Θερμοδυναμικό διάγραμμα (Skew-T Diagram): Ένα δυνατό εργαλείο στα χέρια των προγνωστών.

Μια συχνή φράση που ακούμε στην ελληνική τηλεόραση (ή το διαδίκτυο), όσον αφορά την πρόγνωση του καιρού, είναι “έρχονται καταιγίδες”. Όμως πολλές φορές μπορεί αυτές να είναι ανίσχυρες ή εξαιρετικά βίαιες. Πώς μπορούμε όμως να γνωρίζουμε, έστω και προσεγγιστικά σε μεγάλο βαθμό, την ισχύ μιας καταιγίδας;
Ένα από τα εξαιρετικά χρήσιμα εργαλεία ενός προγνώστη (ερασιτέχνη ή επαγγελματία), είναι το θερμοδυναμικό διάγραμμα. Στα αγγλικά το εντοπίζει κάποιος ως skew-T diagram.

Υπάρχουν δεκάδες ή και εκατοντάδες απεικονίσεις του ίδιου διαγράμματος.Πολλές ιστοσελίδες επιλέγουν να απεικονίζουν το διάγραμμα όπως θέλουν ή χρειάζεται να βλέπει το κοινό τους (οι αναγνώστες των εκάστοτε σελίδων). Όλα όμως εμπεριέχουν τα ίδια δεδομένα,αφού τα δεδομένα πηγάζουν από συνήθως 3 παγκόσμια μοντέλα (Για τα δεδομένα της Ελλάδας). Τα δεδομένα μπορεί να πηγάζουν και από περιοχικά μοντέλα.
Τα πιο συχνά διαγράμματα “παίρνουν” δεδομένα από τα εξής μοντέλα:
1) GFS
2) ECMFW
3) ICON-EU

Πάμε να αναλύσουμε με μια γενική ματιά ένα θερμοδυναμικό διάγραμμα όπως αυτά που είδαμε παραπάνω.
Ένα θερμοδυναμικό διάγραμμα απεικονίζει σε γενικές γραμμές την κατακόρυφη θερμοκρασία της ατμόσφαιρας, το σημείο δρόσου αυτής αλλά και τον κατακόρυφο άνεμο (σε διεύθυνση και ταχύτητα).(Το σημείο δρόσου είναι η θερμοκρασία που απαιτείται για να επιτευχθεί ο απόλυτος κορεσμός της ατμόσφαιρας, δηλαδή 100% υγρασία).
Είναι σαν να ανεβαίνουμε μια σκάλα προς τα πάνω μονίμως, και ανά 1 λεπτό να σταματάμε και να μετράμε με μια συσκευή το σημείο δρόσου, την θερμοκρασία και τον άνεμο σε ένα συγκεκριμένο σημείο της ατμόσφαιρας. Αυτά τα σημεία ονομάζονται στάθμες της ατμόσφαιρας και στα διαγράμματα απεικονίζονται στην μορφή των εκτοπασκάλ (hpa).

1. Οι στάθμες της ατμόσφαιρας σε hPa.
2. Το υψόμετρο κατακόρυφα.
3. Κατακόρυφη απεικόνιση του σημείου δρόσου στην ατμόσφαιρα.
4. Κατακόρυφη απεικόνιση της θερμοκρασίας στην ατμόσφαιρα.
5. Η επιφάνεια που ξεκινάνε οι μετρήσεις της θερμοκρασίας, του σημείου δρόσου και του ανέμου.
6. LCL (Lifting Condensation Level). Το υψόμετρο/σημείο, όπου ξεκινάνε οι βάσεις των νεφώσεων. Πιο ειδικά, το σημείο εκείνο στην ατμόσφαιρα, που επέρχεται κορεσμός σε ένα ανερχόμενο πακέτο αέρα.
7. LFC (Level of Free Convection). Το υψόμετρο/σημείο εκείνο, όπου ξεκινάει η αστάθεια της ατμόσφαιρας. Πιο ειδικά, έχουμε αρνητική διαφορά θερμοκρασίας του ανερχόμενου πακέτου αέρος με την θερμοκρασία του περιβάλλοντός(Η εξίσωση=> θερμοκρασία περιβάλλοντος μείον θερμοκρασία πακέτου αέρος). Μετά το LFC δεν απαιτείται η υποστήριξη κάπου μηχανικού αιτίου* για να συνεχίσει την κατακόρυφη ανοδική πορεία το πακέτο αέρος.
8. EL (Equilibrium Level). Το υψόμετρο/σημείο εκείνο, όπου σταματάει η αστάθεια της ατμόσφαιρας. Πιο ειδικά, το ανερχόμενο πακέτο αέρα γίνεται ψυχρότερο από τον περιβάλλοντα αέρα, άρα η ανύψωση ξεκινάει να επιβραδύνει σημαντικά. (Συνεχίζει και λίγο ψηλότερα λόγω της αδράνειας).
9. Κατακόρυφη απεικόνιση του ανέμου (ταχύτητα και διεύθυνσης). Περισσότερες πληροφορίες για την απεικόνιση τους εδώ.
10. Parcel lapse rate: Η συγεκριμένη άσπρη διακεκομμένη καμπύλη, απεικονίζει την θερμοκρασιακή διαδρομή που ακολουθεί το ανερχόμενο πακέτο αέρος. [Όσο βρίσκεται στα δεξιά σε σχέση με την καμπύλη της θερμοκρασίας (κόκκινη καμπύλη), υπάρχει αστάθεια (ισχύει ΜΟΝΟ πάνω από το σημείο LFC). Όσο μεγαλύρερη η διαφορά αυτών των 2 καμπυλών, ή αλλιώς απόκλισή τους, τόσο μεγαλύτερη η αστάθεια.]
11. Isotherms: Οι γραμμές αυτές (με μπλε διακεκομμένο ή άσπρο διακεκομμένο), ξεκινάνε από κάτω αριστερά και καταλήγουν παράλληλες μεταξύ τους, πάνω δεξιά. Βλέπε 14 για το πως συνδέονται με τους αριθμούς στο κάτω μέρος του διαγράμματος.
12. Isobars: Οι γραμμές αυτές με τονισμένο άσπρο χρώμα, παράλληλες μεταξύ τους, όπου απεικονίζουν την ατμοσφαιρική πίεση (ή στάθμη της ατμόσφαιρας οριζόντια). Ξεκινάνε πάντα από τα αριστερά προς τα δεξιά.
13. Dry adiabatic lapse rate: Οι καμπύλες αυτές απεικονίζουν τον ρυθμό ψύξης ενός ανερχόμενου μη-κορεσμένου πακέτου αέρος.
14. Η θερμοκρασία σε αριθμούς (ανά 10 βαθμούς). Από εκεί που ξεκινάει κάθε αριθμός, ακολουθούνται οι γραμμές του 11. μέχρι το σημείο που τέμνουν την καμπύλη της θερμοκρασίας (κόκκινη καμπύλη). Σε εκείνο το σημείο τομής βλέπουμε στα αριστερά (οριζόντια φέρνοντας άσπρη γραμμή όπως στο 12.) σε ποια στάθμη της ατμόσφαιρας βρίσκεται η συγκεκριμένη θερμοκρασία που θέλουμε να δούμε.
15. Saturation mixing ratio lines: Οι συγκεκριμένες διακεκομμένες γραμμές, απεικονίζουν την διαιρούμενη μάζα των υδρατμών με αυτή του ξηρού αέρα ανά 1 kg.
    

Σε μεταγενέστερο άρθρο θα αναλυθούν σε πολύ γενικές γραμμές περισσότερες πληροφορίες για το διάγραμμα αλλά και τους δείκτες τους.
*Το μηχανικό αίτιο είναι με λίγα λόγια, μια αιτία έναρξης της ανύψωσης ενός πακέτο αέρος από την επιφάνεια ή λίγο πιο πάνω από αυτήν.
Περισσότερες πληροφορίες για αυτά: https://www.weather.gov/source/zhu/ZHU_Training_Page/thunderstorm_stuff/Thunderstorms/thunderstorms.htm

Πηγή πληροφοριών: https://www.weather.gov/source/zhu/ZHU_Training_Page/convective_parameters/skewt/skewtinfo.html

https://www.weather.gov/source/zhu/ZHU_Training_Page/convective_parameters/Sounding_Stuff/MesoscaleParameters.html

https://www.weather.gov/jetstream/skewt