Κολυδάς: Μια τρύπα στα σύννεφα - Πώς εξηγείται το φαινόμενο Fallstreak Hole
Η ανάλυση του μετωρολόγου
Snapshot
- Το φαινόμενο Fallstreak Hole είναι μια μεγάλη, κυκλική ή ελλειπτική τρύπα που σχηματίζεται σε στρώματα νεφών Altocumulus ή Cirrocumulus λόγω παγοποίησης σταγονιδίων σε κατάσταση υπέρτηξης.
- Η παγοποίηση ξεκινά όταν παγοκρύσταλλοι σχηματίζονται από την πτώση πίεσης και θερμοκρασίας στον αέρα γύρω από τα φτερά ή τις έλικες αεροσκαφών που διέρχονται μέσα από υπέρτηκτα σύννεφα.
- Η διαδικασία Bergeron–Findeisen προκαλεί εξατμίσεις σταγονιδίων και πτώση παγοκρυστάλλων, δημιουργώντας το καθαρό άνοιγμα και τις λευκές απολήξεις κάτω από την τρύπα.
- Η τρύπα μεγαλώνει καθώς η παγοποίηση προκαλεί αλλαγές στη μικροφυσική των νεφών και θερμοδυναμικές αντιδράσεις που διαστέλλουν τον αέρα και εξατμίζουν περαιτέρω τα σταγονίδια γύρω από το σημείο σχηματισμού της.
- Η κατανόηση του φαινομένου βασίζεται σε επιστημονικές μελέτες πάνω στη φυσική των νεφών και επιβεβαιώνει ότι τέτοιοι σχηματισμοί δεν απαιτούν μη επιστημονικές εξηγήσεις.
Εικόνες που μοιάζουν με μια τρύπα στα σύννεφα καταγράφηκαν στον ουρανό και ο μετεωρολόγος, Θοδωρής Κολυδάς, εξήγησε το φαινόμενο. Το Fallstreak Hole αποτελεί ένα εξαιρετικό παράδειγμα του πώς μια μικρή μεταβολή στη μικροφυσική ενός νέφους μπορεί να δημιουργήσει μια εντυπωσιακή αλλαγή στην εικόνα ολόκληρου του ουρανού.
Σε ανάρτησή του, όπου αναλύει το φαινόμενο, ο μετεωρολόγος αναφέρει:
ΜΙΑ ΤΡΥΠΑ ΣΤΑ ΣΥΝΝΕΦΑ - Fallstreak Hole: Μια τρύπα στον ουρανό που εξηγείται από τη φυσική των νεφών
"I'm looking through a hole in the sky I'm seeing nowhere through the eyes of a lie I'm getting closer to the end of the line I'm living easy where the sun doesn't shine...."
«Κοιτάζω μέσα από μια τρύπα στον ουρανό…» τραγουδούσαν οι Black Sabbath το μακρινό 1975, στο τραγούδι τους Hole in the Sky. Μισό αιώνα αργότερα, η εικόνα αυτή αποκτά κυριολεκτική σημασία όταν σηκώνουμε το βλέμμα και αντικρίζουμε ένα παράξενο άνοιγμα μέσα σε ένα εκτεταμένο στρώμα νεφών.
Ένα τέτοιο εντυπωσιακό φαινόμενο παρατήρησε και φωτογράφισε ο έμπειρος φωτογράφος και μέλος της σελίδας "The Cloud Appreciation Society" το Facebook κ. Σωτήρης Παραδήμας παρουσιάζοντάς το στο Facebook.
Πρόκειται για το Fallstreak Hole, γνωστό επίσης ως Hole-punch Cloud ή Cavum: μια μεγάλη, συχνά κυκλική ή ελλειπτική οπή που σχηματίζεται μέσα σε ένα στρώμα νεφών, δημιουργώντας την εντύπωση ότι κάποιος άνοιξε ένα παράθυρο στον ουρανό.
Πώς δημιουργείται;
Το φαινόμενο παρατηρείται κυρίως σε στρώματα Altocumulus και, ορισμένες φορές, Cirrocumulus, όταν αυτά περιέχουν μικροσκοπικά σταγονίδια νερού σε κατάσταση υπέρτηξης. Δηλαδή, το νερό παραμένει υγρό, παρότι η θερμοκρασία βρίσκεται κάτω από τους 0°C. Αυτή η φαινομενικά παράδοξη κατάσταση είναι απολύτως φυσιολογική στην ατμόσφαιρα.
Τα μικροσκοπικά σταγονίδια μπορούν να παραμένουν σε υγρή μορφή σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες, εφόσον δεν υπάρχουν κατάλληλοι πυρήνες που θα διευκολύνουν την παγοποίησή τους.
Όταν όμως αρχίσουν να σχηματίζονται παγοκρύσταλλοι, ενεργοποιείται μια αλληλουχία διεργασιών. Οι κρύσταλλοι μεγαλώνουν εις βάρος των γύρω υπέρτηκτων σταγονιδίων, καθώς οι υδρατμοί μεταφέρονται προς τον πάγο. Πρόκειται για τη γνωστή διαδικασία Bergeron–Findeisen.
Σταδιακά, τα σταγονίδια εξατμίζονται, οι παγοκρύσταλλοι αυξάνονται και αρχίζουν να πέφτουν από το νέφος. Έτσι δημιουργείται ένα καθαρό άνοιγμα, που συχνά συνοδεύεται από λεπτές λευκές απολήξεις παγοκρυστάλλων κάτω από αυτό, σαν ένα μικρό ουράνιο πέπλο.
Ποιος ανοίγει την τρύπα;
Σε πολλές περιπτώσεις, ο μηχανισμός ενεργοποιείται από τη διέλευση ενός αεροσκάφους μέσα από ένα στρώμα υπέρτηκτων νεφών. Καθώς ο αέρας κινείται γύρω από τα φτερά ή τις έλικες, μπορεί να υποστεί απότομη πτώση πίεσης και θερμοκρασίας.
Η στιγμιαία αυτή ψύξη επιτρέπει τον σχηματισμό παγοκρυστάλλων, οι οποίοι στη συνέχεια πυροδοτούν την ανάπτυξη της οπής. Οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι η επίδραση αυτή συμβαίνει όταν οι παγοκρύσταλλοι μεγαλώνουν αρκετά ώστε ακολούθως να πέσουν κάτω και να δημιουργήσουν αυτή την παράξενη εικόνα του "καταρράκτη" . Αυτό όμως που ήταν πάντα ασαφές είναι ακριβώς γιατί αυτή η «κατάψυξη» ξεκινά σε μια συγκεκριμένη περιοχή ενός στρώματος του νέφους και πώς η τρύπα μεγαλώνει σε μέγεθος, φτάνοντας μερικές φορές στα 50 χλμ σε μια ώρα μετά την έναρξη της τρύπας.
Η διαδικασία μπορεί να επεκταθεί σε σημαντική έκταση, καθώς η δημιουργία και η πτώση των παγοκρυστάλλων μεταβάλλουν τη μικροφυσική ισορροπία του νέφους.
Ανάλογα με τη γωνία διέλευσης του αεροσκάφους, το αποτέλεσμα μπορεί να είναι μια σχετικά κυκλική οπή ή ένα μακρόστενο άνοιγμα, γνωστό ως Canal Cloud.
Σχετικά πρόσφατη έρευνα (2011) που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Science μας βοήθησε να εξηγήσουμε μερικά από τα μυστήρια αυτών των όμορφων "οπών του φθινοπώρου". Γνωρίζαμε ήδη ότι, για να σχηματίσουν την τρύπα, τα σταγονίδια στο στρώμα των νεφών πρέπει να «υπερψυχθούν». Αυτό σημαίνει ότι θα πρέπει να βρίσκονται σε θερμοκρασία κάτω από 0°C , χωρίς όμως ακόμη να έχουν παγώσει. Στην πραγματικότητα, τα σταγονίδια νεφών μπορεί -και συχνά παρατηρείται – να παραμένουν σε υγρή μορφή, σε θερμοκρασίες πολύ κάτω από τη θερμοκρασία ψύξης μιας ποσότητος νερού όταν αυτό βρίσκεται στην επιφάνεια της γης.
Αλλά τι είναι εκείνο που ξεκινά αυτό το πάγωμα σε μια περιοχή του σύννεφου; Η έρευνα επιβεβαίωσε τη μακροχρόνια υποψία ότι ένα αεροσκάφος που πετά μέσα από ένα σύννεφο μπορεί να ξεκινήσει τη διαδικασία κατάψυξης. διότι προκαλείται μεγάλη πτώση της πίεσης. Η επίδραση toy αέρα καθώς περνάει πάνω από τα φτερά του αεροσκάφους και (για ορισμένους τύπους αεροπλάνων ) πάνω από τα πτερύγια των ελίκων του, προκαλεί την ψύξη του. Αυτή η στιγμιαία ψύξη μπορεί να είναι αρκετή για να οδηγήσει τη θερμοκρασία σε πάρα πολύ χαμηλά επίπεδα, ώστε τα σταγονίδια να αρχίσουν να παγώνουν , παρόλο που μπορεί να μην υπάρχουν αρκετοί πυρήνες πήξης.
Η έρευνα αναλύει τον λόγο τον τρόπο με τον οποίο το νερό κατάψυξης θα μπορούσε να προκαλέσει μια τρύπα να επεκταθεί προς τα έξω από το σημείο όπου το αεροπλάνο πέταξε μέσα από το σύννεφο. Όταν τα σταγονίδια αλλάζουν και γίνονται στερεά σωματίδια, εκπέμπουν μια μικρή ποσότητα θερμότητας - αρκετή για να προκαλέσει τον αέρα να διασταλεί και να ανέβει λίγο προς τα πάνω . Ωε αντίδραση σε αυτό το αυξανόμενο ρεύμα, ο περιβάλων αέρας βυθίζεται ελαφρά. Καθώς ο αέρας γύρω από το κατεψυγμένο πτύχωμα βυθίζεται και θερμαίνεται, τα σταγονίδια εκεί εξατμίζονται. Αυτή φαίνεται να είναι η μέθοδος με την οποία η πτώση των παγωμένων κρυστάλλων που παράγονται από το αεροπλάνο που ανέρχεται ή κατεβαίνει μέσα από το στρώμα νεφών, σχηματίζει μια κυκλική οπή που εμφανίζεται διάτρητη μέσα από το στρώμα νεφών .
Όταν το νερό βρίσκεται σε μορφή μικροσκοπικών σταγονιδίων, χρειάζεται έναν μηχανισμό , ένα είδος πυρήνα που θα το ενθαρρύνει να παγώσει – και αυτό θα μπορούσε να είναι ένα μικροσκοπικό σωματίδιο που μπορεί να ξεκινήσει αυτή τη διαδικασία domino Χωρίς ένα από αυτά τα σωματίδια , τα σταγονίδια θα αρνούνται αποφασιστικά να παγώσουν ακόμη και αν η θερμοκρασία του αέρα πέσει ακόμη και στους -40 ° Κελσίου.
Ένα φαινόμενο που εξηγείται από τη φυσική
Η επιστημονική μελέτη των νεφικών διεργασιών έχει ιστορία μεγαλύτερη του ενός αιώνα. Από τις πρώτες παρατηρήσεις του Alfred Wegener έως τη θεωρητική συμβολή του Tor Bergeron, η κατανόηση της δημιουργίας και ανάπτυξης των παγοκρυστάλλων αποτέλεσε σημαντικό κεφάλαιο της φυσικής των νεφών. Νεότερες έρευνες, όπως εκείνη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Science το 2011, συνέβαλαν ουσιαστικά στην ερμηνεία του τρόπου με τον οποίο τα αεροσκάφη μπορούν να πυροδοτήσουν την παγοποίηση και τη δημιουργία τέτοιων εντυπωσιακών σχηματισμών. Το Fallstreak Hole αποτελεί ένα εξαιρετικό παράδειγμα του πώς μια μικρή μεταβολή στη μικροφυσική ενός νέφους μπορεί να δημιουργήσει μια εντυπωσιακή αλλαγή στην εικόνα ολόκληρου του ουρανού. Και είναι παράλληλα μια υπενθύμιση ότι οι ασυνήθιστοι νεφικοί σχηματισμοί δεν χρειάζονται αυθαίρετες ή συνωμοσιολογικές εξηγήσεις. Η ατμόσφαιρα διαθέτει από μόνη της τους μηχανισμούς για να δημιουργεί εικόνες πραγματικά εντυπωσιακές.
Ίσως τελικά οι Black Sabbath να είχαν βρει, άθελά τους, τον ιδανικό τίτλο για ένα από τα ωραιότερα φαινόμενα της φυσικής των νεφών: Hole in the Sky — μια τρύπα στον ουρανό.
