Sea/lake effect snow.

συντάχθηκε από  Μιχαλή Τούμπο (Φυσικός-Μετεωρολόγος)

Τι είναι το sea/lake effect snow;

To sea/lake effect snow συμβαίνει όταν ο ψυχρός, ηπειρωτικός αέρας κινείται πάνω από σχετικά θερμότερα νερά και  στη συνέχεια φθάνει στις χερσαίες περιοχές. To sea/lake effect προκαλείται συχνά από τη διέλευση ενός μετώπου συνοπτικής κλίμακας ή ενός καταιγιδοφόρου συστήματος που μεταφέρει ψυχρό αέρα στην περιοχή. Τέτοια φαινόμενα συνήθως συνοδεύονται από ανέμους που προέρχονται από βόρειες διευθύνσεις.

Πως σχηματίζεται το sea/lake effect;

Όταν μια ψυχρή μάζα αέρα κινείται πάνω από μία υδάτινη επιφάνεια, η διαφορά θερμοκρασίας στη διεπιφάνεια αέρα-νερού έχει ως αποτέλεσμα την εξάτμιση και την παροχή θερμότητας από την επιφάνεια του νερού στην υπερκείμενη αέρια μάζα. Επειδή ο ψυχρότερος αέρας πάνω από την επιφάνεια της λίμνης διατηρεί χαμηλότερη τάση κορεσμού από τον θερμότερο αέρα στην επιφάνεια, εμφανίζεται κορεσμός και συμπύκνωση σε σταγονίδια, που συνήθως ονομάζεται ομίχλη ατμού.  Αυτή η εξάτμιση και η παροχή θερμότητας βοηθά στη θέρμανση και στην αύξηση της υγρασίας της μάζας του αέρα κοντά στην επιφάνεια με αποτέλεσμα το στρώμα αυτό να είναι υπό συνθήκες ή απολύτως ασταθές. Αυτή η αποσταθεροποίησή, δημιουργεί κατακόρυφη κίνηση, νεφοκάλυψη και πιθανότητα υετού με τη μορφή χιονιού ή βροχής. Αυτές οι αλλαγές θερμοκρασίας με το ύψος αντικατοπτρίζουν περίπου τον ρυθμό με τον οποίο ο ξηρός αέρα ψύχεται καθώς ανυψώνεται στην ατμόσφαιρα, ή αλλιώς την ξηρή αδιαβατική θερμοβαθμίδα. Στις περισσότερες περιπτώσεις, η υπερκείμενη αέρια μάζα είναι αρκετά ψυχρή με αποτέλεσμα την ανάπτυξη κρυστάλλων χιονιού και ο υετός να πέφτει ως χιόνι. Για τις πιο έντονες ζώνες χιονιού, η κατεύθυνση του ανέμου συχνά ευθυγραμμίζεται με τον μακρύτερο άξονα του

υδάτινου σώματος, επειδή επιτρέπει στην  αέρια μάζα να κινείται σε μεγαλύτερη απόσταση πάνω από αυτήν. Μια καλά ευθυγραμμισμένη κατεύθυνση ανέμου από την επιφάνεια έως ύψος 1-3 χιλιόμετρα οδηγεί σε καλύτερα οργανωμένες ζώνες χιονιού. Μια αλλαγή στην κατεύθυνση του ανέμου με το ύψος οδηγεί σε λιγότερο έντονη ή διασκορπισμένη ζώνη. Οι βέλτιστες ταχύτητες ανέμου ποικίλλουν ανάλογα με τη μορφολογία και πιθανώς το σχήμα και το μέγεθος των υδάτινων σωμάτων. Το χιόνι είναι πιο έντονο στα τέλη του Φθινοπώρου και στις αρχές του Χειμώνα επειδή η διαφορά της θερμοκρασίας μεταξύ της λίμνης και του κρύου αέρα είναι μέγιστη αυτή τη χρονική περίοδο.

Ποιοι είναι οι καθοριστικοί παράγοντες που παίζουν ρόλο στην ανάπτυξη του φαινομένου του lake effect snow;

Θερμοκρασία της επιφάνειας και αστάθεια της ανώτερης ατμόσφαιρας

Απαραίτητη είναι η παρουσία μίας πολύ ψυχρής αέριας μάζας η οποία να φτάνει σε σημαντικό ύψος, στο επίπεδο ή πάνω από το επίπεδο των 700 hPa (~3000 μέτρα). Η θερμοκρασιακή διαφορά μεταξύ της επιφάνειας και της ατμόσφαιρας σε ύψος περίπου 1500 μέτρων (850 hPa) πρέπει έχει μία μέση τιμή περί τους 13°C. Για παράδειγμα, στην περιοχή των Μεγάλων Λιμνών στις Η.Π.Α, το τυπικό κατώφλι που απαιτείται για την παραγωγή υετού είναι μια διαφορά θερμοκρασίας μεγαλύτερης των 13°C. Σε άλλες περιοχές, βρέθηκε ότι το φαινόμενο μπορεί να συμβεί με ελαφρώς μικρότερη διαφορά θερμοκρασίας ενώ σε άλλες μπορεί να είναι μεγαλύτερη, όπως στη Μαύρη Θάλασσα στη βόρεια Τουρκία. Αυτή η μεγάλη διαφορά ωθεί τον υγρό επιφανειακό αέρα σε άνοδο, ως θερμότερο και λιγότερο πυκνό από τον περιβάλλοντα αέρα. Ο ανερχόμενος αέρας ψύχεται και γίνεται κορεσμένος, οδηγώντας έτσι σε σχηματισμό νεφών. Όσο μεγαλύτερη είναι αυτή η διαφορά, τόσο μεγαλύτερη η αστάθεια, τόσο ισχυρότερη η ανωμεταφορά με αποτέλεσμα τα νέφη να αναπτύσσονται σε μεγαλύτερο βάθος.

Ταχύτητα και διάτμηση ανέμου

Αρχικά θα πρέπει η διάτμηση (αλλαγής κατεύθυνσης ή/και μέτρου) ανέμου να είναι μικρή. Αναλύσεις κατακόρυφων προφίλ τέτοιων φαινομένων δείχνουν κατεύθυνση του ανέμου η οποία δεν αλλάζει πολύ με το ύψος. Η αλλαγή της κατεύθυνσης του ανέμου  πρέπει να είναι μικρότερη από 30° από την επιφάνεια έως τα 1500 μέτρα και μικρότερη από 60° από την επιφάνεια έως τα 3000 μέτρα διότι σε αντίθετη περίπτωση μειώνεται η σύγκλιση της υγρασίας πάνω από τη λίμνη και προκαλείται εξάπλωση του χιονιού σε μεγαλύτερη περιοχή. Στη συνέχεια, μικρή θα πρέπει να είναι και η διάτμηση ανέμου που προκαλείται λόγω του μέτρου της ταχύτητας. Η διαφορά της ταχύτητας του ανέμου από την ισοβαρική επιφάνεια των 700 hPa και επιφάνειας πρέπει να είναι μικρότερη των 75 km/h, αλλιώς εξασθενούν οι νεφικές ζώνες, όπως συμβαίνει και στις καταιγίδες. Τέλος, το μέτρο της ταχύτητας του ανέμου πρέπει να είναι σχετικά χαμηλό πάνω από όλη την υδάτινη επιφάνεια προκειμένου να υπάρξει σύγκλιση υγρασίας. Η περιεκτικότητα σε υγρασία του αέρα εξαρτάται από το σημείο δρόσου του αέρα που κινείται πάνω από την υδάτινη επιφάνεια και την υγρασία που αποκτάται μέσω της εξάτμισης πάνω από αυτήν. Εάν οι άνεμοι είναι πολύ ισχυροί στο ατμοσφαιρικό οριακό στρώμα (1-1,5 χλμ ύψος από την επιφάνεια), πάνω από 80 km/h, για παράδειγμα, αρκετή υγρασία μπορεί να μην είναι σε θέση να εξατμιστεί. Ο καλύτερος συνδυασμός θα ήταν ένα βαθύ στρώμα αρκτικού αέρα που κινείται μεταξύ 16 και 64 km/h. Η ταχύτητα του ανέμου καθορίζει πόσο μακριά στην ενδοχώρα και την οριζόντια εξάπλωση του χιονιού. Με σχετικά ασθενείς ανέμους, η μέγιστη χιονόπτωση θα είναι πιο κοντά στην ακτή. Οι ισχυροί άνεμοι τείνουν να παρασύρουν το χιόνι περαιτέρω στην ενδοχώρα. Τα πιο πυκνά χιόνια σπάνια εμφανίζονται ακριβώς στην ακτή.

Μέγεθος υδάτινης επιφάνειας

Το sea/lake effect δεν μπορεί να εμφανιστεί σε κάθε λίμνη ή θάλασσα. Η υδάτινη επιφάνεια πρέπει να είναι μεγάλου μεγέθους, ο αέρας να πνέει σε μήκος τουλάχιστον 100 χιλιομέτρων. Εάν η υδάτινη επιφάνεια δεν είναι αρκετά μεγάλη, ο όγκος του ψυχρού αέρα θα είναι πολύ μεγαλύτερος από τον υπερκείμενο με αποτέλεσμα το διασκορπισμό των δύο αερίων μαζών αέρα και μικρή αλλαγή στη θερμοκρασία του ψυχρού αέρα. Σε αυτή την περίπτωση μπορεί να παρατηρηθεί ομίχλη ατμού πάνω από μικρές λίμνες. Αντιθέτως, αν ο ψυχρός αέρας διασχίζει μεγάλη απόσταση πάνω από θερμά νερά, η απελευθέρωση λανθάνουσας θερμότητας λόγω της συμπύκνωσης και της θέρμανσης λόγω αγωγιμότητας και τυρβώδους ανάμειξης θα δημιουργήσει μια μεγάλη, θερμή, σχετικά μάζα αέρα στην επιφάνεια η οποία αρχίζει να ανυψώνεται.

Τοπογραφία

Τέλος, η τοπογραφία της ακτής παίζει επίσης ρόλο. Μια λοφώδης ή ορεινή ακτογραμμή θα βοηθήσει στην απομάκρυνση της υγρασίας από τον αέρα, προκαλώντας υψηλότερες ποσότητες χιονόπτωσης. Μόλις η αέρια μάζα, που έχει ταξιδέψει πάνω από το ανοιχτό νερό, φτάσει στη στεριά, η διαδικασία της τριβής ενισχύει την ανωμεταφορά καθώς ο αέρας που ρέει πάνω από το νερό κινείται με μεγαλύτερη ταχύτητα ανέμου από ό,τι πάνω από την ξηρά λόγω της μειωμένης αντίστασης τριβής. Αυτό προκαλεί συσσώρευση του αέρα κατά μήκος της ακτής, ο οποίος δεν έχει πού να πάει παρά να ανέβει.

To sea/lake snow effect στην Ελλάδα

Στην Ελλάδα το αντίστοιχο φαινόμενο συμβαίνει εξαιτίας του Αιγαίου Πελάγους (Aegean snow effect). Το φαινόμενο είναι πιο έντονο όταν αέριες μάζες της Σιβηρίας διασχίζουν πρώτα τη Μαύρη Θάλασσα και τη Θάλασσα του Μαρμαρά και μετά απορροφούν πρόσθετη υγρασία από το Αιγαίο πριν αποθέσουν όλο τον υετό στην ανατολική πλευρά της χώρας. Να σημειωθεί ότι λόγω και του ανάγλυφου της χώρας μας, αρκετές φορές παρατηρείται επιφανειακή σύγκλιση των ανέμων πάνω από Αιγαίο, γεγονός που οδηγεί σε ανοδικές κινήσεις και ενίσχυση του φαινομένου.  Παρακάτω φαίνεται η εικόνα από την κακοκαιρία Ελπίδα, η οποία έπληξε και την Αττική, όπως αποτυπώθηκε από το δορυφόρο στις 25 Ιανουαρίου 2022.

Περισσότερα σχετικά με τον καιρό δες τον “ιδανικό καιρό για …” αυτή την εβδομάδα του Γιώργου

Τσατραφύλλια.

Περισσότερα σχετικά με το τι να φορέσετε για  αυτή την εβδομάδα εδώ:  “τι να φορέσω σήμερα” της  Ματίνας Μπέρου.

Μείνετε ενημερωμένοι για τις καιρικές συνθήκες κάθε ημέρας κάνοντας κλικ εδώ: https://weather2go.gr/

Επίσης μην ξεχάσεις να δεις, τη  live πρόγνωση της ομάδας του weather2go.gr