22 Ιανουαρίου 2004: Μια ιστορική κακοκαιρία

«Μετεωρολογική βόμβα εξερράγη πάνω από τη χώρα μας», ανέφερε ο τότε διευθυντής του Τμήματος Προγνώσεων της ΕΜΥ, κ. Δημήτρης Ζιακόπουλος.

Εκείνες τις μέρες, αλλού χιόνιζε, αλλού έβρεχε, ο αέρας φυσούσε μανιασμένος και όλοι οι καιρόφιλοι είμασταν "καρφωμένοι" στα βαρόμετρά μας, προϊδεασμένοι από τα δελτία καιρού και τα μοντέλα για ένα πιθανό νέο "ρεκόρ". H ατμοσφαιρική πίεση στο κέντρο του χαμηλού βαρομετρικού που προκάλεσε την κακοκαιρία έπεσε στα 972 hPa, εξαιρετικά μικρή τιμή για τα μετεωρολογικά χρονικά του τόπου.

(Στις δημοσιεύσεις αυτού του ιστολογίου γίνεται συχνά ευρεία χρήση παραπομπών. Δηλαδή, κάποια επεξηγηματικά σχήματα, χάρτες, διαγράμματα, βίντεο και δημοσιεύσεις είναι προσβάσιμα με άνοιγμα των αντίστοιχων συνδέσμων-links. Έτσι, ο ενδιαφερόμενος αναγνώστης ανακατευθύνεται κατά βούληση σε πρόσθετο "υλικό" και δεν επιβαρύνεται υπέρμετρα το σώμα της ανάρτησης)

Λιμάνι Γαυρίου, Άνδρος, 22 Ιανουαρίου 2004

Το ρεκόρ χαμηλής βαρομετρικής πίεσης στην Ικαρία (χάρτης ΕΑΑ)

Οι άνεμοι έφτασαν και ξεπέρασαν τα όρια του τυφώνα (12 Μποφόρ ή περίπου 115 km/h µέσος άνεµος, µε ριπές που έφταναν τα 160 km/h) και συνοδεύτηκαν από ισχυρές βροχοπτώσεις και καταιγίδες. Η ψυχρή εισβολή, που ακολούθησε μετά την αποµάκρυνση του χαµηλού προς την Τουρκία, προκάλεσε ραγδαία πτώση της θερµοκρασίας (ενδεικτικά, –8 ºC καταγράφτηκαν στην Πεντέλη), χιονοστρώσεις στα βόρεια προάστεια της Αθήνας, ενώ ισχυρές χιονοπτώσεις σηµειώθηκαν ιδιαίτερα στα νησιά του Αιγαίου και στην Κρήτη, σε ορισµένες περιοχές της οποίας το ύψος χιονιού έφτασε το 1,5 µέτρο (Μετεωρολογικό Δελτίο ΕΑΑ).

"'Οσα χρόνια κι εάν περάσουν κανείς δεν μπορεί να ξεχάσει… Εκείνη την Πέμπτη 22 Ιανουαρίου 2004, ο «Συριανός» (σ.σ. Βορειοδυτικός άνεμος) χτύπησε σε ανύποπτο χρόνο το νησί και για περίπου 12 ώρες “μαστίγωνε” χωρίς έλεος όχι μόνο το λιμάνι και τη πόλη της Χώρας, αλλά σχεδόν όλο το νησί. Η εφημερίδα «Κυκλαδική» την επόμενη ημέρα είχε ως  πρωτοσέλιδο «Μετεωρολογική βόμβα έπληξε τα νησιά των Κυκλάδων”. Και η καταμέτρηση είχε ως απολογισμό: ένα λαβωμένο λιμάνι στη Νάξο (σ.σ. ποτέ δεν μπόρεσε να αντιδράσει η Νάξο απ’ αυτό) αλλά και ανάλογες ζημιές σε Κέα, Αμοργό, Κουφονήσι, Τήνο, Άνδρο, Σαντορίνη. Με βάση το αρχείο της εφημερίδας διαβάζουμε ότι στη Κέα είχε «βουλιάξει» το μισό λιμάνι, στην Τήνο «το χιόνι είχε φτάσει στο ένα μέτρο στα ορεινά και το νησί είχε μείνει χωρίς ρεύμα για 25 ώρες» ενώ στη Σαντορίνη «το νησί έμοιαζε να …περπατάει"...

(Απόσπασμα από ένα γλαφυρό χρονικό για το "λαβωμένο λιμάνι" της Νάξου)

Και για να πάρουμε μια ιδέα του τι συνέβη εκείνη τη μέρα στη Νάξο, ανεβάζω ένα βίντεο, που πρόθυμα μου εξασφάλισε ο φίλος Φίλιππος Ροδίτης. Το βίντεο τράβηξε ο Ματθαίος Ψαρρός και το δημοσίευσε στο FB ο Άκης Πιρπιλίδης. Είναι τραβηγμένο με κάμερα της εποχής, κάποιες στιγμές που ο άνεμος είχε κάπως πέσει και επέτρεπε τις λήψεις.

Ως μετεωρολογική βόμβα ορίζεται η εκρηκτική βάθυνση ενός χαμηλού, με την πίεση στο κέντρο του να πέφτει τουλάχιστον 24 hPa σε διάστημα 24 ωρών, σε γεωγραφικό πλάτος 60 μοιρών (Synoptic-Dynamic Climatology of the “Bomb”, Sanders and Gyakum). Το κατώφλι της βόμβας είναι η τιμή 1 bergeron (από τον Σουηδό μετεωρολόγο Tor Bergeron).

1 bergeron = 24 sinφ/sin60 hPa/24 hours

Άρα, για το πλάτος π.χ. της Αθήνας (φ=38 μοίρες), η αναγκαία κατώτατη τιμή είναι 17 hPa/24 hours. Γενικά για τη Μεσόγειο, τα κρίσιμα όρια είναι τα 14 hPa στις νοτιότερες περιοχές και τα 20 hPa στις βορειότερες (Ζιακόπουλος). Φυσικά, αυτά τα κατώφλια είναι συμβατικά, όπως και πολλά άλλα στη μετεωρολογία. Να σημειωθεί ότι η "βόμβα" δεν είναι ιδιαίτερα συχνό φαινόμενο στη Μεσόγειο, σε αντίθεση με ό,τι συμβαίνει στις κυκλογενετικές περιοχές του Ατλαντικού και του Ειρηνικού.

Ο όρος "βόμβα" αρχικά αμφισβητήθηκε. Όταν Ευρωπαίοι ερευνητές διαμαρτυρήθηκαν ότι επρόκειτο για έναν μάλλον πολεμικό όρο, ο Fred Sanders, συν-συγγραφέας της δημοσίευσης που εισήγαγε τη μετεωρολογική χρήση του, απάντησε: "Γιατί λοιπόν χρησιμοποιείτε τον όρο «μέτωπο»";

Συνοπτική περιγραφή της κακοκαιρίας:

Το πρωί της 20ης Ιανουαρίου ένα σαχαριανό χαμηλό σχηματίζεται στα υπήνεμα της οροσειράς του Άτλαντα, στα ανατολικά κράσπεδα μιας ψυχρής μάζας, αποκομμένης πάνω από την βορειοδυτική Αφρική, και κινείται βορειοανατολικά. Πάνω στο θερμό μέτωπο αυτού του χαμηλού, σε ένα μετωπογενετικό και θερμοδυναμικά ασταθές περιβάλλον και με την κυκλογενετική συμβολή ενός μεγίστου του υποτροπικού αεροχειμάρρου, ένα αρχικά αβαθές δευτερεύον κέντρο (η μετέπειτα βόμβα) εντοπίζεται το πρωί της 21ης στη θαλάσσια περιοχή μεταξύ Μεγάλης και Μικρής Σύρτης και κινείται ανατολικά-βορειοανατολικά, τροφοδοτούμενο με θερμότητα και υγρασία από το νότιο ρεύμα στην κατώτερη τροπόσφαιρα. Το ίδιο απόγευμα ξεκινάει, νοτιοδυτικά της Πελοποννήσου, η απότομη βάθυνσή του, η οποία, με την κάθοδο του πολικού μετώπου στην περιοχή, θα κορυφωθεί το απόγευμα της 22ας Ιανουαρίου πάνω από το Αιγαίο. Η 24ωρη πτώση της κεντρικής πίεσης, από τα 999 hPa στις 1200 UTC 21 Ιανουαρίου στα 976 hPa στις 1200 UTC 22 Ιανουαρίου, αντιστοιχεί σε 1,4 bergeron και επομένως το σύστημα ήταν μια ισχυρή «βόμβα». Η αναλυμένη από το ECMWF ελάχιστη πίεση των 976 hPa ήταν 4 hPa ψηλότερη από την τιμή που κατέγραψε αυτόματος μετεωρολογικός σταθμός στην ίδια περιοχή (Ικαρία).

Η πορεία και τα στάδια εξέλιξης της “βόμβας” (από: “Satellite observations of the Mediterranean explosive cyclogenesis of 21 – 22 January 2004”, Brikas D., Doukas N. and Papagiannis D.)

Χάρτης επιφάνειας της 22 Ιανουαρίου, 12 UTC, από την Γερμανική Μετεωρολογική Υπηρεσία (DWD).

Δορυφορική της 22 Ιανουαρίου 2004 στο ορατό φάσμα, από τον δορυφόρο πολικής τροχιάς Aqua.

Η "συνεργασία" κατώτερης και ανώτερης τροπόσφαιρας φαίνεται πως καθόρισε την γένεση και την εξέλιξη αυτού του συστήματος. Αεροχείμαρρος, διείσδυση ξηρού αέρα στρατοσφαιρικής προέλευσης στην κυκλογενετική περιοχή (dry intrusion) και ψυχρή μεταφορά στη μέση τροπόσφαιρα έδωσαν την αρχική ώθηση (forcing), ενώ, στις κατώτερες στάθμες, το θερμό και υγρό νότιο ρεύμα διατήρησε και ενίσχυσε το χαμηλό με τη διαδικασία της έκλυσης λανθάνουσας θερμότητας λόγω νεφοποίησης και υετού, εντείνοντας τις ανοδικές κινήσεις, την σύγκλιση μάζας και την παραγωγή στροβιλισμού. Οι ροές αισθητής και λανθάνουσας θερμότητας από τη "ζεστή" θάλασσα δεν φαίνεται να διαδραμάτισαν ιδιαίτερα σημαντικό ρόλο στην τροχιά, στην εξέλιξη και στην ισχύ της βόμβας (Katsafados et al, βλέπε πηγές στο τέλος)

Τα βίντεο με τους διαδοχικούς χάρτες (σε χαμηλή ταχύτητα, για να διευκολύνεται η ανάλυση) που αναρτώνται παρακάτω, απεικονίζουν βασικές παραμέτρους της βόμβας του 2004, που επεξηγούνται στις λεζάντες.

Ροή χαρτών επιφάνειας και 500 hPa (από “Synoptic aspects of the Eastern Mediterranean explosive cyclogenesis of 22 January 2004″, Brikas D., Karacostas T., Pytharoulis I.) Λευκές καμπύλες: Ισοβαρείς και μέτωπα επιφάνειας. Μαύρες καμπύλες και σκίαση: Γεωδυναμικά ύψη και θερμοκρασία στα 500 hPa. Γραμμοσκίαση (//): Ψυχρή μεταφορά. Ανάστροφη γραμμοσκίαση(\\): Θετική μεταφορά στροβιλισμού.  

Ροή χαρτών για το “κάτω μισό” της τροπόσφαιρας (επιφανειακές πιέσεις, γεωδυναμικά στα 500 hPa και πάχος στρώματος 1000-500 hPa). Στο βίντεο διακρίνονται καθαρά ο βορειοαφρικανικός και ο βορειοευρωπαϊκός ψυχροί θόλοι (cold domes) καθώς και η συγχώνευση των δύο αυλώνων (trough merger) πάνω από την περιοχή της εκρηκτικής βάθυνσης του χαμηλού.

Κατανομή του υετού (μπλέ: βροχή, ροζ: χιόνι), από το προκυκλογενετικό ως το ώριμο στάδιο της “βόμβας”

Γεωδυναμικά ύψη, αεροχείμαρροι και απόκλιση(+)/σύγκλιση(-) στη στάθμη των 300 hPa (ανώτερη τροπόσφαιρα). Η συμβολή του υποτροπικού και του πολικού αεροχειμάρρων στα διάφορα κυκλογενετικά στάδια της “βόμβας” είναι σαφής.

Μέγιστα/ελάχιστα δυνητικού στροβιλισμού (potential-vorticity anomalies) στην ανώτερη τροπόσφαιρα, σχετιζόμενα με αυλώνες και εξάρσεις, μέγιστα αεροχειμάρρων και ανώτερα μέτωπα. Πίεση και άνεμος στην ισεντροπική επιφάνεια των 320 Κ. 

Προς το τέλος του βίντεο εμφανίζεται το γνωστό σχήμα “PV- hook” (άγκιστρο δυνητικού στροβιλισμού), η "σφραγίδα" της ώριμης φάσης κάθε ισχυρής κυκλογένεσης. Είναι χαρακτηριστική η αντιστοιχία με την λίγο προγενέστερη δορυφορική εικόνα.

Και τέλος, μερικές φωτογραφίες από την κακοκαιρία, εδώ. Το διαθέσιμο στο διαδίκτυο οπτικό υλικό για τη βόμβα του 2004 είναι περιορισμένο και μέτριας ανάλυσης.

Βιβλιογραφία - πηγές:

K. Lagouvardos, V. Kotroni and E. Defer, The 21–22 January 2004 explosive cyclogenesis over the Aegean Sea: Observations and model analysis

Brikas D., Pytharoulis I., Mavroudis, A., Karacostas Th: Dry intrusion triggering explosive cyclogenesis in the Mediterranean

Καράκωστας, Μπρίκας, Πυθαρούλης και Πέννας: Δυναμικές διαδικασίες της μεσογειακής βόμβας του 2004 (10ο COMECAP 2010, Πρακτικά σελ. 27-35)

P. Katsafados, E. Mavromatidis, A. Papadopoulos and I. Pytharoulis
Numerical simulation of a deep Mediterranean storm and its sensitivity on sea surface temperature

Δημ. Μπρίκας, διδακτορική διατριβή: "Ο υποτροπικός αεροχείμαρρος και η συμβολή του στη δημιουργία και ένταση εξαιρετικών καιρικών φαινομένων στον ευρύτερο ελλαδικό χώρο"

Luis W. Uccellini: Processes contributing to the rapid development of extratropical cyclones

https://en.wikipedia.org/wiki/Explosive_cyclogenesis#mw-head

https://everything.explained.today/Explosive_cyclogenesis/

https://www.wetter3.de/archiv_gfs_dt.html

https://worldview.earthdata.nasa.gov/

Συντάκτης: Lambros Georgiou