Καταιγίδες της Πέμπτης 4 Ιουλίου 2024: Μια περίπτωση επιτυχημένης προσομοίωσης

Εισαγωγή – Φαινόμενα θερμικής αστάθειας

Κατά τη θερμή περίοδο του έτους στη χώρα μας, η δραστηριότητα των οργανωμένων καιρικών συστημάτων εξασθενεί και τελικά το καλοκαίρι, παύει σχεδόν τελείως καθώς η ατμοσφαιρική κυκλοφορία των μέσων γεωγραφικών πλατών μετατοπίζεται αρκετά βορειότερα. Έτσι λοιπόν, το βόρειο τμήμα της χώρας μας μπορεί απλώς να επηρεαστεί από την άκρη μετώπων κακοκαιρίας που διασχίζουν βορειότερες περιοχές των Βαλκανίων. Ως εκ τούτου οι βροχοπτώσεις είναι τελικά σημαντικά μειωμένες και εμφανίζονται κυρίως σε βορειότερες περιοχές ενώ στα νοτιότερα ηπειρωτικά και κυρίως νησιωτικά τμήματα επικρατεί σχεδόν πλήρης ανομβρία. Δεδομένης της απουσίας οργανωμένων συστημάτων, η πιο συνηθισμένη πηγή υετού για την περιοχή μας είναι η ανάπτυξη καταιγίδων κατά τις μεσημεριανές / απογευματινές και σπανιότερα βραδινές ώρες, κυρίως στις ηπειρωτικές περιοχές. Το αίτιο της δημιουργίας τους είναι η έντονη επιφανειακή θέρμανση του εδάφους σε συνδυασμό με την πιθανή ύπαρξη ψυχρότερων στρωμάτων υψηλότερα (μέση και ανώτερη τροπόσφαιρα), γεγονός το οποίο δημιουργεί έντονες ανοδικές κινήσεις και τελικά, την ανάπτυξη καταιγιδοφόρων νεφών. Λόγω του αιτίου δημιουργίας τους, τα συγκεκριμένα φαινόμενα ονομάζονται “θερμικές καταιγίδες” ενώ η συνθήκη η οποία απαιτείται ώστε να εμφανιστούν καλείται και “ατμοσφαιρική αστάθεια” ή ειδικότερα, “θερμική αστάθεια”.

Η προγνωστική δυσκολία

Τα παραπάνω φαινόμενα έχουν σύντομη διάρκεια ζωής και εν γένει μικρή έκταση και τα ακριβή σημεία δημιουργίας τους αλλά και η εξέλιξή τους, είναι συχνά δύσκολο να ανιχνευτούν διότι επηρεάζονται από πολλούς τοπικούς (υποσυνοπτικούς παράγοντες) όπως τοπικοί άνεμοι και μεταφορά υγρασίας, θέρμανση του εδάφους κ.α. σε συνδυασμό με την τοπογραφία, η οποία στην περίπτωση της χώρας μας είναι εξαιρετικά πολύπλοκη. Ταυτόχρονα όμως, μια μικρή αλλαγή και στους συνοπτικούς παράγοντες της ατμοσφαιρικής κυκλοφορίας, όπως λ.χ. μια μικρή χωρική (ή χρονική) μετατόπιση της διέλευσης της ψυχρότερης αέριας μάζας σε μέση και ανώτερη τροπόσφαιρα, μπορεί επίσης να αλλάξει το αποτέλεσμα, με εντονότερα ή ασθενέστερα του αναμενόμενου φαινόμενα, στις περιοχές όπου εμφανίστηκαν.

Από τα παραπάνω προκύπτει ότι η προσομοίωση αυτών των φαινομένων (τοπικής κλίμακας) είναι αρκετά δύσκολη υπόθεση και απαιτείται αρκετά καλός σχεδιασμός και παραμετροποίηση ενός ατμοσφαιρικού μοντέλου με την εφαρμογή κατάλληλων σχημάτων φυσικής, εδαφικό και θαλάσσιο υπόβαθρο αλλά και άλλες παραμετροποιήσεις ως προς τη διαδικασία επίλυσης. Περισσότερες πληροφορίες σχετικά με την ανάπτυξη του ατμοσφαιρικού μοντέλου του °Umeteo (ºU-Model), υπάρχουν σε αυτόν τον σύνδεσμο: https://umeteo.com/blogs/5751 .

Η προσομοίωση του °U-Model

Η διέλευση μιας ψυχρότερης αέριας μάζας κυρίως στα μέσα και ανώτερα τροποσφαιρικά στρώματα σε συνδυασμό με τις προϋπάρχουσες υψηλές θερμοκρασίες κατά το διήμερο Τετάρτης – Πέμπτης 3-4 Ιουλίου 2024, δημιούργησε συνθήκες έντονης ατμοσφαιρικής αστάθειας στα ηπειρωτικά τμήματα της χώρας μας. Οι καταιγίδες που αναπτύχθηκαν επηρέασαν περισσότερο τα βόρεια τμήματα την Τετάρτη αλλά την Πέμπτη τα φαινόμενα γενικεύτηκαν και εντάθηκαν. Μία από τις περιοχές επιρροής τους υπήρξε και η Αττική. Παρ’όλο που η γενική εικόνα της κατάστασης είχε δοθεί και υπήρξαν μάλιστα και προειδοποιήσεις από την Πολιτική Προστασία, η απουσία οργανωμένης ατμοσφαιρικής διαταραχής, καθιστά την ακριβή πρόγνωση αυτών των φαινομένων μια αρκετά δύσκολη υπόθεση για τα περιοχικά μοντέλα όπως ήδη αναφέρθηκε. Στις επόμενες παραγράφους επιχειρείται μια οπτική / ποιοτική σύγκριση της προσομοίωσης του °U-Model σε σχέση με την πραγματικότητα. Σχετικά με την συνολική στατιστική αξιολόγηση του προγνωστικού συστήματος του °Umeteo, επιφυλασσόμαστε σε μελλοντική δημοσίευση.

Στην παρακάτω κινούμενη εικόνα (gif) παρουσιάζεται η σύγκριση μεταξύ της πρόγνωσης του °U-Model (αριστερό τμήμα) [1] και της πραγματικότητας, όπως αποτυπώθηκε από τους δορυφόρους meteosat 9 και 10 στο φάσμα του υπέρυθρου [2]. Η προσομοίωση της νέφωσης πραγματοποιείται μέσω της χρωματικής απεικόνισης της ανακλώμενης ακτινοβολίας (Outgoing Longwave Radiation – OLR) σε W/m² με την κατάλληλη χρωματική διαβάθμιση. Καθώς οι νεφώσεις εμποδίζουν την ανακλώμενη ακτινοβολία από την επιφάνεια της γης, τα ποσά της ενέργειας που αποτυπώνονται στον χάρτη εμφανίζονται μειωμένα στα σημεία ανάπτυξης των νεφών και κατ’αυτόν τον τρόπο επιτυγχάνεται η απεικόνισή τους.

Θα πρέπει να σημειωθεί οτι η προσομοίωση “έτρεξε” με αρχικές και οριακές συνθήκες του παγκόσμιου προγνωστικού συστήματος GFS του NCEP στις 12UTC της Τετάρτης 3 Ιουλίου.

Μέσω των παραπάνω εικόνων είναι εύκολο να εντοπιστούν τα καταιγιδοφόρα νέφη καθώς εμφανίζονται σαν περιοχές έντονου λευκού χρώματος που εξαπλώνονται. Διαπιστώνουμε ότι υπάρχει ένα χρονικό διάστημα κατά το οποίο έχουμε το ξέσπασμα ταυτόχρονα πολλών καταιγίδων, πρώτα στη θαλάσσια περιοχή μεταξύ Σποράδων και Χαλκιδικής (πρωί Πέμπτης) και στη συνέχεια πάνω από πολλά ηπειρωτικά τμήματα της ανατολικής χώρας, συμπεριλαμβανομένης και της Αττικής (από το μεσημέρι και μετά).

Συγκρίνοντας την πρόβλεψη με την παρατήρηση, προκύπτει ότι τόσο η γενική εικόνα της κατανομής των φαινομένων όσο και ειδικότερα η ανάπτυξη μεμονωμένων συστημάτων προσομοιώθηκαν επιτυχώς στις περισσότερες περιπτώσεις.

Στο σχήμα 2 παρακάτω, παρατίθεται η πρόβλεψη του υετού (βροχη / χαλάζι) σε mm (ισοδυναμούν σε λίτρα / τετραγωνικό μέτρο) ανά 1 ώρα, για το ίδιο χρονικό διάστημα (Πέμπτη 4/7/24). Στο επάνω δεξιά τμήμα, αναγράφεται η ημερομηνία και η ώρα σε μορφή YYYY-MM-DD_hh:mm:ss (όπου Y = Ετος, M = μήνας, D = ημέρα, h = ώρα, m = λεπτό, s = δευτερόλεπτο). Οι ώρες σημειώνονται σε UTC, συνεπώς η τοπική ώρα είναι 3 ώρες μετά την αναγραφόμενη. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι η κατανομή του προβλεπόμενου υετού αφορά το χρονικό διάστημα μίας ώρας έως και την αναγραφόμενη.

Όπως προκύπτει και από τις εικόνες του σχήματος 1, αυτό που παρατηρούμε είναι το ξέσπασμα καταιγίδων σε πολλές περιοχές της Μακεδονίας αλλά και στο βόρειο Αιγαίο κατά τις πρωινές ώρες της Πέμπτης, φαινόμενα που από το μεσημέρι και μετά αρχίζουν να επηρεάζουν και νοτιότερες περιοχές της ανατολικής χώρας. Στις προαναφερθείσες περιοχές, συμπεριλαμβάνεται και η Αττική.

Εάν εστιάσουμε στην Αττική, παρατηρούμε την ανάπτυξη ενός πυρήνα φαινομένων (καταιγίδα) στα βορειοανατολικά τμήματα αρχικά και εν συνεχεία στα βορειοδυτικά με ταυτόχρονο ξέσπασμα καταιγίδων και σε Αργολίδα / Κορινθία που ενισχύθηκαν καθώς εισήλθαν προς τον Σαρωνικό. Τα φαινόμενα στη βορειοανατολική Πελοπόννησο μετακινούνται προς τον Αργοσαρωνικό και αργότερα στο Μυρτώο και τη Λακωνία επηρεάζοντας τοπικά και τα Κύθηρα.

Η συγκεκριμένη προσομοίωση αποδείχθηκε αρκετά ρεαλιστική διότι πράγματι οι εστίες ανάπτυξης των καταιγιδοφόρων νεφών ήταν πάνω από τις συγκεκριμένες περιοχές στα χρονικά διαστήματα που προσδιορίστηκαν από το μοντέλο ενώ και τα ποσά υετού που προβλέφθηκαν στον πυρήνα των φαινομένων ήταν αρκετά κοντά στην πραγματικότητα (για παράδειγμα η Σαλαμίνα κατέγραψε περισσότερα από 50mm). Η διαφορά όμως εντοπίζεται στο γεγονός ότι περιφερειακά των πυρήνων σημειώθηκε υετός σε μεγαλύτερη έκταση από το προβλεπόμενο, όπως για παράδειγμα στα κεντρικά και νότια του λεκανοπεδίου της Αθήνας (γύρω στα 3-8mm).

Σύνοψη / Συμπεράσματα

Κατά τη διάρκεια της θερινής περιόδου, η επίσκεψη οργανωμένων καιρικών συστημάτων στη χώρα μας εξασθενεί και σταματάει τελείως. Η κύρια πηγή υετού είναι συνήθως τα φαινόμενα θερμικής αστάθειας, δηλαδή οι καταιγίδες που αναπτύσσονται τις μεσημεριανές και απογευματινές ώρες κυρίως σε βορειότερα ηπειρωτικά τμήματα της χώρας μας. Τα συγκεκριμένα φαινόμενα λόγω του τοπικού χαρακτήρα τους είναι συχνά δύσκολο να προσομοιωθούν με μεγάλη ακρίβεια ακόμη και από τα περιοχικά μοντέλα πρόγνωσης. Κατά το διήμερο Τετάρτης – Πέμπτης 3-4 Ιουλίου 2024, συνθήκες έντονης ατμοσφαιρικής αστάθειας επικράτησαν στη χώρα μας, με αποτέλεμα των ξέσπασμα ισχυρών καταιγίδων. Μέσω της οπτικής / ποιοτικής σύγκρισης της αριθμητικής πρόγνωσης των φαινομένων από το μοντέλο του °Umeteo (ºU-Model) σε σχέση με την πραγματικότητα προκύπτει ότι η προσομοίωσή τους υπήρξε αρκετά ρεαλιστική. Το παραπάνω συμπέρασμα επιβεβαιώνει και άλλες συγκρίσεις σε παρελθοντικές καταστάσεις (Αστάθεια 17-18 Ιουνίου 2023 – άρθρο εδώ , Κακοκαιρία “Ilina” 3-4 Απριλίου 2023 – άρθρο εδώ , ενώ ενημέρωση και σχολιασμός των κακοκαιριών που έπληξαν τη χώρα μας από τις αρχές του 2022 υπάρχει σε αυτήν τη σελίδα ).

Πηγές / Παραπομπές

[1] – Περισσότερες πληροφορίες για το μοντέλο του °Umeteo σε αυτόν τον σύνδεσμο: https://umeteo.com/blogs/5751

[2] – Σχετικά με τους δορυφόρους meteosat δεύτερης γενιάς: https://www.eumetsat.int/meteosat-second-generation . Πληροφορίες σχετικά με τη διακριτική τους ικανότητα: https://www.soda-pro.com/help/general-knowledge/meteosat