Ρεκόρ ψυχρότερης κορυφής καταιγιδοφόρου νέφους

Σύνταξη άρθρου: Γ. Παπαβασιλείου, Κ. Λαγουβάρδος

ΕΑΑ-Πεντέλη, 14 Απριλίου 2021, 09:00

Σε πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύθηκε στο αμερικανικό περιοδικό Geophysical Research Letters, ερευνητές απο το πανεπιστήμιο της Οξφόρδης και του Ουισκόνσιν μελετώντας ενα σύμπλεγμα καταιγίδων πάνω απο το δυτικό τροπικό Ειρηνικό Ωκεανό που έλαβε χώρα το Δεκέμβριο του 2018 εδείξαν ότι ο δορυφόρος NOAA‐20 κατέγραψε κορυφές νεφών με θερμοκρασία −111.2 °C, που αποτελεί και τιμή ρεκόρ (Γράφημα 1).

Γράφημα 1. Οι θερμοκρασίες των κορυφών των νεφών απο το δορυφόρο ΝΟΑΑ-20 στις 29 Δεκεμβρίου του 2018 στις 13:38 UTC. Πηγή: NOAA/Simon Proud/University of Oxford.

Οι καταιγίδες αποτελούν νεφικά συστήματα που δημιουργούνται απο την έντονη ανωμεταφορά αερίων μαζών απο τα χαμηλότερα προς τα υψηλότερα στρώματα της τροπόσφαιρας λόγω του κατακόρυφου θερμοκρασιακού προφίλ της ατμόσφαιρας. Η θερμοκρασία μέσα στην τροπόσφαιρα μειώνεται καθ’ ύψος (Γράφημα 2) μέχρι το ύψος της τροπόπαυσης επιτρέποντας έτσι τις ανοδικές κινήσεις και την ανάπτυξη νεφών, ενώ πάνω απο την τροπόπαυση όπου βρίσκεται η στρατόσφαιρα, η θερμοκρασία αυξάνεται καθ’ ύψος (Γράφημα 2) διαμορφωντας συνθήκες έντονης ευστάθειας εμποδίζοντας τις ανοδικές κινήσεις και την περαιτέρω ανάπτυξη νεφών. Έτσι κατα τη διάρκεια της ανάπτυξης μιας καταιγίδας η τροπόπαυση δρά ως φυσικό εμπόδιο στην ανάπτυξη των νεφών και παρατηρούμε το χαρακτηριστικό νεφικό σχηματισμό αμόνι (Γράφημα 2). Ωστόσο, σε κάποιες ακραίες περιπτώσεις όπου οι ανοδικές κινήσεις του αέρα σε μία καταιγίδα ειναι έντονες και επίμονες, τότε οι κορυφές των καταιγίδων αυτών μπορούν να διεισδύσουν στη στρατόσφαιρα για μερικά εκατοντάδες μέτρα οδηγώντας σε πολύ ψυχρές κορυφές νεφών (Γράφημα 2).

Γράφημα 2. Φωτογραφία ενός καταιγιδοφόρου νέφους απο ερευνητικό αεροσκάφος της NASA. Με κόκκκινη γράμμη παρουσιάζεται ενδεικτικά το κατακόρυφο προφίλ της θερμοκρασίας. Πηγή: NASA/The Deep Convective Clouds and Chemistry (DC3) field campaign.

Κλιματολογικά οι ψυχρότερες κορυφές νεφών συναντώνται στους τροπικούς (Γράφημα 3) λόγω του οτι οι καταιγίδες συνοδεύονται απο ισχυρότερες ανοδικές κινήσεις και η θερμοκρασία της τροπόπαυσης ειναι χαμηλότερη. Στην συγκεκριμένη περίπτωση το Δεκεμβριο του 2018, ένα σύμπλεγμα καταιγίδων που αναπτύχθηκε πάνω απο τα θερμά νερά του τροπικού Ειρηνικού Ωκεανού, οι κορυφές των νεφών έφτασαν τα 20 km ύψος με θερμοκρασία −111.2 °C, ενώ εκτιμάται οτι οι κορυρφές αυτές διείσδυσαν κατά 1.3 km στην στρατόσφαιρα. Για το μέλλον, μεγάλο ερευνητικό ενδιαφέρον έχει η μελέτη πιθανής τάσης των ψυχρότερων κορυφών νεφών λόγω των αλλαγών στις επιφανειακές θερμοκρασίες της θάλασσας και στο ύψος της τροπόπαυσης λόγω κλιματικής αλλαγής.

Γράφημα 3.  Κορυφές νεφών με θερμοκρασία μικρότερη των -95 ˚C μεταξύ 2004 και 2020, όπως μετρήθηκαν απο τον δορυφόρο MODIS της NASA. Πηγή: Proud, S. R., & Bachmeier, S. (2021). Record‐low cloud temperatures associated with a tropical deep convective event. Geophysical Research Letters, 48, e2020GL092261. https://doi.org/10.1029/2020GL092261