12/8/15

Τεφιγράμματα και εξήγηση

Ένα σύντομο άρθρο για να ξεχωρίζουμε κάποια πράγματα σε ένα τεφίγραμμα (το γράφημα που απεικονίζει τα δεδομένα της εκάστοτε ραδιοβόλησης). Αυτό το άρθρο δημιουργήθηκε από κοινού με την Anita Van Voorst (Meteo Europe).

Καταρχάς, ας δούμε τι απεικονίζεται σε ένα διάγραμμα (στο οποίο θα δουλέψουμε κιόλας, παρακάτω) και τι παριστάνουν όλες αυτές οι γραμμές και τα νούμερα. Όλα αυτά φαίνονται στο ακόλουθο σχήμα.


Σημειώστε εδώ, εκτός των άλλων, πως όταν η κατεύθυνση του ανέμου παρουσιάζει σταδιακή μεταβολή καθ'ύψος (συνήθως μας ενδιαφέρει στα πρώτα 3 km), τότε λέμε πως έχουμε διάτμηση του ανέμου. Η διάτμηση δεν αφορά μόνο τη κατεύθυνση του αλλά και την ένταση του. Π.χ. μπορεί να αλλάζει σταδιακά η ένταση του (π.χ. να δυναμώνει καθ'ύψος). Τότε και πάλι έχουμε διάτμηση, αλλά όσο αφορά την ένταση. Μπορεί να έχουμε διάτμηση όσο αφορά και τα δυο αυτά χαρακτηριστικά ταυτόχρονα. Η αντίστοιχη αγγλική ορολογία είναι "directional shear" και "intensity shear".

Επίσης, όσο αφορά τις ισοβαρικές επιφάνειες (επιφάνειες που παρουσιάζουν την ίδια πίεση σε hPa και φαίνονται σημειωμένες αριστερά στο διάγραμμα, 1000, 900, 800, κ.λπ.), για να έχετε μία άισθηση για το ύψος (χοντρικά, διότι αυτό δεν είναι σταθερό) που βρίσκονται αυτές, τότε εκείνη των 850 hPa βρίσκεται περίπου στο 1.5 km και εκείνη των 500 hPa στα 5.5 km. (Σε κάποια τεφιγράμματα, ενδεχομένως να σημειώνονται τα ύψη αυτά με ακρίβεια, π.χ. παρακάτω).

Ιδού ένα δοκιμαστικό διάγραμμα με σημειωμένα τα όσα θα δούμε στο κείμενο παρακάτω.


Ξεκινάς από την αρχή της γραμμής του σημείου δρόσου (πράσινη γραμμή, dew point), σημείο Α και τραβάς παράλληλη προς τις mixing ratio γραμμές (η αδιάστατη ποσότητα mixing ratio αναφέρει πόσα g υδρατμών υπάρχουν σε 1 kg ξηρού αέρα. Όσο πιο δεξιά ξεκινά η γραμμή αυτή, τόσο περισσότερη υγρασία υπάρχει στην επιφάνεια και φυσικά είναι λογικό αφού η γραμμή του σημείου δρόσου, όσο δεξιότερα βρίσκεται, τόσο πλησιάζει τη γραμμή της θερμοκρασίας).

Επίσης, από την αρχή της γραμμής της θερμοκρασίας, κόκκινη γραμμή, σημείο Β τραβάς παράλληλη προς τις ξηρές αδιαβατικές γραμμές (dry adiabatics, ανύψωση αέριας μάζας αδιαβατικά ακολουθώντας τη ξηρή θερμοβαθμίδα, καθώς δεν έχει κορεστεί ακόμη).

Εκεί που οι 2 γραμμές που τράβηξες συναντώνται, σημείο C, εκεί η αέρια μάζα καθίσταται κορεσμένη και εκεί βρίσκεται το LCL (Lifting Condensation Level). Από εκεί και πάνω εκκινεί η νεφοποίηση. Από εκεί και μετά, ακολουθείς την υγρή αδιαβατική (διακεκομμένη, wet adiabatics) πλέον.

Εκεί που η γραμμή σου (που ακολουθεί την υγρή αδιαβατική πλέον) συναντά τη κόκκινη θερμοκρασιακή γραμμή, σημείο D, έχεις το επίπεδο LFC (Level of Free Convection). Είναι το επίπεδο, πάνω από το οποίο, η αέρια μάζα καθίσταται θερμότερη από το περιβάλλον της (άρα ανέρχεται ψηλότερα).

Συνεχίζεις τη γραμμή σου μέχρι επάνω (ακολουθώντας πάντα την υγρή αδιαβατική). Όταν η γραμμή σου συναντήσει την μηδενική ισόθερμη, σημείο F, τότε εκεί είναι το επίπεδο παγοποίησης.

Συνεχίζοντας μέχρι πάνω, στο σημείο που συναντάς τη κόκκινη γραμμή θερμοκρασίας, τότε φτάνεις στο EL (Equilibrium Level), δηλαδή στο σημείο όπου η αέρια μάζα έχει την ίδια θερμοκρασία με το περιβάλλον της και δεν δύναται να ανυψωθεί περαιτέρω. Σε εκείνο το επίπεδο χοντρικά τερματίζουν τα νέφη. Ένα καταιγιδοφόρο νέφος θα φτάσει, περίπου, σε αυτό το ύψος.

Το εμβαδόν κάτω από τη κόκκινη γραμμή της θερμοκρασίας που περικλείεται και από τη γραμμή που έχεις τραβήξει (ουσιαστικά το τρίγωνο BCD) είναι το CIN (Convection Inhibition σε μονάδες J/kg και δίνει την ενέργεια που απαιτείται για να ανυψωθεί 1 kg αέριας μάζας από το έδαφος ως το επίπεδο LFC. Όσο πιο μεγάλη ενέργεια απαιτείται για αυτό, τόσο πιο δύσκολο είναι να έχουμε καταιγίδες. Τιμές -50 ως -150 είναι όχι κακές, αλλά όσο αρνητικότερες είναι, τόσο το χειρότερο, εκτός αν υπάρχει η διαθέσιμη ενέργεια).

Από εκεί και πάνω, το εμβαδόν ανάμεσα στη γραμμή θερμοκρασίας και τη γραμμή σου (που ακολουθεί την υγρή αδιαβατική πλέον) είναι το CAPE και όσο μεγαλύτερο είναι, τόσο ευνοείται, υπό συνθήκες, η ανάπτυξη καταιγίδας. Ουσιαστικά είναι το χωρίο DE. Το CAPE (Convective Available Potential Energy) μετριέται επίσης σε J/kg. Τιμές πάνω από 1000-2000 J/kg είναι αρκετά καλές υπό συνθήκες.

Τα dry levels, επίπεδα με ξηρό αέρα είναι ευνοικά για τη δημιουργία και διατήρηση χαλαζόκοκκων καθώς ευνοούν την ψύξη μέσω εξάτμισης (evaporating cooling). Για να περάσει ένα μόριο νερού από την υγρή στην αέρια φάση, χρειάζεται ενέργεια – θερμότητα. Αυτή τη παίρνει από το αντικείμενο στο οποίο βρίσκεται (π.χ. για αυτό όταν εξατμίζεται το νερό από το χέρι μας, το χέρι μας το νιώθουμε πρόσκαιρα πιο ψυχρό). Έτσι, η εξάτμιση, καθώς ευνοείται σε ξηρά περιβάλλοντα περισσότερο από ότι σε υγρά (αυτό θα το έχετε διαπιστώσει όταν απλώνετε μπουγάδα σε μια βροχερή μέρα σε αντίθεση με μια ξηρή καλοκαιρινή), βοηθά στη ψύξη και την "επιβίωση" των χαλαζόκοκκων σε αυτά τα επίπεδα (γύρω στα 500-800 hPa χοντρικά).

Δείτε κάποια τεφιγράμματα ακόμη για να εμπεδώσετε περαιτέρω τα παραπάνω. Π.χ. στο ακόλουθο τεφίγραμμα, αριστερά είναι η γραμμή με το σημείο δρόσου και δεξιά η θερμοκρασία (όπως πάντα). Από το σημείο δρόσου στην επιφάνεια, τραβάμε μία παράλληλη προς τις mixing ratio γραμμές (καφέ διακεκομμένη) και από τη θερμοκρασία επιφανείας μία παράλληλη προς τις ξηρές αδιαβατικές (κόκκινη διακεκομμένη). Το σημείο συνάντησης τους είναι το LFC και από εκεί και πάνω ακολουθούμε την υγρή αδιαβατική (η μαύρη γραμμή που επισημαίνεται με το βελάκι).


Δείτε ακόμη 2 παραδείγματα. Με κόκκινο σημειώνεται το CAPE, με γαλάζιο το CIN.


BONUS, το τεφίγραμμα του Ελληνικού, στην Αθήνα, τη μέρα του EF2 στα Σπάτα (27/07/2002). Παρατηρήστε τα dry mid-levels και τη διάτμηση του ανέμου (τόσο ως προς τη κατεύθυνση όσο και ως προς την ένταση)!

Δεν υπάρχουν σχόλια: