ΧΩΡΙΚΗ ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΤΗΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΑΝΕΜΟΥ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΟΛΙΓΟΩΡΗ ΑΝΕΜΟΘΥΕΛΛΑ ΤΗΣ 9ης ΟΚΤΩΒΡΙΟΥ 2003 ΣΤΟ ΘΡΙΑΣΙΟ ΠΕ ΙΟ Μαυράκης Αναστάσιος 1, Θεοχαράτος Γεώργιος 2, Χρηστίδης Αναστάσιος 3, Βερούτη Ελένη 4 1 Φυσικός-Περιβαλλοντολόγος (MSc) 2 Εργαστήριο Μετεωρολογίας Πανεπιστηµίου Αθηνών 3 Γραφείο Ελέγχου Ρύπανσης και Ποιότητας Περιβάλλοντος (Γ.Ε.Ρ.Π.ΠΕ.) του Αναπτυξιακού Συνδέσµου ήµων και Κοινοτήτων Θριασίου Πεδίου 4 Χηµικός, Γραφείο Περιβάλλοντος ήµου Ασπροπύργου Περίληψη Στόχος της παρούσης εργασίας είναι η µελέτη της χωρικής κατανοµής της ταχύτητας του ανέµου κατά την ολιγόωρη ανεµοθύελλα της 9 ης Οκτωβρίου 2003, η οποία προκάλεσε αρκετές καταστροφές στην αγροτική παραγωγή. Επιπλέον αρκετά παροπλισµένα πλοία παρασύρθηκαν από τα αγκυροβόλια τους, και δηµιούργησαν κινδύνους γιά την ναυσιπλοία και τις λιµενικές εγκαταστάσεις σηµαντικών βιοµηχανικών µονάδων. Το φαινόµενο, αν και συνέβει κατά τις νυχτερινές ώρες προκάλεσε πλήθος προβληµάτων επί σειρά ηµερών. Γιά την µελέτη του σπάνιου γιά την περιοχή φαινοµένου, χρησιµοποιήθηκαν δεδοµένα που παραχωρήθηκαν από το δίκτυο ελέγχου ποιότητας της ατµόσφαιρας της τοπικής αυτοδιοίκησης του Θριασίου και πιό συγκεκριµένα, από το Γραφείο Περιβάλλοντος του ήµου Ασπροπύργου, από το δίκτυο που διαθέτει ο Αναπτυξιακός Σύνδεσµος ήµων και Κοινοτήτων της περιοχής και αφορούν τιµές δεκαλέπτου και από τον τοπικό σταθµό της ΕΜΥ. Τα αποτελέσµατα δείχνουν µιά σηµαντική διαφοροποίηση της ταχύτητας του ανέµου, η οποία φαίνεται να εξαρτάται από την µορφολογία του εδάφους, αλλά και από τις χρήσεις γής. SPATIAL DISTRIBUTION OF WINDSPEED DURING THE FEW HOURS WINDSTORM OF 9 OCTOBER 2003 IN THE THRIASSIO PLAIN Mavrakis Anastasios 1, Theoharatos Georgios 2, Christides Anastasios 3, Verouti Eleni 4 1 Environmental Physicist (MSc) 2 Laboratory of Meteorology, University of Athens: 3 Bureau of Pollution Control and Environmental Quality of the Thriasion Pedion area 4 Bureau of Pollution Control, Municipality of Aspropyrgos Abstract This study attempts to examine the spatial distribution of wind speed during the few-hours windstorm of October 9 th 2003 that caused significant damage to the local agriculture. Moreover ships intended for demolition drifted from their anchorages, and were potential hazards for navigation and the harbor installations of important industrial units. Even though the phenomenon occurred during nighttime it caused problems for several days. The rare, for this region phenomenon, provided us with the opportunity to study the spatial distribution of wind speed. The data were obtained by Bureau of Pollution Control, Municipality of Aspropyrgos, by the Bureau of Pollution Control and Environmental Quality of the Development Association of Thriassion Plain and refer to 10 minutes values and by the local station of N.M.S. The results show an important differentiation of wind speed that appears to depend on terrain morphology, as well as on land use. Λέξεις κλειδιά: ταχύτητα ανέµου, χρήσεις γής Key words: wind speed, landuses 1. Περιγραφή και εδοµένα Η ευρύτερη περιοχή του Θριασίου Πεδίου είναι γνωστή για τη συγκέντρωση βιοµηχανιών και βιοτεχνιών καθώς και για τον σηµαντικό κυκλοφοριακό φόρτο που δέχεται. Αν και πρόσφατα δηµοσιοποιήθηκαν τα επιχειρησιακά σχέδια του Σχεδίου Αντιµετώπισης Τεχνολογικού Ατυχήµατος Μεγάλης Έκτασης (ΣΑΤΑΜΕ) Θριασίου Πεδίου, εν τούτης ελάχιστα έχουν γίνει γιά την αντιµετώπιση φυσικών καταστροφών.
Παράδειγµα περιστατικού φυσικής καταστροφής (τα αποτελέσµατα της οποίας περιορίστηκαν µόνο σε υλικές ζηµιές), θα µπορούσε να είναι η ολιγόωρη ανεµοθύελα της 9 ης Οκτωβρίου 2003. Κατά την διάρκειά της προκλήθηκαν αρκετές καταστροφές στην αγροτική παραγωγή και ειδικότερα στο φυτικό κεφάλαιο. Επιπλέον αρκετά παροπλισµένα πλοία παρασύρθηκαν από τα αγκυροβόλια τους, και δηµιούργησαν κινδύνους γιά την ναυσιπλοία και τις λιµενικές εγκαταστάσεις σηµαντικών βιοµηχανικών µονάδων. Η ανεµοθύελα, άν και διήρκεσε επί εξάωρο κατά τις νυχτερινές ώρες, προκάλεσε πλήθος προβληµάτων επί σειρά ηµερών. Το σπάνιο γιά την περιοχή φαινόµενο, µας έδωσε την ευκαιρία, να µελετήσουµε την χωρική κατανοµή της ταχύτητας του ανέµου, όπως αυτή µετρήθηκε σε διάφορες περιοχές του Θριασίου Πεδίου. Τα δεδοµένα έγιναν διαθέσιµα από το δίκτυο σταθµών του Γραφείου Ελέγχου Ρύπανσης και Ποιότητας Περιβάλλοντος (Γ.Ε.Ρ.Π.ΠΕ.) του Αναπτυξιακού Συνδέσµου ήµων και Κοινοτήτων Θριασίου Πεδίου, από το Γραφείο Περιβάλλοντος του ήµου Ασπροπύργου (Γ.Π..Α.) και από την ΕΜΥ (Σταθµός Ελευσίνας) και αφορούν τιµές δεκαλέπτου (30λεπτου από την ΕΜΥ), της ιεύθυνσης και της Ταχύτητας του Ανέµου. Η γεωµορφολογία του Θριασίου Πεδίου, είναι τέτοια, ώστε να χαρακτηρίζεται ως µία κλειστή λεκάνη, η οποία περικλείεται από ορεινό και λοφώδες ανάγλυφο, το οποίο δηµιουργεί έναν δίαυλο (βόρεια) πρός τον ορεινό όγκο της Πάρνηθας, δύο (ανατολικά) προς το Λεκανοπέδιο Αθηνών και δύο διαύλους (νότια) προς το Σαρωνικό (έναν προς το υτικό Σαρωνικό και έναν προς τον Ανατολικό). Η απόσταση των κορυφών του αναγλύφου που το περιβάλλουν κατά την διεύθυνση Α- είναι 10 Km, ενώ κατά την διεύθυνση Β-Ν (έως την Σαλαµίνα) είναι 16900m. Η περιοχή διαρέεται από πλήθος ρεµάτων, τα περισσότερα εκ των οποίων έχουν την διεύθυνση Β-Ν. Μάλιστα οι δύο µεγαλύτεροι χείµαρροι (ο Σαρανταπόταµος στα υτικά και το Ρέµα του Αγίου Γεωργίου στα Ανατολικά) οριοθετούν και περικλείουν το µεγαλύτερο µέρος της πεδινής περιοχής, από το ορεινό όγκο της Πάρνηθας έως την θάλασσα κατά την διεύθυνση Β-Ν. Στο Θριάσιο κατά µήκος των 15Km των ακτών, τα 12Km έχουν καταληφθεί από λιµενικές δραστηριότητες των βιοµηχανιών βιοτεχνιών. Γιά παράδειγµα, η νοµοθετηµένη βιοµηχανική περιοχή της Παραλίας Ασπροπύργου, η οποία εφάπτεται µε την ακτογραµµή φτάνει σε έκταση τα 3500 στρέµµατα και έχουν αναπτυχθεί πλήθος δραστηριοτήτων, ενώ κατά µήκος της ακτογραµµής διέρχεται η Νέα Εθνική Οδός Αθηνών Κορίνθου. Το δίκτυο των σταθµών µέτρησης που χρησιµοποιήθηκαν καλύπτουν τον οικισιτκό ιστό των 4 δήµων της περιοχής. Η θέση (S20), βρίσκεται στο Κέντρο της Ελευσίνας, στο ηµοτικό Parking σε ικανή απόσταση από µεγάλες κατασκευές. Η θέση (S21), βρίσκεται στις Εργατικές Κατοικίες Μάνδρας, περιοχή η οποία βρίσκεται σε γειτνίαση µε την βιοµηχανική περιοχή Ελευσίνας (νότια) και την βιοµηχανική περιοχή Μάνδρας (βορειοανατολικά), ενώ στα δυτικά αναπτύσεται έντονο ανάγλυφο. Η θέση (S05) βρίσκεται στο κέντρο της κοινότητας Μαγούλας, ενώ η θέση (S07) στο κέντρο του οικισµού Παραλία Ασπροπύργου που περιβάλλεται από σηµαντικές βιοµηχανικές µονάδες. Η θέση (AE σταθµός ΕΜΥ) βρίσκεται στο αεροδρόµιο. Η θέση Γερµανικά GE (S31), βρίσκεται στο ανατολικό άκρο του Ασπροπύργου, ενώ η θέση Γκοριτσά GO (S32), βρίσκεται βορείως του αεροδροµίου. Στο Σχήµα 1a απεικονίζονται τα όρια νοµοθετηµένων χρήσεων γής και η κατανοµή των σταθµών µέτρησης, στο Σχήµα 1b τα µεγάλα ρέµατα που διαρρέουν την περιοχή και οι κορυφές του αναγλύφου που περιβάλλουν τα όρια των ΟΤΑ του Θριασίου, ενώ στο Πίνακα 1, παρατίθενται ορισµένα γεωγραφικά χαρακτηριστικά των σταθµών. Τα περιορισµένα στοιχεία από τους σταθµούς S31 και S32, δεν απεικονίζονται στα διαγράµµατα, αλλά ελήφθησαν υπόψιν. S04 S05 GO (S32) ΑΕ S06 GE (S31) S03 (21) S20 S07 ΕΑ ΚΟΛΠΟΣ ΕΛΕΥΣΙΝΑΣ Σχήµα 1 b Σχήµα 1 a
Σχήµα 1. Χάρτης της περιοχής του Θριασίου Πεδίου, στον οποίο απεικονίζονται τα όρια νοµοθετηµένων χρήσεων γής και η κατανοµή των σταθµών µέτρησης (1 a), και οι κορυφές του αναγλύφου και τα ρέµατα (1b). Κλίµακα χάρτη 1:5000 Distance from Altitude Name (Abbreviation) Code Operator Type seashore (m) (m) 1000 20 Elefsis (EL) S20 ΓΕΡΠΠΕ AQ+Meteo 600 50 Mandra s Labour Buildings (EKM) S21 ΓΕΡΠΠΕ AQ+Meteo 400 5 Paralia Aspropyrgou (PA) S07 ΓΕΡΠΠΕ AQ+Meteo 5000 100 Magoula (MAG) S05 ΓΕΡΠΠΕ AQ+Meteo 2000 40 Germa nika-aspropyrgos (GE) S31 ΓΠ Α AQ+Meteo 5000 60 Goritsa-Aspropyrgos (GO) S32 ΓΠ Α AQ 3000 30 Elefsis Airport (AE) AE ΕΜΥ M eteo Π ίνακας 1. Γεωγραφικά χαρακτηριστικά των σταθµών που χρησιµ οποιήθηκ αν. *AQ: air quality 2. Αποτελέσµατα 2.1. Χρονική Εξέλιξη Από την µελέτη των διαγραµµάτων, µπορούµε να εξάγουµε τα παρακάτω συµπεράσµατα: 1. Η ιεύθυνση του ανέµου ανά δεκάλεπτο, όπως φαίνεται και στα Σχήµατα 2α και 2β, ήταν βόρεια κατά το πρώτο επεισόδιο και βορειοανατολική στο δεύτερο. 2. Το υπόλοιπο 24ώρο, επικράτησαν άνεµοι µεταβλητών διευθύνσεων. 3. Η επίδραση του όγκου των µεγάλων βιοµηχανικών εγκαταστάσεων, είναι φανερή στη θέση S07 τόσο σε ότι αφορά την ταχύτητα του ανέµου, όσο και στην διεύθυνσή του. Average of WDD-S05 Average of WDD-S20 Time Time Σχήµα 2α Μαγούλα (S05) Σχήµα 2β Ελευσίνα (S20) Σχήµα 3. ιαγράµµατα των ιευθύνσεων της ταχύτητας του ανέµου στην Μαγούλα (S05) και στην Ελευσίνα (S20) γιά το χρονικό διάστηµα από 0:10π.µ. έως 23:50µ.µ εδοµένα από τους σταθµούς µέτρησης του ΓΕΡΠΠΕ 4. Το φαινόµενο ξεκίνησε στις 1:10 π.µ., µε απότοµη άνοδο της ταχύτητας του ανέµου σε όλους τους σταθµούς και ολοκληρώθηκε στις 6:10 π.µ. 5. Οι ταχύτητες του ανέµου κατά την διάρκεια της ανεµοθύελας, ήταν τριπλάσιες από τις αντίστοιχες ταχύτητες που µετρήθηκαν το υπόλοιπο 24ώρο (Σχήµα 3), σε όλους τους σταθµούς µέτρησης. 6. Η διάρκεια του κάθε επεισοδίου ήταν τρείς ώρες. Από το διάγραµµα του Σχήµατος 4, φαίνεται χαρακτηριστικά µία χρονική συµµετρία της διάρκειας των δύο επεισοδίων. 7. Η µέγιστη διαφορά ταχυτήτων µεταξύ των σταθµών, άγγιξε τα 11m/sec στο πρώτο επεισόδιο και τα 15m/sec στο δεύτερο επεισόδιο. 8. Από την µελέτη των διαγραµµάτων, γίνεται φανερή και µία ζωνικότητα ως προς την εκδήλωση του φαινοµένου. Η ζωνικότητα αυτή φαίνεται να εξαρτάται από την απόσταση από την θάλασσα και από τις υποκείµενες χρήσεις γής. 9. η η Με βάση τα διαγράµµατα (Σχήµα 4), µπορούµε να ορίσουµε 2 χρονικές ζώνες (1 : S20, S21, AE και 2 : S05, S07), ώς προς την χρονική απόκριση των σταθµών, ανά επεισόδιο. 10. Στο πρώτο επεισόδιο, η µέγιστη χρονική διαφορά εµφάνισης των µεγίστων ταχυτήτων µεταξύ των σταθµών είναι 10 λεπτά, ενώ στη δεύτερη είναι 20-30 λεπτά.
24 WS-S20 m/sec WS-S05 m/sec 20 WS-S21 m/sec WS-S07 m/sec 16 12 8 4 0 0:10 1:10 2:10 3:10 4:10 5:10 6:10 7:10 8:10 9:10 10:10 11:10 12:10 13:10 14:10 15:10 16:10 17:10 18:10 19:10 20:10 21:10 22:10 23:10 Σχήµα 3. ιάγραµµα ταχυτήτων του ανέµου γιά το χρονικό διάστηµα από 0:10π.µ. έως 23:50µ.µ από τους σταθµούς µέτρησης του ΓΕΡΠΠΕ (ταχύτητα του ανέµου WS-[m/sec]). Φαίνονται χαρακτηριστικά τα δύο επεισόδια, καθώς και οι διαφορές στο εύρος των ταχυτήτων που µετρήθηκαν, τόσο κατά τα επεισόδια, όσο και σε σχέση µε τις ταχύτητες του ανέµου την υπόλοιπη ηµέρα. 22 18 WS [m/sec] WDS-S20 m/sec WDS-S05 m/sec WDS-S21 m/sec WDS-S07 m/sec WDS-AE m/sec 14 10 6 2 Time 1:10 1:30 1:50 2:10 2:30 2:50 3:10 3:30 3:50 4:10 4:30 4:50 5:10 5:30 5:50 6:10 Σχήµα 4. ιάγραµµα ταχυτήτων του ανέµου γιά το χρονικό διάστηµα από 1:10π.µ. έως 6:10π.µ από όλους τους διαθέσιµους σταθµούς µέτρησης της ταχύτητας του ανέµου [m/sec]. Φαίνονται χαρακτηριστικά τα δύο επεισόδια, καθώς και οι διαφορές στο εύρος των ταχυτήτων που µετρήθηκαν µεταξύ των σταθµών. 2.2. Χωρική Κατανοµή
Στα σχήµατα που ακολουθούν, απεικονίζεται η χωρική κατανοµή των µεγίστων τιµών της ταχύτητας του ανέµου κατά τα δύο τρίωρα επεισόδια της ανεµοθύελας. Ο σχεδιασµός των κατανοµών των ταχυτήτων, έγινε µε την µέθοδο Radial Basis Function. Για το σχεδιασµό των κατανοµών χρησιµοποιήθηκαν µόνο οι µέγιστες τιµές της ταχύτητας. Από τις χωρικές κατανοµές των ταχυτήτων προκύπτουν τα ακόλουθα: 1. Το µέγιστο των ταχυτήτων καταγράφεται στην πεδινή περιοχή, στο κέντρο της απόστασης µεταξύ του αναγλύφου που περιβάλλει την περιοχή στον άξονα Α-. 2. Οι µέγιστες ταχύτητες ανέµου µετρήθηκαν στο σταθµό της ΕΜΥ (AE), γύρω από τον οποίο απουσιάζουν ανθρώπινες κατασκευές και περιβάλλεται από αγροτική έκταση 3. Οι επόµενες µέγιστες ταχύτητες, µετρήθηκαν στο σταθµό της, Ελευσίνας (S20) γύρω από τον οποίο απουσιάζουν µεγάλες κατασκευές 4. Ακολουθούν οι σταθµοί στις Εργατικές Κατοικίες Μάνδρας (S21), της Μαγούλας (S05) και της Παραλίας Ασπροπύργου (S07), των Γερµανικών (S31) και της Γκοριτσάς (S32). Γιά τον σταθµό S07, γίνεται φανερή η επίδραση των µεγάλων βιοµηχανικών εγκαταστάσεων που περιβάλλουν τον οικισµό. 5. Από τα Σχήµατα 5α και 5β, καθώς και Σχήµατα 6α και 6β, φαίνεται καθαρά η ένταση του ανέµου στις ελεύθερες από χρήσεις και µεγάλες κατασκευές περιοχές του Θριασίου, καθώς και η επίδραση που έχουν οι διάφορες χρήσεις γής. 6. Η µορφή των κατανοµών, δείχνει την επίδραση του αναγλύφου που περιβάλει την περιοχή, στις διαµορφούµενες τιµές. ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΤΩΝ ΤΑΧΥΤΗΤΩΝ ΤΟΥ ΑΝΕΜΟΥ (9-10-2003) 80 70 60 S05 GO (S32) 23 S04 50 40 ΑΕ S06 GE (S31) 21 19 30 S03 (21) S20 17 S07 15 20 ΕΑ 13 10 11 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1ο ΕΠΕΙΣΟ ΙΟ - ΜΕΓΙΣΤΕΣ ΤΑΧΥΤΗΤΕΣ Σχήµα 5α Σχήµα 5β Σχήµα 5. Χωρική κατανοµή των µέγιστων ταχυτήτων του ανέµου κατά το πρώτο τρίωρο της ανεµοθύελας 9 ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΤΩΝ ΤΑΧΥΤΗΤΩΝ ΤΟΥ ΑΝΕΜΟΥ (9-10-2003) 80 70 60 S05 GO (S32) 21 S04 50 19 40 ΑΕ S06 GE (S31) 17 30 S03 (21) S20 15 S07 13 20 ΕΑ 11 10 9 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 2ο ΕΠΕΙΣΟ ΙΟ - ΜΕΓΙΣΤΕΣ ΤΑΧΥΤΗΤΕΣ 7 Σχήµα 6α Σχήµα 6β Σχήµα 6. Χωρική κατανοµή των µέγιστων ταχυτήτων του ανέµου κατά το δεύτερο τρίωρο της ανεµοθύελας
Γενική Βιβλιογραφία Μουσιόπουλος Ν., 1997: Φαινόµενα Μεταφοράς στην Ατµόσφαιρα, Εκδόσεις Γιαχουδή-Γιαπουλή, Θεσσαλονίκη Stull B.R., 1989: An Introduction to Boundary Layer Meteorology, Kluwer Academic Waring R., Running S., 1998: Forest Ecosystems Analysis at Multiple Scales, Academic Press, USA Kim J. Runk: Downslope Windstorms: A Conceptual Review and Case Study. National Weather Service, Las Vegas, NV, (http://www.wrh.noaa.gov/lasvegas/projects/downslope.html) www.thriasiopedio.gr