μετατόπιση προς τα βόρεια της περιοχής που βρίσκονταν πάνω από τη Λιβύη και προς τα βορειανατολικά αυτής που ήταν ακριβώς πάνω από τον αρχικό αυλώνα και ένωση των δυο. Η μέγιστη μεταφορά σημειώνεται πάνω από τη δυτική Λιβύη και είναι ίση με 16m/s 2, ενώ πάνω από τη περιοχή όπου εμφανίζεται η ύφεση αγγίζει τα 10m/s 2. Η περιοχή αυτή θετικής μεταφοράς στροβιλισμού εντοπίζεται στα ανατολικά κράσπεδα του αρχικού βαρομετρικού αυλώνα. Η θέση του επιφανειακού χαμηλού τη χρονική αυτή στιγμή είναι 33.5Ν και 17.5Ε, όπως έχει αναφερθεί. Διαπιστώνεται λοιπόν ότι η θετική μεταφορά στροβιλισμού που σχετίζεται με τον αρχικό βαρομετρικό αυλώνα εντοπίζεται πάνω από το κέντρο της βόμβας και εκτείνεται από τα νοτιοδυτικά της έως και τα ανατολικά της βόμβας. 100

101 Σχήμα 42:Θετική μεταφορά στροβιλισμού (m/s 2 ) και γεωδυναμικό ύψος (gpm) των 300hPa στις 21/1/ UTC Τη χρονική στιγμή 8, όταν δηλαδή η ύφεση βρισκόταν στη θέση 35Ν και 20Ε, καθώς ο νέος βαρομετρικός αυλώνας (trough) βαθαίνει και κινείται ανατολικά και ο αρχικός κινείται ανατολικά, το ίδιο σχεδόν συμβαίνει και με τις περιοχές θετικής μεταφοράς στροβιλισμού, όπως διαπιστώνεται και από το Σχήμα 43. Η πρώτη περιοχή από τη βαλκανική χερσόνησο έως τη νότια Ιταλία κινείται νοτιοανατολικά όπως ο βαρομετρικός αυλώνας παραμένοντας στην ανατολική πλευρά του. Η μέγιστη μεταφορά σημειώνεται γύρω από τη θέση 39Ν και 18Ε και είναι ίση με 8m/s 2. Η περιοχή αυτή εκτείνεται πλέον μέχρι νότια της Σικελίας. Η δεύτερη περιοχή κινείται βορειοανατολικά. Εκτείνεται από τη δυτική Λιβύη έως τα Δωδεκάνησα. Το κέντρο της βόμβας στην επιφάνεια βρίσκεται ακριβώς κάτω από τα όρια της περιοχής θετικής μεταφοράς στροβιλισμού. Η μέγιστη μεταφορά σημειώνεται πάνω από τη κεντρική Λιβύη και είναι ίση με 16m/s 2. Το επιφανειακό χαμηλό και η περιοχή θετικής μεταφοράς στροβιλισμού βρίσκονται στα βορειοανατολικά του αρχικού βαρομετρικού αυλώνα (trough) και ανάμεσα από τους δυο αυλώνες (trough) οι οποίοι τείνουν να ενωθούν. 101

102 Σχήμα 43:Θετική μεταφορά στροβιλισμού (m/s 2 ) και γεωδυναμικό ύψος (gpm) των 300hPa στις 21/1/ UTC Στις 22/1/ UTC, η πρώτη περιοχή εκτείνεται νοτιότερα. Έτσι παρατηρείται από το Σχήμα 44 ότι είναι τοποθετημένη στην ανατολική πλευρά του νέου αυλώνα μέχρι το νότιο τμήμα του, πάνω και γύρω από τον άξονα του, που είναι νότια της Ιταλίας και δυτικά της Ελλάδας. Η δεύτερη περιοχή μετακινήθηκε λίγο βορειοανατολικά και έχει σπάσει σε δυο περιοχές, η μια νοτιοδυτικά της Κρήτης, η οποία παρουσιάζει και τη μέγιστη μεταφορά ίση με 18m/s 2 και βρίσκεται πάνω στον άξονα του αρχικού βαρομετρικού αυλώνα (trough), και η άλλη βορειοανατολικά της Κρήτης και ίση με 3m/s 2. Η περιοχή αυτή βρίσκεται στα νοτιοανατολικά του επιφανειακού κέντρου. 102

103 Σχήμα 44:Θετική μεταφορά στροβιλισμού (m/s 2 ) και γεωδυναμικό ύψος (gpm) των 300hPa στις 22/1/ UTC Στο Σχήμα 45 παρατηρείται η θετική μεταφορά στροβιλισμού και το γεωδυναμικό ύψος των 300hPa στις 22/1/ UTC. Από τη πρώτη περιοχή θετικής μεταφοράς στροβιλισμού έχει απομείνει ένα τμήμα το οποίο κινήθηκε νοτιοανατολικά από τη νότια Ιταλία έως νότια ης Πελοποννήσου και δυτικά της Κρήτης. Η μέγιστη μεταφορά είναι ίση με 6m/s 2 στα νοτιοδυτικά της Πελοποννήσου. Η δεύτερη περιοχή κινήθηκε ανατολικά μέχρι τα νοτιοανατολικά της Κρήτης. Το μέγιστο είναι ίσο με 21m/s 2 και βρίσκεται πάνω από την ανατολική Λιβύη. Πρόκειται για τη μέγιστη μεταφορά στροβιλισμού για όλες τις χρονικές στιγμές στα 300hPa. Πάνω από το Αιγαίο Πέλαγος δεν εντοπίζεται πλέον θετική μεταφορά στροβιλισμού. Οι δυο βαρομετρικοί αυλώνες (trough) έχουν πλέον ενωθεί σε μία και έτσι η πρώτη περιοχή βρίσκεται στο δυτικό τμήμα του αυλώνα, ενώ το δεύτερο στο νότιο και δυτικό τμήμα του. 103

104 Σχήμα 45:Θετική μεταφορά στροβιλισμού (m/s 2 ) και γεωδυναμικό ύψος (gpm) των 300hPa στις 22/1/ UTC Στις 22/1/ UTC, όταν σημειώνεται η ελάχιστη ατμοσφαιρική πίεση στην επιφάνεια, διακρίνεται στο Σχήμα 46 ότι η πρώτη περιοχή θετικής μεταφοράς στροβιλισμού κινήθηκε νοτιοανατολικά, ενώ η δεύτερη βορειοανατολικά φτάνοντας μέχρι την Κύπρο και ενώθηκαν σε μια μεγάλη περιοχή θετικής μεταφοράς στροβιλισμού, η οποία καλύπτει το δυτικό τμήμα του αυλώνα πάνω από τη δυτική και νότια Ελλάδα, τον άξονα του αυλώνα, ο οποίος εκτείνεται από τις Κυκλάδες έως τη Κύπρο και το νότιο τμήμα του αυλώνα από τη δυτική Λιβύη, κατά μήκος της βόρειας Αφρικής μέχρι το Σουέζ και βορειότερα προς την Κύπρο όπου ενώνεται με το υπόλοιπο τμήμα. Η μέγιστη μεταφορά συμβαίνει πάνω από τη δυτική Λιβύη και είναι ίση με 16m/s 2. Όλη λοιπόν η περιοχή της θετικής μεταφοράς στροβιλισμού εντοπίζεται δυτικά και νότια του επιφανειακού κέντρου. 104

105 Σχήμα 46:Θετική μεταφορά στροβιλισμού (m/s 2 ) και γεωδυναμικό ύψος (gpm) των 300hPa στις 22/1/ UTC 4.8 ΑΝΑΛΥΣΗ ΔΥΝΑΜΙΚΟΥ ΣΤΡΟΒΙΛΙΣΜΟΥ Η ανάλυση του δυναμικού στροβιλισμού PV (Potential Vorticity) αποτελεί μια διαγνωστική μέθοδο των δυναμικών αιτιών μιας κυκλογένεσης. Ο δυναμικός στροβιλισμός έχει την ιδιότητα να διατηρείται σε μια αδιαβατική ατμόσφαιρα και μπορεί να περιγράψει τη δυναμική κατάσταση της ατμόσφαιρας οποιαδήποτε χρονική στιγμή. Το γεγονός ότι διατηρείται επιτρέπει την ανίχνευση μη διατηρητέων διαδικασιών όπως η λανθάνουσα θερμότητα και η τριβή κατά τη διάρκεια της κυκλογένεσης. Για να εντοπιστεί λοιπόν η επίδραση παραγόντων στη κατώτερη ατμόσφαιρα στην δημιουργία και ενίσχυση της κυκλογένεσης, δηλαδή διαβατικών πηγών, αναλύθηκε ο δυναμικός στροβιλισμός στη στάθμη των 850hPa. Οι τιμές του PV απεικονίζονται σε μονάδες PVU, όπου το 1PVU=10-6 m 2 s -1 deg Kgr -1. Από τη πρώτη χρονική στιγμή δηλαδή στις 20/1/ UTC μέχρι και τη χρονική στιγμή 6, στις 21/1/ UTC εντοπίζονται ανωμαλίες του δυναμικού στροβιλισμού της τάξης των 0.5PVU στη κεντρική και ανατολική Μεσόγειο σε διάφορα 105

106 σημεία, εκ των οποίων ένα σταθερό βρίσκεται στο Κόλπο της Σίδρας, εκεί δηλαδή που θα εμφανιστεί το βαρομετρικό χαμηλό. Κατά τη χρονική στιγμή 7 στις 21/1/ UTC, όταν δηλαδή εμφανίζεται η ύφεση, όπως διακρίνεται και από το Σχήμα 47 η ανωμαλία στη περιοχή του κέντρου ύφεσης αυξάνει σε 1PVU και εντοπίζεται στα δυτικά του. Επίσης εντοπίζεται άλλη μια ανωμαλία ίση με 1PVU στη νότια Αδριατική Θάλασσα. Σχήμα 47: Δυναμικός στροβιλισμός (PVU) στα 850hPa στις 21/1/ UTC Έξι ώρες αργότερα στις 1800UTC το κέντρο στην επιφάνεια έχει μεταφερθεί στη θέση 35Ν και 20Ε, ενώ όπως διαπιστώνεται από το Σχήμα 48 στα 850hPa υπάρχει μια PV ανωμαλία ίση με 1.8PVU. Η ανωμαλία στην αρχική θέση του βαρομετρικού χαμηλού παραμένει στα 1.2PVU, ενώ γενικότερα στη κεντρική και ανατολική Μεσόγειο επικρατεί δυναμικός στροβιλισμός ίσος με 0.3PVU. Παρατηρείται επίσης ότι στις περιοχές των ανωμαλιών PV υπάρχει σχετική υγρασία μεγαλύτερη ή ίση με 80%, γεγονός το οποίο υπονοεί διαβατική διαδικασία. 106

107 Σχήμα 48: Δυναμικός στροβιλισμός (PVU) και σχετική υγρασία μεγαλύτερη ή ίση από 80% στη στάθμη των 850hPa στις 21/1/ UTC Στο Σχήμα 49 παρατηρείται ότι στις 22/1/ UTC υπάρχει στα 850hPa PV ανωμαλία ακριβώς στα δυτικά του επιφανειακού κέντρου το οποίο εντοπίζεται στη θέση 37Ν-23Ε. Ο δυναμικός στροβιλισμός ισούται με 3.5PVU. Στην υπόλοιπη κεντρική και ανατολική Μεσόγειο υπάρχει δυναμικός στροβιλισμός 0.5PVU. Η σχετική υγρασία είναι επίσης μεγάλη, πάνω από 80% στη περιοχή του κέντρου του δυναμικού στροβιλισμού. Στις 22/1/ UTC (Σχήμα 50) πάνω από το κεντρικό Αιγαίο Πέλαγος επικρατεί δυναμικός στροβιλισμός ίσος με 1.5PVU ακριβώς στα δυτικά του επιφανειακού χαμηλού. Στο νότιο Αιγαίο είναι της τάξης του 1PVU, ενώ πάνω από την βόρεια ηπειρωτική χώρα 0.5PVU. Επίσης πάνω από την ανατολική Πελοπόννησο εντοπίζεται αρνητική PV ανωμαλία ίση με -0.5PVU. 107

108 Σχήμα 49: Δυναμικός στροβιλισμός (PVU) και σχετική υγρασία μεγαλύτερη ή ίση από 80% στη στάθμη των 850hPa στις 22/1/ UTC Σχήμα 50:Δυναμικός στροβιλισμός (PVU) και σχετική υγρασία μεγαλύτερη ή ίση από 80% στη στάθμη των 850hPa στις 22/1/ UTC 108

109 Στις 22/1/ UTC, όπως διακρίνεται στο Σχήμα 51, όταν σημειώνεται η ελάχιστη πίεση στην επιφάνεια, ακριβώς πάνω από το επιφανειακό κέντρο στα 850hPa εντοπίζεται κέντρο δυναμικού στροβιλισμού ίσο με 2PVU, ενώ η σχετική υγρασία αγγίζει το 100%. Στο ανατολικό Αιγαίο και στα νοτιοδυτικά της Κρήτης εντοπίζονται τιμές 1PVU, ενώ στη βορειοδυτική Τουρκία είναι ίσος με 3PVU. Σχήμα 51:Δυναμικός στροβιλισμός (PVU) και σχετική υγρασία μεγαλύτερη ή ίση από 80% στη στάθμη των 850hPa στις 22/1/ UTC Τις υπόλοιπες χρονικές στιγμές, καθώς η μετεωρολογική βόμβα φθίνει και κινείται προς τα βορειοανατολικά, στη περιοχή του ανατολικού Αιγαίου παραμένει η PV ανωμαλία, η οποία τη χρονική στιγμή 12 είναι 2PVU, τη χρονική στιγμή 13 είναι 3PVU, ενώ την επόμενη μειώνεται στο 1.5PVU και τις επόμενες στο 1PVU. Στη περιοχή όπου έχει εγκατασταθεί η βόμβα, πάνω από τη Μαύρη Θάλασσα επικρατεί τις στιγμές 12 και 13 δυναμικός στροβιλισμός ίσος με 1PVU, ενώ τις υπόλοιπες στιγμές αυξάνεται στα 2.5 PVU. Η ανάλυση του δυναμικού στροβιλισμού στην ανώτερη τροπόσφαιρα ενδείκνυται για τον προσδιορισμό των θετικών ανωμαλιών του δυναμικού στροβιλισμού, οι οποίες σχετίζονται με τον αεροχείμαρρο και την αναδίπλωση της τροπόπαυσης. Επιλέχθηκε η στάθμη των 400hPa, η οποία είναι χαμηλότερα από τη στάθμη στην οποία εντοπίζεται 109

110 συνήθως η τροπόπαυση, για τον εντοπισμό PV αυλώνων οι οποίοι σχετίζονται με την εισβολή στρατοσφαιρικού αέρα μέσω της αναδίπλωσης της τροπόπαυσης από τη στρατόσφαιρα προς τη μέση και κατώτερη τροπόσφαιρα. Γενικότερα τιμές δυναμικού στροβιλισμού μεγαλύτερες από 1.5 ή 2PVU υποδεικνύουν την εισροή στρατοσφαιρικού αέρα στη τροπόσφαιρα, ο οποίος χαρακτηρίζεται από τιμές PV πολλαπλάσιες του PV που συνήθως υπάρχει μέσα στη τροπόσφαιρα. Τη χρονική στιγμή 6, δηλαδή 6 ώρες πριν εμφανιστεί η Μετεωρολογική Βόμβα, πάνω από τη βορειοδυτική Αφρική εμφανίζεται δυναμικός στροβιλισμός της τάξης των 4PVU. Πάνω από τη βόρεια Ελλάδα και την Ιταλία υπάρχει μικρός δυναμικός στροβιλισμός 0.5PVU, ενώ πάνω από τη βόρεια Αδριατική είναι ίσος με 1PVU. Στις 21/1/ UTC, όταν εμφανίζεται η βόμβα στο Κόλπο της Σίδρας, η προέκταση της PV ανωμαλίας της βορειοδυτικής Αφρικής έχει φτάσει ακριβώς μέχρι τα δυτικά και νότια του κέντρου της βόμβας. Το κέντρο του δυναμικού στροβιλισμού φτάνει τα 7PVU πάνω από τη δυτική Λιβύη. Πάνω από την Ιταλική χερσόνησο δημιουργήθηκε αυλώνας του PV, και έτσι η καμπύλη 1PVU φτάνει μέχρι τη νότια Ιταλία, ενώ η 2PVU καλύπτει τη βόρεια Αδριατική Θάλασσα. Στις 1800UTC (Σχήμα 52) ο αυλώνας του PV πάνω από την Ιταλία βαθαίνει και κατευθύνεται νότια με αποτέλεσμα την εμφάνιση υψηλότερων τιμών PV στη περιοχή, η οποία φτάνει τα 3PVU, ενώ η άλλη ανωμαλία στη κεντρική Μεσόγειο η οποία προέρχεται από τη βορειοδυτική Αφρική έχει κινηθεί προς τα ανατολικά. Το κέντρο της εξακολουθεί να είναι 7PVU αλλά βρίσκεται πιο ανατολικά σε σχέση με τη προηγούμενη χρονική στιγμή. Στις 22/1/ UTC (Σχήμα 53) ο αυλώνας πάνω από την Ιταλία κινείται νοτιότερα και ο δυναμικός στροβιλισμός φτάνει τα 4PVU πάνω από τη νότια Ιταλία. Ο δεύτερος κινείται ακόμη πιο ανατολικά, φτάνει σχεδόν τη νοτιοδυτική Κρήτη. Το κέντρο του όμως μειώνεται στα 6PVU. Ωστόσο οι δυο περιοχές υψηλού PV ενώνονται περίπου στο μεσημβρινό 16Ε όπου επικρατεί ασθενής δυναμικός στροβιλισμός ίσος με 0.5PVU. 110

111 Σχήμα 52: Δυναμικός στροβιλισμός (PVU) στη στάθμη των 400hPa στις 21/1/ UTC Σχήμα 53:Δυναμικός στροβιλισμός (PVU) στη στάθμη των 400hPa στις 22/1/ UTC 111

112 Στις 0600UTC (Σχήμα 54) οι δυο περιοχές υψηλού PV έχουν ενωθεί από τη προηγούμενη στιγμή και έτσι ο αυλώνας πάνω από την Ιταλία έχει κινηθεί προς τα νοτιοανατολικά, βρίσκεται πλέον πολύ κοντά την Ελλάδα και εμφανίζει αρκετά ισχυρό PV, ίσο με 6PVU. Ο δεύτερος κινήθηκε και άλλο ανατολικά, βρίσκεται νοτιοανατολικά της Κρήτης. Το τμήμα που βρίσκεται πάνω από τη Μεσόγειο θάλασσα έχει μεσημβρινή διάταξη. Το μέγιστο PV σε αυτή την ανωμαλία έχει μειωθεί στα 4.5PVU. Σχήμα 54:Δυναμικός στροβιλισμός (PVU) στη στάθμη των 400hPa στις 22/1/ UTC Στις 1200UTC, όπως φαίνεται στο Σχήμα 55, ο αυλώνας του PV κινείται προς τα νοτιοανατολικά και καλύπτει έτσι ολόκληρη τη Κρήτη πάνω από την οποία εμφανίζεται μέγιστο PV ίσο με 6.5PVU, ενώ επίσης ισχυρός δυναμικός στροβιλισμός υπάρχει νοτιοδυτικά της Πελοποννήσου. Η δεύτερη περιοχή μέγιστου PV εκτείνεται πλέον από τη βορειοανατολική Αφρική προς τη Κύπρο και στη συνέχεια βορειοδυτικά προς τη νοτιοανατολική Τουρκία και τα Δωδεκάνησα. Τη χρονική αυτή στιγμή σημειώνεται η ελάχιστη ατμοσφαιρική πίεση στην επιφάνεια και σχετίζεται προφανώς με τη μέγιστη εμφάνιση του δυναμικού στροβιλισμού στην ανώτερη τροπόσφαιρα στα δυτικά του επιφανειακού κέντρου. 112

113 Σχήμα 55:Δυναμικός στροβιλισμός (PVU) στη στάθμη των 400hPa στις 22/1/ UTC Έξι ώρες μετά την ελάχιστη ατμοσφαιρική πίεση, έχοντας περάσει στη φάση της κυκλόλυσης παρατηρείται για το δυναμικό στροβιλισμό στα 400hPa (Σχήμα 56) ότι υπάρχει πλέον μόνο ένας αυλώνας PV, έχουν ενσωματωθεί πλήρως οι δυο PV ανωμαλίες που ήταν προφανείς κατά τη διάρκεια της κυκλογένεσης, ο οποίος εκτείνεται από τα βορειοδυτικά της Ελλάδας μέχρι τα νοτιοανατολικά της πάνω από τη Κύπρο. Η τιμή του δυναμικού στροβιλισμού έχει μειωθεί. Το μέγιστο είναι πλέον 5.5PVU στα νοτιοανατολικά της Κρήτης. Τις επόμενες χρονικές στιγμές μέχρι τη χρονική στιγμή 15 ο αυλώνας περιορίζεται λίγο βορειότερα μέχρι τη παράλληλο 36Ν περίπου και έχει μέγιστη τιμή 4.5PVU πάνω από τη κεντρική Ελλάδα και το κεντρικό Αιγαίο Πέλαγος. Τη χρονική στιγμή 16 το μέγιστο φτάνει τα 5.5PVU στο ανατολικό Αιγαίο. Έπειτα ως τη χρονική στιγμή 18 υπάρχει δυναμικός στροβιλισμός πάνω από την Ελληνική περιοχή αλλά πιο ασθενής της τάξης των 2.5PVU. 113

114 Σχήμα 56:Δυναμικός στροβιλισμός (PVU) στη στάθμη των 400hPa στις 22/1/ UTC Η επιφάνεια 1.5PVU περίπου αντιπροσωπεύει την επιφάνεια της τροπόπαυσης. Στους χάρτες που ακολουθούν αποτυπώνονται οι ισοβαρικές καμπύλες πάνω στην επιφάνεια 1.5PVU, επομένως μπορούμε να διαπιστώσουμε σε ποια ισοβαρική στάθμη βρίσκεται η τροπόπαυση. Στις 21/1/ UTC (Σχήμα 57), έξι ώρες πριν εμφανιστεί η μετεωρολογική βόμβα στην επιφάνεια, στην επιφάνεια 1.5PVU παρατηρείται ότι πάνω από την ανατολική Μεσόγειο συμπεριλαμβανομένου και της Ελληνικής περιοχής, διέρχεται η ισοβαρής καμπύλη 250hPa. Αυτό σημαίνει επίσης ότι αντίστροφα στη στάθμη των 250hPa σε αυτή τη περιοχή σημειώνεται δυναμικός στροβιλισμός 1.5PVU. Το γεγονός αυτό σηματοδοτεί την εμφάνιση της τροπόπαυσης στη στάθμη των 250hPa. Πάνω από την νότια Ιταλία διαπιστώνεται ότι στην επιφάνεια 1.5PVU διέρχεται η ισοβαρής 300hPa, άρα η τροπόπαυση βρίσκεται στη στάθμη αυτή. Επίσης υψηλές πιέσεις σημειώνονται στη βορειοδυτική Αφρική. Στις 21/1/ UTC (Σχήμα 58), τη στιγμή που εμφανίζεται η βόμβα στο κόλπο της Σίδρας, παρατηρείται μεγάλη πίεση στην 1.5PVU, ίση με 650hPa. Αυτό σημαίνει ότι στη περιοχή υπάρχει PV ανωμαλία στη μέση τροπόσφαιρα που πιθανών να μη σχετίζεται με την αναδίπλωση της τροπόπαυσης. Ομοίως συμβαίνει στα νότια της 114

115 Κρήτης και στη δυτική Λιβύη. Αυτό μπορεί να διαπιστωθεί από τη κάθετη τομή κατά μήκος του παραλλήλου 33.5Ν όπου εντοπίζεται το κέντρο της ύφεσης (Σχήμα 63), και διαπιστώνεται η αναδίπλωση στο μεσημβρινό 14Ε περίπου. Από το Σχήμα 58 παρατηρείται ότι στην επιφάνεια 1.5PVU σε αυτό το γεωγραφικό μήκος, ακριβώς δυτικά της βόμβας, εντοπίζονται τα 450hPa. Προφανώς εκεί βρίσκεται η τροπόπαυση. Στη κεντρική Ιταλία η τροπόπαυση έχει αγγίξει τα 400hPa. Χάρτες 57 και 58: Ισοβαρείς καμπύλες (hpa) στην επιφάνεια 1.5PVU για τις χρονικές στιγμές α)21/1/ UTC και β)21/1/ UTC Στις 21/1/ UTC (Σχήμα 59) στη περιοχή του κέντρου της βόμβας η επιφάνεια 1.5PVU φτάνει τα 600hPa αλλά όπως προκύπτει από τη κάθετη τομή (Σχήμα 66) πρόκειται για ανωμαλίες της μέσης τροπόπαυσης. Το ίδιο συμβαίνει και πάνω από τη νότια Ιταλία. Επίσης στη Λιβύη φτάνει ακόμη χαμηλότερα στα 650hPa. Στις 22/1/ UTC (Σχήμα 60), τα κέντρα των ισοβαρών στην 1.5PVU μετατοπίζονται πιο ανατολικά. Στη περιοχή του κέντρου επίσης φτάνει στη στάθμη των 550hPa, το ίδιο και στην Ιταλία αλλά λίγο ανατολικότερα, και στη Λιβύη τα 650hPa ομοίως πιο ανατολικά. Από τη κάθετη τομή (Σχήμα 69) προκύπτει ότι στη περιοχή της Ιταλίας βρίσκεται η τροπόπαυση στα 550hPa όπως φαίνεται και στο Σχήμα

116 Σχήμα 59 και 60: Ισοβαρείς καμπύλες (hpa) στην επιφάνεια 1.5PVU για τις χρονικές στιγμές α)21/1/ UTC και β)22/1/ UTC Στις 22/1/ UTC (Σχήμα 61) στη περιοχή όπου εντοπίζεται η μετεωρολογική βόμβα διαπιστώνεται ότι η επιφάνεια 1.5PVU εντοπίζεται στη στάθμη των 600hPa. Στη νότια Ιταλία εντοπίζεται η ισοβαρής 550hPa ενώ πάνω από τη βορειοανατολική Αφρική και προς τα νοτιοανατολικά της Κρήτης εκτείνεται η 650hPa. Η αναδίπλωση της τροπόπαυσης εντοπίζεται και πάλι στη περιοχή νοτιοανατολικά της Ιταλίας (Σχήμα 72 και Σχήμα 61) και φτάνει στα 550hPa. Στις 22/1/ UTC (Σχήμα 62) στα δυτικά της Ελλάδας η επιφάνεια 1.5PVU κατεβαίνει στη στάθμη των 600hPa και πρόκειται για τη χαμηλότερη στάθμη στην οποία έχει βρεθεί μέχρι στιγμής η τροπόπαυση, όπως φαίνεται και στο Σχήμα 76. Στο κεντρικό Αιγαίο επίσης η επιφάνεια 1.5PVU εντοπίζεται στα 600hPa. Στις 1800UTC η επιφάνεια 1.5PVU εντοπίζεται στα 600hPa πάνω από το Ιόνιο, ενώ στις 23/1/ UTC πάνω από την ηπειρωτική Ελλάδα. Αυτό ισχύει μέχρι και τη χρονική στιγμή 18. Επίσης καθ όλη τη διάρκεια από τις 23/1/ UTC έως και 24/1/ UTC η 1.5PVU βρίσκεται στα 600hPa πάνω από τη Μαύρη Θάλασσα όπου εντοπίζεται πλέον και το βαρομετρικό χαμηλό στην επιφάνεια. 116

117 Σχήμα 61 και 62: Ισοβαρείς καμπύλες (hpa) στην επιφάνεια 1.5PVU για τις χρονικές στιγμές α)22/1/ UTC και β)22/1/ UTC Για τις χρονικές στιγμές 7 έως 11, δηλαδή για τη φάση της ανάπτυξης της μετεωρολογικής βόμβας δημιουργήθηκαν τομές σε σταθερά γεωγραφικά πλάτη. Στις τομές αυτές απεικονίζονται η καθ ύψος κατανομή του δυναμικού στροβιλισμού, η δυναμική θερμοκρασία και η σχετική υγρασία μεγαλύτερη ή ίση του 80%. Η δυναμική RRRR θερμοκρασία υπολογίστηκε από τη σχέση ΘΘ = TT 1000 CCCC, όπου Τ είναι η θερμοκρασία, P η ατμοσφαιρική πίεση, Rd είναι η ειδική σταθερά του ξηρού αέρα και είναι ίση με R d = J/(kg*K) και Cp η ειδική θερμότητα του αέρα με σταθερή πίεση. Για τη χρονική στιγμή 7 δημιουργήθηκε η τομή κατά μήκος του παραλλήλου 33.5Ν πάνω στον οποίο βρίσκεται το κέντρο της μετεωρολογικής βόμβας (Σχήμα 63). Η θέση του κέντρου της μετεωρολογικής βόμβας σημειώνεται πάνω στο σχήμα με το γράμμα L. Στα δυτικά του κέντρου της μετεωρολογικής βόμβας, γύρω από τον μεσημβρινό 14Ε, εντοπίζεται στην ανώτερη τροπόσφαιρα μια PV ανωμαλία. Παρατηρείται ότι η καμπύλη του 1PVU φτάνει έως τα 550hPa, ενώ η 2PVU τα 450hPa περίπου. Ως γνωστό η καμπύλη 1.5PVU ή 2PVU αντιπροσωπεύουν την επιφάνεια της τροπόπαυσης. Επομένως η ύπαρξη της καμπύλης 2PVU σε τόσο χαμηλή στάθμη σημαίνει αναδίπλωση της τροπόπαυσης και εισροή στρατοσφαιρικού αέρα μέσα στη τροπόσφαιρα. Από τη κατανομή του σχετικής υγρασίας διαπιστώνεται ότι στη περιοχή της PV ανωμαλίας στην ανώτερη τροπόσφαιρα και μέχρι τα 850hPa δε σημειώνεται σχετική PP 117

118 υγρασία μεγαλύτερη ή ίση του 80%. Αυτό οφείλεται στην εισροή του στρατοσφαιρικού αέρα ο οποίος είναι πολύ ξηρός σε σχέση με τον τροποσφαιρικό αέρα. Στη κατώτερη τροπόσφαιρα σε αυτό το γεωγραφικό πλάτος εμφανίζεται ανωμαλία PV η οποία φτάνει μέχρι τα 800hPa και ισούται με 1PVU και σχετίζεται με μεγάλες τιμές σχετικής υγρασίας( 80%). Η ανωμαλία αυτή είναι εμφανής από το μεσημβρινό 11.5Ε μέχρι και 17.5Ε όπου εντοπίζεται το κέντρο της βόμβας στην επιφάνεια. Στο αριστερό άκρο, περίπου στα 11.5Ε η κατώτερη PV ανωμαλία εκτείνεται μέχρι σχεδόν τα 650hPa και σχετίζεται επίσης με υψηλή σχετική υγρασία, περίπου 90%, ενώ στο δεξί άκρο, το οποίο βρίσκεται όπως προαναφέρθηκε πάνω από το επιφανειακό κέντρο της βόμβας εκτείνεται μέχρι τα 850hPa με υψηλή σχετική υγρασία σχεδόν 100%. Στη μέση τροπόσφαιρα ακριβώς πάνω από το κέντρο της βόμβας εμφανίζεται μια μικρή PV ανωμαλία ίση με 1PVU περίπου στα 700hPa και η σχετική υγρασία αγγίζει το 90%. Μια δεύτερη PV ανωμαλία στη μέση τροπόσφαιρα στα 700hPa εμφανίζεται σε γεωγραφικό μήκος 26Ε και είναι ίση με 1PVU. Οι περιοχές που βρίσκονται αριστερά και δεξιά της PV ανωμαλίας παρουσιάζουν σχετική υγρασία μεγαλύτερη ή ίση του 80% από την επιφάνεια έως και τα 350hPa στα δυτικά της PV ανωμαλίας και έως τα 300hPa στα ανατολικά της. Η δεύτερη περιοχή είναι αυτή του κέντρου της Μετεωρολογικής βόμβας. Οι ισόθερμες 310Κ και 320Κ στη περιοχή της PV ανωμαλίας εντοπίζονται αντίστοιχα στις στάθμες 400hPa και 300hPa. Λίγο πιο ανατολικά όμως, πάνω από το κέντρο της βόμβας απομακρύνονται. Η 310Κ βρίσκεται στα 500hPa και η 320Κ στα 250hPa. Αυτό υποδεικνύει μεγαλύτερη αστάθεια στα ανατολικά της PV ανωμαλίας, πάνω από το κέντρο της βόμβας. Απομάκρυνση των Θ επιφανειών, που υποδηλώνει μεγαλύτερη στατική αστάθεια, έχει βρεθεί και από τους Wang and Rogers (2000), να συνοδεύει την εκρηκτική κυκλογένεση στον Ατλαντικό. 118

119 L Σχήμα 63:Τομή κατά μήκος του παραλλήλου 33.5Ν στις 21/1/ UTC. Απεικονίζονται ο δυναμικός στροβιλισμός (PVU), η δυναμική θερμοκρασία (K) και η σχετική υγρασία με τιμές μεγαλύτερες ή ίσες του 80%. L Σχήμα 64:Τομή κατά μήκος του παραλλήλου 33.5Ν στις 21/1/ UTC. Απεικονίζονται ο δυναμικός στροβιλισμός (PVU) και οι αρνητικές τιμές της κατακόρυφης ταχύτητας ω (Pa/s). Στο Σχήμα 64 διακρίνεται ο δυναμικός στροβιλισμός όμοια με το προηγούμενο σχήμα και η αρνητική κατακόρυφη ταχύτητα ω. Οι αρνητικές τιμές της συνιστώσας ω 119

120 αντιπροσωπεύουν ανοδικές κινήσεις. Διαπιστώνεται ότι στα ανατολικά και στα δυτικά της PV ανωμαλίας σημειώνονται ανοδικές κινήσεις. Στα δυτικά η μέγιστη κατακόρυφη ταχύτητα είναι -5.5Pa/s και σημειώνεται στη στάθμη των 700hPa στη περιοχή όπου υπάρχει ανωμαλία PV ίση με 1PVU. Στα ανατολικά της ανώτερης PV ανωμαλίας, στη περιοχή όπου εντοπίζεται το κέντρο της βόμβας, η μέγιστη ταχύτητα των ανοδικών κινήσεων είναι -4.5Pa/s και σημειώνεται στη στάθμη των 400hPa. Επίσης στα ανατολικά της ανωμαλίας που εμφανίζεται στη μέση τροπόσφαιρα στο γεωγραφικό μήκος 26Ε σημειώνονται ανοδικές κινήσεις στη μέση και ανώτερη τροπόσφαιρα. Στις περιοχές όπου εντοπίζονται οι ανοδικές κινήσεις σημειώνεται σχετική υγρασία 80% όπως μπορεί να παρατηρηθεί στο Σχήμα 63. Το σχήμα 65 αποτελείται από τη κάθετη τομή κατά μήκος του ίδιου παραλλήλου 33.5Ν τη χρονική στιγμή 7, στην οποία απεικονίζεται ο δυναμικός στροβιλισμός και η συνιστώσα v του ανέμου. Θετικές τιμές της συνιστώσας v του ανέμου δηλώνουν ότι ο αέρας εισέρχεται στη τομή, ενώ οι αρνητικές τιμές δηλώνουν ότι ο αέρας εξέρχεται από τη τομή (Wang and Rogers,2000). Η συνιστώσα v του ανέμου έχει μονάδα μέτρησης m/s και στο σχήμα 65 οι ισοταχείς έχουν σχεδιαστεί ανά 5m/s. Ανατολικά της ανώτερης PV ανωμαλίας αλλά και στη περιοχή της παρατηρούνται θετικές τιμές της v συνιστώσας, ενώ στα δυτικά της PV ανωμαλίας παρατηρούνται αρνητικές τιμές. Σε γεωγραφικό μήκος 16Ε, ακριβώς δίπλα στη περιοχή όπου εντοπίζεται το κέντρο της βόμβας στην επιφάνεια, παρατηρείται ένα μέγιστο της v συνιστώσας στη στάθμη των 250hPa της τάξης των 40m/s, το οποίο αποτελεί τμήμα του αεροχειμάρρου. 120

121 L Σχήμα 65: Τομή κατά μήκος του παραλλήλου 33.5Ν στις 21/1/ UTC. Απεικονίζονται ο δυναμικός στροβιλισμός (PVU) και η συνιστώσα v του ανέμου (m/s). Στο Σχήμα 66 διακρίνεται η κάθετη τομή στις 21/1/ UTC κατά μήκος του παραλλήλου 35Ν. Το κέντρο της μετεωρολογικής βόμβας βρίσκεται σε αυτό το γεωγραφικό πλάτος και σε γεωγραφικό μήκος 20Ε. Η θέση καθορίζεται πάνω στο σχήμα από το γράμμα L. Στο γεωγραφικό μήκος 14Ε παρατηρείται PV ανωμαλία. Η επιφάνεια 2PVU φτάνει τα 350hPa, ενώ η 3PVU εντοπίζεται στα 300hPa. Η σχετική υγρασία κάτω από την ανωμαλία του δυναμικού στροβιλισμού και στα δυτικά της είναι μικρότερη από 80%. Στα ανατολικά της όμως και πάνω από το κέντρο της μετεωρολογικής βόμβας παρατηρείται σχετική υγρασία μεγαλύτερη από 80% μέχρι τη στάθμη των 300hPa. Πάνω από τη γεωγραφική θέση της μετεωρολογικής βόμβας παρατηρείται εκτεταμένη PV ανωμαλία από τις κατώτερες στάθμες έως τη μέση τροπόσφαιρα στα 550hPa και ισούται με 1PVU. Σχετίζονται με ιδιαίτερα υψηλή σχετική υγρασία ειδικά στα κατώτερα στρώματα. Στην ανώτερη τροπόσφαιρα, αμέσως μετά την ανωμαλία σε γεωγραφικό μήκος 18Ε η ισόθερμη της δυναμικής θερμοκρασίας 310Κ αρχίζει να κατέρχεται και έτσι απομακρύνεται από την ανώτερη 320Κ. Το γεγονός αυτό σημαίνει μεγαλύτερη αστάθεια πάνω από το βαρομετρικό χαμηλό. Γενικότερα σε όλο το ύψος της τροπόσφαιρας πάνω από το κέντρο της βόμβας και πιο ανατολικά οι ισόθερμες της δυναμικής θερμοκρασίας 121

122 είναι πιο χαμηλά από ότι στη περιοχή της PV ανωμαλίας και δυτικότερα. Επομένως στα ανατολικά υπάρχει θερμότερος αέρας από ότι στα δυτικά. Η κάμψη αυτή των θ ισόθερμων σχετίζεται με την ύπαρξη θερμής ανωμαλίας στις κατώτερες στάθμες (Hoskins et al.1985, Wang and Rogers 2000) και σύμφωνα με τον Gyakum (1990) εμφανίζεται πολύ συχνά στις θαλάσσιες εκρηκτικές υφέσεις. L Σχήμα 66:Τομή κατά μήκος του παραλλήλου 35Ν στις 21/1/ UTC. Απεικονίζονται ο δυναμικός στροβιλισμός (PVU), η δυναμική θερμοκρασία (K) και η σχετική υγρασία με τιμές μεγαλύτερες ή ίσες του 80%. Τη χρονική στιγμή 8, όπως φαίνεται και στο Σχήμα 67 σημειώνονται ανοδικές κινήσεις στην ανατολική πλευρά της PV ανωμαλίας, εκεί όπου εμφανίζεται το κέντρο της μετεωρολογικής βόμβας. Η μέγιστη κατακόρυφη ταχύτητα είναι -2.1Pa/s στη στάθμη των 500hPa καθώς και μεταξύ των 850 και 650hPa. Ομοίως και σε αυτή τη περιοχή η σχετική υγρασία είναι μεγαλύτερη ή ίση του 80% σε όλο το ύψος της τροπόσφαιρας. Στο Σχήμα 68 το μέγιστο του αεροχειμάρρου εντοπίζεται στα 200hPa στα ανατολικά της PV ανωμαλίας και του κέντρου της βόμβας και είναι ίσο με 30m/s ενώ στα δυτικά της PV ανωμαλίας στη στάθμη των 300hPa έως τη στάθμη των 250hPa παρατηρούνται αρνητικές τιμές της v συνιστώσας της τάξης των -35m/s. 122

123 L Σχήμα 67:Τομή κατά μήκος του παραλλήλου 35Ν στις 21/1/ UTC. Απεικονίζονται ο δυναμικός στροβιλισμός (PVU) και οι αρνητικές τιμές της κατακόρυφης ταχύτητας ω (Pa/s). L Σχήμα 18: Τομή κατά μήκος του παραλλήλου 35Ν στις 21/1/ UTC. Απεικονίζονται ο δυναμικός στροβιλισμός (PVU) και η συνιστώσα v του ανέμου (m/s). Για τη χρονική στιγμή 9, στις 22/1/ UTC, δημιουργήθηκε κάθετη τομή σε σταθερό γεωγραφικό πλάτος 37Ν καθώς το κέντρο της βόμβας εντοπίζεται στη θέση 123

124 37Ν και 23Ε (Σχήμα 69). Η PV ανωμαλία εντοπίζεται στην ανώτερη τροπόσφαιρα γύρω από το μεσημβρινό 17.5Ε. Η 2PVU φτάνει στα 450hPa και η 4PVU στα 350hPa. Στη περιοχή της βόμβας σημειώνεται ισχυρή PV ανωμαλία στη κατώτερη τροπόσφαιρα ίση με 4PVU ενώ φτάνει μέχρι και τα 2PVU έως τη στάθμη των 550hPa. Επίσης διαπιστώνεται υψηλή σχετική υγρασία μεγαλύτερη ή ίση από 80% από την επιφάνεια μέχρι τη στάθμη των 300hPa. Από το μεσημβρινό 14Ε μέχρι και το 17.5Ε παρατηρείται ότι οι ισόθερμες της δυναμικής θερμοκρασίες ανυψώνονται άρα υπάρχει παρουσία ψυχρού αέρα στη περιοχή που προφανώς συνδέεται με την εισβολή του ψυχρού στρατοσφαιρικού αέρα, ενώ από εκεί και πέρα σημειώνεται καθίζηση των ισόθερμων. Στη περιοχή της ανώτερης PV ανωμαλίας σημειώνεται επίσης στα ανώτερα στρώματα καθίζηση της 320Κ και της 330Κ. Πάνω από το βαρομετρικό χαμηλό παρατηρείται απομάκρυνση των ισόθερμων άρα εκεί υπάρχει πιο ασταθής αέρας. Στο γεωγραφικά μήκος 30Ε και 32Ε παρατηρούνται κατώτερες PV ανωμαλίες. Η πρώτη είναι ίση με 6 PVU, ενώ η δεύτερη με 2PVU και βρίσκονται σε περιοχές υψηλής σχετικής υγρασίας, περίπου 90% και 80% αντίστοιχα. L Σχήμα 69:Τομή κατά μήκος του παραλλήλου 37Ν στις 22/1/ UTC. Απεικονίζονται ο δυναμικός στροβιλισμός (PVU), η δυναμική θερμοκρασία (K) και η σχετική υγρασία με τιμές μεγαλύτερες ή ίσες του 80%. 124

125 L Σχήμα 70:Τομή κατά μήκος του παραλλήλου 37Ν στις 22/1/ UTC. Απεικονίζονται ο δυναμικός στροβιλισμός (PVU) και οι αρνητικές τιμές της κατακόρυφης ταχύτητας ω (Pa/s). Στο σχήμα 70 παρατηρούνται ανοδικές κινήσεις στη περιοχή του κέντρου, όπως ήταν αναμενόμενο. Η μέγιστη ταχύτητα είναι -1Pa/s και βρίσκεται στο τμήμα της μέσης και κατώτερης τροπόσφαιρας όπου υπάρχει PV ανωμαλία και υψηλή σχετική υγρασία, όπως προκύπτει από το σχήμα 62. Ανοδικές κινήσεις σημειώνονται επίσης στη περιοχή όπου εμφανίζεται η κατώτερη PV ανωμαλία στο μήκος 30Ε με τιμή -2Pa/s. Η σχετική υγρασία και σε αυτή τη περίπτωση είναι υψηλή. Ανοδικές κινήσεις της τάξης των - 1.5Pa/s σημειώνεται επίσης λίγο δυτικά αυτής της περιοχής στα 28Ε. Στο Σχήμα 71 διαπιστώνεται ότι το μέγιστο του αεροχειμάρρου στα ανατολικά της PV ανωμαλίας εκτείνεται από τη στάθμη των 400hPa μέχρι τη στάθμη των 250hPa, δηλαδή σε σχέση με τη προηγούμενη χρονική στιγμή βρίσκεται σε κατώτερη στάθμη. Στα ανατολικά της PV ανωμαλίας η απόλυτη τιμή της v συνιστώσας ενισχύεται και φτάνει τα -40m/s μεταξύ των στάθμεων 400hPa και 300hPa. 125

126 L Σχήμα 71: Τομή κατά μήκος του παραλλήλου 37Ν στις 22/1/ UTC. Απεικονίζονται ο δυναμικός στροβιλισμός (PVU) και η συνιστώσα v του ανέμου (m/s). 126 Στις 22/1/ UTC το κέντρο της μετεωρολογικής βόμβας βρέθηκε στη θέση 37Ν και 26Ε. Στη κάθετη τομή κατά μήκος του παραλλήλου 37Ν (Σχήμα 72) σημειώνεται η θέση L του επιφανειακού χαμηλού. Πρόκειται για μια περιοχή με σχετική υγρασία 80% από την επιφάνεια μέχρι τη στάθμη των 850hPa περίπου. Στις ανώτερες στάθμες σημειώνεται σχετική υγρασία μικρότερη από 80%. Στην ανώτερη τροπόσφαιρα στα δυτικά του κέντρου της βόμβας γύρω από το μεσημβρινό 19Ε υπάρχει μια ισχυρή PV ανωμαλία. Η επιφάνεια 2PVU φτάνει μέχρι τη στάθμη των 500hPa, η 4PVU έως τα 450hPa, η 6PVU στη στάθμη των 350 hpa, ενώ στα 300 με 250hPa εντοπίζεται ο μέγιστος δυναμικός στροβιλισμός, η επιφάνεια 8PVU. Η ανωμαλία στην ανώτερη τροπόσφαιρα εκτείνεται κατά μήκος πολλών χιλιομέτρων, από το μεσημβρινό 17Ε μέχρι και τον 27Ε. Γύρω από τον 19Ε όμως σημειώνεται η μέγιστη εισχώρηση σε βάθος. Η σχετική υγρασία στη περιοχή αυτή είναι μικρότερη από 80%. Στη περιοχή πάνω από το κέντρο της βόμβας 2PVU φτάνει στα 350hPa, η 4 PVU στα 300hPa, η 6 PVU στα 280hPa και η 8 PVUστη στάθμη των 250hPa. Η σχετική υγρασία μεταξύ των μεσημβρινών 21Ε και 25Ε, δηλαδή στα δυτικά της μετεωρολογικής βόμβας και στα ανατολικά της PV ανωμαλίας, είναι μεγαλύτερη ή ίση με 80% σε όλο το ύψος της τροπόσφαιρας. Το ίδιο ισχύει και στα ανατολικά του κέντρου, όπου από το γεωγραφικό μήκος 29Ε μέχρι και 34Ε σημειώνεται σχετική

127 υγρασία 80%. Στη κατώτερη τροπόσφαιρα όπως και τη προηγούμενη χρονική στιγμή στις θέσεις 30Ε και 32Ε σημειώνονται θετικές PV ανωμαλίες της ίδιας έντασης. Οι ισόθερμες της δυναμικής θερμοκρασίας 290Κ, 300Κ και 310Κ πριν τη PV ανωμαλία της ανώτερης τροπόσφαιρας αρχίζουν να ανέρχονται, ενώ η 320Κ κατέρχεται. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα οι ισόθερμες 320Κ, 310Κ και η 300Κ να πλησιάζουν αρκετά, επομένως υπάρχει μεγαλύτερη ευστάθεια στο ύψος της τροπόσφαιρας όπου σημειώνεται η PV ανωμαλία. Η 290Κ αν και ανέρχεται απομακρύνεται από τη 300Κ, η οποία σε αυτό το γεωγραφικό μήκος βρίσκεται λίγο πάνω από τη 2PVU. Επίσης η 290Κ βρίσκεται στο μέγιστο ύψος πάνω από την επιφάνεια, άρα επικρατεί μικρότερη ευστάθεια στις στάθμες που βρίσκονται κάτω από τη PV ανωμαλία. Οι ισόθερμες μετά τη PV ανωμαλία και προς τη θέση του κέντρου τις βόμβας αρχίζουν να κατέρχονται. Αυτό υποδεικνύει την ύπαρξη ψυχρότερου αέρα στη περιοχή της PV ανωμαλίας και θερμότερου στη περιοχή του κέντρου της βόμβας. Ακριβώς πάνω από το κέντρο της βόμβας οι ισόθερμες 290Κ και 300Κ, καθώς και η 300Κ με τη 310Κ απομακρύνονται μεταξύ τους, άρα υπάρχει πιο αυξημένη αστάθεια μεταξύ της στάθμης 925hPa, όπου εντοπίζεται η 290Κ, και της στάθμης 350hPa όπου εντοπίζεται η 310Κ. L Σχήμα 72:Τομή κατά μήκος του παραλλήλου 37Ν στις 22/1/ UTC. Απεικονίζονται ο δυναμικός στροβιλισμός (PVU), η δυναμική θερμοκρασία (K) και η σχετική υγρασία με τιμές μεγαλύτερες ή ίσες του 80%. 127

128 Τη συγκεκριμένη χρονική στιγμή δημιουργήθηκε κάθετη τομή και κατά μήκος του μεσημβρινού 26Ε πάνω στον οποίο βρίσκεται το κέντρο της μετεωρολογικής βόμβας (Σχήμα 73). Παρατηρείται από βορρά προς νότο, από γεωγραφικό πλάτος 38Ν έως γεωγραφικό πλάτος 28Ν, στα νότια του κέντρου της βόμβας, PV ανωμαλία. Η 1 PVU εντοπίζεται στη στάθμη των 800 hpa σε πλάτος 28Ν ενώ η 2 PVU εντοπίζεται στη στάθμη των 600hPa βορειότερα σε πλάτος 30Ν. Γενικότερα όσο βορειότερα κινούμαστε και σε ψηλότερη στάθμη εντοπίζεται μεγαλύτερος δυναμικός στροβιλισμός. Έτσι στη στάθμη των 300hPa και σε γεωγραφικό πλάτος 34Ν σημειώνεται δυναμικός στροβιλισμός 10PVU. Πάνω ακριβώς από το κέντρο η 1 PVU εντοπίζεται στα 400hPa και η 9PVU στα 250hPa. Κάτω από τη PV ανωμαλία και στη περιοχή του κέντρου της βόμβας εμφανίζεται σχετική υγρασία 80% μέχρι τη στάθμη των 800hPa περίπου. Η υπόλοιπη τροπόσφαιρα προς τα πάνω παρουσιάζει μικρότερες τιμές. Υψηλή σχετική υγρασία εντοπίζεται επίσης βορειότερα του κέντρου της μετεωρολογικής βόμβας από 38Ν μέχρι 44Ν και σε ολόκληρο το ύψος της τροπόσφαιρας μέχρι τα 250hPa. Μεγάλη τιμή δυναμικού στροβιλισμού παρατηρείται στη κατώτερη τροπόσφαιρα λίγο βορειότερα του κέντρου, σε γεωγραφικό πλάτος 39Ν και είναι ίση με 10PVU. Η ανωμαλία αυτή εκτείνεται μέχρι τη μέση τροπόσφαιρα κατακόρυφα και λίγο βορειότερα. Σε πλάτος 41Ν στη στάθμη 600hPa υπάρχει δυναμικός στροβιλισμός 1PVU, καθώς και στο πλάτος 42Ν στα 500hPa. Από το νότο μέχρι τη PV ανωμαλία οι ισόθερμες της δυναμικής θερμοκρασίας παρουσιάζουν αύξηση. Η κατώτερη 290Κ σημειώνει μέγιστο στο πλάτος 32Ν στη στάθμη 750hPa, η 300K σημειώνει μέγιστο βορειότερα στο πλάτος 33Ν και βρίσκεται στη στάθμη 600hPa, η 310K ακόμη βορειότερα στο πλάτος 36Ν και είναι στη στάθμη των 400hPa. Από τις περιοχές αυτές οι ισόθερμες κατέρχονται και φτάνουν το ελάχιστο ύψος περίπου στη περιοχή του κέντρου. Όσο πιο ψηλά βρίσκεται η ισόθερμη σημειώνει το ελάχιστο ύψος βορειότερα από το κέντρο. Στη συνέχεια προς βορρά κατευθυνόμενες ανέρχονται σε ψηλότερες στάθμες. Το γεγονός ότι στη περιοχή της ανώτερης PV ανωμαλίας που βρίσκεται νότια του κέντρου αλλά και στις περιοχές βόρεια του κέντρου οι ισόθερμες βρίσκονται σε ψηλότερη στάθμη σημαίνει ότι στο κέντρο της βόμβας ο αέρας είναι θερμότερος. Στη περιοχή του κέντρου κατακόρυφα προς τα επάνω παρατηρείται μεγαλύτερη απόσταση μεταξύ των ισόθερμων, γεγονός που όπως έχει αναφερθεί δηλώνει μεγαλύτερη αστάθεια. 128

129 L Σχήμα 73:Τομή κατά μήκος του μεσημβρινού 26Ε στις 22/1/ UTC. Απεικονίζονται ο δυναμικός στροβιλισμός (PVU), η δυναμική θερμοκρασία (K) και η σχετική υγρασία με τιμές μεγαλύτερες ή ίσες του 80%. L Σχήμα 74:Τομή κατά μήκος του παραλλήλου 37Ν στις 22/1/ UTC. Απεικονίζονται ο δυναμικός στροβιλισμός (PVU) και οι αρνητικές τιμές της κατακόρυφης ταχύτητας ω (Pa/s). Στο σχήμα 74 παρατηρούνται ανοδικές κινήσεις στα ανατολικά της ανώτερης PV ανωμαλίας με μέγιστο -1.5Pa/s μεταξύ της στάθμης 750hPa και 600hPa, στα δυτικά της 129

130 με μέγιστο -1Pa/s μεταξύ της στάθμης 600hPa και 400 hpa. Στη πρώτη περιοχή σημειώνεται και υψηλή σχετική υγρασία όπως διακρίνεται από το σχήμα 73, ενώ στη δεύτερη μικρότερη από 80%. Μεγάλες τιμές ανοδικών κινήσεων σημειώνονται όπως προηγουμένως στα πλάτη 28Ε και 30Ε οι οποίες είναι ίσες με -4Pa/s. Τη χρονική αυτή στιγμή, όπως διακρίνεται στο Σχήμα 75, ενισχύεται σημαντικά η μέγιστη θετική τιμή της v συνιστώσα στα ανατολικά της PV ανωμαλίας και της βόμβας, σε γεωγραφικό μήκος 28Ε, και αγγίζει τα 60m/s στη στάθμη των 300hPa. Όπως παρατηρείται σε συνδυασμό με το Σχήμα 74 στο γεωγραφικό μήκος όπου παρατηρείται το μέγιστο του αεροχειμάρρου σημειώνονται ανοδικές κινήσεις σε όλες τις στάθμες από την επιφάνεια μέχρι τα 300hPa όπου εντοπίζεται ο αεροχείμαρρος. L Σχήμα 75:Τομή κατά μήκος του παραλλήλου 37Ν στις 22/1/ UTC. Απεικονίζονται ο δυναμικός στροβιλισμός (PVU) και η συνιστώσα v του ανέμου (m/s). Τη χρονική στιγμή 11, στις 22/1/ UTC, η μετεωρολογική βόμβα έχει μεταφερθεί στη θέση 37.5Ν και 26.5Ε. Τη στιγμή αυτή σημειώνεται η ελάχιστη τιμή της ατμοσφαιρικής πίεσης στην επιφάνεια. Στη κάθετη τομή (Σχήμα 76) απεικονίζεται η θέση της βόμβας. Σε γεωγραφικό μήκος 19Ε, δηλαδή δυτικά από το κέντρο εντοπίζεται στην ανώτερη τροπόσφαιρα μια PV ανωμαλία. Πρόκειται για την εισβολή ψυχρού στρατοσφαιρικού αέρα μέσω του σπασίματος της τροπόπαυσης που εντοπίστηκε και κατά τις προηγούμενες χρονικές στιγμές. Η καμπύλη 2PVU φτάνει έως τα 600hPa, 130

131 γεγονός που σημαίνει ότι είναι πιο ισχυρή η εισβολή σε σχέση με τη προηγούμενη χρονική στιγμή. Ανατολικά του μεσημβρινού 19Ε, πάνω από το κέντρο του επιφανειακού χαμηλού και πιο ανατολικά παρατηρείται επίσης αυξημένος δυναμικός στροβιλισμός στην ανώτερη τροπόσφαιρα. Συγκεκριμένα η 2PVU βρίσκεται περίπου στη στάθμη των 400hPa μέχρι και τον μεσημβρινό 30Ε. Πριν τη PV ανωμαλία ήταν στη στάθμη των 200hPa. Σε γεωγραφικό μήκος 24Ε και 29Ε δημιουργούνται δυο μικρότερες ανωμαλίες. Κάτω από τη PV ανωμαλία παρατηρείται από τη στάθμη των 800hPa περίπου και προς τα πάνω, σχετική υγρασία μικρότερη του 80%. Στη περιοχή όπου βρίσκεται το κέντρο σημειώνεται σχετική υγρασία μεγαλύτερη ή ίση του 80% από την επιφάνεια μέχρι τα 800hPa. Το ίδιο ισχύει και πιο δυτικά μεταξύ των μεσημβρινών 21Ε και 24Ε αλλά μέχρι τη στάθμη των 500hPa. Επίσης μεταξύ των δυο μικρότερων ανωμαλιών διακρίνεται υψηλή σχετική υγρασία μέχρι τα 400hPa, ενώ στα ανατολικά της τελευταίας μέχρι τα 300hPa. Ανατολικά του επιφανειακού κέντρου, κοντά στην επιφάνεια εντοπίζονται δυο ανωμαλίες PV. Η πρώτη στο μεσημβρινό 30.5Ε είναι ίση με 4PVU και η δεύτερη στο 32.5Ε είναι ίση με 6PVU. Οι καμπύλες της δυναμικής θερμοκρασίας 290Κ, 300Κ και 310Κ παρουσιάζουν ανύψωση πριν την ανωμαλία μέχρι και λίγο πιο ανατολικά και έπειτα καθίζηση. Η ανύψωση των ισόθερμων της δυναμικής θερμοκρασίας σημαίνει ύπαρξη ψυχρού αέρα, που προφανώς σχετίζεται με την εισβολή του στρατοσφαιρικού αέρα, αφού η ανύψωση συμβαίνει στη περιοχή όπου σημειώνεται αναδίπλωση της τροπόπαυσης. Επίσης οι ισόθερμες 320Κ, 330Κ και οι ανώτερες πριν τη PV ανωμαλία παρουσιάζουν καθίζηση επομένως η καθίζηση αυτών και η ανύψωση των κατώτερων ισόθερμων οδηγεί σε σύσφιξη περίπου σε γεωγραφικό μήκος 22Ε, άρα πιο δυτικά από το κέντρο και πάνω από τη στάθμη των 450hPa. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχει πιο ευσταθής αέρας στη περιοχή αυτή. Οι ισόθερμες 290Κ και 300Κ όταν βρίσκονται στη περιοχή του κέντρου και πιο ανατολικά απομακρύνονται μεταξύ τους. Άρα υπάρχει μεγαλύτερη αστάθεια από ότι προηγουμένως. Στη κατώτερη τροπόσφαιρα όπως και τις προηγούμενες στιγμές σε γεωγραφικό μήκος 30Ε και 32Ε οι PV ανωμαλίες ενισχύονται σε 8PVU η πρώτη και σε 6PVU η δεύτερη. Η σχετική υγρασία είναι περίπου ίση με 90% στις περιοχές αυτές. 131

132 L Σχήμα 76:Τομή κατά μήκος του παραλλήλου 37.5Ν στις 22/1/ UTC. Απεικονίζονται ο δυναμικός στροβιλισμός (PVU), η δυναμική θερμοκρασία (K) και η σχετική υγρασία με τιμές μεγαλύτερες ή ίσες του 80%. L Σχήμα 77:Τομή κατά μήκος του παραλλήλου 37.5Ν στις 22/1/ UTC. Απεικονίζονται ο δυναμικός στροβιλισμός (PVU) και οι αρνητικές τιμές της κατακόρυφης ταχύτητας ω (Pa/s). 132 Στο Σχήμα 77 παρατηρείται ότι σημειώνονται ανοδικές κινήσεις στο γεωγραφικό πλάτος 31Ε εκεί όπου εμφανίζεται κατώτερη PV ανωμαλία και σχετική υγρασία 80%. Η