• Αναζήτηση
  • Πώς γεννιέται και πεθαίνει ένας ανεμοστρόβιλος

    Μόλις 16 λεπτά μετά την τελευταία προειδοποίηση, τη Δευτέρα στις 14.56, ο σφοδρός ανεμοστρόβιλος άγγιξε το έδαφος και άρχισε να τρομοκρατεί και να καταστρέφει. Διήνυσε 32 χιλιόμετρα, έμεινε στην κατοικημένη περιοχή της πόλης Μουρ στην Οκλαχόμα για 40 λεπτά, αλλά τον κατέταξαν με μέγιστο το 5 στο 4 της κλίμακας Φουτζίτα.

    Μόλις 16 λεπτά μετά την τελευταία προειδοποίηση, τη Δευτέρα στις 14.56, ο σφοδρός ανεμοστρόβιλος άγγιξε το έδαφος και άρχισε να τρομοκρατεί και να καταστρέφει. Διήνυσε 32 χιλιόμετρα, έμεινε στην κατοικημένη περιοχή της πόλης Μουρ στην Οκλαχόμα για 40 λεπτά, αλλά τον κατέταξαν με μέγιστο το 5 στο 4 της κλίμακας Φουτζίτα. Παρ’ όλα αυτά οι αρχές των Ηνωμένων Πολιτειών ανακοίνωσαν ότι ήταν ένας από τους πιο καταστρεπτικούς που έχουν εμφανιστεί. Στις γραμμές που ακολουθούν γίνεται μια προσπάθεια εξήγησης του φαινομένου με όσο το δυνατόν πιο απλούς όρους.
    Οταν δεν έχεις τρόπο να φυλαχτείς
    Οι διηγήσεις σχετικά με το πέρασμα του τελευταίου ανεμοστρόβιλου από την Πολιτεία Οκλαχόμα δείχνουν πόσο ανήμποροι είναι οι άνθρωποι να προφυλαχθούν, ακόμη και εκεί όπου κάθε χρόνο δέχονται αρκετές τέτοιες δυσάρεστες επισκέψεις. Οικογένειες που βρήκαν καταφύγιο στα υπόγεια άλλων πιο ασφαλών κτιρίων, όταν βγήκαν ξανά διαπίστωσαν πως από το δικό τους σπίτι δεν είχαν μείνει ούτε οι τοίχοι! Η ταχύτητα του ανέμου πρέπει να ήταν κοντά στα 250 χιλιόμετρα την ώρα (σε ανεμοστρόβιλο του 1999 είχε φθάσει τα 480), αυτοκίνητα εκτοξεύθηκαν εναντίον ενός σχολείου, ογκώδη κτίρια (σχολεία και νοσοκομεία) ισοπεδώθηκαν, ενώ οι άνθρωποι των συνεργείων διάσωσης έψαχναν ως αργά τη νύχτα μέσα στο σκοτάδι με τη βοήθεια ανιχνευτών υπέρυθρης ακτινοβολίας γι’ αυτούς που ήταν θαμμένοι ζωντανοί και το σώμα τους θα έστελνε ακόμη αυτές τις θερμές ακτίνες, ένα βουβό και αυθόρμητο σήμα κινδύνου. Και αυτός ήταν ένας από τους 750 περίπου ανεμοστρόβιλους που πλήττουν κατά μέσον όρο τις Ηνωμένες Πολιτείες κάθε χρόνο.

    Η απαραίτητη… συνταγή

    Για να έχουμε έναν καλά σχηματισμένο ανεμοστρόβιλο χρειαζόμαστε: Την περιστροφική κίνηση της Γης, μάζες θερμού και ψυχρού αέρα που συναντώνται, υδρατμούς και την κατάλληλη εδαφική διαμόρφωση, δηλαδή μια αρκετά μεγάλη έκταση, χωρίς διάσπαρτα υψηλά φυσικά εμπόδια όπως είναι οι μεγάλες οροσειρές. Μια τέτοια «ευνοημένη» περιοχή βρίσκεται ακριβώς εκεί στην Οκλαχόμα, το Μισούρι, την Αλαμπάμα, στη «λεωφόρο με τους ανεμοστρόβιλους», ανατολικά από τα Βραχώδη Ορη, όπου θερμές και υγρές αέριες μάζες από τον Κόλπο του Μεξικού μπορούν να εισχωρούν και να κυκλοφορούν ανεμπόδιστα ως τα σύνορα με τον Καναδά. Αυτό βέβαια δεν αποκλείει τέτοια καταστρεπτικά περάσματα των ανέμων να συμβούν και σε άλλα σημεία της Γης, όπως στις πεδιάδες της Ρωσίας όπου είχαμε ένα δεύτερο, λιγότερο καταστρεπτικό, «κρούσμα» μέσα στην εβδομάδα στην περιοχή Τούλα. Αυτό το βίαιο μετεωρολογικό φαινόμενο είναι συνδεδεμένο με μεγάλες ατμοσφαιρικές διαταραχές. Στις Ηνωμένες Πολιτείες αυτές αναφέρονται ως hurricanes ή tropical cyclons (κυκλώνες), ενώ στη Νότια Ασία ως typhoons (τυφώνες).
    Στις Ηνωμένες Πολιτείες αέριες μάζες από τα βόρεια, από το Σασκατσουάν, κινούνται νότια και συναντούν θερμές αέριες μάζες που έρχονται από τον Κόλπο του Μεξικού. Στο παιχνίδι μπαίνουν και αέριες μάζες που συναντούν πρώτα τα Βραχώδη Ορη, χάνουν εκεί τους υδρατμούς τους και ανακατεύονται και αυτές στο φαινόμενο. Κάνοντάς το έτσι ένα χαοτικό σύστημα που περιορίζει σε πολύ λίγες τις ημέρες πρόβλεψης και προειδοποίησης εκ μέρους των ειδικών. Ζεστό νερό, τουλάχιστον 26 βαθμοί Κελσίου στην επιφάνεια της θάλασσας (και σε βάθος 50-60 μέτρων), 5-20 μοίρες γεωγραφικό πλάτος, δηλαδή κοντά στον Ισημερινό, πτώση της θερμοκρασίας, καθώς ανεβαίνουμε προς τα επάνω στην ατμόσφαιρα και ένας άνεμος που πνέει από το πλάι είναι μερικές από τις προϋποθέσεις για να αρχίσει η κυοφορία μιας καταιγίδας. Πολλές φορές έχουμε τις λεγόμενες πολυκυτταρικές καταιγίδες όπου σε περισσότερα από ένα γειτονικά σημεία εμφανίζεται υγρός αέρας να κινείται με ταχύτητα προς τα επάνω, συμπυκνώνονται οι υδρατμοί και η απελευθερωμένη θερμότητα δίνει και άλλη ώθηση, ενώ αν υπάρχει άνεμος πλευρικός αυτός ευνοεί την περιστροφική κίνηση αέρα και νερού με τη μορφή βροχής ή και χαλαζιού.
    Το μανιτάρι και ο Αρχιμήδης
    Ολα αρχίζουν από ένα μανιτάρι θερμού αέρα. Ακολουθώντας πιστά τα όσα αναφέρει η Αρχή του Αρχιμήδη, που έχει εφαρμογή και στα αέρια, αρχίζει την ανοδική του πορεία. Πιο ψηλά όμως η ατμόσφαιρα αραιώνει, η πίεση πέφτει και το αέρινο μανιτάρι διαστέλλεται και ψύχεται και μάλιστα αρκετά απότομα (αδιαβατική εκτόνωση το λένε στη Φυσική). Οι υδρατμοί συμπυκνώνονται σε σταγονίδια νερού, η θερμότητα που περισσεύει ζεσταίνει κι άλλο το μεγάλο αυτό μπαλόνι και το φέρνει με ταχύτητα σχεδόν 50 χιλιομέτρων την ώρα στα όρια με τη Στρατόσφαιρα. Οπου όμως εκεί δεν προχωρεί άλλο λόγω αναστροφής της θερμοκρασίας και είναι σαν «να βρίσκει ταβάνι» οπότε και το σύννεφο απλώνεται δημιουργώντας ένα χαρακτηριστικό σχήμα που θυμίζει το αμόνι του σιδηρουργού.
    Στις πολυκυτταρικές καταιγίδες μπορεί να εμφανιστούν περισσότερα από ένα τέτοια αμόνια. Στο ύψος αυτό τα σταγονίδια ενώνονται σχηματίζοντας μεγαλύτερες σταγόνες που όμως, λόγω της βαρύτητας, πλέον αρχίζουν να πέφτουν προς τη Γη. Ο πλάγιος άνεμος που σε αυτή την περίπτωση όπως είπαμε έρχεται από τα Βραχώδη Ορη και έχει διαφορετική αλλά σταθερή ταχύτητα στα διάφορα ύψη, αρχίζοντας από μηδέν σχεδόν στην επιφάνεια της Γης λόγω της τριβής με το έδαφος, σαν ένας αόρατος γλύπτης συνθέτοντας και την ταχύτητα του ανέμου που πνέει από νοτιοανατολικά προς βορειοδυτικά, δίνει στην κατακόρυφη στήλη, που κουβαλάει όχι μόνο βροχή αλλά μερικές φορές ακόμη και πολύ χοντρό χαλάζι, μια περιστροφική κίνηση δημιουργώντας έναν θολό σωλήνα, μια περιστρεφόμενη στήλη αέρα που ξεκινά από τη βάση του καταιγιδοφόρου νέφους και φτάνει ως το έδαφος.
    Η συμπεριφορά της «προβοσκίδας»
    Οταν αυτός από μακριά φαίνεται να κατεβαίνει από τον ουρανό και να αγγίζει τη Γη, η πολυκυτταρική καταιγίδα «βγάζει προβοσκίδα» όπως λέμε. Και τότε μιλούμε για ανεμοστρόβιλο. Το μέγεθος του στροβιλιζόμενου νέφους και η διάρκεια επαφής με το έδαφος έχουν σχέση με τον τύπο και την ένταση της καταιγίδας. Ανεμοστρόβιλοι λοιπόν, ένας ή περισσότεροι ταυτόχρονα, εμφανίζονται σχεδόν πάντα μέσα σε πολυκυτταρικές καταιγίδες. Οπως είπε στο ΒΗΜΑ Science ο κ. Π. Νάστος, αναπληρωτής καθηγητής Κλιματολογίας: «Ο ανεμοστρόβιλος θα παύσει να υφίσταται όταν εξασθενήσουν τα οριζόντια ζεστά ρεύματα αέρα. Η εξασθένηση αυτή προκαλείται με τη συνεχή ψύξη του ατμοσφαιρικού αέρα, καθώς όλο και περισσότερη ατμοσφαιρική αέρια μάζα λόγω της βροχής παρασύρεται σε όλο και χαμηλότερα επίπεδα και τελικά φθάνει στο έδαφος. Με λίγα λόγια, ο ανεμοστρόβιλος δημιουργείται από την καταιγίδα και «πεθαίνει» πάλι από αυτήν».
    Στην καρδιά του κάθε ανεμοστρόβιλου υπάρχει και μια περιοχή όπου δεν έχουμε βίαιες κινήσεις, επικρατεί ηρεμία, και αυτό είναι το περίφημο «μάτι του κυκλώνα», που τόσο βάναυσα κακοποιείται από πολλούς γραφιάδες. Διότι όταν γράφουν ότι κάποιος βρέθηκε στο μάτι του κυκλώνα στο μυαλό τους έχουν, από λάθος αντίληψη, ότι εκεί ακριβώς μαίνεται η χειρότερη θύελλα, ενώ συμβαίνει ακριβώς το αντίθετο. Στην Ελλάδα έχουμε κάποια φαινόμενα ανεμοστρόβιλων, τους σίφωνες, οι οποίοι όμως δεν συγκρίνονται σε ικανότητα καταστροφής με αυτούς των Ηνωμένων Πολιτειών. Οποιος κρατάει μια λογική απόσταση από αυτούς, στη θάλασσα κυρίως, δεν διατρέχει κίνδυνο.
    Πρέπει να σημειώσουμε ότι τα τελευταία χρόνια παρατηρείται μια έξαρση στην εμφάνιση καταστρεπτικών ανεμοστρόβιλων (ως και διπλάσια του μέσου όρου περιστατικά στις χρονιές 1998, 2010 και 2011), την οποία ένα μέρος της επιστημονικής κοινότητας αποδίδει στην κλιματική αλλαγή.

    Δείτε τον πίνακα των ανεμοστρόβιλων

    Τα παρακάτω στοιχεία και διαγράμματα παρεχώρησαν στο ΒΗΜΑ-Science οι κκ Παναγιώτης Νάστος, Αναπληρωτής Καθηγητής Κλιματολογίας, Διευθυντής Εργαστηρίου Κλιματολογίας και Ατμοσφαιρικού Περιβάλλοντος, Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος, Πανεπιστήμιο Αθηνών και o Υποψ. Διδάκτορας Ιωάννης Ματσαγγούρας, Μετεωρολόγος στο Εργαστήριο Κλιματολογίας και Ατμοσφαιρικού Περιβάλλοντος, Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος, στο Πανεπιστήμιο Αθηνών.

    Γενικά

    Οι ανεμοστρόβιλοι (tornado)ή σίφωνες ξηράς θεωρούνται ένα από τα πιο βίαια και ισχυρά καιρικά φαινόμενα και σε πολλές περιπτώσεις προκαλούν εκτός από σημαντικές ζημιές (στις καλλιέργειες και δομικές κατασκευές) και πολυάριθμα θύματα. Οι ανεμοστρόβιλοι δημιουργούνται σε όλες τις ηπείρους (πλην της Ανταρκτικής) ενώ εμφανίζουν τη μέγιστη συχνότητα τους στις κεντρικές και νότιες πολιτείες των Η.Π.Α. Η περιοχή αυτή με τη μέγιστη συχνότητα εμφάνισης ονομάζεται «Tornado Alley» και μέσα σε αυτή ανήκει και η πολιτεία της Oklahoma.

    Εικόνα: «Tornado Alley» είναι το ψευδώνυμο το οποίο αποδίδεται στις κεντρικές και νότιες πολιτείες των ΗΠΑ στις οποίες οι ανεμοστρόβιλοι εμφανίζουν τη μέγιστη συχνότητα εμφάνισης προς τα τέλη της Άνοιξης. (πηγή: NOAA ΝCDC)

    Εξετάζοντας την κλιματολογία εμφάνισης των ανεμοστροβίλων τα τελευταία 20 χρόνια (1991-2010) κατά μέσο όρο εκδηλώνονται 1253 ανά έτος ανεμοστρόβιλοι στις Η.Π.Α. Παρατηρούμε ότι στις κεντρικές και νότιες πολιτείες ο μέσος αριθμός εμφάνισης των ανεμοστροβίλων είναι κατά πολύ μεγαλύτερος από τις υπόλοιπες πολιτείες. Στην πολιτεία της Οκλαχόμα εμφανίζονται κατά μέσο όρο 62 ανεμοστρόβιλοι κάθε χρόνο.

    Εικόνα: Μέση ετήσια κατανομή των ανεμοστροβίλων στις ΗΠΑ τα τελευταία 20 χρόνια ανά πολιτεία. (πηγή: NOAA ΝCDC)

    Ωστόσο εξετάζοντας την ετήσια κατανομή της εμφάνισης των ανεμοστροβίλων με μεγαλύτερο κλιματολογικό δείγμα παρατηρήσεων από το 1951 έως το 2012, η ετήσια συχνότητα εμφάνισης των ανεμοστροβίλων περιορίζεται στα 55 γεγονότα ανά έτος. Στο ακόλουθο διάγραμμα της ετήσια κατανομής του φαινομένου για την Οκλαχόμα παρατηρούμε ότι από το 1951 έως και σήμερα υπήρχαν πολλά έτη με σχεδόν διπλάσια τιμή εμφάνισης ανεμοστροβίλων όπως το 1957, το 1982, το 1998 καθώς επίσης το 2010 και 2011.

    Διάγραμμα: Ετήσια συνολική διακύμανση των ανεμοστροβίλων στην πολιτεία της Οκλαχόμα από το 1951-2012. (πηγή: NWS OKLAHOMA)

    Η εποχική διακύμανση του φαινομένου αποτυπώνει μια ξεκάθαρη εποχιακή διακύμανση με έμφαση την εαρινή περίοδο. Η μηνιαία διακύμανση παρουσιάζει μέγιστο το Μάιο και ακολουθούν ο Απρίλιος και ο Ιούνιος. Τα τελευταία 70 χρόνια περισσότεροι από 1348 ανεμοστρόβιλοι έχουν παρατηρηθεί τον μήνα Μάιο, στην πολιτεία της Οκλαχόμας ενώ τον Απρίλιο συνολικά παρατηρήθηκαν 738 γεγονότα. Η μέση τιμή εμφάνισης των ανεμοστροβίλων για το μήνα Μάιο είναι κατά μέσο όρο περισσότεροι από 21 ανεμοστρόβιλοι. Οι περισσότεροι ανεμοστρόβιλοι παρατηρήθηκαν το Μάιος του 2010 (>91 γεγονότα).

    Διάγραμμα: Μηνιαία συνολική διακύμανση των ανεμοστροβίλων στην πολιτεία της Οκλαχόμα από το 1951-2012. (πηγή: NWS OKLAHOMA)

    Παρά τη σημαντική τεχνολογική εξέλιξη (μετεωρολογικά Radar& δορυφόροι) αλλά και την πρόοδο της επιστήμης ακόμη δεν είμαστε σε θέση να αποτυπώσουμε ξεκάθαρα το μηχανισμό δημιουργίας του. Εμφανίζεται ως μια προέκταση των νεφών κάτω από ένα ισχυρό καταιγιδοφόρο νέφος και γίνεται ορατό καθώς οι ισχυροί στροβιλοζόμενοι άνεμοι παρασύρουν σκόνη και αντικείμενα. Το μέγεθος του στροβιλοζόμενου νέφους και η διάρκεια επαφής με το έδαφος έχουν σχέση με το τύπο και την ένταση της καταιγίδας. Εμφανίζεται σχεδόν πάντα μέσα σε πολυκυτταρικές (supercell) καταιγίδες, κατά τη διάρκεια των θερμών μηνών πάνω από τις κεντρικές πολιτείες των ΗΠΑ. Ζεστός και ξηρός αέρας από τις δυτικές πολιτείες των ΗΠΑ συγκρούεται με τον υγρό και ασταθή αέρα από τον κόλπο του Μεξικού δημιουργώντας τις κατάλληλες συνθήκες για ισχυρές καταιγίδες από τον Μάρτιο έως και τον Ιούνιο.

    Καθώς οι πολυκυτταρικές καταιγίδες διασχίζουν τις κεντρικές πολιτείες συναντούν ισχυρά οριζόντια ρεύματα ζεστού αέρα τα οποία συγκρούονται με ισχυρά οριζόντια περιστρεφόμενα ρεύματα αέρα λόγω της ψύξης από τη βροχή της καταιγίδας. Η σύγκρουση των ισχυρών οριζόντιων ρευμάτων δημιουργεί ανωλίσθηση και συνεχή διαταραχή της πίεσης στο σημείο σύγκρουσης με αποτέλεσμα τη συνεχή επιτάχυνση του στροβιλιζόμενου αέρα κατά την επαφή με το έδαφος. Ο ανεμοστρόβιλος θα παύσει να υφίσταται όταν εξασθενήσουν τα οριζόντια ζεστά ρεύματα αέρα. Η εξασθένιση αυτή προκαλείται με την συνεχή ψύξη του ατμοσφαιρικού αέρα καθώς όλο και περισσότερη ατμοσφαιρική αέρια μάζα λόγω της βροχής παρασύρεται σε όλο και χαμηλότερα επίπεδα και τελικά φθάνει στο έδαφος. Με λίγα λόγια ο ανεμοστρόβιλος δημιουργείται από την καταιγίδα και «πεθαίνει» πάλι από αυτήν.

    Εικόνα: Σχηματική απεικόνιση της ροής του αέρα μέσα σε μια πολυκυτταρική καταιγίδα. Η οριζόντια απεικόνιση του σχήματος είναι 30χ30Km και η κατακόρυφη διάσταση είναι 10 Κm. (Πηγή: Klemp 1987)

    ΕΝΤΥΠΗ ΕΚΔΟΣΗ

    Science
    One Channel
    Ο νέος ενημερωτικός τηλεοπτικός σταθμός της Ελλάδας
    Σίβυλλα
    • Έντυπη έκδοση Γύρω από 10 τραπέζια… Το γλυπτό της Yinka Snonibare παριστάνει ένα μικρό κορίτσι το οποίο έχει φτερά στους ώμους. Ενα έργο τέχνης με... ΣΙΒΥΛΛΑ
    Helios Kiosk