| Γιατί με 2 βαθμούς πάνω από το μηδέν, άλλες φορές χιονίζει και άλλες φορές βρέχει; Πώς είναι δυνατόν να χιονίζει με θερμοκρασίες πάνω από το μηδέν; Ποια είναι η υψηλότερη θερμοκρασία που μπορεί να χιονίσει; Ερωτήματα που μπορεί να έχουν απασχολήσει κατά καιρούς πολύ κόσμο και κυρίως όσους αγαπούν το χιόνι. Η πρόχειρη απάντηση είναι ότι μπορεί να χιονίσει με θετικές θερμοκρασίες επειδή το χιόνι δεν προλαβαίνει να λιώσει καθώς πέφτει (γι' αυτό άλλωστε και το χαλάζι μπορεί να πέσει με πολύ υψηλές θερμοκρασίες). Στην πραγματικότητα υπάρχουν πολλοί παράγοντες που καθορίζουν το ρυθμό με τον οποίο μια νιφάδα θα λιώσει καθώς πέφτει στην επιφάνεια και το αν τελικά θα καταφέρει να επιβιώσει: 1. Ίσως ο σημαντικότερος παράγοντας είναι η θερμοκρασία του περιβάλλοντος. Όσο μεγαλύτερη η μέγιστη θερμοκρασία μέσα στο "ανυψωμένο θερμό στρώμα" (elevated warm layer) ή τη χαμηλότερη τροπόσφαιρα, τόσο γρηγορότερα η νιφάδα θα λιώσει. Το "ανυψωμένο θερμό στρώμα" είναι μια περιοχή στην τροπόσφαιρα με θετικές θερμοκρασίες, που βρίσκεται μεταξύ στρωμάτων με θερμοκρασίες κάτω από το μηδέν. Η μεταφορά θερμότητας αυξάνεται όσο η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του χιονιού και του αέρα μεγαλώνει. Το βάθος του στρώματος αυτού καθορίζει επίσης κατά πόσο το χιόνι θα λιώσει. Εάν το θερμό στρώμα είναι μεγαλύτερο από 50 millibars σε βάθος, στις περισσότερες περιπτώσεις όλο το χιόνι θα λιώσει. 2. Η αρχική θερμοκρασία του πάγου είναι ένας άλλος παράγοντας. Καθώς το χιόνι πέφτει μέσω αέρα που έχει θερμοκρασία άνω του μηδενός, το χιόνι θα θερμανθεί αρχικά, αλλά θα παραμείνει παγωμένο. Για να εξισορροπηθεί η ενεργειακή μεταφορά, η θέρμανση των νιφάδων θα δροσίσει τον περιβάλλοντα αέρα, ακριβώς όπως η ανάμειξη ζεστού με κρύο νερό θα θερμάνει το κρύο νερό και θα δροσίσει το ζεστό. Όσο πιό κρύο ξεκινάει το χιόνι, τόσο μεγαλύτερος ο χρόνος που θα χρειαστεί για να λιώσει. Εάν το θερμό στρώμα είναι ρηχό και η θερμοκρασία του ελεφρώς μόνο πάνω από το μηδέν, οι νιφάδες μπορούν να διέλθουν μέσω αυτού χωρίς να λιώσουν. 3. Στην ίδια άνω του μηδενός θερμοκρασία, οι νιφάδες που πέφτουν μέσω ξηρού αέρα θα λιώσουν πιό αργά από τις νιφάδες που πέφτουν μέσω υγρού αέρα. Η εξάτμιση, η εξάχνωση και η τήξη είναι διαδικασίες που απορροφούν θερμότητα και κατά συνέπεια δροσίζουν το περιβάλλον. Όταν το χιόνι διέρχεται από αέρα που είναι κορεσμένος, οι νιφάδες δεν μπορούν να εξατμιστούν ή να εξαχνωθούν εμπλουτίζοντας με περισσότερο υδρατμό τον αέρα καθώς δεν υπάρχουν τα περιθώρια για κάτι τέτοιο. Δεδομένου λοιπόν ότι η λανθάνουσα θερμότητα δεν μπορεί να απορροφηθεί μέσω της εξάτμισης ή της εξάχνωσης, πρέπει να απορροφηθεί με την τήξη του χιονιού. Αντίθετα, το χιόνι που διέρχεται μέσα από ξηρό αέρα μπορεί να απορροφήσει τη λανθάνουσα θερμότητα μέσω της εξάτμισης, της εξάχνωσης και της τήξης. Δεδομένου ότι η εξάτμιση απορροφά περίπου 7,5 φορές περισσότερη λανθάνουσα θερμότητα απ' ό,τι η τήξη και η εξάχνωση απορροφά 8,5 φορές περισσότερη λανθάνουσα θερμότητα απ' ό,τι η τήξη, η νιφάδα στον ξηρό αέρα δεν ειναι απαραίτητο να ανταλλάξει τόση ενέργεια με το περιβάλλον μέσω της τήξης, όση στον υγρό αέρα. Έτσι, οι νιφάδες θα είναι σε θέση να δροσίσουν τον περιβάλλοντα αέρα χάνοντας μάζα κατά την εξάτμιση/εξάχνωση με αποτέλεσμα να λιώνουν σε πιό αργό ρυθμό στον ξηρό αέρα σε σύγκριση με τον υγρό αέρα. 4. Επίσης, το μέγεθος των νιφάδων καθορίζει το ρυθμό που αυτές λιώνουν. Μια μεγάλη νιφάδα θα πάρει περισσότερο χρόνο για να λιώσει από μια μικρή. Πολλές φορές, όταν πέφτει υγρό χιόνι μπορούμε να δούμε ταυτόχρονα και ψεκάδες. Οι ψεκάδες είναι μικροί παγοκρύσταλλοι που έχουν λιώσει. Το βαρύ χιόνι έχει περισσότερες πιθανότητες να επιζήσει σε θερμοκρασίες άνω του μηδενός σε σχέση με το ελαφρύ χιόνι. Το βαρύ χιόνι είναι επίσης σε θέση να απορροφήσει πολύ περισσότερη λανθάνουσα θερμότητα σε λιγότερο χρόνο, ειδικά εάν πέφτει μέσω ξηρότερου αέρα. Επιπλέον, το βαρύ χιόνι έχει μεγαλύτερη ταχύτητα πτώσης. Αυτό περιορίζει το χρονικό διάστημα έκθεσής του σε θετικές θερμοκρασίες. 5. Οι χιονοπτώσεις κατά τη διάρκεια της ημέρας θα επηρεαστούν από την ηλιακή ακτινοβολία, σε αντίθεση με τις χιονοπτώσεις που λαμβάνουν χώρα κατά τη διάρκεια της νύχτας. Η ηλιακή ακτινοβολίας μπορεί να θερμάνει τις νιφάδες, ακριβώς όπως θερμαίνει την επιφάνεια της γης. Λόγω της επίδρασης της ηλιακής ακτινοβολίας μπορεί να έχουμε υγρό χιόνι, ακόμα και όταν οι θερμοκρασίες σε όλη την τροπόσφαιρα είναι αρνητικές. Το χιόνι που πέφτει δημιουργεί μεγάλη αντανάκλαση, που εξουδετερώνει σε μεγάλο βαθμό την απορρόφηση ηλιακής ακτινοβολίας, παρόλα αυτά ένα μέρος της απορροφάται. 6. Η θερμοκρασία της επιφάνειας της γης μπορεί, επίσης, να παίξει κάποιο ρόλο. Μια θερμότερη επιφάνεια θα εκπέμψει μεγαλύτερη ποσότητα ακτινοβολίας από μια πιό δροσερή γήινη επιφάνεια. Το νερό απορροφά σε μεγάλο βαθμό την ακτινοβολία που εκπέμπεται από τη γη. Η ακτινοβολία, λοιπόν, που εκπέμπεται από τη γήινη επιφάνεια μπορεί να θερμάνει τις νιφάδες. Όλα αυτά βέβαια έχουν καθαρά θεωρητικό χαρακτήρα και για να μετουσιωθούν σε ακριβή εκτίμηση για το αν οι νιφάδες θα καταφέρουν σε οριακές συνθήκες θερμοκρασίας να φτάσουν τελικά στην επιφάνεια της γης, πρέπει να γνωρίζουμε πολλές μετεωρολογικές παραμέτρους, όπως το είδος των νεφών, την υγρασία και τις τυχόν θερμοκρασιακές αναστροφές στα διάφορα στρώματα της ατμόσφαιρας, κ.ά.. Τη λύση μας δίνει ένας "υπολογιστής πιθανότητας χιονιού". Δίνουμε θερμοκρασία και σχετική υγρασία και μας δίνει την πιθανότητα χιονόπτωσης, υπό την προϋπόθεση βέβαια ότι υπάρχει υετός. Δίνοντας π.χ. 2 βαθμούς και σχ. υγρασία 70%, η πιθανότητα χιονόπτωσης είναι 100%, ενώ με την ίδια θερμοκρασία και σχ. υγρασία 95% οι πιθανότητες είναι μηδαμινές. Ο υπολογισμός, πάντως, δεν είναι τόσο απλός όσο φαίνεται... Εξυπακούεται ότι δεν μπορεί να αποδώσει αν στη συγκεκριμένη περίπτωση υπάρχει σημαντική θερμοκρασιακή αναστροφή με θερμοκρασίες άνω του μηδενός στην ανώτερη ατμόσφαιρα. Αξίζει πάντως, την επόμενη φορά που οι θερμοκρασίες θα είναι οριακές, να τον συμβουλευτείτε! |
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου