Σάββατο 15 Δεκεμβρίου 2012

Στατιστικα χιονιαδων Ελλαδας και αναλυση πιθανοτητας χιονιου.

Στατιστικα χιονιαδων Ελλαδας και μετεωρολογικες παραμετροι χιονιου για Αθήνα και Θεσσαλονικη αλλά και γενικοτερα.




Παρακατω θα παρατεθουν οι ημερες χιονιου και οι ημερες χιονοσκεπους εδαφους για μερικες περιοχες της Ελλαδας.
Τα δεδομενα προερχονται απο την Εθνικη Μετεωρολογικη Υπηρεσια της Ελλαδας και απο το Αριστοτελειο Πανεπιστημιο Θεσσαλονικης και βρισκονται στο χρονικο διαστημα 1955-1997.

Εχουμε λοιπον τον κατωθι πινακα:
Ειναι φανερη η υπερδυναμη της Φλωρινας στο θεμα χιονιου!! Λες και βρισκεται σε διαφορετικο συμπαν σε σχεση με τις αλλες περιοχες της Ελλαδας. Εχοντας 27.2(!!) ημερες χιονοπτωσης μεσο όρο ανα ετος(μαγικο νουμερο για κατοικημενη περιοχη και μαλιστα μεγαλη πολη της Ελλαδας) και 36.7(!!) μερες χιονοσκεπους εδαφους(επισης μαγικο νουμερο) μεσο όρο ανα ετος, ειναι απολυτως δικαιολογημενος ο χαρακτηρισμος της ως "χιονομανα".

****Οι μερες χιονοσκεπους εδαφους της Ναξου ειναι οχι 2.1 που εχω στο διαγραμμα αλλά 0.1. Πολυ πιο λογικο. Το 2.1 ηταν οι μερες χαλαζιου και ηταν στην διπλανη στηλη. Τα διπλοελεγξα ολα αλλά οπως φαινεται πρεπει να τα 3πλοελεγξω για τυχον περαιτερω λαθη.



Να αναφερουμε εδω και 2 πινακες απο 2 μελετες, που αφορουν τις μετεωρολογικες παραμετρους που υπαρχουν κατα την εκδηλωση χιονιου στην πολη της Αθήνας και της Θεσσαλονικης.
Εχουμε λοιπον:



Να αναφερθει εδω περα οτι:

Το dam ειναι μοναδα μηκους και σημαινει και συμβολιζει δεκαμετρα. Δηλαδη δεκαδες μετρα.
Το da ειναι το προθεμα οπου μπαινοντας μπροστα απο μια μοναδα μετρησης μιας φυσικης ποσοτητας(πχ μηκους, πχ μετρο με συμβολο m) την δεκαπλασιαζει.
Δηλαδη ισχυει πχ 10 dam = 100 m δηλαδη 100 μετρα. Ενω 540 dam = 5400 m = 5.4 χιλιομετρα.

Το συμβολο ± παραπανω δηλωνει την τυπικη αποκλιση επι του μεσου ορου του στατιστικου δειγματος.
Το ευρος θερμοκρασιων παραπανω δηλωνει επισης το ευρος που προκυπτει οταν απο τον μεσο όρο προσθαφαιρεσουμε μια τυπικη αποκλιση.

Οπου αναφερεται ο όρος πχ "αποσταση 500 hPa με 1000 hPa" εννοειται ο μετεωρολογικος όρος παχος ατμοσφαιρας(thickness) μεταξυ των στρωματων(ισοβαρικων επιφανειων) των 500 hPa απο τα 1000 hPa και ισουται με την αποσταση που τα 2 στρωματα(ισοβαρικες επιφανειες) των 500 hPa και των 1000 hPa, απεχουν μεταξυ τους.

Οσο πιο μικρο ειναι το παχος μεταξυ 2 οποιονδηποτε στρωματων τοσο καλυτερες προυποθεσεις για χιονι υπαρχουν γιατι συμφωνα με την υψομετρικη εξισωση οσο μικροτερο απεχουν 2 στρωματα, τοσο μικροτερη η μεση θερμοκρασια που εχει ο αερας αναμεσα τους.
Πχ, η υψομετρικη εξισωση μας λεει οτι:




Με Τ την μεση θερμοκρασια σε βαθμους Κελβιν και Ζ1 και Ζ2 τα υψη σε μετρα των 2 στρωματων.

Αν τωρα, παρουμε για τα στρωματα 500 hPa και 1000 hPa οτι:
•1η περιπτωση: Το υψος των 500 hPa βρισκεται στα 5500 μετρα και των 1000 hPa στα 50 m, δηλαδη το παχος ατμοσφαιρας 500-1000 hPa ειναι ισο με 5450 m = 545 dam
•2η περιπτωση: Το υψος των 500 hPa βρισκεται στα 5400 μετρα και των 1000 hPa στα 50 m, δηλαδη το παχος ατμοσφαιρας 500-1000 hPa ειναι ισο με 5350 m = 535 dam
•3η περιπτωση: Το υψος των 500 hPa βρισκεται στα 5450 μετρα και των 1000 hPa στα 2 m, δηλαδη το παχος ατμοσφαιρας 500-1000 hPa ειναι ισο με 5448 m = 544.8 dam
•4η περιπτωση: Το υψος των 500 hPa βρισκεται στα 5400 μετρα και των 1000 hPa στα 100 m, δηλαδη το παχος ατμοσφαιρας 500-1000 hPa ειναι ισο με 5300 m = 530 dam
•5η περιπτωση: Το υψος των 500 hPa βρισκεται στα 5300 μετρα και των 1000 hPa στα 50 m, δηλαδη το παχος ατμοσφαιρας 500-1000 hPa ειναι ισο με 5250 m = 525 dam
•6η περιπτωση: Το υψος των 850 hPa βρισκεται στα 1400 μετρα και των 1000 hPa στα 50 m, δηλαδη το παχος ατμοσφαιρας 850-1000 hPa ειναι ισο με 1350 m = 135 dam
•7η περιπτωση: Το υψος των 850 hPa βρισκεται στα 1350 μετρα και των 1000 hPa στα 50 m, δηλαδη το παχος ατμοσφαιρας 850-1000 hPa ειναι ισο με 1300 m = 130 dam
•8η περιπτωση: Το υψος των 850 hPa βρισκεται στα 1300 μετρα και των 1000 hPa στα 50 m, δηλαδη το παχος ατμοσφαιρας 850-1000 hPa ειναι ισο με 1250 m = 125 dam


Tοτε αντικαθιστωντας τα δεδομενα στην υψομετρικη εξισωση εχουμε οτι:
•Στην 1η περιπτωση η μεση θερμοκρασια αερα αναμεσα στα 500-1000 hPa, ειναι ιση με -4.4 °C
•Στην 2η περιπτωση η μεση θερμοκρασια αερα αναμεσα στα 500-1000 hPa, ειναι ιση με -9.4 °C
•Στην 3η περιπτωση η μεση θερμοκρασια αερα αναμεσα στα 500-1000 hPa, ειναι ιση με -4.5 °C
•Στην 4η περιπτωση η μεση θερμοκρασια αερα αναμεσα στα 500-1000 hPa, ειναι ιση με -11.8 °C
•Στην 5η περιπτωση η μεση θερμοκρασια αερα αναμεσα στα 500-1000 hPa, ειναι ιση με -14.3 °C
•Στην 6η περιπτωση η μεση θερμοκρασια αερα αναμεσα στα 500-1000 hPa, ειναι ιση με +10.7 °C
•Στην 7η περιπτωση η μεση θερμοκρασια αερα αναμεσα στα 850-1000 hPa, ειναι ιση με +0.2 °C
•Στην 8η περιπτωση η μεση θερμοκρασια αερα αναμεσα στα 850-1000 hPa, ειναι ιση με -10.3 °C

 Βεβαια η παραπανω μορφη της υψομετρικης εξισωσης δινει μια προσεγγιση της μεσης θερμοκρασιας που εχει ο αερας μεταξυ των 2 στρωματων που επιλεγουμε.
Μια ακριβεστερη μορφη της μεσης θερμοκρασιας, οπου υποθετουμε με αρκετα καλη ακριβεια οτι η θερμοκρασια ειναι γραμμικη συναρτηση του υψους για την κατω τροποσφαιρα, δινεται απο την εξισωση:


Με Τεπιφ. την θερμοκρασια επιφανειας σε βαθμους Κελβιν(πχ για Τεπιφ.= 2 °C παιρνουμε Τεπιφ.= 273.15+2 = 275.15 Κ), Θ την θερμοβαθμιδα σε βαθμους Κελσιου ανα μετρο(πχ Θ = 0.0065 °C/m), z1 και z2 τα υψη σε μετρα των 2 στρωματων, και P1 και P2 οι ατμοσφαιρικες πιεσεις των 2 στρωματων(η τιμη των ισοβαρικων επιφανειων τους δηλαδη) και g,R,Τ οπως οριστηκαν πιο πανω.

•Eτσι πχ εαν το υψος των 500 hPa βρισκεται στα 5400 μετρα και των 1000 hPa στα 50 m, δηλαδη το παχος ατμοσφαιρας 500-1000 hPa ειναι ισο με 5350 m = 535 dam, ενω η θερμοκρασια επιφανειας ειναι +2 °C, τοτε λυνοντας την 2η εξισωση πχ με την μεθοδο Newton-Raphston, βρισκουμε οτι Θ = 0.0041 °C/m αρα η μεση θερμοκρασια αερα του στρωματος 500/1000 ειναι -9.2 °C

•Ενω αν το υψος των 850 hPa βρισκεται στα 1300 μετρα και των 1000 hPa στα 50 m, δηλαδη το παχος ατμοσφαιρας 850-1000 hPa ειναι ισο με 1250 m = 125 dam, ενω η θερμοκρασια επιφανειας ειναι +3 °C, τοτε λυνοντας την 2η εξισωση πχ με την μεθοδο Newton-Raphston, βρισκουμε οτι Θ = 0.0194 °C/m αρα η μεση θερμοκρασια αερα του στρωματος 850/1000 ειναι -10.1 °C



 Ειναι φανερο οτι οσο μικροτερο παχος ατμοσφαιρας εχουμε, τοσο μικροτερη η μεση θερμοκρασια του ενδιαμεσου στρωματος αερα και αρα η νιφαδα χιονιου τοσο μεγαλυτερες πιθανοτητες εχει να επιβιωσει ως χιονι περνωντας απο αυτο το στρωμα.

Ετσι θεσπιστηκαν μεσω στατιστικης επεξεργασιας διάφοροι γενικοι κανονες που φυσικα δεν ειναι καθολικοι και δεν ισχυουν σε καθε περιοχη αλλά δινουν εναν γενικο κανονα που μπορει να "κινηθει" κανείς και τι μπορει να περιμενει καποιος για μια περιοχη.
Επισης ακομα και αν τηρουνται οι γενικοι κανονες της καθε περιοχης, υπαρχουν και εξαιρεσεις σε αυτους αναλογως με διάφορα μετεωρολογικα στοιχεια της καθε περιοχης λογω τοπικοτητων, κυριως λογω των ανεμων. Πχ περιοχες που εχουν πχ καταβατες ανεμους που δεν ευνοουν το χιονι, ή ανεμους με αερα πολικης προελευσης που ανεμποδιστα εισβαλουν σε μια περιοχη μεσω μιας κοιλαδας(πχ Βαρδαρης, Καρατζοβιτης, κλπ) και ευνοουν το χιονι, καθως βεβαια και αλλης μορφης τοπικοτητες εκτός του ανεμου, οπως θερμονησιδες, εγκλεισμος ψυχους(Σινιακι της Φλωρινας), υπηνεμες περιοχες, περιοχες με μεγαλη υγρασια, κλπ.

Οι πιο συχνοι "δεικτες" χιονιου για το παχος της ατμοσφαιρας ειναι το παχος της ατμοσφαιρας μεταξυ των 500 hPa και των 1000 hPa(500-1000), και το παχος της ατμοσφαιρας μεταξυ των 850 hPa και των 1000 hPa(850-1000).

Αναφερθηκαν πιο πανω οι τιμες του παχους με τις οποιες χιονιστηκαν και αρα χιονιζονται συνηθως(πραγμα που μας δινει εναν οδηγο για την καθε περιοχη) η πολη της Θεσσαλονικης και της Αθηνας.
Γενικοτερα ομως να πουμε οτι το παχος 500-1000 αποτελει εναν σχετικα μετριο οδηγο για την εξακριβωση εαν υπαρχουν καλες προυποθεσεις για χιονι ή οχι. Παρουσιαζει ομως το μειονεκτημα οτι δεν λαμβανει υποψη του το υψος του επιπεδου παγοποιησης ή του επιπεδου μηδενικης θερμοκρασιας υγρου θερμομετρου που ειναι απο τα σημαντικοτερα ως προς την τελικη μορφη του υετου.
Η γνωστη στους χιονοφιλους τιμη 528 dam(5280 μετρα) δεν ειναι τιποτα αλλο παρα μια στατιστικη μελετη του Lamb(Lamb 1955) για περιοχες της δυτικης, βορειοδυτικης, κεντρικης και νοτιας Ευρωπης καθως και για τις περιοχες του βορειοανατολικου Ατλαντικου ωκεανου, οπου εβγαλε(συμπερασματα στατιστικων) οτι η πιθανοτητα για χιονι ειναι μεγαλυτερη απο αλλης μορφης υετου τυπου βροχης ή χιονονερου, οταν η τιμη του στρωματος 500-1000 ειναι 528 dam και κατω.
Βασικα αναφερει στα συμπερασματα την τιμη 5280±45 μετρα. Αλλά οπως ειπαμε αυτο ειναι τελειως γενικο και καθε περιοχη μπορει να συμπεριφερεται διαφορετικα. Με απλα λογια δεν υπαρχει μαγικη τιμη του thickness των 500-1000, και δεν ισχυει οτι εαν η τιμη ειναι 528 dam τοτε θα χιονιζει σιγουρα.
Το παχος ατμοσφαιρικου στρωματος 850-1000 τωρα, αποτελει πολυ καλυτερο δεικτη προγνωσης αφου καλυπτει τα χαμηλοτερα στρωματα της ατμοσφαιρας. Και αναφερθηκαν παραπανω οι τιμες για Αθηνα και Θεσσαλονικη. Γενικα η τιμη των 129 dam και κατω θεωρειται ενα γενικο οριο οπου το χιονι ειναι επικρατεστερο και πολυ πιο πιθανο απο την βροχη.

Αλλος προγνωστικος δεικτης χιονιου ειναι τα επιπεδα παγοποιησης(το επιπεδο οπου η θερμοκρασια του αερα ειναι 0 °C) και το επιπεδο zero wet bulb temperature(το επιπεδο οπου η θερμοκρασια υγρου θερμομετρου ειναι 0 °C). Οσο μικροτερο υψος εχει φυσικα το καθε επιπεδο τοσο περισσοτερες πιθανοτητες για χιονι υπαρχουν. Ενω πχ το υψος του επιπεδου παγοποιησης για την περιοχη της Θεσσαλονικης στις καταστασεις χιονιου ηταν κατω απο τα 850 hPa για ολες τις περιπτωσεις ενω η μεση τιμη του ηταν 977 hPa. Ενας γενικος κανονας για το υψος επιπεδου παγοποιησης ειναι οτι για υψη επιπεδου παγοποιησης κατω απο 300 μετρα η πιθανοτητα χιονιου ειναι μεγαλυτερη απο οτι το να ριξει βροχη ή χιονονερο. Που φυσικα δεν ισχυει ως απαραβατος κανονας αλλά ως γενικος δεικτης προβλεψης με χιλιαδες εξαιρεσεις σαφως.

 Αλλος χρησιμος γενικος δεικτης ειναι η θερμοκρασια υγρου θερμομετρου στα 850 hPa. Οι καταστασεις χιονοπτωσης στην Αθηνα εγιναν με την τιμη της θερμοκρασιας υγρου θερμομετρου στα 850 hPa ιση με μεσο όρο -9 °C, ενω για χιονοπτωσεις στην Θεσσαλονικη με τιμες μεσου όρου -6.1 °C.


 Γενικα ομως ο καλυτερος και πιο αξιοπιστος και με διαφορά τροπος να προβλεφθει το ειδος υετου που θα πεσει αρα και εαν πεσει ή οχι χιονι στην επιφανεια, ειναι η αναλυση της κατακορυφης θερμοκρασιακης δομης της ατμοσφαιρας μεσω ενος θερμοδυναμικου διαγραμματος.
Να πουμε καταρχας οτι για να υπαρξει σχηματισμος πυρηνων παγοποιησης στα συννεφα και αρα παγοκρυσταλλων, πρεπει η θερμοκρασια να ειναι μικροτερη απο -4 °C. Ενω για θερμοκρασιες απο -10 °C εως -15 °C υπαρχει πιθανοτητα 60% με 90% να υπαρχουν παγοκρυσταλλοι στα συννεφα. Στους -15 °C ο ρυθμος σχηματισμου παγοκρυσταλλων μεγιστοποιειται. Ενω για θερμοκρασια -20 °C η πιθανοτητα να υπαρχουν παγοκρυσταλλοι ειναι 100%. Ενω ο σχηματισμος δενδριτων γινεται σε θερμοκρασιες -12 °C εως -18 °C. Ενω οι νιφαδες χιονιου προκαλουνται απο την ενωση των παγοκρυσταλλων σε καποιο υγρο συνηθως στρωμα αερα με θερμοκρασια κοντα στους 0 °C.

Τωρα γιατι τα παραπανω ειναι σημαντικα? Γιατι θα μας χρησιμευσουν στον εξης απλοικο αλλά ΙΣΧΥΡΟΤΑΤΟ οδηγο για την αναλυση της ατμοσφαιρας και την προβλεψη του χιονιου.

 Αρχικα να πουμε οτι συχνοτατα τον χειμωνα το χιονι προερχεται απο μια συγκλιση ψυχρων μαζων με θερμες. Κατα το 1ο περασμα λοιπον του θερμου μεπωπου(για υετο απο ψυχρο μετωπο ειναι φανερο οτι απλως παρακαμπτουμε την αναλυση περι θερμου στρωματος, για υετο απο συνεσφιγμενο πιθανοτατα δεν θα υπαρχει αναστροφη οποτε και παλι παρακαμπτουμε την αναλυση περι θερμου στρωματος) εχουμε 3 βασικα στρωματα αερα. Ενα πιο πανω πολυ ψυχρο, της ψυχρης εισβολης, ενα μικροτερης εκτασης θερμο ενδιαμεσα και απο κατω ενα ψυχροτερο(απο το θερμο) συνηθως στρωμα αερα. Εχουμε δηλαδη μια θερμοκρασιακη αναστροφη μικρης εκτασης, που βρισκεται συνηθως μεσα στο στρωμα των(χωρις να εχει υποστει απαραιτητα αναστροφη ολοκληρο αυτο το στρωμα-απλως το στρωμα αναστροφης βρισκεται εντος του) ισοβαρικων επιφανειων 800 hPa εως 900 hPa.
 Τωρα αυτο που μας ενδιαφερει κυριως ειναι 1ον στο πανω μερος αυτου του στρωματος τι θερμοκρασιες εχουμε. Εαν εχουμε -4 °C και κατω και συμφωνα με τα παραπανω που αναφερθηκαν τοτε υπαρχει πιθανοτητα δημιουργια παγοκρυσταλλων. Και οσο μικροτερη η θερμοκρασια πανω απο το θερμο στρωμα της αναστροφης, τοσο καλυτερα γιατι τοσο περισσοτερους παγοκρυσταλλους εχουμε. Για -10 °C και κατω οι πιθανοτητες αρχιζουν να γινονται υπαρκτες. Εαν λοιπον εχουμε παγοκρυσταλλους που εισερχονται στο πανω μερος του θερμου στρωματος, τοτε το 2ο πραγμα που κανουμε ειναι να κοιταξουμε την μεγιστη θερμοκρασια του θερμου στρωματος. Εαν βεβαια δεν εισερχονται παγοκρυσταλλοι στο θερμο στρωμα, δεν εχουμε καμια πιθανοτητα χιονιου.
 Εαν εισερχονται ομως(στο θερμο στρωμα) τοτε για να δουμε ενα θα παραμεινουν ενας ΠΑΡΑ πολυ καλος οδηγος ειναι οι εξης 3 κανονες:

•Εαν η μεγιστη θερμοκρασια του θερμου στρωματος ειναι μικροτερη του 1 °C, ΤΟΤΕ το χιονι θα επιβιωσει περνωντας μεσα απο το θερμο στρωμα.
•Εαν η μεγιστη θερμοκρασια του θερμου στρωματος ειναι αναμεσα στους 1 °C και 3 °C, ΤΟΤΕ υπαρχουν πιθανοτητες χιονιου αναλογως και με το ειδος, το πληθος και την θερμοκρασια των παγοκρυσταλλων που εισηλθαν στο θερμο στρωμα. Ενω να σημειωθει οτι οι δενδριτες εχουν πολυ μεγαλυτερη αντοχη στην τηξη(λιωσιμο) οποτε μας συμφερει η υπαρξη τους(που οι πιθανοτητες δημιουργιας τους ειναι μεγαλες για θερμοκρασιες αναμεσα σε -12 °C και -18 °C). Το πληθος των παγοκρυσταλλων μας ενδιαφερει επειδη κατα την τηξη τους περνωντας απο το θερμο στρωμα, κατεβαζουν την θερμοκρασια του στρωματος και παρουσια αρκουντως αρκετου υετου την κατεβαζουν στην αρχικη τιμη της θερμοκρασιας υγρου θερμομετρου του θερμου στρωματος. Οποτε η αρχικη τιμη της θερμοκρασιας υγρου θερμομετρου ειναι πολυ σημαντικη και μας ενδιαφερει να ειναι αρνητικη ή εστω μηδεν γιατι τοτε θα εχουμε χιονι, εφοσον υπαρχει ικανοποιητικος υετος, σχεδον σιγουρα.
•Εαν η μεγιστη θερμοκρασια του θερμου στρωματος ειναι μεγαλυτερη των 3 °C, ΤΟΤΕ δεν θα επιβιωσει το χιονι περνωντας μεσα απο το θερμο στρωμα.


Να πουμε βεβαια εαν το θερμο στρωμα εχει μικροτερη απο τους μηδεν βαθμους Κελσιου θερμοκρασια δεν μας ενδιαφερει τιποτα απο τα παραπανω προφανως και το χιονι δεν λιωνει και θα περασει το θερμο στρωμα ως χιονι. Ενω να αναφερθει οτι το παχος του θερμου στρωματος δεν ειναι σημαντικο στην αναλυση μας, διοτι εχει βρεθει οτι υπαρχει πολυ μεγαλη συσχετιση παχους στρωματος με την μεγιστη θερμοκρασια του, οποτε οι κανονες που αναφερθηκαν συμπεριλαμβανουν και το παχος του στρωματος, και ετσι το μόνο που ενδιαφερομαστε ειναι η μεγιστη θερμοκρασια του.

Τωρα για το κατω στρωμα εως και την επιφανεια εκει υπεισερχονται οι διάφορες τοπικοτητες της καθε περιοχης αν και γενικα εαν η μεση θερμοκρασια υγρου θερμομετρου του στρωματος ειναι κατω απο 1 °C υπαρχει πολυ αυξημενη πιθανοτητα για χιονι στην επιφανεια, ενω για μικροτερη απο 0 °C και παρουσια αρκετου υετου, το χιονι ειναι σχεδον σιγουρο.

 Αυτα συνοπτικα ισχυουν για το πως μπορει να χιονισει, σαν ενας γενικος αλλά ισχυρος οδηγος για καθε περιοχη. Βεβαια οι διεργασιες και το επιφανειακο στρωμα της τροποσφαιρας ειναι δυσκολο να εκτιμηθουν χωρις γνωση των τοπικοτητων της περιοχης, με τους ανεμους κυριως και την ιδιαιτερη συμπεριφορα τους για καθε περιοχη. Οποτε και οι κανονες τροποποιουνται αναλογως.

Σάββατο 24 Νοεμβρίου 2012

Χιονοπτωσεις Θεσσαλονικης.

Αριθμος ημερων χιονοπτωσης στο κεντρο της Θεσσαλονικης.




 Παρακατω θα παρατεθουν μερικα στατιστικα απο 3 εργασιες σε πανεπιστημιακο επιπεδο. Η πρωτη ειναι μια μεταπτυχιακη διατριβη του Σπυρου Μπαρσακη με την επιβλεψη του καθηγητη κλιματολογιας του Αριστοτελειου πανεπιστημιου κυριου Τιμολεων Μακρογιαννη και διατελεστηκε το 2000 με δεδομενα απο τον μετεωρολογικο σταθμο του ΑΠΘ, η δευτερη του περιφημου καθηγητη Γεωργιου Κ. Λιβαδα σε συνεργασια με τον Α.Ι Στεργιου το 1975 και παλι με στατιστικα του μετεωρολογικου σταθμου του ΑΠΘ, ενω η τριτη εργασια του περιφημου καθηγητη μετεωρολογιας και κλιματολογιας Βασιλειου Δ. Κυριαζοπουλου και πραγματοποιηθηκε το 1938.

Η πρωτη μελετη αναφερεται και καταγραφει τις ημερες χιονοπτωσης στο κεντρο της Θεσσαλονικης για τους χειμωνες απο το 1950 εως το 1998, η 2η εργασια για τους χειμωνες απο το 1945-1974, ενω η 3η εργασια απο το 1930 εως το 1937.

•Στην 1η εργασια αναφερεται ως μεσος ετησιος αριθμος παρατηρηθεισας χιονοπτωσης για τον σταθμο για το εν λογω χρονικο διαστημα(1950-1998), οι 8.06 μερες.
Και δινεται το παρακατω διαγραμμα χιονοπτωσης ανα μηνα:



•Στην 2η εργασια του καθηγητου κυριου Λιβαδα αναφερεται ως μεσος ετησιος αριθμος παρατηρηθεισας χιονοπτωσης για τον σταθμο για το χρονικο διαστημα 1945-1974(κατα το οποιο σημειωνεται δεν χαθηκαν δεδομενα ουτε μιας ημερας και αποτελει πληρες αρχειο), οι 8.07 μερες. Πολυ κοντα, σχεδον ιδια τιμη με την 1η προαναφερθεισα εργασια.


 Ο καθηγητης Λιβαδας αναφερει οτι κατεγραφησαν και οι μερες χιονονερου, οι οποιες συνεβησαν κατα μεσο όρο 2.33 φορες ανα χειμωνα. Σε συνδιασμο με τις μερες χιονιου δηλαδη ανα χειμωνα, εχουμε οτι για το διαστημα χειμωνων 1945-46 εως 1974-75 οι ημερες χιονιου ή χιονονερου ηταν 10.37 ημερες για το κεντρο της Θεσσαλονικης.

 Επιπροσθετως ο καθηγητης Λιβαδας αναφερει οτι κατεγραφησαν για το εν λογω χρονικο διαστημα της ερευνας οι μερες στρωμενου χιονιου επι της πολεως της Θεσσαλονικης.  Και προκυπτει οτι ο μεσος όρος ημερων ανα χειμωνα με στρωμενο χιονι στην πολη της Θεσσαλονικης ειναι 6.50. Στον πινακα φαινεται αναλυτικοτερα και ανα μηνα:



•Ενω στην τριτη εργασια του καθηγητη Κυριαζοπουλου για το μικροτερης χρονικης διαρκειας μελετηθεν χρονικο διαστημα 1930 εως 1937, αναφερεται ως μεσος ετησιος αριθμος παρατηρηθεισας χιονοπτωσης για τον σταθμο για το εν λογω χρονικο διαστημα 7 ετων, οι 7.4 μερες με την διακυμανση ανα μηνα να φαινεται στο παρακατω σχημα:
**Απο αβλεψια μου, οι τιμες των μεσων ορων μοιαζουν να εχουν ακριβεια τριων σημαντικων ψηφιων(πχ 0.10 για Απριλιο) ομως η πραγματικες τιμες εχουν ακριβεια 2 σημαντικων ψηφιων(πχ η σωστη τιμη ειναι 0.1 για τον Απριλιο. Δεν ειναι δυσκολο να καταλαβει κανείς πως πχ για τον Απριλιο με μεση ετησια χιονοπτωση 0.1 για τα 7 χρονια, οι συνολικες μερες χιονοπτωσης προφανως ηταν ||7·0.1|| = ||0.7|| = 1(οπου||χ|| η πλησιεστερη στο χ ακεραια τιμη)).




Ενδιαφεροντα καιρικα/μετεωρολογικα στοιχεια για την Ελλαδα και σκορπιες σκεψεις.

Ενδιαφεροντα καιρικα/μετεωρολογικα στοιχεια για την Ελλαδα και σκορπιες σκεψεις.


Παρακατω θα παραθεσω μερικα ενδιαφεροντα στοιχεια/στατιστικα/συμβαντα περι του καιρου και του κλιματος της Ελλαδας καθως και σκορπιες σκεψεις περι αυτου.
 Ολα αυτα που θα αναφερθουν ειναι γραμμενα σε επισημη επιστημονικη βιβλιογραφια ή απο καταγραφες σταθμων και οχι παρμενα απο αμφιβολης αξιοπιστιας σαιτ ή μπλογκ του παγκοσμιου ιστου. Αυτο δεν σημαινει οτι ολα ειναι 100% επιβεβαιωμενα, καθως για αυτο χρειαζεται περαιτερω αναλυση καθε συμβαντος. Εαν καποιος ενδιαφερεται για την πηγη για καποιο συγκεκριμενο ζητημα ας με ρωτησει δια μεσου του σχολιου επι του αρθρου. Δεν αναφερω τις πηγες διοτι ολα αυτα τα γραφω δια μνημης καθως και προχειρων σημειωσεων, οποτε θα μου ηταν αβολο να ανατρεχω για καθε τι που θα παρατεθει, στα βιβλια/μελετες/ερευνες εις τα οποια τα διαβασα. Εαν καποιος ομως θελει πηγη θα ανατρεξω.....



Ενα αξιοσημειωτο γεγονος συνεβη στην λιμνη της Δοϊρανης το 1905. Η εν λογω λιμνη αρχισε να παγωνει τον Δεκεμβρη του 1904 και καλυφθηκε εξ ολοκληρου απο παγο στις 7 Ιανουαριου του 1905 και εμεινε σε αυτη την κατασταση εξ ολοκληρου καλυμμενη απο παγο εως και τις 23 Μαρτιου! Σε μερικα σημεια της λιμνης το παχος του παγου εφτανε και το μισο μετρο!

Το ρεκορ μεγαλυτερου επιβεβαιωμενου καταγεγραμμενου ποσου υετου στην Ελλαδα για μια ημερα ανηκει στην Μακρυνιτσα του Πηλιου με 417.2 χιλιοστα στις 10 Δεκεμβριου 2009.

Σε μελετη που πραγματοποιηθηκε για την πολη των Αθηνων για 10 ετη προσφατων στοιχειων ως προς την επικινδυνοτητα της ζεστης και του κρυου, παρατηρηθηκαν τα εξης συμπερασματα:
•Κατα το διαστημα του χειμωνα οι μερες με μικροτερη κατα 10 °C μεγιστη θερμοκρασια, επιφερουν 13% πιθανοτητα(στατιστικως σημαντικη(p<0.01)) να αυξηθει η θνησιμοτητα κατα ενα ατομο ανα ημερα.
•Κατα το διαστημα του χειμωνα οι μερες με μικροτερη κατα 10 °C ελαχιστη θερμοκρασια, επιφερουν 15% πιθανοτητα(στατιστικως σημαντικη(p<0.01)) να αυξηθει η θνησιμοτητα κατα ενα ατομο ανα ημερα.
•Κατα το διαστημα του καλοκαιριου οι μερες με μεγαλυτερη κατα 10 °C μεγιστη θερμοκρασια, επιφερουν 3% πιθανοτητα(στατιστικως σημαντικη(p<0.01)) να αυξηθει η θνησιμοτητα κατα ενα ατομο ανα ημερα.
•Κατα το διαστημα του καλοκαιριου οι μερες με μεγαλυτερη κατα 10 °C ελαχιστη θερμοκρασια, επιφερουν 1% πιθανοτητα(στατιστικως σημαντικη(p<0.01)) να αυξηθει η θνησιμοτητα κατα ενα ατομο ανα ημερα.
Με απλα και γενικα λογια, το κρυο επιφερει μεγαλυτερες πιθανοτητες για αυξηση των θανατων(της θνησιμοτητας) λογω καιρικων συνθηκων, απο οτι η ζεστη.
Επισης ισχυουν απο την στατιστικη επεξεργασια των δεδομενων:
•Ημερες με ελαχιστες θερμοκρασιες πανω απο 23.4 °C, τετραπλασιαζουν την πιθανοτητα να παρατηρησουμε πανω απο 124 θανατους την ημερα(συγκριτικα με την πιθανοτητα να παρατηρησουμε κατω απο 53 θανατους ανα ημερα).
•Ημερες με μεγιστες θερμοκρασιες πανω απο 33 °C, εξαπλασιαζουν την πιθανοτητα να παρατηρησουμε πανω απο 124 θανατους την ημερα(συγκριτικα με την πιθανοτητα να παρατηρησουμε κατω απο 53 θανατους ανα ημερα).


Απο τα μεγαλυτερα θερμοκρασιακα ευρη, ισως και το μεγαλυτερο για ολη την Ελλαδα, το εχουν οι Σερρες, με θερμοκρασιακο ευρος μεταξυ μεγιστης καταγεγραμμενης θερμοκρασιας απο την ελαχιστη καταγεγραμμενη θερμοκρασια, ισο με +66.3 °C. Η μεγιστη καταγεγραμμενη ηταν +43.3 °C(8 Αυγουστου 2012) και η ελαχιστη -23 °C (Γεναρης 1963).  Δευτερη ειναι η Τριπολη της Πελοποννησου, με θερμοκρασιακο ευρος μεταξυ μεγιστης καταγεγραμμενης θερμοκρασιας απο την ελαχιστη καταγεγραμμενη θερμοκρασια, ισο με 65 °C. Η μεγιστη καταγεγραμμενη ηταν +48 °C(6 και 12 Αυγουστου 1896 ενω βεβαια η αξιοπιστια της μετρησης δεν εχει τοση ισχυ οση οι νεωτερες, χωρις αυτο να σημαινει οτι ειναι τελειως αναξιοπιστη) και η ελαχιστη -17 °C(Γεναρη 1907 και Γεναρη 1966).

 Η περιφημη και τεραστια λιμνη Παμβωτιδα(γνωστη και ως λιμνη των Ιωαννινων), παγωσε σε τετοιο βαθμο τον Ιανουαριο του 1929 ωστε οι γυρω κατοικοι της περιοχης μπορουσαν να περπατουν απο πανω της. Το παγωμα τοτε ηταν για αρκετα εκατοστα βαθια και σε μεγαλη εκταση. Παρομοιο φαινομενο και παγωμα της λιμνης, παρολο σε πολυ μικροτερο βαθος και εκταση, συνεβη και τον Ιανουαριο του 2012. Η λιμνη εχει ξαναπαγωσει αρκετες φορες οπως πχ το 1879, το 1899, το 1928, το 1958 και το 1992 αλλά το 1929 ηταν σε μεγιστο βαθμο.

 H μικροτερη πιεση κεντρου κλειστου βαρομετρικου χαμηλου(διοτι ως "γλωσσες" πιεσεων που φτανουν στην Μεσογειο εχουν καταγραφει και πολυ χαμηλοτερες τιμες) που εχει καταγραφει στην Ελλαδα και που ειναι και ρεκορ Μεσογειου ειναι τα 972 hPa τιμη ατμοσφαιρικης πιεσης που καταγραφηκαν τον Ιανουαριο του 2004 στην Ικαρια.


 Το μεγαλυτερο χρονικο διαστημα(συνεχομενο εννοειται) πληρους ανομβριας/ξηρασιας χωρις να πεσει καθολου βροχη συνεβη στην νησο Σαντορινη, με 257 ημερες που περασαν χωρις καθολου βροχη ουτε καν ψιχαλα για την χρονικη περιοδο 22 Μαρτιου 1926 εως την 3η Δεκεμβριου του ιδιου ετους.
 Το 2ο μεγαλυτερο διαστημα πληρους ξηρασιας ηταν στα Κυθηρα με 212 ημερες.


 Οι ωρες ηλιοφανειας για ολο τον χρονο(ετησια μεση τιμη της περιοδου 1930-1990 με την καταγραφη απο ηλιογραφους Cambell-Stokes μετεωρολογικων σταθμων) διαμορφωνονται για μερικες περιοχες τις Ελλαδας ως εξης:
Κομοτηνη 2357
Μικρα Θεσσαλονικης 2267
Λημνος 2582
Ιωαννινα 2250
Λαρισα 2429
Πατρα 2493
Νεα Φιλαδελφεια Αθηνων 2806
Χιος 2858
Ιεραπετρα 3102
Χανια 2829
Ροδος 3043
Σερρες 2359



 Το μικροτερο καταγεγραμμενο ποσό υετου που εχει καταγραψει ο σταθμος του Θησειου για το συνολο ενος ετους ηταν το 1898 με μολις 115.6 χιλιοστα υετου για ενα ολοκληρο ετος! Το μεγαλυτερο ηταν το 2002 με 987 χιλιοστα υετου!


Το ρεκορ μεγαλυτερου καταγεγραμμενου ποσου υετου στην Ελλαδα για ενα ετος ανηκει στο Ελευθεροχωρι Παραμυθιάς στην Θεσπρωτια με 3158.2 χιλιοστα το 2010.

Ειναι πλεον ευρεως αποδεκτο οτι το τωρινο κλιμα της Ελλαδας ειναι παρομοιο εως σχεδον ιδιο με αυτο που υπηρχε κατα την λεγομενη Αρχαια Ελλαδα, την εποχη δηλαδη του 700 π.Χ περιπου και μετα.

Το ρεκορ χαμηλοτερου καταγεγραμμενου ποσου υετου στην Ελλαδα, υπο μερικη αμφισβητηση βεβαια, για ενα ολοκληρο ετος ανηκει στην Αιγινα με μολις 76.8 χιλιοστα για το ετος 1914. Πολυ πιο αξιοπιστη καταγραφη ειναι το ελαχιστο των 105.3 μολις χιλιοστων υετου που επεσαν στην Κορινθο το 1926.


 Νεωτερες μελετες περι του ποσοστου της συμβολης της αστικης θερμικης νησιδας της πολης των Αθηνων στην παρατηρηθεισα αυξηση της θερμοκρασιας απο το 1980 περιπου εως και σημερα, δειχνουν οτι η αστικη νησιδα προκαλει το 60% περιπου της τασης της αυξησης της θερμοκρασιας. Η θερμοκρασια στην πολη της Αθηνας απο το 1975 εως το 2005, αυξανοταν με ρυθμο 0.38 °C ανα δεκαετια ενω υπολογισθει οτι η συμβολη στην αυξηση της αστικης θερμικης νησιδας ειναι 0.24 °C ανα δεκαετια. Η υπολοιπη αυξηση 0.14 °C ανα δεκαετια(η οποια τιμη πλεον ειναι και μεγαλυτερη μετα τα καυτα καλοκαιρια του 2007,2010,2011 καθως και του εξοχως καυτου 2012 τα οποια η ερευνα δεν προλαβε να λαβει υποψη) πιθανοτατα οφειλεται σε κλιματικη αλλαγη, καποια αλλαγη φασης δηλαδη του κλιματος.
 Εαν δε, κοιταξουμε μόνο τα καλοκαιρια, η συμβολη της αστικης θερμικης νησιδας στην ταση της θερμανσης μειωνεται πολυ κατω απο το 50%, στην τιμη του 40%(οποτε το 60% της αυξησης της θερμοκρασιας εξηγειται μόνο μεσω της υποθεσης της επιφερομενης απο την κλιματικη αλλαγη γενικης τασης αυξησης της θερμοκρασιας τα τελευταια χρονια), υποδεικνυοντας με στατιστικως σημαντικο τροπο μαλιστα την προαναφερθεισα κλιματικη αλλαγη.
Η παρακατω εικονα δειχνει την εκταση του φαινομενου της αστικης νησιδας στο κεντρο της Θεσσαλονικης και της Αθηνας. Ειναι φανερες οι θερμες ζωνες που δεν οφειλονται σε υψομετρικους λογους αλλά σε θερμανση λογω ανθρωπογενων δραστηριοτητων και κατασκευων(τσιμεντο, πισσα).



Το ρεκορ μεγαλυτερου καταγεγραμμενου ποσου υετου στην Ελλαδα για εναν μηνα ανηκει στην Σαμαρια της Κρητης με 728.2 χιλιοστα τον μηνα Φλεβαρη του 2011.


 Στην Ελλαδα δημιουργουνται σχετικως συχνα συγκριτικα με αλλες περιοχες της Ευρωπης, σίφωνες(tornadoes--μην συγχεονται με τους ανεμοστροβιλους(dust devils)). Μικρης βεβαιως ισχυος, καμια σχεση με αυτους που δημιουργουνται στις κεντρικες κυριως περιοχες των ΗΠΑ, στην περιοχη των Μεγαλων Πεδιαδων, αλλά και παλι η καταστροφικη τους δυναμη ειναι μεγαλη. Ο αριθμος ημερων που εχουμε καποιον σιφωνα(ξηρας ή θαλασσας) ειναι περιπου 19 ημερες ανα ετος(μεσος όρος για την περιοδο 2000-2011).
  Απο στατιστικα συμβαντων σιφωνων για την Ελλαδα για το χρονικο διαστημα 2000 εως 2011, εξηχθησαν οι μεσες τιμες των παρακατω δεικτων, που αποτελουν σημαντικους δειχτες προβλεψης για την προγνωση δημιουργιας σιφωνα:
CAPE/(J/kg) 1106 Σχολιο: Μικροτερης σημαντικοτητας δεικτης, εκτός εαν οι τιμες ειναι εξαιρετικα υψηλες(πχ >3000 J/kg, ενω στις χαμηλες τιμες(πχ <1500 J/kg) η χρησιμοτητα του CAPE ειναι μηδενικη.)
CIN/(J/kg) 27   Σχολιο:  Οσο μικροτερο τοσο και αυξημενη πιθανοτητα εκδηλωσης σιφωνα, ενω οι τιμες CIN κατω των 22 J/kg υποδεικνυουν αυξημενη πιθανοτητα για ισχυρη τοπικη κατακορυφη ανοδικη κινηση και αρα και δημιουργιας σιφωνα δεδομενου υπαρξης και αλλων ευνοικων παραμετρων φυσικα.
LCL/m 880   Σχολιο: Τιμες πανω απο 1200 μετρα υποδεικνυουν μηδενικη πιθανοτητα δημιουργιας σιφωνα, ενω τιμες κατω των 800 μετρων πολυ ανεβασμενη πιθανοτητα.
0-2 km wind shear/(1/1000 1/s) 8.3   Σχολιο: Οσο μεγαλυτερο τοσο και αυξημενη πιθανοτητα εκδηλωσης σιφωνα. 
BRN shear/(m^2 / s^2) 55.4  Σχολιο: Απαραιτητως μεγαλυτερο της τιμης των 40 m^2/s^2 για την υπαρξη σιφωνα.
BRN 83.3  Σχολιο:  Αυξημενες πιθανοτητας για υπερκυτταρικη καταιγιδα και αρα για σιφωνες, εχουμε για τιμες μεγαλυτερες του 50.
0-3 km SRH (m^2 / s^2) 157.7   Σχολιο:  Οσο μεγαλυτερο τοσο αυξημενες πιθανοτητες για δημιουργια υπερκυτταρικης καταιγιδας.
EHI 0.5  Σχολιο:  Απο τους καλυτερους δεικτες για την προγνωση της πιθανοτητας στροβιλισμου της καταιγιδας. Τιμες πανω απο 0.5 υποδεικνυουν σημαντικο στροβιλισμο.
KI 32.2  Σχολιο:  Οσο μεγαλυτερο τοσο και αυξημενη πιθανοτητα εκδηλωσης υπερκυτταρικης καταιγιδας και αρα και σιφωνα δεδομενου υπαρξης και αλλων ευνοικων παραμετρων φυσικα. 
LI -3.4  Σχολιο:  Οσο μικροτερο τοσο μεγαλυτερη ασταθεια της ατμοσφαιρας.
SW -0.6  Σχολιο:  Οσο μικροτερο τοσο μεγαλυτερη ασταθεια της ατμοσφαιρας.
TT 52.3  Σχολιο:  Οσο μεγαλυτερο τοσο και αυξημενη πιθανοτητα εκδηλωσης υπερκυτταρικης καταιγιδας και αρα και σιφωνα δεδομενου υπαρξης και αλλων ευνοικων παραμετρων φυσικα. 


Ο αριθμος των βαρομετρικων χαμηλων συστηματων που επηρεαζουν τον Ελληνικο χωρο ειναι ανα μηνα(στατιστικα νεωτερης μελετης για τα ετη 1979 εως 2010):




 Η Ελλαδα και πιο συγκεκριμενα η Ελευσινα καθως και το Τατόι της Αττικης, κατεχουν το πανευρωπαικο ρεκορ της υψηλοτερης κατεγαγραμμενης και επιβεβαιωμενης θερμοκρασιας, με 48 °C στις 10 Ιουλιου του 1977.
 
 Η χαμηλοτερη επιβεβαιωμενη καταγεγραμμενη θερμοκρασια που εχει σημειωθει στην Ελλαδα ειναι σε μια δολινη(μερος που ευνοει τις αναστροφες της θερμοκρασιας) στο Μάιναλο της Αρκαδιας, με τιμη θερμοκρασια που καταγραφηκε -35.2 °C στις 26 Ιανουαριου του 2011. Στις 17 Ιανουαριου του 2012 αναφερθηκε οτι η ιδια περιπου περιοχη(Κεχρωτη Μαϊναλου) εφτασε σε νεο ρεκορ με τιμη θερμοκρασιας -35.3 °C αλλά δεν ειδα τις καταγραφες του σταθμου ωστε να ειμαι σιγουρος περι αυτου.

 Το γνωστο μας μελτεμι, ο ετησιος ανεμος δηλαδη που πνεει συνηθως το καλοκαιρι εως και τον Σεπτεμβριο περιπου ειναι ευρεως γνωστο οτι προερχεται και δημιουργειται λογω της υπαρξης ενος θερμικου χαμηλου στην Ινδια που δημιουργειται λογω ορογραφικων συνθηκων και λογω της επεκτασης του Αζορικου αντικυκλωνα.
 Ομως το τελευταιο ειναι τελικως ενας μεγαλος μυθος και μια λανθασμενη προταση. Στην συντριπτικα μεγαλη πλειοψηφεια(90% περιπου) των περιπτωσεων που εχουμε μελτεμι, αυτο προερχεται μεν απο τον συνδιασμο του χαμηλου της Ινδιας με εναν αντικυκλωνα, αλλά οχι αυτον της επεκτασης του Αζορικου(των Αζορων). Αλλά λογω ενος πεδιου υψηλων πιεσεων διαφορετικης προελευσης απο του αντικυκλωνα τον Αζορων.
Για να θεωρηθει οτι επηρεαζει το πεδιο ανεμων στην Ελλαδα ο Αζορικος αντικυκλωνας, πρεπει να ισχυουν ταυτοχρονα τα εξης:
α)Πρεπει ο Αζορικος αντικυκλωνας να εχει τουλαχιστον μια κλειστη ισοβαρη καμπυλη επιφανειακων πιεσεων.
β)Πρεπει μια κλειστη ισοβαρης καμπυλη του αντικυκλωνα να βρισκεται εντος του Ελληνικου χωρου.
γ)Το βαρομετρικο πεδιο μεταξυ του αντικυκλωνα των Αζορων και των ισοβαρων καμπυλων που επηρεαζουν τον Ελληνικο χωρο, πρεπει να ειναι σχετικως υψηλο και μην περιεχει αναμεσα καποιο χαμηλο βαρομετρικο πεδιο.
 Αναλυοντας λοιπον τις συνοπτικες καταστασεις ενος μεγαλου πληθους καλοκαιριων βρεθηκε οτι μόνο σε ελαχιστες περιπτωσεις(~10%) το υψηλο/αντικυκλωνικο βαρομετρικο πεδιο, που σε συνδιασμο με την επεκταση του χαμηλου της Ινδιας δημιουργει το μελτεμι, προερχοταν απο τον αντικυκλωνα των Αζορων. Στην συντριπτικα μεγαλη πλειοψηφεια των περιπτωσεων, το αντικυκλωνικο συστημα που συνδημιουργει το μελτεμι ειναι αποτελεσμα της αρνητικης μεταφορας στροβιλισμου που προκυπτει λογω ενος πεδιου υψηλων πιεσεων(ριτζ) μεγαλης/συνοπτικης κλιμακας και της ψυχρης μεταφορας στην κατω τροποσφαιρα. Καμια σχεση δηλαδη με τις αιτιες δημιουργιας του Αζορικου αντικυκλωνα και καμια σχεση δηλαδη με τον Αζορικο αντικυκλωνα.


Ο μηνας με την μεγαλυτερη διαρκεια μεσης νεφωσης για ολη την Ελλαδα ειναι ο Φεβρουαριος.


Μια πολυ ενδιαφερουσα μελετη που συσχετιζει τις μεσες θερμοκρασιες οποιασδηποτε περιοχης της Ελλαδας με βαση διάφορες μεταβλητες, μεσω πρακτικων τυπων, με αρκετα ικανοποιητικη ακριβεια μαλιστα, λεει τα εξης:
Η μεση μεγιστη θερμοκρασια σε βαθμους Κελσιου για καθε μηνα ειναι η εξης:
•January     13.3 - 0.0067z - 1.09(φ-38) + 0.22(λ-24) - 0.110(φ-38)2 + 0.090(λ-24)2 - 0.058(φ-38)(λ-24)2 - 0.055(λ-24)3
•February    14.2 - 0.0068z - 0.99(φ-38) - 0.064(φ-38)2 + 0.068(λ-24)2 - 0.019(λ-24)3
March       15.5 - 0.0068z - 0.85(φ-38) - 0.25(λ-24) + 0.057(λ-24)2 + 0.35D0.25
April       19.3 - 0.0073z - 0.45(φ-38) - 0.30(λ-24) - 0.068(φ-38)(λ-24) + 0.020(λ-24)3 + 0.69D0.25
May         23.5 - 0.0072z - 0.31(λ-24) - 0.053(φ-38)3 + 0.028(λ-24)3 + 1.12D0.25
June        27.8 - 0.0080z - 0.49(λ-24) - 0.057(φ-38)3 + 0.047(λ-24)3 + 1.24D0.25
July        30.0 - 0.0087z - 0.69(λ-24) - 0.044(φ-38)3 + 0.053(λ-24)3 + 1.47D0.25
August      30.1 - 0.0086z - 0.73(λ-24) - 0.038(φ-38)3 + 0.051(λ-24)3 + 1.41D0.25
September   27.0 - 0.0080z - 0.48(φ-38) - 0.57(λ-24) + 0.030(λ-24)3 + 1.03D0.25
October     22.7 - 0.0076z - 0.75(φ-38) - 0.24(λ-24) + 0.085(λ-24)2 + 0.48D0.25
November    18.9 - 0.0062z - 0.99(φ-38) + 0.054(λ-24)2 - 0.018(λ-24)3
December    15.2 - 0.0069z - 1.20(φ-38) + 0.17(λ-24) - 0.100(φ-38)2 + 0.068(λ-24)2 - 0.032(λ-24)3
Year        21.6 - 0.0074z - 0.47(φ-38) - 0.21(λ-24) - 0.033(φ-38)3 + 0.63D0.25

Η μεση ελαχιστη θερμοκρασια σε βαθμους Κελσιου για καθε μηνα ειναι η εξης:
January     6.4 - 0.0067z - 1.05(φ-38) + 0.97(λ-24) - 0.092(φ-38)2 + 0.112(φ-38)(λ-24) + 0.128(λ-24)2 - 0.094(φ-38)2(λ-24) - 0.058(φ-38)(λ-24)2 - 0.085(λ-24)3 - 0.70D0.25 + 0.126K0.5
February    6.8 - 0.0068z - 1.01(φ-38) + 0.70(λ-24) - 0.108(φ-38)2 + 0.091(λ-24)2 - 0.050(φ-38)2(λ-24) - 0.050(λ-24)3 - 0.76D0.25 + 0.139K0.5
March       7.7 - 0.0067z - 0.87(φ-38) + 0.45(λ-24) + 0.090(λ-24)2 - 0.063(φ-38)2(λ-24) - 0.030(λ-24)3 - 0.72D0.25 + 0.138K0.5
April       10.5 - 0.0070z - 0.57(φ-38) + 0.47(λ-24) + 0.076(λ-24)2 - 0.064(φ-38)2(λ-24) - 0.024(λ-24)3- 0.56D0.25 + 0.164K0.5
May         14.3 - 0.0078z - 0.37(φ-38) + 0.25(λ-24) - 0.061(φ-38)2(λ-24) - 0.49D0.25 + 0.196K0.5
June        18.4 - 0.0082z - 0.40(φ-38) + 0.35(λ-24) - 0.080(φ-38)2(λ-24) - 0.50D0.25 + 0.180K0.5
July        20.6 - 0.0092z + 0.33(λ-24) - 0.050(φ-38)3 - 0.060(φ-38)2(λ-24) - 0.47D0.25 + 0.218K0.5
August      20.8 - 0.0088z - 0.45(φ-38) + 0.26(λ-24) - 0.070(φ-38)2(λ-24) - 0.61D0.25 + 0.211K0.5
September   17.8 - 0.0087z - 0.66(φ-38) + 0.46(λ-24) + 0.089(λ-24)2 - 0.083(φ-38)2(λ-24) - 0.022(λ-24)3 - 0.70D0.25 + 0.212K0.5
October     14.6 - 0.0082z - 0.84(φ-38) + 0.62(λ-24) - 0.110(φ-38)2 + 0.067(λ-24)2 - 0.056(φ-38)2(λ-24) - 0.041(λ-24)3 - 0.60D0.25 + 0.181K0.5
November    11.5 - 0.0076z - 0.93(φ-38) + 0.71(λ-24) - 0.097(φ-38)2 + 0.061(λ-24)2 - 0.065(φ-38)2(λ-24) - 0.049(λ-24)3 - 0.71D0.25 + 0.165K0.5
December    8.3 - 0.0065z - 1.04(φ-38) + 1.01(λ-24) - 0.106(φ-38)2 + 0.112(φ-38)(λ-24) + 0.112(λ-24)2 - 0.086(φ-38)2(λ-24) - 0.045(φ-38)(λ-24)2 - 0.085(λ-24)3 - 0.75D0.25 + 0.137K0.5
Year        13.0 - 0.0077z - 0.75(φ-38) + 0.48(λ-24) + 0.072(λ-24)2 - 0.067(φ-38)2(λ-24) - 0.027(λ-24)3 - 0.72D0.25 + 0.177K0.5

Οπου:
φ το γεωγραφικο πλατος του τοπου σε μοιρες(η αριθμητικη του τιμη)
λ το γεωγραφικο μηκος του τοπου σε μοιρες(η αριθμητικη του τιμη)
z το υψομετρο του τοπου σε μετρα(η αριθμητικη του τιμη)
D η αποσταση του τοπου απο την πλησιεστερη θαλασσια ακτη σε χιλιομετρα(η αριθμητικη του τιμη)
Κ η διαφορά σε μετρα, του μικροτερου υψομετρου της λεκανης απορροης μεσα στην οποια βρισκεται ο τοπος εντος ακτινας 5 χιλιομετρων απο αυτην, απο το υψομετρο του τοπου.

Πρεπει φυσικα να γινει κατανοητο οτι ενω η ακριβεια των υπολογισμων με την παραπανω μεθοδο ειναι αρκετα καλη, δεν μπορουμε να περιμενουμε θαυματα ως προς την προβλεψη με τετοιον τροπο της θερμοκρασιας σε καθε περιοχη της Ελλαδας, διοτι η θερμοκρασια δια μεσου του ετους διεπεται απο σχεσεις με εναν τεραστιο αριθμο απο μεταβλητες, πολυ παραπανω απο 5 τον αριθμο(που χρησιμοποιηθηκε στην ερευνα), αλλά και με μη γραμμικο αλλά και αγνωστο εως και σημερα τροπο. Παρολα αυτα τα σφαλματα για τις περισσοτερες περιοχες της Ελλαδας δεν ξεφευγουν του ενος βαθμου Κελσιου και σε πολυ σπανιοτερες περιπτωσεις των 2 °C.


Κυριακή 7 Οκτωβρίου 2012

Ατμοσφαιρικες τηλεσυνδεσεις και δεικτες. Ελ Νινιο, ΝΑΟ, ΑΟ, ΑΜΟ, MJO, κλπ....

Ατμοσφαιρικες τηλεσυνδεσεις και δεικτες.




 Συνελεξα μερικα στατιστικα περι των τιμων διαφορων ατμοσφαιρικων δεικτων ανα μηνα ανα ετος, απο το 1950 εως σημερα για τους χειμερινους μηνες μαζι και τον Μαρτιο.
 Προς το παρον, δεν ασχοληθηκα με το να αναζητησω τυχον συσχετισεις μεταξυ των τιμων των δεικτων αυτων σε σχεση με τους χειμωνες στην Ελλαδα (αναφερομενοι ως προς τις χιονοπτωσεις/κρυα παντα βεβαια) για 2 λογους. Και επειδη το εγχειρημα αυτο ειναι αρκετα πολυπλοκο και χρονοβορο καθως υπαρχουν εκατονταδες τεχνικες αναλυσης που μπορει να χρησιμοποιησει καποιος και δεν ξερω ακομα ποιες ειναι οι καλυτερες ή ποιες ειναι οι καταλληλοτερες για τουτο το θεμα, αλλά και επειδη τα δεδομενα που επρεπε να επεξεργαστω ηταν οχι η μεση τιμη του εκαστοτε δεικτη ανα μηνα αλλά η τιμη του ανα ημερα(εαν ειναι υπαρκτη) και ετσι το πληθος των δεδομενων που πρεπει να υποστουν επεξεργασια γινεται συντριπτικα μεγαλυτερο(30 φορες περιπου μεγαλυτερο προφανως). Πιθανοτατα ομως καποια στιγμη θα προβω σε τουτο το εγχειρημα χρονικης αναλυσης των δεικτων και ευρεσης ισχυρων/ασθενων κλπ συσχετισεων καποιων ή ολων με τις χιονοπτωσεις ή και τα κρυα στην Ελλαδα και μαλιστα καλο θα ηταν να χωριστει η Ελλαδα στα 2 για αυτο, γιατι χιονοπτωσεις στην βορεια Ελλαδα πιθανοτατα σημαινει βροχες στην νότια, ενω χιονοπτωσεις στην νότια δεν συνεπαγονται απαραιτητως και χιονοπτωσεις στην βορεια οποτε ειναι 2 οι χωρικες περιοχες που πρεπει να συσχετισθουν.

 Να πουμε σε αυτο το σημειο οτι η εννοια των λεγομενων ατμοσφαιρικων ταλαντωσεων(atmospheric oscillations) ξεκινησε γυρω στο 1870 οταν και αρχισαν μελετες για τους Ασιατικους μουσωνες. Λογω των επιπτωσεων που εφερε η λεγομενη Μεγαλη ξηρασια στην Ινδια το 1877 δημιουργηθηκε μετεωρολογικο τμημα στην Ινδια για να εξετασει εαν μπορουσαν να προβλεφθουν οι εποχιακοι μουσωνες. Αρχικα προσπαθησαν να δημιουργησουν συνδεση τους με την ηλιακη δραστηριοτητα αλλά τελικως δεν ειχε επιτυχια η προσπαθεια.
 Τελικως παρολο που δεν βρεθηκε με επιτυχια συνδεση των μουσωνων με κατι ωστε να μπορει να χρησιμοποιηθει για την προβλεψη τους, με μελετες της πιεσης ανακαλυφθηκαν για πρωτη φορα ατμοσφαιρικες ταλαντωσεις, δηλαδη διάφορες μεταβλητες επαιρναν καποιες τιμες που ειχαν καποια περιοδικοτητα. Μαλιστα ευρεθει μια ατμοσφαιρικη ταλαντωση της ατμοσφαιρικης πιεσης στον Ειρηνικο ωκεανο με συμπεριφορα "τραμπαλας", η οποια ονομαστηκε Νότια ταλαντωση(Southern Oscillation(SO)).

Ολοι οι δεικτες ΝΑΟ, ΑΟ, MJO, κλπ αναφερονται και οριζουν καποια χαρακτηριστικα στις αντιστοιχα ονομαζομενες ατμοσφαιρικες ταλαντωσεις.
 Οι ατμοσφαιρικες τηλεσυνδεσεις(teleconnections) απο την αλλη, ειναι ενας ορος που χρησιμοποιειται για να περιγραψει την αλληλοσυσχετιση των ατμοσφαιρικων ταλαντωσεων μεταξυ τους, ειτε αμεση, ειτε εμμεση, καθως και την συσχετιση τους με την ατμοσφαιρικη κυκλοφορια και την θερμοκρασια των θαλασσων. Πχ πολυ θετικος ΝΑΟ τον χειμωνα(>2), συνηθως σημαινει ζεστους και υγρους χειμωνες στην Δυτικη Ευρωπη.
Τετοιες συσχετισεις φαινομενων στην γη ηταν γνωστες απο πολυ παλια, πχ ηταν γνωστο οτι ξηρασια στην Ινδια σημαινε τις περισσοτερες φορες και ξηρασια στην Νοτια Αφρικη ή πχ οι βροχοπτωσεις στην βορειοανατολικη Βραζιλιδα συνδεονται αμεσα με ισχυρη και στατιστικως σημαντικη συνδεση με τις θερμοκρασιες του ανατολικου Ειρηνικου στην τροπικη ζωνη.

 Οι δεικτες αυτοι μπορουν να χρησιμοποιηθουν για την προβλεψη της συνοπτικης(δηλαδη οχι λεπτομερειακης) κυκλοφοριας. Για να βρουμε δηλαδη την γενικη κατασταση της κυκλοφοριας σε διαστηματα πχ μισου μηνα, δηλαδη για τον επομενο μηνα, για τον μεθεπομενο, κλπ, και φυσικα δεν μπορουν να προβλεψουν τα χαρακτηριστικα του καιρου αναλυτικα για μικρα χρονικα διαστηματα πχ τι καιρο θα κανει σε μια εβδομαδα.
 Η σωστη αναγνωση των δεικτων γινεται οχι απλως κοιτωντας εναν απο αυτους αλλά κοιτωντας συνδιασμους αυτων διοτι υπαρχουν οι αλληλεπιδρασεις(teleconnections) μεταξυ τους. Φυσικα δεν ξερουμε ακριβως τις αλληλεπιδρασεις μεταξυ τους και ειμαστε ετη φωτος μακρια απο αυτο το σημειο, αλλά γνωριζουμε αρκετα πραγματα. Γνωριζουμε δηλαδη αρκετες "γραμμικες σχεσεις" δεικτων και συνδιασμων δεικτων με το τι κυκλοφορια θα εχουμε σε πολλα σημεια της γης, παροτι βεβαια ειμαστε οπως προανεφερα ετη φωτος απο το να γνωριζουμε περιπλοκες συσχετισεις μεταξυ αυτων και τις συνεπειες τους στην γενικη κυκλοφορια. Γιατι εκει εμπλεκονται μαθηματικα χωροχρονικης χαοτικης φυσης και οχι απλως χρονικης χαοτικης, που ακομα βρισκονται σε πρωταρχικο σταδιο.


 Αρχικως θα ορισουμε εδω μερικους βασικους ατμοσφαιρικους δεικτες που θα χρησιμοποιησουμε.

 •ΝΑΟ(North Atlantic Oscillation): Το φαινομενο ΝΑΟ(βορειοΑτλαντικη ταλαντωση) ειναι μια ατμοσφαιρικη τηλεσυνδεση οπου συνδεεονται οι υψηλες ατμοσφαιρικες πιεσεις στον ευρυτερο χωρο των Αζορων με τις χαμηλες πιεσεις στον ευρυτερο χωρο της Ισλανδιας. Ενω ο δεικτης ΝΑΟ οριζεται ειτε ως η διαφορά επιφανειακης ατμοσφαιρικης πιεσης ενος μετεωρολογικου σταθμου τοποθετημενου στο κεντρο δρασης του υψηλου στις Αζορες, με την επιφανειακη ατμοσφαιρικη πιεση ενος αλλου μετεωρολογικου σταθμου τοποθετημενου στο κεντρο δρασης του χαμηλου στην ευρυτερη περιοχη της Ισλανδιας, ειτε ως η χρονοσειρα της κυριας εμπειρικης ορθογωνιας συναρτησης(EOF) των αποκλισεων της επιφανειακης ατμοσφαιρικης πιεσης στον χωρο του Ατλαντικου μεταξυ 20° Ν εως 80° Ν και 90° W εως 40° Ε.
 Θετικες τιμες του δεικτη ΝΑΟ υποδεικνυουν θετικη φαση του ΝΑΟ και υψηλοτερες απο το κανονικο πιεσεις στον ευρυτερο χωρο των Αζορων και βαθυτερο χαμηλο(χαμηλοτερες πιεσεις) απο το κανονικο στον ευρυτερο χωρο της Ισλανδιας. Αρνητικες τιμες του δεικτη του ΝΑΟ αντιστοιχα υποδεικνυουν αρνητικη φαση του ΝΑΟ και χαμηλοτερες απο το κανονικο πιεσεις στον ευρυτερο χωρο των Αζορων και πιο ασθενες χαμηλο(υψηλοτερες του κανονικου πιεσεις) απο το κανονικο στον ευρυτερο χωρο της Ισλανδιας.

 Ο δεικτης ΝΑΟ εχει κυριως σημαντικες μεταβολες και αυξομειωσεις τον χειμωνα(Δεκεμβρη εως και Μαρτιο). Ετσι λοιπον σε αυτο το διαστημα κυριως, οι θετικες τιμες του δεικτη ΝΑΟ σημαινουν μια σχετικα εντονη ζωνικη κυκλοφορια και επικρατηση της κυριαρχης δυτικης κυκλοφοριας και ανεμων, και θετικες τιμες εχουν ως σαφεις επιπτωσεις την μεταφορα θερμων και υγρων αεριων μαζων στην δυτικη και βορειοδυτικη Ευρωπη επιφεροντας ηπιο και υγρο καιρο και ηπιους και υγρους χειμωνες. Αντιθετως αρνητικες τιμες του δεικτη ευνοουν την μεταφορα ψυχρων μαζων απο τους πολους και επιφερουν ψυχρους χειμωνες στην δυτικη και βορειοδυτικη κυριως Ευρωπη αλλά συνδεονται και με σχετικα ξηροτερο καιρο. Οι παραπανω τηλεσυνδεσεις, οι συσχετισεις δηλαδη του ΝΑΟ με τον καιρο της δυτικης και βορειοδυτικης Ευρωπης, ειναι εξακριβωμενες και πολυ ισχυρες και στατιστικως σημαντικες μαλιστα, δηλαδη θετικος ΝΑΟ επιφερει σχεδον παντα, γενικα υγρο και θερμο καιρο στην βορειοδυτικη και δυτικη Ευρωπη, ενω αρνητικος ΝΑΟ συνδεεται με πιο ψυχρο καιρο και πιο ξηρο ταυτοχρονα(οχι ξηρο βεβαια, δεν πρεπει να παρερμηνευθει αυτο, μιλαμε παντα για σχετικες τιμες, πιο ξηρο σε σχεση με τις μεσες τιμες δηλαδη--αντιστοιχα για την εκφραση που αναφερθηκαμε πιο πριν δηλαδη "φερνει υγρο καιρο").

  Συγκεκριμενα τωρα για την Ελλαδα, οι νεοτερες υπαρχουσες ερευνες δεν δειχνουν καμια στατιστικως σημαντικη επιρροη και συσχετιση των χειμωνων σε σχεση με τις τιμες του δεικτη ΝΑΟ. Πχ, πιο συγκεκριμενα συμφωνα με τις νεοτερες μελετες, η αναλυση υετου καθως και των θερμοκρασιων για τους χειμωνες απο το 1950 εως το 2005, εχει δειξει μη στατιστικως σημαντικη(σχεδον μηδεν μαλιστα) συσχετιση θερμοκρασιων στην Ελλαδα με τον δεικτη ΝΑΟ, παροτι οι ενδειξεις(μη στατιστικως σημαντικες ενδειξεις βεβαια-και αυτο σημαινει οτι μπορει και να οφειλονται σε τυχη/συμπτωση) συσχετιζουν θετικες τιμες του δεικτη ΝΑΟ με αρνητικες αποκλισεις θερμοκρασιων δηλαδη λιγο χαμηλοτερες θερμοκρασιες απο τις κανονικες τιμες, ενω αντιθετα αρνητικες τιμες του δεικτη ΝΑΟ συσχετιζονται με θετικες αποκλισεις θερμοκρασιων δηλαδη λιγο υψηλοτερες θερμοκρασιες απο τις κανονικες τιμες, αλλά οπως ειπαμε τα αποτελεσματα δεν ειναι στατιστικως σημαντικα(α<0.05), ενω για την περιπτωση του υετου στην Ελλαδα τον χειμωνα, παροτι η συσχετιση με τον δεικτη ΝΑΟ ειναι μεγαλυτερη και παλι δεν ειναι στατιστικως σημαντικη, ομως τα δεδομενα(εστω και στατιστικως ασημαντα(α<0.05)) λενε οτι θετικες τιμες του δεικτη ΝΑΟ σημαινουν αρκετα λιγοτερες ποσοτητες υετου στην Ελλαδα, ενω οι αρνητικες τιμες σημαινουν περισσοτερες ποσοτητες υετου στην Ελλαδα, παροτι οπως ειπαμε τα συμπερασματα αυτα ειναι στατιστικως μη σημαντικα(α<0.05) και ειναι πιθανον να οφειλονται σε συμπτωσεις. Βεβαια, παλαιοτερες μελετες εδειχναν στατιστικως σημαντικη συσχετιση αν και οχι ισχυρη, των θερμοκρασιων σε σχεση με τον ΝΑΟ καθως και του υετου και για την Ελλαδα, αλλά αυτες ηταν για ολο το ετος οποτε δεν μπορουμε να ειμαστε σιγουροι και να βγαλουμε κανενα συμπερασμα για τον χειμωνα αλλά το τοπιο γενικα δεν ειναι και τελειως σαφες και χρειαζονται περαιτερω ερευνες για το θεμα περι της Ελλαδας αλλά και γενικοτερα.

 Αντιθετα η επιρροη/συσχετιση του δεικτη του ΝΑΟ με την Μεσογειο γενικοτερα ειναι στατιστικως σημαντικη και ισχυρη για την περιπτωση του υετου. Ετσι αρνητικος ΝΑΟ συσχετιζεται ισχυρα, με θετικες αποκλισεις του υετου για ολη την βορεια Μεσογειο και ειδικα την δυτικη. Με απλα λογια αρνητικος ΝΑΟ σημαινει αυξηση των βροχοπτωσεων και του υετου γενικοτερα στην βορεια αλλά και στην δυτικη Μεσογειο ακομα πιο πολυ. Πχ ενω η συσχετιση βορειας Ιταλιας και ΝΑΟ στο θεμα του υετου(για τον χειμωνα μαζι με Μαρτιο μιλαμε παντα) ειναι στατιστικως σημαντικη και ισχυρη, για την κεντρικη και νότια Ιταλια η συσχετιση ειναι πολυ ασθενεστερη και στατιστικως μη σημαντικη.
  Ακομα βεβαια χρειαζονται πολλες ερευνες στο να κατασταλαξουμε για την πληρη διελευκανση της φυσης της επιρροης του ΝΑΟ σε ολη την Μεσογειο καθως και σε μεμονωμενες περιοχες/χωρες.


 •ΑΟ(Arctic Oscillation): Η Αρκτικη ταλαντωση(ΑΟ) ειναι μια ταλαντωση που αναφερεται σε ακριβως παρομοιο φαινομενο με το φαινομενο ΝΑΟ, αλλά σε διαφορετικη περιοχη και ο δεικτης του φαινομενου ΑΟ υπολογιζεται συγκρινοντας την διαφορά της πιεσης του Βορειου Πολου με αυτη στα γεωγραφικα πλατη των 45° Ν σε σχεση με τους μεσους ορους τους. Και εδω η μετρηθεισα διαφορά των καταστασεων της πιεσης χρησιμοποιειται για να βγει ενας δεικτης που δειχνει την φαση της ταλαντωσης και παιρνει θετικες τιμες οταν αυξημενες τιμες πιεσης σε σχεση με τον μεσο ορο υπαρχουν στις 45° Ν ενω μικροτερες απο το κανονικο στον Β.Πολο. Ενω αντιστοιχα παιρνει αρνητικες τιμες οταν αυξημενες τιμες πιεσης σε σχεση με τον μ.ο υπαρχουν στον Β.Πολο ενω μικροτερες απο το κανονικο στις 45° Ν. Και εδω προφανως ισχυει οτι οσο μεγαλυτερη ειναι η διαφορά της πιεσης τοσο μεγαλυτερος(ή μικροτερος για αρνητικο ΑΟ) γινεται ο ΑΟ.

 Στο ΝΟΑΑ πχ, ο υπολογισμος του δεικτη ΑΟ εχει σαν σκελετο την συγκριση των καταστασεων της διαφοράς επιφανειακης πιεσης του Βορειου Πολου απο τον μεσο ορου του, με την διαφορά επιφανειακων πιεσεων των μικροτερων γεωγραφικων πλατων απο τον δικο τους μεσο ορο. Ουσιαστικα και περιληπτικα συγκρινει τις διαφορές επιφανειακων πιεσεων απο τον μεσο ορο για 2 περιοχες, Β.Πολο και χαμηλοτερα γεωγραφικα πλατη, και καθε κατασταση που προκυπτει συγκρινεται με τον μεσο ορο των καταστασεων οσον αφορα την πιεση στις 2 αυτες περιοχες και αντιστοιχειται μεσω αυτης της συγκρισης ενα νουμερο.

 Οπως μπορουμε να δουμε βεβαια απο τα διαγραμματα χρονοσειρων του ΑΟ και του ΝΑΟ, οι 2 δεικτες εχουν ΕΞΑΙΡΕΤΙΚΑ μεγαλη αλληλοσυνδεση και οταν πεφτει ο ενας σχεδον ταυτοχρονα ή μετα απο λιγο πεφτει και ο αλλος και παρομοια οταν ανεβαινει ο ενας ανεβαινει και ο αλλος.
 Στατιστικως η συσχετιση τους ειναι ΕΞΑΙΡΕΤΙΚΑ μεγαλη τοσο που πιστευουμε οτι σαφεστατα αποτελουν δεικτες του ιδιου φαινομενου/της ιδιας ταλαντωσης. Υπαρχει, να πουμε σε αυτο το σημειο, ακομα και τωρα μια μεγαλη ασαφεια και σκοταδι περι του εαν ο δεικτης ΝΑΟ και ο δεικτης ΑΟ, και τα αντιστοιχα φαινομενα/ταλαντωσεις που αντιπροσωπευουν, εαν λοιπον, ειναι το ιδιο ακριβως πραγμα και αναφερονται και οι 2 δεικτες στο ιδιο φαινομενο/ταλαντωση και απλως αποτελουν διαφορετικες μεταφρασεις θα λεγαμε του ιδιου φαινομενου. Ακομα δεν εχουμε εξακριβωσει εαν ισχυει αυτο, εαν δηλαδη ο ΝΑΟ και ο ΑΟ αναφερονται στο ιδιο φαινομενο και αρα δεν υπαρχει ουσιαστικη διαφορά μεταξυ τους ή εαν αποτελουν ξεχωριστες ταλαντωσεις/φαινομενα ή διαφορετικα τμηματα μια γενικης ταλαντωσης. Μια προσφατη ερευνα μαλιστα φερνει ολοενα και πιο κοντα την πιθανοτητα να ισχυει το πρωτο πραγμα, δηλαδη ο ΝΑΟ και ο ΑΟ να αντιπροσωπευουν το ιδιο φαινομενο και απλως να αποτελουν διαφορετικες μεταφρασεις/αποτυπωσεις του, χωρις ομως να εχουν καμια ουσιαστικη διαφορά.

 Για του λογου το αληθες ιδου η μεση τιμη του καθε δεικτη για τους Δεκεμβριους απο το 1950 εως το 2011. Η συσχετιση τους ειναι παρα παρα πολυ μεγαλη. Οταν αυξανει ο ενας αυξανει και ο αλλος και οταν πεφτει ο ενας πεφτει και ο αλλος με ελαχιστες εξαιρεσεις. Παρομοια ισχυουν φυσικα και για τους αλλους μηνες.
 

 

 •PDO(Pacific Decadal Oscillation): Η δεκαετης ταλαντωση του Ειρηνικου ωκεανου ειναι μια ταλαντωση πολυ σημαντικη επισης και ο δεικτης της προκυπτει μετρωντας τις μηνιαιες αποκλισεις της θερμοκρασιας της θαλασσας απο τον μεσο ορο στα βορεια των 20° Ν στον Ειρηνικο ωκεανο. Μπορει να περιγραφει σαν ενας ενας 20ετης με 30ετης κυκλος. Γινεται θετικος ο δεικτης του PDO οταν οι μετρησεις της αποκλισης της θερμοκρασιας στα βορειοδυτικα του Ειρηνικου ειναι αρνητικες και οι ιδιες μετρησεις στα ανατολικα των τροπικων περιοχων του Ειρηνικου ειναι θετικες, ενω γινεται αρνητικος στην αντιστροφη περιπτωση.


 •MJO(Madden-Jullian Oscillation): Η ταλαντωση Μαντεν-Τζουλιαν ειναι μια αυθεντικη ταλαντωση με την εννοια οτι εχει ενα σχεδον εξακριβωμενο κυκλο 60 με 90 ημερων. Θεωρειται οτι παιζει σημαντικο ρολο στην διακυμανση του υετου. Ενω εχει βρεθει και ισχυρη σχεση μεταξυ της ισχυος των τυφωνων με τον δεικτη του MJO και οτι οι τυφωνες ειναι 6 φορες πιο πιθανοι να συμβουν οταν ο δεικτης ειναι σε πτωση.


 •QBO(Quasi-biennial Oscillation): Ημιδιετης ταλαντωση σχετιζεται με την περιοδικη αντιστροφη των ανεμων στην κατω στρατοσφαιρα μεταξυ 20 και 30 χιλιομετρων. Η πρωτη συνειδητοποιηση αυτης της ταλαντωσης εγινε το 1883 με την εκρηξη του Κρακατοα οπου οι σταχτες του που εφτασαν τοσο ψηλα ειχαν για πολλα χρονια δυτικες και ανατολικες κατευθυνσεις.


 •ENSO(El Nino - Southern Oscillation): Η "Ελ Νινιο/Νότια ταλαντωση" ειναι μια απο τις πιο γνωστες περιοδικοτητες και πιο εκτεταμενα μελετημενες. Στην ουσια ειναι ενας δεικτης που μελετα τις αλληλεπιδρασεις μεταξυ της θαλασσας και της ατμοσφαιρας στην περιοχη του Ινδικου και Ειρηνικου ωκεανου στην περιοχη της τροπικης ζωνης. Τα 2 ακρα του ENSO ειναι τα γνωστα φαινομενα/φασεις της ατμοσφαιρας, La Nina(το ψυχρο επεισοδειο) και El Νino(το θερμο επεισοδειο). Ενας απο τους παραδοσιακους, αν και πλεον σχετικα ξεπερασμενος τροπος, τροπους για να βλεπουμε σε ποια κατασταση βρισκεται η ταλαντωση αυτη ειναι με τον δεικτη της νοτιας ταλαντωσης(Southern Oscillation) SOI(Southern Oscillation Index).
 Ενας απο τους σημαντικοτερους πλεον δεικτες για την επισημανση της φασης του ENSO αλλά και την προβλεψη επεισοδειων Ελ Νινιο ή Λα Νινα, ειναι ο δεικτης ΟΝΙ(Oceanic Nino Ιndex) και μετραει την αποκλιση των θερμοκρασιων του Ειρηνικου ωκεανου, απο τις μεσες τιμες μια καθορισμενης χρονικης περιοδου, για την λεγομενη περιοχη του Ειρηνικου ωκεανου, Nino 3.4 οπου βρισκεται περιπου στην μεση της τροπικης περιοχης/ζωνης του Ειρηνικου ωκεανου απο την ανατολικη Ασια εως την δυτικη Αμερικη. Οταν ο δεικτης ΟΝΙ για ενα συνεχομενο τριμηνο(δηλαδη ο μεσος όρος του ΟΝΙ για 3 συνεχομενους μηνες) ειναι πανω ή ακριβως απο 0.5 °C τοτε ειμαστε σε φαση(εχουμε επεισοδειο) Ελ Νινιο, ενω οταν ειναι κατω ή ακριβως απο -0.5 °C ειμαστε σε φαση Λα Νινα, ενω για τιμες αναμεσα ειμαστε σε ουδετερη φαση.

 Τα επεισοδεια Ελ Νινο αλλά και Λα Νινα προκαλουν σε πολλες περιπτωσεις μεγαλες καταστροφες σε ολη την γη, λογω ακραιων καιρικων φαινομενων που προκαλουν. Για αυτο η προβλεψη τους ειναι πολυ σημαντικη. Ειδικοτερα το Ελ Νινο σε ενα απο τα πιο ακραια επεισοδεια του, το 1998, προκαλωντας καιρικες καταστασεις που υπολογιζεται οτι προκαλεσαν ζημιες τουλαχιστον 34 δισεκατομμυριων δολαριωνκαι με 6 εκατομμυρια ατομα να μενουν αστεγοι λογω των καταστροφων!!
 Το Ελ Νινο εχει μεση περιοδο εμφανισης τα 3 με 4 χρονια αλλά εμφανιζεται και μετα απο 2 ή και μετα απο 7 χρονια, ενω κραταει απο 12 εως 18 μηνες περιπου.
 Να αναφερουμε σε αυτο το σημειο οτι αρχικως η λεξη Ελ Νινιο(που μεταφραζεται σε θειο βρεφος και αντιστοιχει στο βρεφος του Χριστου) χρησιμοποιουνταν για να προσδιορισει ενα ζεστο ωκεανιο ρευμα που ειχε κατευθυνση προς τα νότια και κινουνταν κοντα στις δυτικες ακτες του Περου και του Εκουαδορ καθε χρονο κοντα στα Χριστουγεννα. Αυτο το φαινομενο ονομαζονταν Ελ Νινιο και δεν εχει καμια σχεση με το φαινομενο Ελ Νινιο που αναφεραμε παραπανω και ο όρος εχει επικρατησει να αντιστοιχει σε αυτο το πολυ γενικοτερο και παγκοσμιο φαινομενο και οχι σε αυτο που συνεβαινε στις ακτες του Εκουαδορ και του Περου κοντα στα Χριστουγεννα.
  Ο όρος Ελ Νινιο λοιπον σημαινει ενα θερμο επεισοδειο του ΕΝΣΟ(με ΟΝΙ ≥+0.5 °C)-της ταλαντωσης ΕΝΣΟ δηλαδη.


 •AMO(Atlantic Multidecadal Oscillation): Η "πολυδεκαετης Ατλαντικη ταλαντωση"(ΑΜΟ) ειναι μια σχετικα νεοανακαλυφθεισα ταλαντωση της ατμοσφαιρας και σχετιζεται με τις θερμοκρασιες του βορειου Ατλαντικου ωκεανου. Η ταλαντωση ΑΜΟ σχετιζεται αρκετα ισχυρα με τις θερμοκρασιες αλλά και με την ποσοτητα του υετου στην βορεια Αμερικη αλλά και στην Ευρωπη καθως και ακομα πιο ισχυρα με τις θερμοκρασιες και τον υετο των καλοκαιριων σε αυτες τις περιοχες.


 Απο τους παραπανω δεικτες θα τους χρησιμοποιησουμε ολους εκτός απο τον MJO.


 Εχουμε λοιπον για καθε μηνα ξεχωριστα την διακυμανση ανα ετος του καθε δεικτη:
 Να πουμε οτι για το φαινομενο ΑΜΟ χρησιμοποιησαμε τον δεικτη του ΑΜΟ πολλαπλασιασμενο με το 10, ενω για το QBO τον αντιστοιχο δεικτη του QBO διαιρεμενο με το 10 για να ειναι ορατες οι τιμες τους στο γραφημα καθως πχ ο δεικτης ΑΜΟ ειναι μια ταξη μεγεθους μικροτερος(πχ κινειται απο -0.5 εως 0.5 περιπου οποτε δεν θα φαινονταν οι αυξομειωσεις και οι τιμες του στο διαγραμμα) απο τους αλλους δεικτες.
 Επισης για το ΕΝΣΟ 3.4 χρησιμοποιηθηκε ο δεικτης ΟΝΙ σε μηνιαια τιμη και μετραει αποκλιση θερμοκρασιας σε βαθμους Κελσιου σε σχεση με μια επιλεγμενη χρονικη περιοδο. Θυμηθειτε οτι οταν εχουμε ΟΝΙ >= 0.5 °C εχουμε συνθηκες/επεισοδειο Ελ Νινιο αλλά εκεινο το ΟΝΙ αναφερεται σε τριμηνιαια τιμη(μεσο όρο) του ΟΝΙ, για 3 συνεχομενους μηνες δηλαδη, οποτε αφου το διαγραμμα δινει τις μηνιαιες τιμες του ΟΝΙ, καθε φορα που εχουμε ΟΝΙ ≥ +0.5 °C δεν σημαινει και επεισοδειο Ελ Νινιο.

 Οποτε εχουμε(να σημειωθει οτι δεν λειπουν δεδομενα, οποτε οταν η "μπαρα" ενος δεικτη για καποιο ετος δεν υπαρχει, τοτε ο δεικτης ειναι μηδεν ή πολυ κοντα στο μηδεν και ετσι δεν εμφανιζεται η "μπαρα" του):


•Δεκεμβριος:









•Ιανουαριος:









•Φεβρουαριος:











Οπως βλεπουμε ειναι σχεδον αδυνατο διαισθητικα να διακρινουμε καποιο "pattern" καποια αλληλοσυνδεση μεταξυ τους. Το ιδιο ισχυει και με την συσχετιση με τους χειμωνες της βορειας και νότιας Ελλαδας, με τον υετο δηλαδη και με την θερμοκρασια για την βορεια και νότια Ελλαδα. Οποτε εδω ερχονται τα μαθηματικα και η στατιστικη αναλυση και μεθοδοι, για να βρουμε τυχον συσχετισεις. Αλλά οπως ανεφερα αυτο ειναι μια πολυ χρονοβορα διαδικασια(καθως πρεπει να παρουμε την ημερησια τιμη(οπου ειναι δυνατον) του καθε δεικτη, να διαλεξουμε μερικους σταθμους στην νοτια Ελλαδα, καθως και στην βορεια Ελλαδα ξεχωριστα, με μετεωρολογικα δεδομενα θερμοκρασιων και υετου, να αναλυσουμε και να ψαξουμε για αλληλοσυσχετισεις ΝΑΟ+ΑΟ+ΑΜΟ+QBO+ΟΝΙ+PDO με τον υετο καθως και με θερμοκρασια του καθε σταθμου και οι μεθοδοι αναλυσης που μπορει να επιλεξει κανείς ειναι πραγματικα εκατονταδες και δεν γνωριζω και ποιος ειναι ο καταλληλοτερος για αυτο το εγχειρημα με συνδεση πολλαπλων δεικτων με καποια μεταβλητη(πχ υετο)-και καλυτερο θα ηταν να επιλεχθουν 2-3 τροποι αναλυσης για συγκριση αποτελεσματων κιολας) και θα συντελεστει σε ενα μελλοντικο αφιερωμα.

Δευτέρα 1 Οκτωβρίου 2012

Αποσταση νεφων.

Αποσταση νεφων και καταιγιδων.




 Διαβαζοντας ενα πολυ καλο καιρικο μπλογκ ενος πολυ λογικου ανθρωπου(συνηθιζω να χωριζω τους ανθρωπους σε λογικους επιστημονες, σε λογικους μη επιστημονες, σε "αδιαφορους" και σε μη λογικους) που ουτε καν τον ξερω προσωπικα, απλως διαβαζω τις αποψεις του μεσα σε ενα καιρικο φορουμ που γραφει(hellasweather.gr) καθως και απο το καιρικο μπλογκ του(παροτι τωρα αρχισα να το διαβαζω) και διαπιστωσα, μερικα μικρολαθακια κακων/ελλειπων διατυπωσεων που μπορουν να παρερμηνευτουν, σε ενα θεμα.
Σε τουτο:
http://antisimvatikos.blogspot.gr/2011/08/blog-post.html

Ετσι λοιπον εχουμε οτι αναφερει:

"Ας ξεκινήσουμε από τον απλό υπολογισμό του πόσο μακριά είναι ο ορίζοντας (η νοητή γραμμή στην οποία θάλασσα και ουρανός γίνονται ένα), δηλαδή πόσο μακριά μπορούμε να δούμε σε μια καθαρή μέρα."

Αυτη η προταση, αν και ο δημιουργος της μαλλον εννοουσε πόσο μακρυα μπορουμε να δουμε ενα αντικειμενο που βρισκεται στην επιφανεια της γης, μπορει να παραπλανησει, καθως η αποσταση που μπορει να δουμε σε μια καθαρη μερα ειναι πολλα τρισεκατομμυρια χιλιομετρα μακρυα! Πχ τα αστερια που βλεπουμε στον ουρανο βρισκονται ακομα και πανω απο 150 τρισεκατομμυρια χιλιομετρα μακρυα μας. Και ομως μπορουμε να τα δουμε! Μπορουμε να δουμε δηλαδη σε αποσταση 150 τρισεκατομμυριων χιλιομετρων μακρυα μας!!

 Εαν εννοουσε πόσο μακρυα μπορουμε να δουμε ενα (σημειακο) αντικειμενο στην επιφανειας της γης, τοτε ναι οι υπολογισμοι του ειναι σωστοι φυσικα, αν και στην πραγματικοτητα υπαρχουν και φαινομενα ατμοσφαιρικης διαθλασης/σκεδασης κλπ, ωστε το φως να καμπτεται και ετσι να μπορουμε να δουμε λιγο παραπανω πισω απο τον οριζοντα μας απο οτι με τους παραπανω υπολογισμους(μια πολυ καλη προσεγγιστικη σχεση με εξαιρετικα αποτελεσματα ειναι θετοντας την ακτινα της γης ισης με τα 7/6 της πραγματικης-θεωρωντας την γη ως σφαιρα με ακτινα 6378 km).


Επειτα παμε παρακατω στο εξης που αναφερει:

"Ένας γενικός τύπος που υπολογίζει τις αποστάσεις στις οποίες μπορούμε να δούμε όταν εμείς είμαστε σε ύψος h_1 και το αντικείμενο έχει ύψος h_2, ακολουθεί στην επόμενη εικόνα."


"Εδώ φαίνεται πως ένα καταιγιδοφόρο νέφος που φτάνει σε ύψος, χοντρικά, τα 10 Km, είναι ορατό από απόσταση 360 Km περίπου. "

Η παραπανω ηταν μια αλλη παραπλανητικη προταση που μπορει επισης να οδηγησει σε μεγαλες παρερμηνευσεις. Το μόνο που χρειαζεται βασικα για να γινει σωστη ειναι να προστεθει η λεξη "μεγιστο" σε αυτην.
Ο παραπανω τυπος δηλαδη υπολογιζει την μεγιστη αποσταση που μπορει να δει καποιος ενα αντικειμενο με υψος h2 και οχι την αποσταση που μπορει να δει καποιος ενα αντικειμενο με υψος h2(ασαφης προταση).
Εφοσον δε, παρουμε ως υψος cumulonimbus νεφους το μεγιστο υψος που μπορει να φτασει(μιας και θεωρητικα δεν υπαρχει καποιο σαφες ιδιαιτερο οριο(παροτι φυσικα η εξωσφαιρα αποτελει σιγουρο ανωτατο οριο αλλά μιλαμε για ρεαλιστικο ανωτατο οριο) αλλά μπορουμε να παρουμε το ρεκορ μεγιστου υψους για νεφος cumulonimbus που ειναι 23 χιλιομετρα), βρισκουμε και την μεγιστη αποσταση που μπορει να δει κανείς ενα συννεφο cumulonimbus.

Ας δουμε τωρα γιατι ειναι η μεγιστη αποσταση που μπορουμε να δουμε ειναι αυτη. Ας την ονομασουμε hmax. Στην περιπτωση μας ισχυει hmax = 23 km αλλά το hmax μπορει να παρει οποιαδηποτε τιμη ωστε να βρουμε την μεγιστη αποσταση που μπορουμε να δουμε ενα αντικειμενο με υψος hmax.
Εχουμε αρχικα οτι μιλαμε για σφαιρικη γη και οτι εμεις(τα ματια μας) βρισκομαστε στο Α, σε υψος δηλαδη απο την επιφανεια της γης h = (ΟΑ) - R, οπου R η ακτινα της γης.
Παιρνουμε επισης μια ημιευθεια Αx και ενα ευθυγραμμο τμημα ΑΓ που περνα απο τον οριζοντα μας και τεμνει την επιφανεια της γης στο Β. Δηλαδη εχουμε το σχημα:


Το ορατο πεδιο μας ειναι αυτο που ειναι πανω απο τον οριζοντα ή ακριβως σε αυτον. Παροτι οπως αναφεραμε προηγουμενως λογω φαινομενων ατμοσφαιρικης διαθλασης/σκεδασης κλπ, που κανουν το φως να καμπτεται, μπορουμε να δουμε λιγο παραπανω πισω απο τον οριζοντα μας οποτε το οπτικο πεδιο μας ειναι λιγο μεγαλυτερο.
 Αλλά τελοσπαντων το ορατο πεδιο μας ειναι αυτο που ειναι σημειωμενο με κιτρινο. Βεβαια, παιρνουμε μόνο την μια εκ των 2 συμμετρικων περιπτωσεων, δηλαδη το πορτοκαλι γραμμοσκιασμενο τμημα "δεξιοτερα" του ευθυγραμμου τμηματος που περνα απο εμας και το κεντρο της γης, καθως η αντιμετωπιση που μπορουμε να εχουμε για αυτο το τμημα ειναι παντελως ομοια με αυτην που θα εχουμε παρακατω για το "αριστερο" τμημα.



Για να δειξουμε οτι το σημειο Γ οριζει την μεγιστη αποσταση(AΓ) που μπορουμε να δουμε ενα συννεφο cumulonimbus, παιρνουμε ενα τυχαιο σημειο μεσα απο το δυνατο ορατο μας πεδιο, εστω Δ.



Προεκτεινουμε το ευθυγραμμο τμημα ΑΔ και ονομαζουμε Ε το σημειο τομης της προεκτασης του με τον κυκλο με κεντρο το κεντρο της γης και ακτινα ιση με hmax, στο τμημα του ορατου πεδιου παντα.




Προφανως ΑΕ > ΑΔ αρα πρεπει να δειξουμε οτι ΑΓ >ΑΕ :


Αυτο ειναι αμεσα σαφες οτι ισχυει καθως τα τριγωνα ΟΑΕ και ΟΑΓ εχουν κοινη την ΑΟ, αντιστοιχα ισες πλευρες τις ΕΟ και ΓΟ, ενω οι αντιστοιχες περιοχομενες σε αυτες γωνιες ειναι οι ΑΟΕ και ΑΟΓ. Ομως ισχυει γωνια ΑΟΕ < γωνια ΑΟΓ οποτε λογω του σχετικα γνωστου βασικου θεωρηματος που δεν χρειαζεται να αποδειξουμε εδω, επεται οτι και η πλευρα απεναντι απο την μεγαλυτερη γωνια θα ειναι μεγαλυτερη.

Απο το παρακατω σχημα που δειχνει 2 ιδιου υψους νεφη cumulonimbus με κορυφες στα Δ και Ε, φαινεται οτι οι αποστασεις τους απο εμας μπορει να ειναι διαφορετικες, αρα αυτο σημαινει οτι δεν υπαρχει μονοσημαντη αντιστοιχια αποστασης της κορυφης του υψους απο εμας, με το υψος του.


Υπολογιζοντας επισης την μεγιστη αποσταση οπου μπορουμε να δουμε ενα νεφος cumulonimbus, θετουμε hmax = 23 km και απο τον τυπο που αναφερθηκε προηγουμενως και τον ξαναγραφουμε εδω:


Εδω να σταθουμε μια στιγμη και να γραψουμε την σωστη αναπαρασταση της εξισωσης, διοτι η παραπανω(ολες οι παραπανω βασικα) ειναι λανθασμενη αλλά χρησιμοποιειται ευρεως για λογους απλοτητας. Η σωστη λοιπον γραφη ειναι:


Η γραφη h/km πχ χρησιμοποιειται γιατι η μεταβλητη h ειναι μια φυσικη ποσοτητα που αναπαριστα και αντιστοιχει σε ποσοτητα αποστασης(του υψους), πχ h = 67 μετρα ή h = 12 km, ή h = 7000 εκατοστα κλπ. Οποτε θετοντας πχ h = 67 m στην εκφραση h/km εχουμε 67 m / km = 67/1000 = 0.067 που ειναι μια αριθμητικη τιμη και αρα εχει νοημα η εξισωση μας.
Ενω τελικως στο δεξιο μερος θα προκυψει ενας αριθμος(μια αριθμητικη τιμη) ενω στο αριστερο θα εχουμε την αριθμητικη τιμη dmax/km.
Δηλαδη πχ θα εχουμε dmax/km = 380 , αρα συνεπαγεται dmax = 380 km.

Ετσι λοιπον βλεπουμε οτι η μεγιστη αποσταση που μπορουμε να δουμε εξαρταται απο το υψος h που βρισκομαστε, οποτε για διάφορα υψη που βρισκομαστε μπορουμε να βρουμε μεσω του παραπανω τυπου την μεγιστη αποσταση που μπορουμε να δουμε ενα συννεφο cumulonimbus, αρα για:
•h = 2 μετρα, δηλαδη στην επιφανεια της θαλασσας και στεκομενοι ορθιοι: d ~= 547 km
•h = 100 μετρα : d ~= 578 km
•h = 1000 μετρα : d ~= 655 km
•h = 8848 μετρα : d ~= 878 km





Ας δουμε τωρα πως μπορουμε να βρουμε την αποσταση απο εμας απο το σημειο οπου εγινε η ηλεκτρικη εκκενωση που προκαλεσε εναν κεραυνο. Η συνηθης και που πρακτικη τακτικη ειναι να μετραμε πόσα δευτερολεπτα χρειαστηκε ο ηχος να φτασει σε εμας απο τη στιγμη που βλεπουμε το φως(που ειναι πρακτικα ιση με την στιγμη της "παραγωγης" του ηχου και της εκκινησης του προς ολες τις κατευθυνσεις και προς τα εμας) και να τα πολλαπλασιαζουμε με το 340(θεωρωντας ως σταθερη ταχυτητα του ηχου σοτν αερα ιση με 340 m/s) και το αποτελεσμα να εισαι σε μετρα. Πχ αν χρειαστηκε 10 δευτερολεπτα να ερθει ο ηχος απο τη στιγμη που ειδαμε την αστραπη, τοτε λεμε οτι η εκκενωση απεχει 3400 μετρα ή 3.5 χιλιομετρα περιπου.

Ομως η διαδικασια αυτη παροτι φοβερα πρακτικη και σχετικα καλης ακριβειας στην πραγματικοτητα εχει σχετικα σαθρο υποβαθρο καθως η ταχυτητα του ηχου στον αερα εξαρταται απο την θερμοκρασια(και μόνο απο αυτην και οχι πχ απο την ατμοσφαιρικη πιεση, σε ενα βουνο πχ με μια θερμοκρασια 20 °C και πιεση 950 hPa, ο ηχος θα ταξιδευει με την ιδια ταχυτητα με οση θα ταξιδευε στην επιφανεια της θαλασσας με πιεση πχ 1010 mbar(hPa) και θερμοκρασια παλι 20 °C) και στα 10 περιπου χιλιομετρα που αναπτυσσονται τα περισσοτερα cumulonimbus η θερμοκρασια καθε αλλο παρα ειναι κοντα στις θετικες τιμες της κλιμακας Κελσιου και μαλιστα στην θερμοκρασια των 15 °C που υπονοει/αντιστοιχει η τιμη των 340 m/s που χρησιμοποιουμε στον πρακτικο τυπο.

Ας παμε λοιπον να δουμε μια πολυ πιο ακριβη(οχι και παλι την ακριβεστερη) προσεγγιση του θεματος.
Εχουμε ενα σημειο Β λοιπον οπου γινεται η ηλεκτρικη εκκενωση. Στο σημειο Α βρισκομαστε εμεις, ενω θελουμε να βρουμε την αποσταση d που ειναι η αποσταση που ταξιδεψε ο ηχος για να ερθει σε εμας.



Με την πολυ ορθη υποθεση οτι η μεση θερμοκρασια Τ, που διενυσε ο ηχος μεταξυ του σημειου  Β και του σημειου Α(εκει που ειμαστε εμεις), ειναι κατα πολυ καλη προσεγγιση ιδια με αυτην που θα διενυσε εαν εκανε την διαδρομη Β προς το σημειο Γ πανω στην ΟΒ που απεχει απο την επιφανεια της γης αποσταση h1 ιση με το υψος που βρισκομαστε δηλαδη, με αυτη την υποθεση λοιπον εχουμε τα εξης:

Χρησιμοποιωντας την υψομετρικη εξισωση λυνουμε ως προς την θερμοκρασια(βλεπε παρακατω).
Οποτε εχουμε αγνωστο το υψος του συννεφου h2.
Επισης απο την εξισωση d = Sair·t οπου t ο χρονος που μετραμε οπως και πριν(απο τη στιγμη που βλεπουμε την αστραπη εως οτους ακουμε την βροντη της) και Sair η μεση ταχυτητα του ηχου καθολη την διαδρομη, θελουμε να βρουμε την αποσταση μας d απο το συννεφο.


Επισης η ταχυτητα του ηχου εξαρταται απο την μεση θερμοκρασια με τον τροπο που βλεπουμε παρακατω.




Οπως βλεπουμε εχουμε 4 αγνωστους(T,h2,d,Sair) και 3 εξισωσεις αρα πρεπει να αποφασισουμε τι θελουμε να βρουμε.
Εστω οτι θελουμε να βρουμε την αποσταση d οπως ειπαμε και παραπανω.
 Τοτε πρεπει να βρουμε ειτε την μεση θερμοκρασια μεταξυ Β και Α, ή μεταξυ Β και Γ διαδρομης, ή την μεση ταχυτητα που θα εχει ο ηχος καθολη την διαδρομη ειτε το υψος του συννεφου.

 Αν πχ το υψος ειναι h2 = 10 km, ενω ξερουμε οτι η πιεση στα 10 χιλιομετρα ειναι περιπου P2 = 250 hPa, ενω αν βρισκομαστε σε υψομετρο πχ h1= 100 μετρα, με πιεση P1 = 1010 hPa, και σε γεωγραφικο πλατος 40.65° βορεια, αρα υπολογιζοντας την επιταχυνση της βαρυτητας ιση με g = 9.80228 m/s2, και εαν εκανε ο ηχος 10 δευτερολεπτα να φτασει, τοτε βρισκουμε οτι:
μεση Τ ~=  -28.6 °C
Sair~= 313.5 m/s και αρα και:
d = 10·313.5 = 3135 μετρα.

Να θυμηθουμε οτι η πρακτικη μεθοδος εδωσε 3400 μετρα δηλαδη 265 μετρα παραπανω.

Μπορει να μην εχει καμια σχεδον πρακτικη αξια ο παραπανω τροπος να βρισκουμε την αποσταση απο ενα συννεφο αλλά η αντιμετωπιση ειναι που μετραει και που ειναι η ορθη καθως η πρακτικη μεθοδος υποθετει σταθερη ταχυτητα του ηχου απο τα 5-7-8-9 ή τελοσπαντων σε οσα χιλιομετρα γινεται η ηλεκτρικη εκκενωση, εως και τον παρατηρητη, και αρα υποθετει σταθερη θερμοκρασια απο τα 5-10 χιλιομετρα εως και το εδαφος, κατι που δεν θα μπορουσε να ειναι πιο αναληθες.

Και ομως οπως βλεπουμε απο τα τελικα αποτελεσματα, μπορει η πρακτικη μεθοδος να ηταν 265 μετρα μακρια απο την ορθοτερη προσεγγιση, αλλά εχουν αραγε καμια μεγαλη σημασια αυτα τα 265 μετρα που επεσε εξω η πρακτικη μεθοδος? Ειναι σαφες και εκπληκτικο συναμα, οτι με την πρακτικη μεθοδο με ενα πολλαπλασιασμο και μόνο ειχαμε σε τουτο το παραδειγμα σφαλμα μόνο 8.5% περιπου!! Εντυπωσιακο θα ελεγα, αν και η πολυ ορθοτερη θεωρηση του θεματος παραμενει ορθοτερη θεωρηση εστω και πρακτικα δυσχρηστη εως και αχρηστη. :)


Σάββατο 29 Σεπτεμβρίου 2012

Υετος, Καταιγιδες και Ξηρες Ακολουθιες στην Ελλαδα.

Γεωγραφικη κατανομη υετου, καταιγιδες και ξηρες ακολουθιες στην περιοχη της Ελλαδας.

Θα παρουσιαστουν παρακατω καποια στατιστικα στοιχεια και γεωγραφικες αποτυπωσεις για τον αριθμο των ετησιων καταιγιδων στην περιοχη της Ελλαδας, για την γεωγραφικη κατανομη του υετου ανα ετος αλλά και ανα εποχη, καθως και γεωγραφικες αποτυπωσεις και στατιστικα για τις ξηρες ακολουθιες στην Ελλαδα.

Καταιγιδες εις την περιοχην της Ελλαδας:

 Εκατσα και εφτιαξα απο διαφορες πηγες εναν απλο χαρτη καταιγιδων για την Ελλαδα ανα ετος. Τα δεδομενα ειναι απο διάφορες πηγες, οπως κυριως η ΕΜΥ και το ΕΑΑ με συνολικα δεδομενα απο 115 σταθμους, καθως και  απο το ΝΟΑΑ απο χαρτες effective precipitable water+CAPE και απο ισοκεραυνικους χαρτες για την Ελλαδα. Οι ισοκεραυνικοι χαρτες ηταν του 1970, του 1990, του 1993 και του 2003, ενω τα δεδομενα των σταθμων ηταν απο το 1965 εως το 2005, ενω οι χαρτες του ΝΟΑΑ καλυπταν οποια χρονικη περιοδο και να διαλεγα, οποτε τελικως επελεξα να εμπιστευτω κυριως τα δεδομενα των σταθμων διαλεγοντας την χρονικη περιοδο 1965 εως 2005.
Ετσι λοιπον:



Δεν αποσκοπω σε απολυτη ακριβεια φυσικα, αλλά σε μια γενικη αλλά αρκετα ακριβη αποτυπωση της πραγματικοτητας.

Επειτα θυμηθηκα οτι και το freemeteo.com εχει στοιχεια για αυτα για την χρονικη περιοδο 1961-1991 και ετσι εβγαλα μερικα διαγραμματα απο τα δεδομενα του:

•Καταιγιδες λοιπον ανα ετος για την χειμερινη χρονικη περιοδο Οκτωβριος εως Απριλιος(μαζι με αυτον):



•Καταιγιδες ανα ετος για την θερινη χρονικη περιοδο Μαιος εως Σεπτεμβριος(μαζι με αυτον):



•Και συνολικα για ολο το ετος:




Επειτα:

Γεωγραφικη κατανομη υετου και ξηρες ακολουθιες στην περιοχη της Ελλαδας:

 Εριξα μια ματια σε μια παλιοτερη διδακτορικη διατριβη(βλεπε στο τελος) περι του κλιματος της Ελλαδας και θα παραθεσω καποιους χαρτες γεωγραφικης κατανομης υετου για την Ελλαδα που βρηκα. Το πως ο υετος κατανεμεται δηλαδη στις διάφορες περιοχες της Ελλαδας.

Επεξηγησεις για καθε χαρτη δεν νομιζω να χρειαζονται αφου ειναι πολυ απλο να καταλαβει κανείς τον καθε χαρτη, αν και οπως θα παρατηρησετε η Θρακη, οι Σερρες, κλπ, δεν καλυπτονται απο τα πρασινης αποχρωσης χρωματα, αλλά ειναι ευκολο να καταλαβει κανείς σε ποια περιοχη της κατανομης του υετου ανηκουν απλως προεκτεινοντας τις καμπυλες. Πχ η Θρακη φανερα ανηκει στην κατανομη 500 εως 600 mm υετου για ενα ετος.

•Ετσι λοιπον εχουμε τον ετησιο χαρτη υετου:


Οπου γινεται φανερο οπως και ολοι γνωριζουμε πολυ καλα βεβαια οτι τα υψηλοτερα ποσα υετου τα δεχεται η Ηπειρος και το βορειο Ιονιο και επονται με μεγαλα ποσά υετου και η δυτικη Ελλαδα γενικοτερα, ενω τα λιγοτερα η περιοχη των Κυκλαδων φυσικα, η νοτιοανατολικη Ευβοια και η ανατολικη Αττικη.

•Επειτα εχουμε αυτον του χειμωνα καθως και της ανοιξης (σε ξεχωριστους χαρτες):

Τον χειμωνα η περιοχη της Μακεδονιας και ιδιαιτερα της κεντρικης Μακεδονιας δεχεται τον λιγοτερο υετο, ενω τον περισσοτερο η δυτικη Ελλαδα και κυριως το Ιονιο καθως και το νοτιοανατολικο Αιγαιο(δεν το ηξερα αυτο).
Ενω την ανοιξη τον λιγοτερο υετο δεχεται μια ζωνη που εκτεινεται απο την ανατολικη Κρητη, συμπεριλαμβανει τις Κυκλαδες, την Αττικη και την Ευβοια, και φτανει εως και τις Σποραδες. Ενω τον περισσοτερο υετο δεχεται η Ηπειρος με την Κερκυρα.


•Και τελος εχουμε αυτον του καλοκαιριου και του φθινοπωρου(σε ξεχωριστους χαρτες):

Το φθινοπωρο τον περισσοτερο υετο φυσικα τον δεχεται η Ηπειρος και τα νησια του Ιονιου και επονται με επισης μεγαλα ποσά υετου η δυτικη Ελλαδα γενικοτερα, ενω και παλι υπαρχει μια τρυπα υετου σε ενα μεγαλο μερος των Κυκλαδων.
Ενω το καλοκαιρι η δυτικη Μακεδονια δεχεται τα μεγαλυτερα ποσα υετου μαζι με Ηπειρο και επονται η Μακεδονια γενικοτερα και η δυτικη Θεσσαλια.


 •Επειτα παμε να δουμε την κατανομη των ξηρων ακολουθιων στην Ελλαδα. Και ειδικοτερα αυτων μεγαλου μηκους(30 ημερων και πανω).
Ας δουμε καταρχην τι ειναι μια ξηρη ακολουθια, πχ 40 ημερων, με ποσό υετου πχ μικροτερο ή ισο των 0.1 mm(χιλιοστων).
Μια ξηρη ακολουθια 40 ημερων με ποσό υετου μικροτερο ή ισο των 0.1 mm για μια περιοχη, ειναι μια περιοδος 40 συνεχομενων ημερων οπου για καθε ημερα ο υετος που επεσε ειναι μικροτερος ή ισος με 0.1 χιλιοστα.

Ο ορισμος δηλαδη μια ξηρης ακολουθιας για μια περιοχη ειναι :
►Εχουμε μια ξηρη ακολουθια Χ ημερων με οριο Υ χιλιοστα υετου, οταν και μόνο οταν στην περιοχη αυτη, για καθε μερα απο ενα διαστημα Χ συνεχομενων ημερων, δεν επεφταν πανω απο Υ χιλιοστα υετου.

Δηλαδη στο περσινο πχ καλοκαιρι της Ελλαδας, μετα τις 17 Ιουνιου για την περιοχη της νοτιοανατολικης Ελλαδας(Ευβοια, Αττικη, Κυκλαδες, Δωδεκαννησα, κλπ) εως και 21 Σεπτεμβριου ο υετος που ειχε ριξει ηταν ακριβως 0(μηδεν) χιλιοστα, δηλαδη εριχνε καθε μερα 0 mm.
•Αρα εριχνε λιγοτερα ή ισα απο 0.1 mm, αρα σε αυτες τις 95 μερες συνολικα, καθε μερα δεν ειχαμε ποτέ υετο (ημερας) πανω απο 0.1 χιλιοστα, οποτε λεμε οτι για περυσι το καλοκαιρι(2011) πχ στην Αττικη, ειχαμε μια ξηρη ακολουθια 95 ημερων με οριο τα 0.1 mm.

 Τετοιες ξηρες ακολουθιες ειναι παρα πολυ συχνες στην νοτια Ελλαδα καθε ετος, λογω της πολυ ξηρης καλοκαιρινης περιοδου φυσικα. Ιδου τι λεει και μεσα στην διατριβη:
"Γενικα, οι ξηρές ακολουθίες στη βόρειο Ελλάδα παρουσιάζουν μεγάλες συχνότητες και σχετικά μικρό μήκος σε αντίθεση με τις ξηρές ακολουθίες της νότιας Ελλάδας οι που έχουν μεγάλο μήκος, αλλά χαμηλή συχνότητα. Όσο πιο μικρό είναι το γεωγραφικό πλάτος τόσο πιο σημαντική είναι η επίδραση των συνοπτικών υποτροπικών συστημάτων που επικρατούν στη μέση και ανώτερη τροπόσφαιρα. Τα συστήματα αυτά είναι τα κύρια αίτια δημιουργίας σημαντικών επεισοδίων ξηρασίας, ιδιαίτερα κατά την περίοδο του καλοκαιριού.
 Έτσι, κατά την θερμή περίοδο, η συνεχής διέλευση των μετώπων ή η παρουσία «ψυχρών λιμνών» καθ’ύψος (Spanos et al., 2003) έχουν ως αποτέλεσμα την παρουσία σχετικά συχνών βροχοπτώσεων πάνω από τις περιοχές της Ηπείρου, της Μακεδονίας και της Θράκης (Maheras, 1983). Αντίθετα, η παρουσία του υποτροπικού αντικυκλώνα στη μέση και ανώτερη τροπόσφαιρα δημιουργεί μεγάλη ευστάθεια πάνω από την νότια Ελλάδα, γεγονός που συντελεί στην εμφάνιση ξηρών ακολουθιών πολύ μεγάλου μήκους.
"

►Επισης λεει οτι εχουν παρατηρηθει και ξηρες ακολουθιες εως και 180 ημερες με οριο τα 0.1 χιλιοστα, δηλαδη διαστηματα 6 μηνων οπου δεν εχει ριξει πανω απο 0.1 χιλιοστα καμια μερα!!


Και ιδου πως ειναι η γεωγραφικη κατανομη των ξηρων ακολουθιων μεγαλου μηκους(δηλαδη ξηρων ακολουθιων πανω απο 30 ημερες) με οριο τα 0.1 mm:


Παρατηρουμε οτι για την περιοχη της Μακεδονιας και της Θρακης οι ξηρες ακολουθιες με οριο 0.1 mm οπου αναφερομαστε παντα, εχουν μικρο μηκος, ισο με 80(ημερες) και κατω. Ενω στις Κυκλαδες και γενικοτερα στο νοτιοανατολικο Αιγαιο υπαρχουν και ξηρες ακολουθιες(με οριο τα 0.1 mm) των 180 ημερων!!

Και βλεποντας και τον επομενο ακομη πιο χρησιμο χαρτη, ο οποιος δειχνει την συχνοτητα εμφανισης ξηρων ακολουθιων(0.1 mm) πανω απο 30 ημερων, βλεπουμε οτι τις λιγοτερες ξηρες ακολουθιες τις εχει η βορεια και ΒΔ Θεσσαλια, η Ηπειρος και η κεντρικη και δυτικη Μακεδονια, ενω τις υψηλοτερες(τιμη στον χαρτη πχ 60, σε σχεση με μια 30, σημαινει διπλασια συχνοτητα εμφανισης ξηρης ακολουθιας 30+ ημερων) ξηρες ακολουθιες (>30 ημερων και οριου 0.1 mm) τις εχουν οι Κυκλαδες και το κεντρικο Αιγαιο.




Πηγη:
"ΣΥMBOΛH ΣTH MEΛETH THΣ ΞHPAΣIAΣ ΣTON EΛΛHNIKO ΧΩPO"
ΔIΔΑKTΟΡΙΚΗ ΔIATΡIBH , XPIΣTINA Γ. ANAΓNΩΣTOΠOYΛOY

ΚΑΙΡΟΣ -Ιστορικη αναδρομη στην προβλεψη του καιρου.

ΚΑΙΡΟΣ -Ιστορικη αναδρομη στην προβλεψη του καιρου.



 Ο καιρος αποτελει σαφεστατα ενα παρα πολυ σημαντικο στοιχειο της ζωης ολων των ανθρωπων. Απο αυτον εξαρτωνται πολλες δραστηριοτητες των ανθρωπων καθημερινως και αποτελει ακομα και γεγονος που επηρεαζει την θνησιμοτητα των ανθρωπων. Ως γνωστον πχ οι ανθρωποι που ζουνε στις βορειες χωρες της Ευρωπης εχουν αυξημενο αριθμο αυτοκτονιων και καταθλιψης λογω του κλειστου καιρου και της ελλειψης ηλιου. Ο καιρος ακομα επηρεαζει φοβερα σημαντικα και τα οικονομικα του καθε ανθρωπου αλλά και την ζωη του στις διάφορες εποχες. Πχ τον χειμωνα ειμαστε αναγκασμενοι να ξοδευουμε λεφτα για θερμανση, ενω πχ το καλοκαιρι αλλαζουμε τις συνηθειες μας και λογω καλου καιρου πηγαινουμε για μπανιο στις "ζεστες" θαλασσες, επειδη ο καιρος εχει μαλακωσει.

 Ο καιρος ακομα προκαλει και εχει προκαλεσει και μερικες απο τις σωματικες ιδιαιτεροτητες του ανθρωπου. Το ασπρο και μαυρο χρωμα των ανθρωπων ειναι λογω καιρου και μόνο! Αρχικα πριν 1.5 εκατομμυρια χρονια οι προγονοι μας ειχαν ασπρο δερμα και πολυ πυκνο μαυρο τριχωμα. Το οποιο τριχωμα το εχασαν ομως αφου ζουσαν γυρω απο τον ισημερινο οπου επικρατουσε ζεστη και το πυκνο τριχωμα αποτελουσε μειονεκτημα αφου εκανε το σωμα να ασφυκτια, οποτε στις περιοχες γυρω απο τον ισημερινο οπου οι καιρικες συνθηκες ηταν τετοιες οπου επικρατουσε φοβερος καυτος ηλιος, το δερμα των ανθρωπων που ειχε λιγοστο τριχωμα πλεον, εξελιχθηκε ετσι ωστε να προφυλαχθει απο αυτον τον καυτο ηλιο και τις βλαβερες υπεριωδεις ακτινοβολιες του. Ετσι σιγα σιγα το δερμα εγινε σκουρο και μαυρο. Ο προγονος μας δηλαδη Χομο Ερεκτους, πριν απο 1.2 εκατομμυρια χρονια ειχε μαυρο δερμα και ζουσε γυρω απο τον ισημερινο στην Αφρικη. Το μαυρο δερμα στους προγονους μας παρεμεινε ετσι για τα επομενα 1.2 εκατομμυρια χρονια και μόνο προσφατα τα τελευταια 100 000 χρονια αρχισε να αλλαζει.


  Και αρχισε να αλλαζει λογω του καιρου! Επειδη ο ανθρωπος αρχισε(πριν 100 χιλιαδες χρονια) να εξαπλωνεται και να μετακινειται σε βορειοτερα πλατη με λιγοτερο ηλιο και περισσοτερο κρυο οποτε και περισσοτερο ρουχισμο αρα και ακομα λιγοτερο ηλιο που δεχοταν το δερμα. Οποτε η σκουροχρωμη επιδερμιδα δεν ηταν πλεον αναγκαια ή καλυτερα να αναφερουμε τους πληρεις λογους της αλλαγης(επειδη το δεν ειναι πλεον αναγκαιο κατι, δεν αποτελει εξελικτικο λογο αλλαγης, εκτός βεβαια και εαν αποτελει μειονεκτημα):
α) στις συνθηκες του "καυτου" ηλιου της αφρικης υπηρχε αυξημενη καταστροφη λογω φωτος, του φολικου οξεος στο σωμα μας, πραγμα που θα αποτελουσε καταστροφη για τον οργανισμο οποτε υπηρχε αυξημενη παραγωγη μελανινης για να αποτρεψει αυτη την καταστροφη. Στις βορειες περιοχες ομως ο ηλιος δεν ηταν τοσο καταστρεπτικος οποτε η δυσκολη στην παραγωγη μελανινη δεν ηταν πλεον τοσο αναγκαια και ετσι τα γονιδια που εκαναν την επιδερμιδα λευκη, που ενω πριν οταν ο ανθρωπος ζουσε στην Αφρικη καταπιεζονταν και καταστρεφονταν, τωρα επιβιωναν ολοενα και περισσοτερα. Ετσι σιγα σιγα η επιδερμιδα γινοταν λευκοτερη.
β) Επισης το λευκοτερο λευκο δερμα παραγει ευκολοτερα βιταμινη D(D3) με την βοηθεια του ηλιου (λογω της "προβιταμινης" 7-δευδροχοληστερολη, που υπαρχει στην επιδερμιδα μας και που μετατρεπεται σε βιταμινη D3 λογω του ηλιου) απο οτι το σκουρο ή μαυρο οποτε λογω του λιγοτερου ηλιου ηταν αναγκαια η επιδερμιδα των ανθρωπων να γινει λευκοτερη.
Ετσι λογω της θεωριας εξελιξης του Δαρβινου βλεπουμε ευκολα για ποιον λογο η επιδερμιδα των ανθρωπων που μετακομισαν στις βορειες περιοχες απεκτησαν σιγα σιγα μεσα απο το περασμα των χρονων λευκοτερη επιδερμιδα.Και ο λογος ειναι ο ΚΑΙΡΟΣ!
Και η θεωρια της εξελιξης του Δαρβινου φυσικα, με την γενετικη ικανοτητα μας να προσαρμοζομαστε καταλληλως δηλαδη.


Βλεπουμε λοιπον το πόσο φοβερα επηρεαζει καθε πτυχη της ζωης μας ο καιρος. Πρωτα απο ολα την καθημερινοτητα μας.


 Ετσι λοιπον δεν ειναι να απορει κανείς που οι ανθρωποι απο τοτε που υπαρχουν καταγραφες, ειχαν μια μανια και μια μεγαλη αναγκη να προβλεψουν τον καιρο. Ετσι λοιπον πηγαινοντας πισω 2700 χρονια, στο 650 π.Χ, ξερουμε οτι πχ οι Βαβυλωνιοι προσπαθουσαν να προβλεψουν τον καιρο κοιτωντας τα συννεφα, τα σημαδια τους γυρω απο τον ηλιο καθως και μεσω αστρονομικων παρατηρησεων. Κυριως ομως οι περισσοτεροι προσπαθωντας να εξηγησουν το ανηξηγητο για την εποχη, απεδιδαν τα καιρικα φαινομενα σε διαθεσεις των θεων και σε θεικες παρεμβολες. Ετσι πχ οι αρχαιοι Ελληνες πριν την εμφανιση και την εκρηξη θα λεγαμε, της αναπτυξης φιλοσοφιας και της επιστημης δινοντας τα φωτα σε ολο τον κοσμο λαμποντας εως ακομα και σημερα, πριν απο ολα αυτα λοιπον απεδιδαν στον θεο Δια τους κεραυνους και την βροχη αλλά και πολλα άλλα καιρικα φαινομενα, τις λεγομενες διοσημειες(σημεια του Διος, σημεια των καιρων δηλαδη οπως λεμε σημερα). Οι αρχαιοι Αιγυπτιοι ειχαν τον δικο τους θεο Ρα που ελεγχε τα παντα καθως και τον καιρο, στην μυθολογια των Σκανδιναβων/Βικινγκ ειχαν τον θεο Θορ που ηταν αυτος που εστελνε τους κεραυνους και τις αστραπες, ενω αλλες φυλες οπως πχ οι Αζτεκοι εκαναν ακομα και ανθρωποθυσιες για να ικανοποιησουν τον θεο της βροχης Τλαλοκ και να τους στειλει τις πολυποθητες βροχες! Ενω ακομα και στα προσφατα χρονια οι ινδιανοι και οι αβοριγινες της Αυστραλιας εκτελουσαν χορους της βροχης για να ερθουν οι πολυποθητες βροχοπτωσεις.


  Ολα αυτα πηγαζουν φυσικα απο την μη γνωση. Εαν δεν ξερεις κατι τοτε το πιο πιθανο ειναι να το δαιμονοποιησεις. Η ΑΙΤΙΑ. Ο ανθρωπος θελει να ξερει την αιτια για καθετι που συμβαινει. Και εαν δεν την ξερει τοτε βρισκει κατι, συνηθως μια θεοτητα, αποδιδοντας σε αυτο το θεικο ον την αιτια του εκαστοτε φαινομενου καιρικου ή και μη καιρικου.

 Καποτε ομως ο ανθρωπος καταφερε να διωξει ολα αυτα τα υπερφυσικα θα λεγαμε και να δει τα πραγματα απο μια επιστημονικη σκοπια. Τι ειναι η επιστημονικη σκοπια και πότε εγινε για πρωτη φορα αυτο σε σχεση με τον καιρο? Επιστημονικη σκοπια και επιστημονικη μεθοδος ειναι η χρησιμοποιηση της ΛΟΓΙΚΗΣ και μόνο για να βγει μια θεωρια που να εξηγει ενα φαινομενο, καθως και το ΠΕΙΡΑΜΑ με το οποιο μπορουμε να επαληθευσουμε την θεωρια. Να πουμε εδω οτι ηταν οι Αρχαιοι Ελληνες οπου για πρωτη φορα ορισαν και δημιουργησαν την λεξη και εννοια επιστημη και ολα οσα αυτη αντιπροσωπευει.Και η πρωτη φορα που ο καιρος βγηκε εξω απο την επιρροη θεων και διαμονων και αντιμετωπιστηκε με βαση την λογικη ηταν μεσα απο τον Αριστοτελη. Πρωτος ο τεραστιος αυτος φιλοσοφος και επιστημονας, ο Αριστοτελης, εδιωξε απο τον καιρο και τα καιρικα φαινομενα τα μυθικα και θεϊκα στοιχεια που του εδιναν ως τοτε με την πεποιθηση που ειχαν οτι ολα τα καιρικα φαινομενα ειχαν ριζες στους θεους και στην μυθολογια, και για πρωτη φορα τους εδωσε φυσικη υποσταση βασισμενη στην λογικη, δηλαδη εβρεχει γιατι ειχε συννεφα πχ και οχι γιατι ο Διας νευριασε. Ενας Αριστοτελης οπου ξεκινησε την καταγραφη του καιρου και την μετεωρολογια ως εναν ξεχωριστο κλαδο, μια λεξη μετεωρολογια που προηλθε απο τον Αριστοτελη. 


 Και φυσικα προχωρησε πολυ παραπανω καταγραφοντας και αναλυοντας ολα αυτα τα φαινομενα σε διαφορα εργα του με πρωτο και κυριο για τον καιρο γυρω στο 340 π.Χ το μνημιωδες εργο "Μετεωρολογικά", δινοντας λογικες και εξαιρετικες(αν και ειχε και μεγαλα λαθη φυσικα) εξηγησεις για τα καιρικα φαινομενα καθως και πρακτικους τροπους προγνωσης, οπως και θεματα για αστρονομια, χημεια κ.α).  Δεν ηταν βεβαια μόνο ο Αριστοτελης οπου ασχοληθηκε με τον καιρο. Πχ το εργο ενος μαθητη του Αριστοτελη, του Θεοφραστου, Το βιβλιο των σημειων", αποτελεσε την βιβλο της μετεωρολογιας για 2000+ χρονια προτου μπουμε στην συγχρονη εποχη. Αποτελουσε μια μεγαλη καταγραφη σημειων της φυσης και τα συνεδεε με την προβλεψη καιρου λιγες μερες μπροστα ή και πολλες, ετήσιες προβλεψεις. Το εργο του μαλιστα ειναι αυτο στο οποιο βασιστηκαν ολοι εκεινοι που ασχοληθηκαν με την προβλεψη καιρου μεσω σημειων, πχ οταν εχει μικρο δακτυλιδι γυρω απο το φεγγαρι τοτε προβλεπεται βροχη, τα ημερομήνια, κλπ. Ολα βασιστηκαν σε αυτο το μνημειωδες εργο του Θεοφραστου.
Ενας αλλος αρχαιος Ελληνας επισης, ο Ιπποκρατης, πατερας της ιατρικης, εβρισκε επισης μεγαλο ενδιαφερον για τον καιρο και τα καιρικα φαινομενα. Εγραψε ενα σπουδαιο εργο το "Περί αέρων, υδάτων και τόπων" οπου ακομα και σημερα παραμενει εξοχως διδακτικο για την σχεση υγειας και καιρικου συνθηκων ή και κλιματος εξηγωντας και αναλυωντας θεωριες για το ποιες τοποθεσιες πχ ειναι ιδανικες για χτισιμο πολεων κλπ, κλπ. Το εργο αυτο ξεκιναει με την συμβουλη σε οσους θελουν να ασχοληθουν με την ιατρικη, οτι πρεπει να ασχοληθουν με την κατανοηση τνω καιρικων συνθηκων και του καιρου πρωτα!


 Απο το εργο του Θεοφραστου και τον Αριστοτελη και διάφορους αλλους αρχαιους Ελληνες φιλοσοφους που ασχοληθηκαν με τον καιρο, απο τοτε λοιπον με την προβλεψη του καιρου μεσω σημειων, οπως πχ του ανεμου, των νεφων, κλπ, η προβλεψη του καιρου εμεινε στασιμη εως και τον 17ο αιωνα περιπου. Οι ανθρωποι εως τοτε ακολουθουσαν τις αποψεις του Αριστοτελη για τα περισσοτερα πραγματα περι καιρου. Ηταν βεβαια και η ελλειψη οργανων που καθυστερουσε την εξελιξη. Τεσσερις ηταν οι ιστορικες στιγμες για να αλλαξει αυτο.  Η πρωτη ηρθε στις αρχες του 15ου αιωνα οπου ο Γερμανος Νικολας Κουζα περιεγραψε την κατασκευη ενος υγρομετρου, οργανο για την μετρηση της υγρασιας του αερα. Τελικα η πρωτη κατασκευη μικρης ακριβειας, ηταν απο τον Λεοναρντο Ντα Βιντσι λιγα χρονια μετα την περιγραφη του Κουζα. Πολυ αργοτερα, το 1783 ο Ελβετος Χορας ΝτεΣοσρ κατασκευασε το 1ο ακριβειας υγρομετρο.  Η 2η κοσμογονια ηρθε απο τον Γαλιλαιο το 1592 οπου κατασκευασε το πρωτο θερμομετρο για την μετρηση της θερμοκρασιας. Η 3η ηρθε το 1643 με τον Ιταλο Τορικελι οπου κατασκευασε το πρωτο βαρομετρο για την μετρηση της ατμοσφαιρικης πιεσης.
 Ετσι πλεον οι ανθρωποι μπορουσαν να εχουν πολυ ακριβεις καταγραφες και της θερμοκρασιας και της πιεσης και της υγρασιας του αερα. Ολα αυτα ομως θα ηταν δυσκολο να εχουν πολυ μεγαλη σημασια διοτι η επικοινωνια μεταξυ των επιστημονων τοτε ηταν ελαχιστη. Μηνες ή και χρονια περνουσαν για να μαθει καποιος τις ανακαλυψεις και τις θεωριες του αλλου. Ολα αυτα ομως αλλαξαν με το 4ο σημειο της ιστοριας που αποτελεσε μια πραγματικη επανασταση για την εξελιξη της επιστημης περι προβλεψης του καιρου και οχι μόνο για τον καιρο βεβαια. Την εφευρεση και τελειοποιηση βασικα, του ηλεκτρικου τηλεγραφου το 1835! Μιας συσκευης οπου μπορουμε να μεταδιδουμε γραπτα σημεια απο ενα σταθμο σε καποιον αλλο χρησιμοποιωντας το ηλεκτρικο ρευμα! Πλεον η αμεση επικοινωνια ηταν δυνατη για μεγαλες αποστασεις μεταξυ χωρων!


Ετσι η μεταδοση πληροφοριων για την κατασταση του καιρου, οπως θερμοκρασια, πιεση, υγρασια, καιρικες συνθηκες, ανεμος, κλπ, σε καθε χωρα ηταν πλεον γεγονος και ηταν εφικτη να γινει αμεσα και ευκολα! Ετσι η κατασκευη καποιων απλοικων χαρτων καιρου μεγαλης κλιμακας ηταν εφικτη και αρχισε να πραγματοποιειται.


 Επειτα ηρθε ο τεραστιος Ισσακ Νευτων(Νιουτον ακριβεστερα, απο το Newton προφανως αν και για καποιον ακατανοητο λογο εχει επικρατησει αυτη η προφορα/αναγνωση του ονοματος του) που ηταν αυτος που δημιουργησε τα μαθηματικα εργαλεια και κατασκευασε την μαθηματικη θεωρηση οπου ακομα χρησιμοποιουμε ως στερεα βαση και οχι μόνο, καθως και δημιουργησε την φυσικη θεωρηση του τροπου λειτουργιας του συμπαντος με τους γνωστους νομους του καθως και με λιγοτερο γνωστους. Αυτα τα ιδια εργαλεια και τους νόμους που εφτιαξε ο Νευτων χρησιμοποιουμε σχεδον αναλλοιωτα εως και σημερα για την κατασκευη των μοντελων καιρου! Με "απειρες" βελτιωσεις και καινοτομιες βεβαια αλλά η βαση παραμενουν οι διάφοροι νόμοι κινησης του Νευτωνα καθως και ο διαφορικος λογισμος του.

 Σιγα σιγα λοιπον απο το 1900 και μετα οπου ολα τα εργαλεια μετρησεων εγιναν διαθεσιμα και η επιστημονικη θεωρηση αρχισε να αναπτυσσεται ραγδαια, η εξελιξη προγνωσης του καιρου και κατανοησης του, αρχισε να γινεται ραγδαια επισης!

  Ο αλλος τεραστιος σταθμος στην ιστορια της προγνωσης του καιρου ειναι το βιβλιο του Αγγλου, μαθηματικου, φυσικου, μετεωρολογου, κλπ, Λιους Φραι Ριτσαρντσον, "The Emergence of Numerical Weather Prediction." που εκδοθηκε το 1922! Πολλα χρονια πριν την εφευρεση των κομπιουτερ και πολλα χρονια πριν κανενος ειδους παρομοιου τυπου προβλεψη να κανει την εμφανιση της, ο Ριτσαρντσον ειχε το εκπληκτικο "οραμα" θα λεγαμε, της μεσω κομπιουτερ προβλεψης του καιρου, ταΐζοντας με δεδομενα το κομπιουτερ, βαζοντας τους φυσικους νόμους που διεπουν την ατμοσφαιρα, και με την ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΗ λυση των εξισωσεων, βγαζοντας ενα αποτελεσμα μια προγνωση καιρου για πολλες μερες μπροστα. Αυτο ΑΚΡΙΒΩΣ που γινεται τωρα δηλαδη!! 
Για να ειμαστε δικαιοι βεβαια εντελως παρομοιες σκεψεις και οραμα ειχε και ο Νορβηγος φυσικος και μετεωρολογος Βιλχελμ Μπιερκνις οπου ηταν αυτος που πρωτος διετυπωσε αυτη την μεθοδο για την προβλεψη του καιρου μεσω αναλυσης της κινησης της ατμοσφαιρας σε παγκοσμια κλιμακα, με την μεθοδο των μικρων βηματων και με τους φυσικους νόμους της κινησης, καθως και με την λυση τους με αριθμητικο και οχι αναλυτικο τροπο με την βοηθεια ενος υπολογιστη(διοτι με το χερι/με την μη χρηση υπολογιστων δηλαδη και μόνο ανθρωπων, επαιρνε μηνες ή και χρονια για μια προγνωση 1-2 ημερων μπροστα!).


 Ενω η πρωτη φορα που το οραμα του Ριτσαρντσον εγινε πραγματικοτητα, ηταν το 1950 με επικεφαλης τον Τζον βον Νιουμαν οπου για πρωτη φορα χρησιμοποιηθηκαν οι υπολογισμοι ενος κομπιουτερ, του γνωστου ENIAC, για την κινηση της ατμοσφαιρας και την εξαγωγη μιας προβλεψης/μελλοντικης αποτυπωσης της ατμοσφαιρας. Ενω η πρακτικη και συστηματικη χρηση κομπιουτερ για την προβλεψη του καιρου μεσω αριθμητικων μοντελων με την βοηθεια υπολογιστη, αρχισε να υπαρχει απο το 1955 και μετα, με την ραγδαια αναπτυξη των υπολογιστων.

 Η αριθμητικη προγνωση ομως που εχει επικρατησει ολοκληρωτικα σημερα(και δικαιως φυσικα αφου αποτελει ΜΑΚΡΑΝ την καλυτερη και ΜΟΝΑΔΙΚΗ επιλογη μας για βραχυπροθεσμες προβλεψεις, <10-15 ημερων), δεν ειναι η μονη που χρησιμοποιηθηκε. Αλλες τεχνικες και τυποι προβλεψης ηταν ευρεως διαδεδομενες.

•Αρχικα η απλουστερη θα λεγαμε, και με τεραστια λογικα κενα προφανως, μεθοδος προβλεψης ηταν η επαναληπτικη μεθοδος. Που λεει οτι ο,τι καιρο εχει σημερα σχεδον(πολυ πολυ κοντα) τον ιδιο θα εχει και αυριο.Φυσικα αυτο φαινεται γελοίο για προβλεψεις 3-4 ημερων στις περισσοτερες περιοχες. Και προφανως αυτη η μεθοδος χανει αλλαγες του καιρου. Αλλά μακροπροθεσμα εχει μια καποια αξια, καθως η μεθοδος αυτη λεει οτι εαν ο μηνας πχ τωρα ειναι ζεστος το ιδιο θα ειναι και ο επομενος. Βεβαια η επαναληπτικη μεθοδος για τον καιρο της Ελλαδας θα ειχε μεγαλη επιτυχια. :)


•Τελοσπαντων αφηνοντας αυτη την απλοικη και αδυναμη μεθοδο, εχουμε μετα την μεθοδο της γραμμικης προβλεψης. Καταγραφοντας τα μετωπα της ατμοσφαιρας και τον ρυθμο μεταβολης της πιεσης μπορουμε να βγαλουμε μια προβλεψη για το μελλον. Πχ εαν το μετωπο κινειται με ταχυτητα 400 χιλιομετρων την ημερα και απεχει 1200 χιλιομετρα απο εμας, θα μας ερθει μετα απο 3 ημερες. Ή εαν η πιεση πεφτει 1 mbar καθε 3 ωρες τοτε θα εχει πεσει 8 mbar σε μια ημερα. Ολα αυτα εχουν μια λογικη αλλά δυστυχως ο καιρος και η ατμοσφαιρα απεχει παρα πολυ απο το να συμπεριφερεται γραμμικα. Ετσι οι κινησεις ειναι καμπυλες συνηθως και οχι ευθειες και δεν υπακουουν ετσι και αλλιως σε γραμμικους νόμους αλλά σε χαοτικους.


Μεθοδος με την χρηση βαρομετρου. Εαν βλεπουμε αυξηση της πιεσης τοτε ερχεται καλοκαιρια. Αντιθετα ενα υπαρχει μειωση τοτε ο καιρος θα χειροτερευσει. Εαν η μειωση εχει μεγαλο ρυθμο μεταβολης τοτε πλησιαζει πολυ κακος καιρος, οπως καταιγιδα, βροχες, χιονια, ανεμοι, κλπ. Προφανως και αυτη η μεθοδος ειναι πολυ γενικη και με τεραστια λαθη.


Mεθοδος της παρατηρησης του ουρανου και των νεφων. Πχ αλως γυρω απο το φεγγαρι τη νυχτα(απο θυσανοστρωματα) πιθανοτατα σημαινει οτι ενα θερμο μετωπο πλησιαζει αρα πιθανοτητα βροχων για την επομενη μερα ή τις επομενες μερες. Προφανως και αυτο ο τροπος προβλεψης καιρου ειναι τελειως γενικος και με μεγαλα σφαλματα.


Παμε να δουμε τωρα ομως τις 3 κυριοτερες τεχνικες που μπορουν να εφαρμοστουν για να εχουμε μια οχι γενικη αλλά μια πολυ λεπτομερειακη προβλεψη του καιρου.


•Η κλιματολογικη μεθοδος. Στην μεθοδο αυτη, οταν θελουμε να προβλεψουμε τι καιρο θα κανει πχ σημερα 17 Σεπτεμβριου, ανατρεχουμε στα προηγουμενα ετη, οσο περισσοτερα στοιχεια για περισσοτερα ετη τοσο καλυτερα, και βρισκουμε τι καιρο εκανε στις 17 Σεπτεμβριου σε ολα τα ετη και παιρνουμε τον μεσο όρο αυτων. Πχ για την πιεση. Θελουμε να προβλεψουμε ποση πιεση θα εχει το κεντρο του Τοροντο στον Καναδα στις 25 Σεπτεμβριου του 2012 φυσικα. Εχουμε στην διαθεση μας στοιχεια απο το 1950 εως σημερα οποτε παμε και παιρνουμε ολες τις πιεσεις που ειχε το κεντρο του Τοροντο στις 25 Σεπτεμβριου απο το 1950 εως το 2011.Βρισκουμε τον μεσο όρο αυτων και καταληγουμε σε μια τιμη μεσης πιεσης για την 25 Σεπτεμβριου(που ειχαν τα ετη 1950 εως 2011). Αυτη ειναι και η προβλεψη μας για την πιεση που θα εχει στις 25 Σεπτεμβριου τωρα το 2012.Το κανουμε αυτο και για την θερμοκρασια και για τον υετο και εχουμε μια προβλεψη.Αυτη η μεθοδος λειτουργει σχετικα καλα ΕΑΝ ο παρον καιρος(στις 17 Σεπτεμβρη 2012 πχ) ειναι κοντα στις μεσες κλιματικες τιμες. Εαν πχ ειχαμε καποια ψυχρη ή θερμη εισβολη στις 17 Σεπτεμβριου ή καπου εκει γυρω, τοτε η μεθοδος προβλεψης με βαση την κλιματολογια, αποτυγχανει οικτρα!


•Η αναλογικη μεθοδος. Στην μεθοδο αυτη καταγραφουμε την παρουσα καιρικη κατασταση(πιεση, θερμοκρασια, κλπ) και ψαχνουμε να βρουμε στο παρελθον καταστασεις που ειναι οσο το δυνατον πιο κοντα στην παρουσα. Εστω οτι βρισκουμε μια τετοια. Η προγνωση του αναλογικου μοντελου λοιπον μας λεει οτι η πορεια που θα ακολουθησει ο καιρος τωρα, ειναι η ιδια με την οποια ακολουθησε και η κατασταση που βρηκαμε.Αυτο εχει μεγαλη λογικη, και στην πραγματικοτητα εαν η κατασταση του καιρου ηταν ΑΚΡΙΒΩΣ ιδια με μια προηγουμενων ετων τοτε το συστημα θα ακολουθουσε ΑΚΡΙΒΩΣ την ιδια πορεια, αλλά δυστυχως το να βρουμε κατασταση ακριβως ιδια ειναι παντελως αδυνατο(υπαρχει πιθανοτητα για να γινει κατι τετοιο αλλά ειναι εξαιρετικα μικρη). Και επισης δυστυχως, ακομα και να βρουμε μια κατασταση στο παρελθον οπου ημασταν πολυ κοντα, ακομα και πολυ πολυ πολυ κοντα, στην τωρινη, η μεγαλη ευαισθησια στις αρχικες συνθηκες του χαοτικου δυναμικου συστηματος που λεγεται καιρος(και αρα και κλιμα) κανει σχεδον αχρηστη την προβλεψη.  Με απλα λογια, ακομα και να βρουμε μια κατασταση του καιρου στο παρελθον που ειναι πολυ πολυ κοντα στην παρουσα κατασταση του καιρου, μετα απο 2-3-4 μερες ή ακομα χειροτερα 5-6-7 κλπ μερες, η εξελιξη που θα ακολουθησει η καθε μια κατασταση θα ειναι εντελως διαφορετικη. Αυτο ειναι μια απο τις 3 βασικες ιδιοτητες ενος χαοτικου συστηματος. Και του καιρου. 
Αν ριξουμε πχ ενα νομισμα απο ενα σημειο θα πεσει καπου. Αν το ριξουμε απο 1 εκατοστο δεξιοτερα θα πεσει περιπου 1 εκατοστο δεξιοτερα επισης. Δεν ισχυει αυτο ομως στον καιρο. Γυρω στο 1900 εως και το 1960 περιπου, υπηρχαν πολλοι επιστημονες, βασικα οι περισσοτεροι, που πιστευαν στον απολυτο ντετερμινισμο του καιρου και του κλιματος και πιστευαν οτι θα μπορουσαμε να πετυχουμε καποτε ακριβεις προβλεψεις του καιρου για πολλες εβδομαδες ή και μηνες μπροστα. Εξαλλου οι εξισωσεις του Νευτωνα κατι τετοιο μας λενε. Οτι εαν ξερεις την αρχικη κατασταση και τους νομους της κινησης ξερεις τα παντα για οσο μπροστα θελεις! Για 10 χρονια? Για 10 χρονια! Για 1 000 000 χρονια? Για 1 000 000 χρονια! ΟΚ δεν μπορουμε να ξερουμε την αρχικη κατασταση επ'ακριβως αλλά στο περιπου και αρα στο περιπου θα ξερουμε και την τελικη. Θυμηθειτε την ριψη του νομισματος. Ξερουμε την παρουσα κατασταση του καιρου αρκετα καλα, αρα θα ξερουμε και την τελικη αρκετα καλα.


 Ηρθε ομως ο Λορεντζ το 1963 και τα ανετρεψε ολα αυτα! Οχι την ντετερμινιστικη φυση του καιρου, αυτη παρεμεινε. Εαν ξερουμε ΑΚΡΙΒΩΣ την αρχικη κατασταση μπορουμε να προβλεψουμε τα παντα ΟΠΟΤΕ θελουμε! Ομως ανετρεψε το πρακτικο του θεματος. Ανακαλυψε και ειπε οτι στον καιρο, εαν ριξουμε ενα νομισμα απο μια θεση και παει σε μια αλλη, τοτε εαν το ριξουμε απο 1 εκατοστο δεξιοτερα μπορουμε να το βρουμε 5 χιλιομετρα αριστεροτερα!! Αυτο που ειπε δηλαδη ειναι οτι ακομα και οι ελαχιστοελαχιστες αλλαγες στην κατασταση ενος συστηματος, μπορουν και συνηθεστερα κανουν, σε μικρο χρονικο διαστημα(ημερων!) να οδηγησουν σε ΠΕΛΩΡΙΕΣ αλλαγες στην κατασταση του συστηματος. Και αυτο γιατι ειναι εκθετικη η φυση των μεταβολων που συμβαινουν σε ενα χαοτικο συστημα. Ειναι η περιφημη φραση (που αρχικα ηταν αλλιως και την αλλαξε) "το πεταγμα των φτερων μιας πεταλουδας μπορει να προκαλεσει τυφωνα στον Ειρηνικο μετα απο μηνες.", με την εννοια οτι τα φτερα μιας πεταλουδας μπορουν να επηρεασουν τον ανεμο σε καποιο απειροελαχιστο βαθμο, ομως αυτη η αλλαγη μετα απο μηνες συσσωρευεται και μεταβαλλεται εκθετικα και μπορει να γιγαντωθει τοσο ωστε σε 5 μηνες πχ να εχουμε αντι για καλο καιρο σε ενα σημειο της γης, να εχουμε λογω της κινησης των φτερων της πεταλουδας εναν τυφωνα. Θεωρητικα αυτο και θεωρητικα μπορει να συμβει πραγματι.  

Αυτο λοιπον κατερριψε τα ονειρα των επιστημονων για μια πολυ αιτιοκρατικη θεωρηση των πραγματων στον καιρο με προβλεψεις μηνων που ονειρευονταν(και εφερε παρομοια "καταστροφη" στα ονειρα για ολοκληρωτικη γνωση, με αυτη που εφερε και ο τεραστιος μαθηματικος Γκεντελ με τα θεωρηματα του της μη-πληροτητας). Και μαλιστα ο Λορεντζ εδειξε οτι σε πρακτικο επιπεδο(οπου η πληρης γνωση των αρχικων συνθηκων δεν ειναι δυνατη--διοτι, και αυτο ειναι σημαντικοτατο, ΕΑΝ ηταν δυνατη η πληρης και ακριβης γνωση των ακριβων αρχικων συνθηκων παντου(αυτο προυποθετει την εξαλειψη της ελευθερης βουλησης ολων των οντων) και ηταν επ'ακριβως γνωστες και οι εξισωσεις(σε αυτο ειμαστε πολυ καλυτερα καθως μαλλον γνωριζουμε πολυ καλα τους φυσικους νόμους) κινησης της ατμοσφαιρας και εαν μπορουσαμε να λυσουμε αναλυτικα τις εξισωσεις αυτες, ΤΟΤΕ θα μπορουσαμε να προβλεψουμε τον καιρο με ΑΠΟΛΥΤΗ ακριβεια και για οσο χορνικο διαστημα θελαμε μπροστα!) το καλυτερο που μπορουμε να καταφερουμε ακομα και με τους γρηγοροτερους υπολογιστες που μπορουμε να φανταστουμε ειναι περιπου 15 ημερες μπροστα προβλεψη καιρου. Με την εννοια ομως των ακριβων και λεπτομερων στοιχειων, δηλαδη της βραχυπροθεσμης προβλεψης, οπου αναζητουμε μεγαλη ακριβεια και λεπτομερεια. Και οχι με την εννοια της συνοπτικης(στο περιπου-σε μεγαλη κλιμακα) προβλεψης.

Ετσι λοιπον βλεπουμε οτι η αναλογικη μεθοδος εχει υποβοσκουσα μια μεγαλη αδυναμια. Οτι για καταστασεις του καιρου που ειναι πολυ κοντα και ειναι σχεδον ιδιες, μπορει να εχουμε μετα απο 5-6 μερες μια τελειως διαφορετικη εξελιξη! Μπορει δηλαδη στο παρελθον η μια κατασταση να οδηγησε σε καλο και ζεστο καιρο αλλά η παρουσα κατασταση πολυ πολυ κοντινη της τοτε να οδηγησει σε χιόνια και κακοκαιριες πχ.


 Μια καλη χρηση της αναλογικης μεθοδου ειναι η μεσο-μακροπροθεσμη καθως και η μακροπροθεσμη προβλεψη μεσω συνοπτικων χαρτων ανωτερης ατμοσφαιρας ή μεσω "τηλεπικοινωνιακων" δεικτων της ατμοσφαιρας(τηλεσυνδεσεων/teleconnections). Ξερουμε πχ οταν δουμε οτι εχει αντικυκλωνα στην δυτικη Ευρωπη, ξερουμε απο παλαιοτερες τετοιες καταστασεις οτι στην Ελλαδα θα ερθει πιθανοτατα ενας αυλωνας. Ξερουμε οτι εαν εχουμε ισχυρες βροχοπτωσεις για καποιον μηνα στην Αυστραλια τοτε θα ερθουν και παρομοιες βροχοπτωσεις τους επομενους μηνες στην Ινδια. Πχ θετικος δεικτης ΝΑΟ σημαινει πιθανοτατα ξηρο καιρο στην Μεσογειο, κλπ. Εδω επειδη η κλιμακα ειναι μεγαλυτερη και δεν χρειαζομαστε ακριβεια η αναλογικη μεθοδος ειναι αρκετα εως πολυ καλη!


 Απο οσο ξερω απο συζητηση με τον Σακη Αρναουτογλου πριν ενα χρονο, το λεγομενο αναλογικο μοντελου του Σακη(το λεγεμονενο ΣΑΜ) ειναι στην πραγματικοτητα ενα μοντελο που βασιζεται στην κλιματολογικη μεθοδο και οχι στην αναλογικη οποτε κακως λεγεται αναλογικο και θα επρεπε να λεγεται κλιματολογικο. Δεν ξερω βεβαια εαν εχει αλλαξει μεθοδο απο τοτε. Τετοια μοντελα μακροπροθεσμης προβλεψης καιρου, ειτε κλιματολογικα, ειτε αναλογικα, εβγαιναν εκατονταδες παλαιοτερα και ακομα και τωρα και δεν ειναι μια πρωτοτυπη ή πρωτοποριακη μεθοδος αυτη που κανει ο Σακης. Ειναι γνωστα αυτα και οι αδυναμιες και τα δυνατα τους σημεια.  Γενικα μακροπροθεσμη προβλεψη καιρου σε κλιμακα χωρων ακομα και τωρα ειναι αδυνατη ή να το πω αλλιως τα πρακτικα αποτελεσματα τους και η προγνωστικη ικανοτητα τους ειναι πολυ πολυ μικρη. Μπορει να ειμαστε σε θεση να προβλεψουμε ενα ετος Ελ Νινο και να αποτρεψουμε καταστροφες εκατονταδων δισεκατομμυριων ευρω και εκατονταδων χιλιαδων θυματων οπως το 1998, αλλά σε κλιμακα μικροτερη, ειμαστε ανημποροι ακομη και τωρα!


• Ετσι μενουμε με την μοναδικη επιλογη μας για προβλεψη βραχυπροθεσμου καιρου. Το οραμα του Ριτσαρντσον και του Μπιερκνις. Την αριθμητικη προβλεψη καιρου μεσω μοντελων φυσικης και επιλυσης των εξισωσεων τους μεσω υπολογιστων. Τα μοντελα καιρου με λιγα λογια. Και η μοναδικη αυτη επιλογη μας δεν ειναι καθολου κακη. Καθε αλλο! Εχουμε φτασει σε ΕΞΑΙΡΕΤΙΚΟ σημειο βραχυπροθεσμης προγνωσης του καιρου! Σε επιπεδο 4-5 ημερων ειμαστε σε φοβερο σημειο! Μπορουμε να προβλεπουμε τις ψυχρες εισβολες, τις κινησεις αυλωνων, το εαν θα κανει ζεστη ή κρυο με ΤΕΡΑΣΤΙΑ ακριβεια! Ο θριαμβος της επιστημης! Φυσικα πολλοι περιμενουν να μαθουν εαν στο χωριο τους θα ριξει 40 ή 25 χιλιοστα βροχης ή εαν θα βρεξει σιγουρα. Ε ακομα ειμαστε μακρια για τετοιους ειδους λεπτομερειακες και ακριβεις προγνωσεις. Αλλά ειναι μαγικο εαν το σκεφτει κανείς το οτι ξερουμε οτι (τυχαιο παραδειγμα) μετα απο 5 μερες η θερμοκρασια θα ειναι 25 °C με 26 °C περιπου και θα εχουμε αντικυκλωνικες συνθηκες με πιθανοτητα 90%. Ειναι μαγικο εαν το σκεφτει κανείς το οτι ξερουμε οτι μετα απο 6 μερες θα εχουμε καταβαση αυλωνα που πιθανοτατα θα μας επηρεασει. Εχουμε παει πολυ μπροστα. Εχουμε ακομα πολυ πολυ δρομο βεβαια και υπαρχει "απειρος" χωρος για βελτιωσεις αλλά συνεχως συμβαινουν αυτες και συνεχως και καλυτερευει η προγνωση των μοντελων.


Οπως ειπαμε η πρωτη προγνωση για τον καιρο εγινε το 1950 με τον υπολογιστη ENIAC απο τον Τζον βον Νιουμαν, ενω το 1ο ολοκληρωμενο μοντελο καιρου που συνδιαζε και διαδικασιες που γινονται στους ωκεανους αλλά και στην ξηρα κατασκευαστηκε στα τελη του 1960 απο το αμερικανικο ΝΟΑΑ(National Oceanic and Atmospheric Administration).



►Ενα συγχρονο μοντελο καιρου να πουμε περιπου πως δουλευει. Η ατμοσφαιρα αποτελειται απο αερια μορια (αερας) και οι ωκεανοι απο υγρο νερο. Και τα δυο ειναι ρευστα. Οποτε αντιμετωπιζουμε την ατμοσφαιρα ως ρευστο και εχουμε εξισωσεις κινησης ρευστων καθως και θερμοδυναμικη φυσικα. Επειδη δεν μπορουμε να εχουμε δεδομενα για καθε σημειο του πλανητη(και να ειχαμε δεν θα μπορουσαμε να τα επεξεργαστουμε καθως θα απαιτουσε εξωπραγματικο χρονο), χωριζουμε την γη σε κομματια. Σε ενα grid που λεμε, οπως πχ οταν κοβουμε μια πιτσα σε 8 κομματια, μόνο που εδω κοβουμε την γη σε χιλιαδες κομματια πχ πλατους 40x40 χιλιομετρων. Το παγκοσμιο μοντελο GFS και ενα απο τα 4 καλυτερα το κοβει πχ σε κομματια 27x27 χιλιομετρων ενω το καλυτερο μοντελο καιρου αυτη τη στιγμη το Ευρωπαικο IFS(το ECMWF οπως το λενε λανθασμενα) το κοβει σε τετραγωνακια 16x16 χιλιομετρων(σωστοτερα 16 km x 16 km). Και αν σκεφτει κανείς οτι το εμβαδο της επιφανειας της γης ειναι περιπου 510 072 000 τετραγωνικα χιλιομετρα, πχ το Ευρωπαικομοντελο θα πρεπει να αναλυσει τις κινησεις της ατμοσφαιρας σε 2 εκατομμυρια κουτακια περιπου!!  Και να ηταν μονο αυτο, αλλά η κατασταση γινεται χειροτερη αν σκεφτει κανείς οτι ο αερας δεν ειναι σε ενα οριζοντιο πλεγμα αλλά στον χωρο, οποτε το μοντελο εχει και καθετη αναλυση και χωριζουν την ατμοσφαιρα σε 40 εως 60 κατακορυφα επιπεδα!! Πραγμα που σημαινει οτι οι κυβοι πλεον αερα που πρεπει να επεξεργαστει ειναι 80 εως 120 εκατομμυρια περιπου!!!!
 Και πρεπει να σκεφτει κανείς οτι τα μοντελα αναλυουν τις κινησεις/καταστασεις της ατμοσφαιρας καθε 1 εως 4 λεπτα(αναλογως με το μοντελο), δηλαδη καθε 1-4 λεπτα πρεπει να επιλυουν νεες εξισωσεις για καθε ενα απο αυτα τα 80-120 εκατομμυρια κυβακια!! Και οι προβλεψεις του διαρκουν 10 μερες!! Και τα πραγματα γινονται ακομα χειροτερα εαν σκεφτει κανείς οτι μιλαμε για παρα πολλες εξισωσεις κινησης που πρεπει να λυσουν καθε φορα για καθε ενα βημα, 4λεπτο πχ, κινησης μεταξυ 2 περιοχων(κουτιων του grid)! Οποτε μιλαμε για δεκαδες τρισεκατομμυριων υπολογισμους. Επισης η καθε λυση μιας και μόνο εξισωσης που συνηθως μιλαμε για διαφορικες εξισωσεις, επειδη γινεται με αριθμητικο τροπο, απαιτει επισης εκατονταδες ή χιλιαδες υπολογισμους εως οτου επελθει το οριο σταθεροτητας και να προκυψει η λυση.  Για αυτο και μιλαμε για υπερυπολογιστες που χρησιμοποιουνται στα μοντελα καιρου. Πχ το Ευρωπαικο κεντρο προγνωσης καιρου(ECMWF) χρησιμοποιει αυτη τη στιγμη υπολογιστη με υπολογιστικη δυνατοτητα 4 teraflop!! Ενω πολυ συντομα σκοπευουν να τον αντικαταστησουν με εναν καινουριο 5πλασιας ταχυτητας που θα φτανει τα 20 Tflop!!!! Για συγκριση ενας απο τους γρηγοροτερους υπολογιστες του εμποριου διαθεσιμους σε εμας, ο Intel Core i750, φτανει τα 7 gigaflop(Gflop). 1 Τflop ειναι 1000 Gflop.


Ο παρον υπερυπολογιστης του ΕCMWF:



  Τα μοντελα καιρου πρεπει να τονιστει, οτι αποτελουν λυτες εξισωσεων βασικα. Εξισωσεων κινησης του αερα(και του νερου των ωκεανων) και θερμοδυναμικων παραμετρων της ατμοσφαιρας και ΟΥΣΙΑΣΤΙΚΑ μιλαμε για μοντελα που επιλυουν την ατμοσφαιρα με βαση τους νόμους διατηρησης! Με βαση τους νόμους διατηρησης της ορμης, της μαζας, της ενεργειας, κλπ καθως και με βαση των θερμοδυναμικων νομων. ΟΜΩΣ το χαοτικο δυναμικο συστημα, που ειναι ο καιρος, εχει πολυ στενοτερες λυσεις/κατευθυνσεις που μπορει να παει, σε σχεση με τις λυσεις/κατευθυνσεις που προβλεπουν τα μοντελα υποκουωντας απλως στους νόμους διατηρησης και της θερμοδυναμικης.  Αυτο που πρεπει δηλαδη να καταλαβει κανείς ειναι οτι τα μοντελα μπορουν να δειξουν οτι η ατμοσφαιρα("ο καιρος θα ειναι" δηλαδη) θα παει σε μια κατασταση, αλλά στην πραγματικοτητα η κατασταση αυτη να μην ειναι επιτρεπτη και να μην μπορει να παει το συστημα εκει.


 Τελοσπαντων αυτος ειναι ενας περιορισμος και μια αδυναμια που δεν εχουμε ακομα βρει τροπο να την εξαλειψουμε, ουτε καν εχουμε βρει εαν επηρεαζει σημαντικα τα μοντελα, οποτε δεν εχει και τοση σημασια. Τα μοντελα καιρου χωριζονται με τη σειρα τους σε παγκοσμια και περιοχικα. Τα παγκοσμια βεβαια οπως ειπαμε τρεχουν σε οριζοντια κλιμακα πχ 16x16 km το Ευρωπαικο IFS και 27x27 km το GFS(Αμερικανικο του ΝΟΑΑ). Αυτα οπως ειναι φανερο σημαινουν οτι μια περιοχη στην μια ακρη του πλεγματος με μια αλλη στην αλλη ακρη που απεχει πχ 27 χιλιομετρα(μιλωντας για το GFS πχ) αντιμετωπιζονται ως περιοχες που εχουν ιδια θερμοκρασια, ιδια πιεση και γενικα ιδιο καιρο!  
Λογικο λοιπον να υπαρχουν σφαλματα απο τα παγκοσμια μοντελα που πρεπει να ξερουμε να τα χειριζομαστε και να μην εχουμε παραλογες και ανοητες καθως και αδιανοητες απαιτησεις απο αυτα.
 Το καλυτερο απο τα παγκοσμια μοντελα αυτη τη στιγμη ειναι το Ευρωπαικο. Επειτα, τα τελευταια χρονια μεγαλη προοδο σημειωσε το Αγγλικο UKMO και ειναι πλεον καθαρα 2ο, ενω πισω ακολουθουν το Καναδικο GEM μαζι με το Αμερικανικο GFS απο το ΝΟΑΑ. Οι ανθρωποι του ΝΟΑΑ γνωριζουν και αποδεχονται το γεγονος οτι το GFS ειναι πισω και μαλιστα εντυπωση προκαλει το γεγονος οτι συνεργαζονται με το Ευρωπαικο κεντρο προγνωσης για να το λυσουν αυτο και να βελτιωσουν το μοντελο και μαλιστα ενα ιδιαιτερο γεγονος συνεβη το 2009 οπου μετα απο μια τροποποιηση του μοντελου του GFS ωστε να μπορει να λαβει τα δεδομενα που δινουν οι του Ευρωπαικου στο ομωνυμο μοντελο τους, με τα δεδομενα του IFS(ECMWF) λοιπον το GFS καλυτερεψε δραματικα και ηταν πολυ κοντα στο Ευρωπαικο. Αρα η διαφορά GFS-IFS ειναι θεμα ποιοτητας αρχικων δεδομενων ή "κακης" αρχικης παραμετροποιησης των δεδομενων που δεχεται το μοντελο. Ακομα το ψαχνουν....


 Τελοσπαντων σημασια εχει οτι τα παροντα μοντελα καιρου βασιζονται ολα στην αριθμητικη προγνωση που ειναι η επιλυση με αριθμητικες μεθοδους(και οχι αναλυτικες διοτι δεν εχουμε ακομα φτασει σε τετοιο μαθηματικο επιπεδο για την αναλυτικη επιλυση πολλων εκ των διαφορικων εξισωσεων που χρησιμοποιουνται για τον καιρο) των εξισωσεων κινησης του αερα για πολλα μικρα κυβακια του αερα της ατμοσφαιρας για ελαχιστες χρονικες περιοδους καθε φορα, απο 1 λεπτο στα 2, μετα στα 3 λεπτα για 10 μερες πχ, μπροστα!! Αρχικως τοποθετουμε τα δεδομενα μας για το πως ειναι η ατμοσφαιρα(πιεση, θερμοκρασια, σχετικη υγρασια, ανεμος, κλπ κλπ) και επειτα αφηνουμε το μοντελο να λυσει ολες αυτες τις εξισωσεις για το πως θα κινηθει ο αερας απο το ενα κυβακι στο αλλο και πως θα αλλαξει η θερμοκρασια και η πιεση του κλπ κλπ. Και μιλαμε για τρισεκατομμυρια πιθανες κινησεις!!



Οριζοντιο πλευμα Ευρωπαικου μοντελου για Ευρωπη:


Φανταστειτε ολα αυτα πολλαπλασιασμενα και με το καθετο πλεγμα, τι υπολογισμους πρεπει να κανει καθε μοντελο!





  Τα δεδομενα που ειναι εκατομμυρια τα παιρνουμε ειτε απο μετρησεις επιγειες για το κατω μερος της τροποσφαιρας, ειτε απο πτησεις αεροπλανων, ειτε απο ραδιοβολησεις, ειτε απο μετρησεις δορυφορων, ειτε απο διάφορες αλλες πηγες. Και οπως ειπαμε μικρες αλλαγες στις αρχικες συνθηκες και η πορεια του καιρου μπορει και πιθανοτατα θα ειναι τελειως διαφορετικη! Οποτε η ακριβεια των δεδομενων ειναι εξαιρετικα σημαντικη.


Καποτε, με την αυξηση της υπολογιστικης ισχυος, την αναπτυξη καλυτερων μοντελων και την καλυτερη συλλογη δεδομενων, θα ειμαστε σε θεση να ξερουμε τον καιρο της περιοχης μας, ακομη και του χωριου μας ισως, μετα απο 6-7 μερες με ακριβεια που θα φτανει και το 90%. Ισως καποτε φτασουμε και τις 15 μερες που ειναι και το πρακτικως θεωρητικο οριο προβλεψης που μπορουμε να φτασουμε. Ως τοτε θα πρεπει να αρκεστουμε στις 5 μερες με περιπου 90% ακριβεια που ισχυει τωρα. Αυτο βεβαια θα παραξενεψει πολλους αλλά τοσο ειναι περιπου για θερμοκρασια και πιεση. Τοση προγνωστικη ικανοτητα. Για υετο ειναι σαφως μικροτερη αλλά σημασια εχει οτι η επιστημη και η προβλεψη καιρου συνεχως προοδευει.