Καταιγίδα: Συνθήκες για καταιγίδα στη Θεσσαλονίκη.

 Οι καταιγιδες αποτελουν ένα εντυπωσιακο αλλά και πολλες φορες καταστρεπτικο φαινομενο, κυριως λογω του μεγαλου ογκου νερου που πεφτει σε μικρο χρονικο διαστημα λογω μεγαλων ραγδαιοτητων που προκαλουν πλημμυρικα φαινομενα, των κεραυνων που είναι ακρως επικινδυνοι για την σωματικη ακεραιοτητα των ανθρωπων, των χαλαζοπτωσεων καθως και των μεγαλων ανεμων που συνοδευουν πολλες φορες μια καταιγιδα ειτε λογω καθοδικων ανεμων, ειτε λογω δημιουργιας ενός από τα βιαιοτερα καιρικα φαινομενα, των σιφωνων (ανεμοστροβιλων). Ποιές είναι όμως τελικά οι συνθήκες για να εκδηλωθεί μία καταιγίδα στη Θεσσαλονίκη.

Καταιγίδα ονομαζεται το καιρικο φαινομενο σε μια περιοχη, που προκαλειται από συννεφα τυπου σωρειτομελανια στα οποια υπαρχει ηλεκτρικη δραστηριοτητα που είναι στην εμβελια αυτης της περιοχης. Αν δηλαδη πανω από μια περιοχη υπαρξει συννεφια(με σωρειτομελανιες) και υπαρξουν αστραπες ή κεραυνοι τοτε ακομα και χωρις να υπαρξει βροχη μπορουμε να πουμε ότι αυτή η περιοχη πληγηκε από καταιγιδα.

Για την δημιουργια μιας καταιγιδας χρειαζονται ΠΑΝΤΑ 3 γενικοι παραγοντες. Αν ενας τουλαχιστον λειπει, τοτε δεν είναι δυνατον να αναπτυχθει καταιγιδα. Αυτοι οι παραγοντες είναι:
1) Υπαρξη ασταθειας στην ατμοσφαιρα, απαραιτητη δηλαδη η υπαρξη μιας ασταθους αεριας μαζας.
2) Υπαρξη αρκετης υγρασιας, κυριως στο οριακο στρωμα εδαφους, αλλά και στην τροποσφαιρα.
3) Ενας μηχανισμος ανυψωσης της αεριας μαζας από το εδαφος, πχ με θερμανση από τον ηλιο, με
ψυχρο/θερμο μετωπο, ανωτερη τραφ, λογω ορεογραφιας(βουνων), συγκλισης ανεμων, κλπ.

Εάν μαζι με τους 3 αυτους παραγοντες υπαρχει και καποια διατμηση(αλλαγη κατευθυνσης ή ταχυτητας του ανεμου με το υψος) τοτε δυναται να αναπτυχθει το ισχυροτερο και καταστρεπτικοτερο ειδος καταιγιδας η υπερκυτταρη(Supercell).

Κοινο γνωρισμα ολων των καταιγιδων είναι η υπαρξη μιας δυναμικης δομης κυκλοφοριας κατακορυφης αναπτυξης η οποια ονομαζεται κυτταρο(cell). Ένα καταιγιδοφορο νεφος(σωρειτομελανιας) μπορει να αποτελειται από πολλαπλα κυτταρα σε διάφορα σταδια αναπτυξης.
Μια μονοκυτταρη καταιγιδα είναι η λιγοτερη βιαια και καταστρεπτικη μορφη που μπορει να παρει, εκτεινεται σε μικρη περιοχη, διαρκει μιση εως μια ωρα και τα ανοδικα της ρευματα είναι το πολύ εως 10 m/s.
Μια πολυκυτταρη καταιγιδα από την άλλη μπορει να διαρκεσει πολλες ωρες, εκτεινεται σε μεγαλη επιφανεια, μπορει να εκτεινεται ακομη και σε δεκαδες ή και εκατονταδες χιλιομετρα, μπορει να προκαλεσει σφοδρους ανεμους, ανεμοστροβιλους, πλημμυρες, χαλαζι, γραμμες λαιλαπας, μπορει να απαπτυχθει σε MCS(Mesoscale Convective System), κλπ.
Μια υπερκυτταρη καταιγιδα είναι το πιο καταστρεπτικο ειδος καταιγιδας και συνηθως προκαλει, ισχυροτατα καιρικα φαινομενα, από ραγδαιες βροχοπτωσεις με πλημμυρες, ανεμοστροβιλους, σφοδρους καθοδικους ανεμους και μεγαλο σε μεγεθος χαλαζι, ενώ μπορει να διαρκεσει επισης πολλες ωρες.

Υπερκυτταρη καταιγιδα.

Η ασταθεια της ατμοσφαιρας, δηλαδη το ποσο εντονες είναι οι κατακορυφες ανοδικες κινησεις, μπορει να κατανοηθει αν παρατηρησουμε ένα απλο θερμοδυναμικο διαγραμμα Θερμοκρασιας-Υψους. Η υγρη αδιαβατικη θερμοβαδμιδα(Γs) είναι η θερμοκρασια που εχει μια ανερχομενη κορεσμενη από υδρατμους μαζα αερα, αναλογως με το υψος, και είναι πεφτει περιπου 6 °C ανα 1000 μετρα ανοδου ή και λιγοτερο από 6 °C, ενω η ξηρη αδιαβατικη θερμοβαδμιδα(Γd) είναι η θερμοκρασια που εχει μια ανερχομενη μη κορεσμενη από υδρατμους μαζα αερα, αναλογως με το υψος, και πεφτει περιπου 9.8 °C ανα 1000 μετρα ανοδου στην ατμοσφαιρα.
Επειδη μια κορεσμενη μαζα αερα όταν ανεβαινει σε υψος, και αφου θεωρητικα εχουμε πτωση της θερμοκρασιας καθ υψος, συναντα μικροτερες θερμοκρασιες οποτε εχουμε συμπυκνωση αρα απελευθερωνεται λανθανουσα ενεργεια από τους υδρατμους του αεριου νερου, οποτε εχουμε αυξηση της θερμοκρασιας της ανυψουμενης αεριας μαζας, οποτε η υγρη θερμοβαθμιδα είναι μικροτερη από την ξηρη θερμοβαθμιδα.

Ετσι με βαση τις 2 αυτές θερμοβαθμιδες εχουμε τις διάφορες καταστασεις της ατμοσφαιρας συγκρινοντας τις με την καμπυλη θερμοκρασιας του περιβαλλοντος(γ). Ετσι εχουμε:
1) Αν γ < Γs τοτε η ατμοσφαιρα είναι απολυτα ευσταθης.
2) Αν γ > Γd τοτε η ατμοσφαιρα είναι απολυτα ασταθης.
3) Αν Γs < γ < Γd τοτε η ατμοσφαιρα είναι υπο συνθηκη ασταθης.

Απολυτη ευσταθια. Η δημιουργια καταιγιδων δεν είναι δυνατη.

Απολυτη ασταθεια. Η δημιουργια καταιγιδοφορου νεφους είναι σιγουρη παρουσια υγρασιας.

Υπο συνθηκη ασταθεια. Η δημιουργια καταιγιδας θα εξαρτηθει αν υπαρχει αρκετη υγρασια στην τροποσφαιρα και αν υπαρχει μηχανισμος ανυψωσης.

Όταν υπαρχει απολυτη ευσταθεια δεν υπαρχουν γενικα ανοδικες κινησεις οποτε δεν μπορουν να αναπτυχθουν καταιγιδες.
Όταν υπαρχει απολυτη ασταθεια σημαινει ότι η ατμοσφαιρα είναι εξαιρετικα ασταθης και θα υπαρχουν ανυψωτικες κινησεις οποτε και δημιουργια καταιγιδας.
Συνηθως βεβαια όταν υπαρχει ασταθεια, υπαρχει ασταθεια υπο συνθηκη. Δηλαδη εξαρταται από την ποσοτητα υδρατμων(σχετικη υγρασια) που υπαρχουν στην ατμοσφαιρα(κυριως στα κατω στρωματα). Και σε κατασταση υπο συνθηκης ασταθειας οσο μικροτερη είναι η σχετικη υγρασια της ατμοσφαιρας τοσο μικροτερη είναι η ασταθεια και η πιθανοτητα αναπτυξης καταιγιδας.

Για την μελετη της ασταθειας χρησιμοποιουμε διάφορα θερμοδυναμικα διαγραμματα (Skew-T, τεφιγραμμα, κλπ) και βλεπουμε την θεωρητικη κινηση ενός ανερχομενου αεριου δειγματος.

Η αερια μαζα για να ανυψωθει προς τα πανω θελει έναν μηχανισμο που να την ωθησει προς τα πανω. Οι μηχανισμοι διακρινονται σε 2 μεγαλες κατηγοριες.
Σε α) ανυψωση λογω (διαβατικης) θερμανσης του εδαφους από τον ηλιο και σε β) εξαναγκασμενη ανυψωση λογω πχ ορεογραφιας, λογω περασματος θερμου/ψυχρου μετωπου ή τραφ, συγκλισεως ανεμου, κ.α

Στην (α) περιπτωση ο ηλιος θερμαινει το εδαφος και αυτό με την σειρα του τον αερα πανω από αυτό. Αυτος ως θερμοτερος του περιβαλλοντος ανυψωνεται και ψυχεται οσο ανεβαινει σε υψος. Σε καποια στιγμη θα υπαρξει συμπυκνωση και δημιουργια νεφων. Το αν θα συνεχιστει η ανυψωτικη κινηση και η εκ νεου συμπυκνωση εξαρταται από το πόσο αυτή η αερια μαζα που θερμανθηκε από το εδαφος φτασει σε μια ορισμενη θερμοκρασια(convective temperature) Τc.
Αν η θερμοκρασια αερα στο εδαφος φτασει την Τc τοτε θα υπαρξει ανυψωση του αερα, αυτός θα υγροποιηθει και θα εξακολουθησει να ανυψωνεται ακολουθωντας την υγρη αδιαβατικη, αρα θα εχουμε την δημιουργια νεφων κατακορυφης αναπτυξης.

Στην (β) περιπτωση η ελευση ενός θερμου ή ψυχρου μετωπου ή μιας τραφ(αυλωνα), ή η συγκλιση αεριων μαζων, εξαναγκαζει τον αερα να κινηθει προς τα πανω. Ή καθως ο αερας κινειται οριζοντια και συνανταει ένα βουνο τοτε αναγκαζεται να κινηθει προς τα πανω(ορογραφικη ανυψωση για αυτό τα ορεινα εχουν πολύ περισσοτερες περιπτωσεις καταιγιδων και νεφωσεων) και να συμπυκνωθει.

Αυτοι είναι οι κυριοι μηχανισμοι ανυψωσης.

Για την μελετη του (α) εχουμε ορισει μια σταθμη συμπυκνωσης(υγροποιησης/νεφοποιησης) λογω ανοδικης μεταφορας λογω ηλιου, την CCL.
Αυτή μπορει να βρεθει σε ένα Skew-T πχ, αν από το σημειο δροσου στο εδαφος(μπλε διακεκομμενη γραμμη) ακολουθησουμε την ισόυγρη(την γραμμη οπου παραμενει σταθερη η απολυτη υγρασια-γαλαζιες διακεκομμενες γραμμες) ωσπου να συναντησουμε την καμπυλη θερμοκρασιας περιβαλλοντος.
Ενώ η Τc μπορει να βρεθει αν από το CCL ακολουθησουμε την ξηρη αδιαβατικη ως το εδαφος(πρασινο στο παρακατω σχημα).
Οποτε αν η θερμοκρασια εδαφους σε μια ημερα είναι ιση ή παραπανω απο την Tc τοτε θα υπαρξει ανυψωση εως το CCL οπου είναι το υψος οπου θα υπαρξει και συμπυκνωση(νεφοποιηση), και από εκει και πανω, εφοσον υπαρχει ασταθεια, ελευθερη ανυψωση με ταυτοχρονη νεφοποιηση, δημιουργια δηλαδη καταιγιδοφορου κυτταρου.

Για την μελετη του (β) εχουμε ορισει μια σταθμη συμπυκνωσης(υγροποιησης/νεφοποιησης) λογω εξαναγκασμενης ανοδικης μεταφορας(λογω καποια από τις προαναφερθεισες αιτιες) , την LCL.

Αυτή μπορει να βρεθει σε ένα Skew-T, αν βρουμε το σημειο τομης της ισόυγρης από το σημειο δροσου στο εδαφος με την ξηρη αδιαβατικη από το εδαφος(παιρνοντας την θερμοκρασια του αερα στο εδαφος δηλαδη και ανεβαινοντας προς τα πανω με ξηρη αδιαβατικη). Εκει που τεμνονται αυτές οι 2 καμπυλες εχουμε την σταθμη του LCL οπου θα συντελεστει νεφοποιηση λογω εξαναγκασμενης ανοδικης κινησης.
Επισης εχουμε ορισει μια σταθμη ελευθερης ανοδικης μεταφορας LFC οπου αν φτασει μια αερια μαζα εως εκει(στις εκει συνθηκες) τοτε θα κινηθει προς τα πανω, χωρις δηλαδη να είναι απαραιτητος καποιος εξωτερικος μηχανισμος όπως ψυχρο μετωπο, θερμανση λογω ηλιου, κλπ, και θα υπαρξει δημιουργια κατακορυφης νεφωσης. Το LFC βρισκεται όταν από το LCL, παμε προς τα πανω μεσω μιας υγρης αδιαβατικης και συναντησουμε για 1η φορα την καμπυλη της θερμοκρασιας περιβαλλοντος.

Ο συνηθέστερος μηχανισμος καταιγιδων στην Θεσσαλονικη είναι με μεγαλη διαφορά ο (β). Ετσι λοιπον εχει ενδιαφερον να δουμε ένα παραδειγμα για το πώς αναλυουμε ένα θερμοδιαγραμμα ειτε από μια προβλεψη ενός μοντελου πχ για προγνωστικους λογους, ειτε από μια ραδιοβοληση. Η αναλυση θα γινει για εξαναγκασμενη ανοδικη κινηση από το εδαφος.

Εχουμε λοιπον μια προσφατη περιπτωση θερμοδιαγραμματος προβλεψης του μοντελου GFS για 27 Ιουλιου 2017 ωρα 15:00 για την Θεσσαλονικη.

Βλεπουμε ότι εχουμε τα προαναφερθεντα επιπεδα των LCL και LFC, η κοκκινη γραμμη είναι η θερμοκρασια του περιβαλλοντος ανα υψος και η μπλε διακεκομμενη το σημειο δροσου ανα υψος, ενώ η σκουρη κοκκινη γραμμη η πορεια που θα εχει μια μαζα αερα (που θα εξαναγκαστει μεσω ενός από τους μηχανισμους του (β)) κατά την ανοδο της στην ατμοσφαιρα εως την σταθμη EL οπου από εκει και περα σταματαει η κατακορυφη αναπτυξη του νεφους(και εχουμε το γνωστο απλωμα των νεφων το λεγομενο αμονι).

Στην επομενη εικονα βλεπουμε ότι αναμεσα στην θερμοκρασια περιβαλλοντος και την πορεια της αεριας μαζας εχουμε καποιες περιοχες να σχηματιζονται οι οποιες εχουν χρωματιστει. Με μπλε όταν η θερμοκρασια περιβαλλοντος είναι δεξια και με κοκκινο όταν είναι αριστερα της καμπυλης της πορειας της αεριας μαζας.

Τα εμβαδα αυτά μας δειχνουν το πόσο ευκολα ή δυσκολα η αερια μαζα μπορει να κινηθει προς τα πανω.
Η περιοχη με κοκκινο χρωμα μας δειχνει πόση διαθεσιμη ενεργεια υπαρχει για να κινηθει η αερια μαζα προς τα πανω εφοσον φτασει στο LFC. Και οσο μεγαλυτερο εμβαδον τοσο μεγαλυτερη η διαθεσιμη ενεργεια που θα ωθησει την μαζα προς τα πανω εφοσον αυτή φτασει στο LFC.
Η περιοχη με μπλε χρωμα μας δειχνει πόση διαθεσιμη ενεργεια πρεπει να δαπανηθει ώστε η αερια μαζα να φτασει στο LCL και μετα στο LFC για να κινηθει μονη της μετα προς τα πανω. Και οσο μεγαλυτερο εμβαδον τοσο μεγαλυτερη η ενεργεια που πρεπει να δαπανηθει για να φτασει η μαζα στο LFC.

Το εμβαδον της περιοχης με κοκκινο αντιστοιχει και είναι αναλογο με το λεγομενο CAPE, που δειχνει την δυνητικα διαθεσιμη ενεργεια για κατακορυφη μεταφορα(ανοδικη μεταφορα) και είναι από τα πιο σημαντικα στοιχεια στην προβλεψη μιας καταιγιδας αφου δειχνει το ποσο εντονες ανοδικες κινησεις μπορουν να υπαρξουν. Οσο πιο μεγαλο CAPE τοσο εντονοτερες ανοδικες κινησεις μπορουν να υπαρξουν.
Ενώ το εμβαδον της περιοχης με μπλε αντιστοιχει και είναι αναλογο με το λεγομενο CIN, που δειχνει την ενεργεια που πρεπει να ξοδευτει για να υπαρξει κατακορυφη μεταφορα της αεριας μαζας εως το LFC.

Πρεπει να αναφερθει ότι αν για να βρουμε το LCL, βρισκουμε το σημειο τομης της ισόυγρης από το σημειο δροσου στο εδαφος με την ξηρη αδιαβατικη από το εδαφος, παιρνοντας δηλαδη την θερμοκρασια του αερα στο εδαφος και ανεβαινοντας προς τα πανω με ξηρη αδιαβατικη. Αν παρουμε το CAPE με βαση αυτό το LCL τοτε μιλαμε για το SB-CAPE.
Αν παρουμε όμως για να βρουμε το LCL, το σημειο τομης της ισόυγρης από τον μεσο όρο του σημειου δροσου του στρωματος 50 hPa ή 100 hPa, με την ξηρη αδιαβατικη από την τιμη της μεσης τιμης της θερμοκρασιας του στρωματος 50 hPa ή 100 hPa τοτε παιρνουμε το ML-CAPE με βαση αυτό το LCL.

Για την Θεσσαλονικη στα μοντελα GFS και ECMWF πιο αντιπροσωπευτικο της ασταθειας είναι να κοιταμε το SBCAPE συνηθως. Και παλι βεβαια συνηθως τα μοντελα υποεκτιμουν την σχετικη υγρασια στο εδαφος για την περιοχη της Θεσσαλονικης, οποτε η ασταθεια είναι συνηθως μεγαλυτερη από οσο την δειχνουν.

Ετσι εχουμε ότι διαγραμματα με μεγαλο CIN δινουν μεγαλυτερη δυσκολια στην ανυψωση της αεριας μαζας στο LFC οπου εκει αρχιζει η αερια μαζα και κινειται μονη της. Οποτε χρειαζεται ο μηχανισμος ανυψωσης(μετωπα, συγκλιση κλπ) να υπερπηδησει και να αντισταθμισει αρκετα μεγαλη ενεργεια.
Αντιθετα μικρο CIN σημαινει μεγαλη ευκολια στο να φτασει η αερια μαζα στο LFC και να αρχισει η αναπτυξη του καταιγιδοφορου νεφους.
Βεβαια οι ισχυροτερες καταιγιδες γινονται με την υπαρξη αρκετα μεγαλων τιμων CIN παρα με μικροτερων τιμων. Η υπαρξη μηδενικου πχ CIN, εξασφαλιζει ότι (αν υπαρχει βεβαια και CAPE) θα δημιουργηθει καταιγιδοφορο νεφος και καταιγιδα, αλλα εκτος αν ολοι οι αλλοι παραγοντες δεν είναι τοσο ισχυροι, δεν θα είναι τοσο ισχυρη.
Τιμες CIN αναμεσα στο 0 J/kg – 50 J/kg δειχνουν μικρο CIN, τιμες αναμεσα στο 51 J/kg – 199 J/kg δειχνουν μετριο CIN ενώ τιμες πανω από 200 J/kg δειχνουν μεγαλο CIN.
Για την Θεσσαλονικη, στατιστικα, τιμες CIN πανω από 150 J/kg στην γυρω περιοχη της Κεντρικης Μακεδονιας, συνηθως δεν υπερνικιουνται και δυσκολευουν την αναπτυξη ή διελευση καποιας καταιγιδας. Χωρις αυτό να αποτελει και απαγορευτικο κανονα αφου εχουν υπαρξει και καταιγιδες με πολύ μεγαλα CIN.

Αντιθετα τα πραγματα είναι πολύ πιο απλα με το CAPE, οπου οσο πιο μεγαλη τιμη τοσο πιο εντονες οι ανοδικες κινησεις θα είναι(πανω από το LFC).
Ενας γενικος οδηγος είναι ότι τιμες CAPE εως 1000 J/kg είναι σχετικα μικρες και δινουν μικρη πιθανοτητα για ισχυρες καταιγιδες, τιμες από 1000 J/kg εως 2500 J/kg είναι μεγαλες και δινουν μεγαλη πιθανοτητα για ισχυρες καταιγιδες, ενώ τιμες πανω από 2500 J/kg είναι εξαιρετικα μεγαλες και δινουν μεγαλη πιθανοτητα για ισχυρες καταιγιδες(πχ και υπερκυτταρες) και χαλαζοπτωσεις.
Δηλαδη:
CAPE < 1000 J/kg δημιουργια μετριων καταιγιδων
1000 J/kg ≤ CAPE ≤ 2500 J/kg δημιουργια ισχυρων καταιγιδων
2500 J/kg < CAPE δημιουργια πολύ ισχυρων καταιγιδων (με πιθανους ανεμοστροβιλους, υπερκυτταρικες, μεγαλου χαλαζιου κλπ).

Ενω για την περιοχη της Θεσσαλονικης ισχυει ότι οταν τα μοντελα δινουν CAPE από 600 J/kg (φυσικα παντα μιλαμε παρουσια μηχανισμου ανυψωσης για να φτασουμε στο LFC) και πανω τοτε η πιθανοτητα εκδηλωσης καταιγιδας, ακομα και ισχυρης, είναι μεγαλη. Και αυτό διοτι ενώ γενικα για κάθε περιοχη η προβλεψη του CAPE από τα μοντελα είναι δυσκολη και εχει ένα σφαλμα ±500 J/kg, για την περιοχη της Θεσσαλονικης το σφαλμα πιθανοτατα είναι ακομα μεγαλυτερο και μαλιστα είναι παντα στο μειον, δηλαδη υποεκτιμουν το CAPE, αφου τα μοντελα υποεκτιμουν την σχετικη υγρασια της Θεσσαλονικης αλλά και γενικα των περιοχων δυτικοτερα και πλησιον της Θεσσαλονικης.
Το δε σφαλμα στην υποεκτιμηση του CAPE είναι μεγαλυτερο στο Ευρωπαικο(ECMWF) μοντελο αφου εχει μεγαλο προβλημα στην υποεκτιμηση του τους θερινους μηνες.

Το μεγαλο σφαλμα στο CAPE, προερχεται από την δυσκολια να προβλεψουν με ακριβεια την σχετικη υγρασια εδαφους μιας περιοχης και το CAPE είναι ΕΞΑΙΡΕΤΙΚΑ ευαισθητο στην σχετικη υγρασια αλλά και στην θερμοκρασια του εδαφους ή του οριακου στρωματος των πρωτων 50 hPa ή 100 hPa όπως φαινεται στις παρακατω εικονες. Στη δε Θεσσαλονικη η σχετικη υγρασια τις περισσοτερες φορες υποεκτιμαται πολύ από τα μοντελα.

Πχ εδώ εχουμε μια τυπικη κατασταση με SBCAPE = 1157 J/kg για σχετικη υγρασια εδαφους 50%.

Αν αλλαξουμε την σχετικη υγρασια σε μολις 5% πανω, δηλαδη σε 55% τοτε το CAPE γινεται 1731 J/kg
Δηλαδη ανεβηκε σχεδον 600 J/kg !!

Και μιας και τα σφαλματα της σχετικης υγρασιας τους καλοκαιρινους μηνες από τα μοντελα είναι ακομα και 20% υποεκτιμησεις, καταλαβαινει κανείς τα σφαλματα στην προβλεψη του CAPE για την περιοχη της Θεσσαλονικης αλλά και για ολοκληρη την περιοχη της Μακεδονιας βασικα.

Αλλοι δεικτες για την προβλεψη σοβαροτητας μιας καταιγιδας είναι:

Το κανονικοποιημενο CAPE (NCAPE) που δειχνει την κατακορυφη κατανομη του CAPE. Οσο πιο «λεπτο» δηλαδη είναι το εμβαδον του CAPE τοσο λιγοτερο εντονες ανοδικες κινησεις και τοσο λιγοτερο βιαιοτερες καταιγιδες εχουμε. Οσο πιο «παχυ» τοσο βιαιοτερες καταιγιδες πρεπει να περιμενουμε. Τιμες NCAPE από 0.1 m/s^2 και κατω δειχνουν μικρο NCAPE, ενώ από 0.3 m/s^2 και πανω δειχνουν μεγαλο NCAPE και εντονοτερα/βιαιοτερα φαινομενα, σε συνδιασμο παντα με τους αλλους δεικτες.
Στην κεντρικη Μακεδονια τιμες NCAPE πανω από 0.2 m/s^2 συνοδευουν τις ισχυρες καταιγιδες της.

Ο δεικτης ΤΤ(TotalTotals) δειχνει την βιαιοτητα των καταιγιδων παροτι στην προβλεψη ισχυρων καταιγιδων για την Θεσσαλονικη, εμπειρικα δεν τα παει και τοσο καλα. Για την περιοχη της κεντρικης Μακεδονιας τιμες πανω από 44 συνηθως συνοδευουν τις ισχυρες καταιγιδες με μεσο ορο το ΤΤ=49 για τις ισχυρες καταιγιδες της.
Ετσι ισχυουν γενικα:
ΤΤ < 44 Δυσκολο να υπαρξουν καταιγιδες,
44 <= Τ <= 50 Πιθανες καταιγιδες
50< ΤΤ <= 52 Πιθανες καταιγιδες και πιθανη υπαρξη μεμονωμενων ισχυρων καταιγιδων και πιθανων σιφωνων
52< ΤΤ <= 56 Καταιγιδες και πιθανη υπαρξη διασπαρτων ισχυρων καταιγιδων και πιθανων σιφωνων
56< ΤΤ Διασπαρτες πολύ ισχυρες καταιγιδες και πολύ πιθανοι σιφωνες

KΙ(Κ-Index) δειχνει την πιθανοτητα αναπτυξης καταιγιδων. Για την Θεσσαλονικη τιμες πανω από 20 συνηθως συνοδευουν τις καταιγιδες.
Ισχυουν γενικα:
15 <= ΚΙ <= 25 Μικρη πιθανοτητα καταιγιδας
25 < ΚΙ <= 30 Καλη πιθανοτητα καταιγιδας
30 < ΚΙ <=40 Μεγαλη πιθανοτητα καταιγιδας
40 < ΚΙ Πολύ μεγαλη πιθανοτητα καταιγιδας

0-6 km bulk shear(BSHR0-6) είναι μια ποσοτητα που δειχνει την διατμηση των ανεμων και είναι καλος οδηγος στο τι ειδους αναπτυξη καταιγιδων θα εχουμε σε συνδιασμο με μεγαλες τιμες CAPE. Ετσι:
BSHR0-6 < 10 m/s μετρια πιθανοτητα για αναπτυξη πολυκυτταρων καταιγιδων και συνηθως αναπτυξη μονοκυτταρων καταιγιδων
10 m/s <= BSHR0-6 < 20 m/s αναπτυξη πολυκυτταρων καταιγιδων και πιθανοτητα ακομα και για υπερκυτταρη καταιγιδα
20 m/s <= BSHR0-6 πιθανοτητα για αναπτυξη υπερκυτταρων καταιγιδων

0-3 km storm relative helicity (SRH0-3) είναι μια ποσοτητα που επισης δειχνει την διατμηση του ανεμου και μαζι με τον BSHR0-6 είναι καλος οδηγος στο τι ειδους αναπτυξη καταιγιδων θα εχουμε (παντα σε συνδιασμο με μεγαλες τιμες CAPE και υπαρξη ανυψωτικου μηχανισμου βεβαια).
Ετσι για τιμες SRH0-3 πανω από 150 m^2/s^2 η πιθανοτητα αναπτυξης υπερκυτταρων καταιγιδων αυξανεται.

0-1 km storm relative helicity (SRH0-1) είναι μια ποσοτητα που επισης δειχνει την διατμηση του ανεμου στο 1ο χιλιομετρο από το εδαφος και είναι καλος οδηγος στην πιθανοτητα για ανεμοστροβιλους (παντα σε συνδιασμο με μεγαλες τιμες CAPE και υπαρξη ανυψωτικου μηχανισμου βεβαια).
Ετσι για τιμες SRH0-1 από 100 m^2/s^2 εως 150 m^2/s^2 η πιθανοτητα αναπτυξης ανεμοστροβιλων είναι μεγαλη.

Εν δυναμει υετισιμο νερο, είναι μια ποσοτητα που δινει το ποση υγρασια υπαρχει στην ατμοσφαιρα και μπορει με την καταιγιδ ανα πεσιε. Υψηλες τιμες ευνοουν πλημμυρικα φαινομενα. Τιμες πανω από 30 mm ευνοουν την δημιουργια οργανωμενων ισχυρων πολυκυτταρων καταιγιδων.

Η πιθανοτητα να σχηματιστει πολυκυτταρη ή υπερκυτταρη καταιγιδα, εκτός από τους πιο πανω δεικτες μπορει να βρεθει και με την μελετη των ανεμων σε έναν οδογραφο.
Εδώ φαινεται και η μορφη σε κάθε περιπτωση:

Όταν υπαρχει καποια καμπυλοτητα στους ανεμους από κατω προς τα πανω με την διευθυνση να αλλαζει σταθερα(εδώ αλλαζει αντικυκλωνικα) αλλά και την ενταση τους να αυξανεται από κατω προς τα πανω, τοτε η πιθανοτητα για υπερκυτταρες καταιγιδες(παρουσια ισχυρου CAPE-ασταθειας) είναι μεγαλη.

Όταν δεν υπαρχει αυτή η καμπυλοτητα αλλά η ενταση των ανεμων αυξανει από κατω προς τα πανω ενώ στα πανω στρωματα υπαρχει μικρη αλλαγη της διευθυνσης των ανεμων, τοτε εχουμε μεγαλη πιθανοτητα για δημιουργια πολυκυτταρων καταιγιδων. Χωρις αυτό να αποκλειει και το ενδεχομενο αναπτυξης και υπερκυτταρης καταιγιδας.

Όταν δεν υπαρχει καποιο συγκεκριμενο πατερν διατμητικου ανεμου από πανω προς τα κατω, και στην ενταση των ανεμων και στην κατευθυνση τους, τοτε οι καταιγιδες είναι μονοκυτταρες ως επι το πλειστον.

Μπορει οι δεικτες προβλεψης να φαινονται πολλοι αλλά στην ουσια μόνο 3 χρειαζονται για την προβλεψη της βιαιοτητας μιας καταιγιδας, το CAPE(ισως και το CIN αν είναι πολύ μεγαλο οποτε αποτελει ανατρεπτικο παραγοντα ενεργοποιησης του CAPE), η υπαρξη καλης υγρασιας στα κατωτερα στρωματα(στο οριακο στρωμα) οπου είναι αυτή που κυριως θα τροφοδοτησει την καταιγιδα με υγρασια και η διατμηση του ανεμου(BSHR0-6 και SRH0-3).
Το αν θα εκδηλωθει καταιγιδα βεβαια, είναι άλλο θεμα και εξαρταται από την υπαρξη μηχανισμους ανυψωσης.

Για την Θεσσαλονικη κυριοι παραγοντες δημιουργιας θερινων(θερινης περιοδου Μαιος-αρχες Οκτωβριου- διοτι οι χειμερινες είναι σχετικα σπανιες) καταιγιδων είναι η ελευση ενός αυλωνα ή ψυχρης λιμνης(κλειστο ανωτερο χαμηλο) στα δυτικα, βορεια, ΒΔ ή στα ΒΑ της Ελλαδας. Σπανιοτερες είναι οι περιπτωσεις με ψυχρη λιμνη στα ΝΔ της Ελλαδας.
Στις περιπτωσεις οπου η ψυχρη λιμνη(ή ο αυλωνας επηρεασμου) είναι στα δυτικα, ΒΔ ή βορεια συνηθως προκαλει καποια μεταφορα θετικου στροβιλισμου στα ανω στρωματα πραγμα που βοηθαει την παραγωγη ανοδικων κινησεων και ως μηχανισμος ανυψωσης αυξανει τις πιθανοτητες δημιουργιας καταιγιδας. Επισης κάθε ελευση ψυχρης λιμνης δημιουργει πιθανα ψυχρα μετωπα ή ανωτερες τραφ οποτε οι μηχανισμοι ανυψωσης αυξανονται. Εξαλλου κάθε ελευση αυλωνα ή ψυχρης λιμνης φερνει ψυχρες αεριες μαζες στα ανωτερα στρωματα οποτε διαμορφωνει το προφιλ της ανω τροποσφαιρας καθιστωντας το ασταθες, οποτε το μόνο που επιπλεον χρειαζεται είναι ένα οριακο στρωμα χαμηλα που να είναι θερμο ή υγρο. Και μιας και την θερινη περιοδο εχουμε συνηθως ζεστη στην επιφανεια, ενώ και η Θεσσαλονικη και η γυρω περιοχες λογω του Θερμαικου εχουν συνηθως υψηλες σχετικες υγρασιες, εχουμε όλα τα συστατικα για την δημιουργια καταιγιδων.

Εάν η ψυχρη λιμνη είναι στα ΝΔ τοτε συνηθως υπαρχει μια συγκλιση κατω στα ποδια της Χαλκιδικης και κατω από τον Θερμαικο οποτε και παλι εχουμε έναν μηχανισμο ανυψωσης. Αν δε, η κινηση της ψυχρης λιμνης γινει προς τα ΒΑ, δημιουργουνται μεσα στο βορειο Αιγαιο καποιες ανωτερες τραφ που λογω ευνοικου στριμ(συνηθως ΝΑ με την λιμνη εκει) επηρεαζουν την περιοχη της Θεσσαλονικης. Και μιας και οι ψυχρες λιμνες κινουνται συνηθως προς τα ανατολικα ή προς τα ΒΑ(ακομα καλυτερα) οι εισερχομενες ψυχρες αεριες μαζες ψηλα δημιουργουν ασταθες προφιλ στα ψηλα στρωματα. Αρα εξασφαλιζετια και η υπο συνθηκη ασταθεια. Οποτε και παλι λογω του ότι μιλαμε για θερινη περιοδο και ζεστη στο εδαφος και λογω των ιδιαιτεροτητων της Θεσσαλονικης και των περιοχων γυρω από αυτην με την υγρασια να είναι αφθονη, και παλι εχουμε πιθανοτητες αναπτυξης καταιγιδων.

Στις περιπτωσεις οπου η λιμνη είναι στα ΒΑ μας και κανει μια μικρη κινηση προς τα δυτικα ή προς τα ΝΔ, τοτε ο μηχανισμος ανυψωσης γινεται η ορεογραφια στα ΒΑ της Θεσσαλονικης και τα ψυχρα μετωπα ή τραφ που συνηθως κατρακυλανε από Ρουμανια-Βουλγαρια φτανοντας εως και τα ορεινα της Χαλκιδικης προτου εκφυλιστουν. Με τους αλλους 3 παραγοντες παρομοιους όπως και πιο πανω.
Αυτές οι καταιγιδες με ΒΑ στριμ φερνουν συνηθως μεγαλες καταιγιδες στα ανατολικα και στο εσωτερικο του νομου Θεσσαλονικης και επηρεαζουν τα ανατολικα προαστια του κεντρου με πολύ καλες πιθανοτητες. Το κεντρο αρκετες φορες επηρεαζεται αλλά όχι με την αρχικη βιαιοτητα των καταιγιδοπυρηνων.

Αλλοι παραγοντες μηχανισμου ανυψωσης είναι οι διάφορες συγκλισεις μεσα στον Θερμαικο που πολύ συχνα συντελουνται λογω της υπαρξης της κοιλαδας του Αξιου που φερνει τον ανεμο Βαρδαρη τη στιγμη που η βαροβαθμιδα δινει αλλους ανεμους. Αυτό σημαινει ότι ενώ η βαροβαθμιδα δινει ΒΑ ανεμο από τα βορεια και νοτιους γενικα ανεμους από τα νοτια, λογω καναλισμου πνεει ο διευθυνσης ΒΒΔ Βαρδαρης και κανει συγκλιση μεσα στον Θερμαικο οποτε με υπαρξη ασταθειας(η υγρασια φυσικα δεν λειπει) εχουμε ισχυροτατες καταιγιδες και πολλες φορες επιμονες οσο διαρκει η συγκλιση. Από τα πιο προσφατα και αξιοπροσεκτα παραδειγματα είναι η μεγαλη καταιγιδα στην περιοχη στις 6 Σεπτεμβριου 2016 οπου πχ στην Νεα Μηχανιωνα Θεσσαλονικης εριξε 300-350 χιλιοστα μεσα σε 12 ωρες!
Αλλοι παραγοντες είναι φυσικα οι ορεογραφια γυρω από την Θεσσαλονικη με πολλα ορη ΝΔ, δυτικα, ΒΔ και ΒΑ που προκαλουν ανυψωση των αεριων μαζων με καταιγιδες που πολλες φορες επιβιωνουν ως το κεντρο Θεσσαλονικης.
Άλλος παραγοντας υποβοηθησης δημιουργιας καταιγιδων είναι η αυρα από τον Θερμαικο που όπως είναι γνωστο εισχωρει ακομα και 20-30 χιλιομετρα μεσα στην στερια και στο τελος αυτης της εισχωρησης ο αερας κινειται ανοδικα προκαλωντας την δημιουργια σωρειτομορφων νεφωσεων. Ή ακομα και σε συγκλισεις αυτης της αυρας με τους καταλληλους ανεμους κυριως με την συγκρουση με τους ΒΒΔ.
Επίσης λογω σχηματος του Θερμαικου κοπλου σε καποιες ιδιαιτερες περιπτωσεις η θαλασσια αυρα κανει τους ανεμους να συγκλινουν σε συγκεκριμενο σημειο δημιουργωντας ανυψωτικες κινησεις.

Οι ισχυροτερες καταιγιδες στο κεντρο της Θεσσαλονίκης είναι κυριως με στριμ βορειο, ΒΔ, ή δυτικο ή ΝΔ, δυτικων δηλαδη διευθυνσεων.
Με ΒΔ στριμ όμως πρεπει να υπαρχει αρκετα ισχυρο αιτιο ανυψωσης(πχ τραφ ή μετωπο ή συγκλιση) γιατι αλλιως δυσκολα η καταιγιδα φτανει στο κεντρο. Και μιας και με ΒΔ στριμ περναει η καταιγιδα μεσα από τον Θερμαικο ισχυει ότι σε περιοδους οπου ο Θερμαικος είναι ακομη ψυχρος, τοτε κατά την διελευση της από εκει εξασθενει και διαλυεται. Αυτό συμβαινει κυριως στους μηνες, Μαιο και Ιουνιο. Από Ιουλιο και μετα όμως συμβαινει το αντιστροφο δηλαδη αν μπει μεσα στον Θερμαικο τοτε γιγαντωνεται πολύ γρηγορα και βλεπει η Θεσσαλονικη από τις βιαιοτερες καταιγιδες στον Ελλαδικο χωρο.
Γενικα οι θερινες καταιγιδες στην Θεσσαλονικη με ΑΝΑ εως ΝΑ στριμ(κινουμενοι αντικυκλωνικα) είναι σπανιες. Πολύ προσφατα βεβαια στις 10 Μαιου 2018 μια τετοια καταιγιδα με Α στριμ επληξε το κεντρο της Θεσσαλονικης προκαλωντας πλημμυρικα φαινομενα με τον σταθμο του Αριστοτελειου πανεπιστημιου Θεσσαλονικης να καταγραφει 68 χιλιοστα σε περιπου 1 ωρα και 72 χιλιοστα συνολικα και ο σταθμος meteothes.gr να καταγραφει σε 20 λεπτα 42.8 χιλιοστα!

Η καταιγιδα εκεινη δεν μεταφερθηκε από καποια γειτονικη περιοχη αλλά δημιουργηθηκε στις ακτες του Θερμαικου πλησιον του κεντρου. Και αυτό το γεγονος με ανατολικο στριμ εχει ξαναγινει 3-4 άλλες φορες, ενώ γενικα η δημιουργια κυτταρου(πυρηνα) καταιγιδας στο κεντρο της πολης είναι γενικα σπανιο. Στην δε εν λογω καταιγιδα, ενώ η δημιουργια της ηταν λιγο δυτικα του κεντρου μεσα στην θαλασσα του Θερμαικου πλησιον των ακτων του κεντρου, και το στριμ ηταν ανατολικο δηλαδη την απομακρυνε από το κεντρο, ωστοσο το propagation της προς τα ανατολικα ηταν τοσο εντονο που επληξε βιαια το κεντρο.

Γενικα δηλαδη μια ελευση ψυχρης λιμνης ή αυλωνα στην θερινη περιοδο οπου η εισχωρηση της είναι τοση ώστε να επηρεαζει την κεντρικη Μακεδονια, φερνει πιθανοτητες καταιγιδας και η προβλεψη γινεται ψαχνοντας να βρουμε πιθανους μηχανισμους ανυψωσης και μελετωντας ένα θερμοδιαγραμμα όχι απαραιτητως της περιοχης που θελουμε να μελετησουμε αφου η καταιγιδα μπορει να ερθει από κοντινες περιοχες οποτε αναλογως το στριμ μελεταμε και αυτές για δημιουργια καταιγιδων, οπου στο θερμοδιαγραμμα παρατηρουμε την υπαρξη ή όχι καλου CAPE, το ποσο μεγαλο CIN υπαρχει και αν ο μηχανισμος ανυψωσης καταφερει να υπερπηδησει το CIN, την μορφη του CAPE(ένα «λεπτο» CAPE δεν είναι και τοσο ενθαρυντικο, αντιθετα ακομα και ένα μικροτερο CAPE οπου είναι «παχυ» κατω είναι καλυτερο), και φυσικα την υπαρξη αρκετης υγρασιας στο κατωτερο οριακο στρωμα(διαφορά θερμοκρασιας-σημειου δροσου κατω από 8 °C είναι γενικα καλα για θερμοκρασιες πανω από 25 °C), αλλά και στο ανωτερο οπου οσο πιο κοντα είναι το σημειο δροσου με την θερμοκρασια τοσο καλυτερα, το LCL(η βαση των νεφων) βεβαια δεν πρεπει να είναι πολύ ψηλο(πανω από 1500 μετρα είναι κακο κατω από 800 μετρα ειναι ευνοικο για την αναπτυξη ανεμοστροβιλων παρουσια φυσικα και των αλλων παραγοντων).

Σε περιπτωσεις όμως οπου η εισχωρηση της ψυχρης λιμνης δεν είναι μεγαλη προς την Ελλαδα, ώστε να επηρεαζει αρκετα την βορεια Ελλαδα, το κεντρο της Θεσσαλονικης εχει έναν αποτρεπτικο παραγοντα στην δημιουργια καταιγιδων και αυτος δεν είναι άλλος από τον Βαρδαρη. Αν λοιπον δεν εχουμε αρκετα νοτια κινηση της ψυχρης λιμνης, τοτε τις περισσοτερες φορες αντι για καταιγιδα βγαινει μια βαροβαθμιδα που ευνοει την εμφανιση βορειων ανεμων οπου για την Θεσσαλονικη είναι ο γνωστος ΒΒΔ ανεμος Βαρδαρης ο οποιος λογω του ότι είναι ξηρος, αρα φερνει χαμηλες σχετικες υγρασιες, οποτε και εξανεμιζει εως και μηδενιζει την ασταθεια αρα και την πιθανοτητα για καταιγιδες.
Σε αντιθεση δηλαδη με τις περιπτωσεις οπου βοηθαει να γινει συγκλιση μεσα στον Θερμαικο και βοηθαει για βροχες στην Θεσσαλονικη, και σε μεγαλη αντιθεση με το ότι τον χειμωνα είναι μαγικος ανεμος αφου λογω του Βαρδαρη η Θεσσαλονικη(μαζι με Κιλκις, ενώ και για Ορεστιαδα ισχυει αυτό εξαιτιας αλλου ανεμου φυσικα) χιονιζεται με πολύ πολύ υψηλοτερες θερμοκρασιακες συνθηκες ψηλα(πολύ πολύ εκυολοτερα δηλαδη), από οσο θελουν οι υπολοιπες περιοχες της Ελλαδας (εξαιρειται η εξαιρεση των συνθηκων εγκλωβισμου), αοφυ φερνει αμεσα ψυχρες αεριες μαζες από τα Σκόπια, σε περιπτωσεις οπου η ψυχρη λιμνη δεν κατεβαινει αρκετα νοτια, με την ξηρανση της κατω ατμοσφαιρας που φερνει ο Βαρδαρης και επισης επειδη οι ανεμοι που φερνει ο ΒΒΔ είναι αποκλινοντες, συντελειται καταστροφη των συνθηκων που θελει μια καταιγιδα(καταστροφη της ασταθειας) οποτε αρκετες φορες γυρω από την Θεσσαλονίκη βρεχει και η πολη μενει απαθης, μόνο με ανεμο.

Εδώ ένα θερμοδιαγραμμα από ραδιοβοληση για την Γερμανια στις 23 Ιουνη 2017 οπου προκαλεσε σφοδροτατες υπερκυτταρες καταιγιδες με ανεμοστροβιλους και προκαλεσε μεγαλες ζημιες και 2 θανατους.

Βλεπουμε το μεγαλο CAPE 1500 J/kg που προσφερει μεγαλη διαθεσιμη ενεργεια για ανοδικες κινησεις και αναπτυξη πυρηνων, BSHR0-6 με τιμη 17.7 m/s πολύ μεγαλη δηλαδη, και SRH0-3 με τιμη
232 m^2/s^2 που είναι εξαιρετικα μεγαλη για δημιουργια υπερκυτταρων καταιγιδων όπως και εγινε, ενώ και η τιμη SRH0-1 ηταν 117 m^2/s^2 πραγμα που σημαινει ότι η πιθανοτητα ανεμοστροβιλων ηταν πολύ μεγαλη όπως και εγινε επισης.

Γερμανια 23/06/2017

Please follow and like us: