Ο μηχανισμός του "Lake Snow Effect" στις Η.Π.Α και στην Ελλάδα

Οι έντονες ψυχρές εισβολές της τελευταίας διετίας (2013 – 2014) στο βόρειο τμήμα της Βορείου Αμερικής (εκτατέρωθεν της μεθορίου των ΗΠΑ & Καναδά), έγινε πολύς λόγος για το φαινόμενο της ΄χιονόπτωσης λιμναίας επίδρασης’(lakeeffectsnow, εν συντομία ‘LES’).Βεβαίως, στην περιοχή, το φαινόμενο παρατηρείται αρκετά συχνά, απλώς τους τελευταίους δύο χειμώνες, το φαινόμενο παρατηρήθηκε με ιδιαίτερη δριμύτητα και σφοδρότητα (πολύ μεγάλα ύψη χιονιού σε πολύ μικρό χρονικό διάστημα), γι΄αυτό και απέκτησε τέτοια δημοσιότητα. Πριν εξηγήσουμε το μηχανισμό στην περιοχή, κρίνεται σκόπιμο να εξετάσουμε πρώτα τη φυσική γεωγραφία της, μιας και οι καιρικές συνθήκες (ατμοσφαιρική κυκλοφορία) επηρεάζονται σε αποφασιστικό βαθμό από αυτήν.

OI ΜΕΓΑΛΕΣΛΙΜΝΕΣ(THE GREATES LAKES)

Στο ΒΑ τμήμα της Βορείου Αμερικής, κατά μήκος της μεθορίου ΗΠΑ – Καναδά, βρίσκεται ένα λιμναίο συγκρότητα πέντε μεγάλων λιμνών, το οποίο είναι παράλληλα και το μεγαλύτερο λιμναίο συγκρότητα του πλανήτη. Από δυσμάς προς ανατολάς οι πέντε λίμνες είναι οι εξής: 1) η λίμνη Σαπήριορ (LakeSuperior, δηλαδή ‘Ανώτερη Λίμνη΄), εκτάσεως 82.000 km2 (ενδεικτικά, όσο περίπου η έκταση της Αυστρίας)και με μέσο σταθμικό υψόμετρο 183 m. 2) η λίμνη Μίσιγκαν (LakeMichigan), εκτάσεως 58.000 km2 (όσο περίπου η έκταση της Κροατίας) και με μέσο σταθμικό υψόμετρο 176 m. 3) η λίμνη Χιούρον (LakeHuron), εκτάσεως 60.000 km2 (όσο περίπου η έκταση της Λιθουανίας) και με μέσο σταθμικό υψόμετρο 176 m (ουσιαστικά πρόκειται για ανατολική προέκταση της λίμνης Μίσιγκαν, μιας και αμφότερες λίμνες έχουν το ίδιο σταθμικό υψόμετρο). 4) η λίμνη Ήρι (LakeErie), εκτάσεως 25.700 km2 (όσο περίπου η έκταση της Πρώην Γιουγκοσλαβικής Δημοκρατίας της Μακεδονίας) και μέσο σταθμικό υψόμετρο 174 m και τέλος η λίμνη Οντάριο (LakeOntario), εκτάσεως 19.000 km2 (λίγο μικρότερη από τη Σλοβενία) και με μέσο σταθμικό υψόμετρο 75 m. Η συνολική έκταση του λιμναίου συστήματος των Μεγάλων Λιμνών φθάνει λοιπόν τα 244.700 km2, όση είναι περίπου η έκταση του Ηνωμένου Βασιλείου. Όλες οι λίμνες επικοινωνούν/συνδέονται με δαιδαλώδη ποτάμια δίκτυα και η τελευταία (προς ανατολάς), η λίμνη Οντάριο, μέσω του ποταμού του Αγίου Λαυρεντίου (SaintLawrence), εκβάλλει στον Κόλπο του Αγίου Λαυρεντίου και από κει στον βόρειο Ατλαντικό Ωκεανό.

Το συγκρότημα των ‘Μεγάλων Λιμνών’.

Το ανάγλυφο γύρω από αυτό το λιμναίο συγκρότητα είναι πολύ ήπιο, από πεδινό εώς λοφώδες, μιας και οι υψομετρικές διαφορές δεν είναι μεγάλες (κυμαίνονται από υψόμετρα μεταξύ ~120 m(στα ανατολικά), μέχρι τα ~450 m(στα δυτικά). 

ΚΛΙΜΑΤΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΩΝ ΜΕΓΑΛΩΝ ΛΙΜΝΩΝ

Όσον αφορά τα κλιματικά χαρακτηριστικά, η ευρύτερη περιοχή των Μεγάλων Λιμνών ανήκει στον υγρό ηπειρωτικό τύπο (Dfa/Dfbκατά K öppen-Geiger), δηλαδή χαρακτηρίζονται από δριμείς και σχετικά ξηρούς χειμώνες (οι τρεις χειμερινοί μήνες ΔΙΦ με Tmean<0 .0="" c="" fa="" fb="" tmean="">22.0 C(Dfa). Τόσο η βόρεια, όσο και η νότια πλευρα των λιμνών χαρακτηρίζεται από θερινά υετικά μέγιστα (μέγιστα μεταξύ Ιουνίου – Αυγούστου), χαρακτηριστικό γνώρισμα του ηπειρωτικού κλίματος. Γενικότερα, η Tmeanτου ψυχρότερου μήνα (Ιανουάριος) κυμαίνεται από – 12Cέως – 17.5C προς την καναδική πλευρά των Μεγάλων Λιμνών και από – 3 Cέως – 12Cπρος την αμερικανική πλευρά. Αντίθετα, η Tmeanτου θερμότερου μήνα (Ιούλιος) κυμαίνεται μεταξύ 17.5 και 21 Cπρος την καναδική πλευρά και μεταξύ 19 και 23 Cπρος την αμερικανική πλευρά. Όσον αφορά τον μέσο ετήσιο υετό (Pmean), κυμαίνεται μετξύ 650 mmστις δυτικές άκρες (λίμνη Superior) και αυξάνεται προοδευτικά προς τα Α/ΝΑ, φθάνοντας τα 800 με 950 – 1.100mmστις ανατολικές άκρες (λίμνες Erie/Ontario.)

Κλιματικά χαρακτηριστικάτης λεκάνης απορροής των Μεγάλων Λιμνών.   

Στα ηπειρωτικά κλίματα, ο υετός του ψυχρού εξαμήνου και δη του χειμερινού τριμήνου (ΔΙΦ) είναι σαφώς μικρότερος απ΄ότι του θερμού εξαμήνου και θερινού τριμήνου (ΙΙΑ). Στην περιοχή των Μεγάλων Λιμνών η αναλογία χειμερινού προς θερινού υετού είναιτουλάχιστον από 1:2 και πάνω, δηλαδή ο χειμερινός υετός είναι μικρότερος του μισού του θερινού. Με άλλα λόγια, οι χειμώνες είναι σχετικά ξηροί, αλλά πολύ ψυχροί. Η σχετική ξηρότητα του χειμώνα οφείλεται στην κυριαρχία των αερίων μαζών ηπειρωτικήςπολικής/αρκτικής προελεύσεως (cP/A), αέριες μάζες πολύ ψυχρές και ξηρές, αφού ‘κατέρχονται’ από πολύ μεγάλα γεωγραφικά πλάτη (από την αρκτική ζώνη) και διασχίζουν ηπειρωτικές εκτάσεις. Επειδή το ανάγλυφο της περιοχής δεν είναι έντονο, αντίθετα μάλιστα είναι από πεδινό έως λοφώδες, η κίνηση των αερίων μαζών από βορρά προς νότο γίνεται εύκολα και ανεμπόδιστα.

 Αέριες μάζες στη Βόρεια Αμερική

Η παρουσία των ξηρών αυτών αερίων μαζών εξηγεί και το γεγονός ότι –πάντα κατά τη διάρκεια του χειμώνα– παρατηρούνται διαδοχικές πολύ ψυχρές μεν, ηλιόλουστες δε ημέρες, συνεπώς χωρίς χιονόπτωση/χιονοκάλυψη. Το φαινόμενο της χιονόπτωσης δεν απαιτεί μόνο χαμηλές θερμοκρασίες –οι οποίες είναι δεδομένες κατά τη χειμερινή περιόδο στην περιοχή– αλλά και υγρασία, ώστε να προκύψει η απαραίτητη συμπύκνωση και κρυσταλλοποίησή της. Η τροφοδότηση της υγρασίας μπορεί

να γίνει μόνο από θερμότερες αέριες μάζες (αντίθετα από τη ψυχρή, η θερμή αέρια μάζα συγκρατεί περισσότερη υγρασία), πράγμα που σημαίνει ότι πρέπει να υπάρξει μια ‘μίξη’ θερμής και ψυχρής αέριας μάζας. Προς νότον, από την πλευρά των ΗΠΑ, οι αέριες μάζες είναι είτε περισσότερο ηπειρωτικές τροπικές (ξηρές & θερμές), όταν ‘ανέρχονται’ προς την περιοχή των Μεγάλων Λιμνών από τα ΝΔ ηπειρωτικά τμήματα των ΗΠΑ, είτε θαλάσσιες τροπικές (υγρές & θερμές), όταν ανέρχονται προς την περιοχή από τα Ν/ΝΑ θαλάσσια τμήματα των ΗΠΑ. Επίσης, η σχετική γειτνίαση των Μεγάλων Λιμνών προς τον Ατλαντικό Ωκεανό, τις καθιστά πιο ευάλωτες από την επίδραση θαλάσσιων πολικών (ψυχρών και υγρών) αερίων μαζών. Οι λεγόμενες ‘χιονοπτώσεις λιμναίας επίδρασης’ (lakeeffectsnow) ωστόσο είναι μια πιο ‘ιδιάζουσα’ μορφή καιρού, που πέρα από τον ευρείας κλίμακας έλεγχο που ασκούν οι αέριες μάζες, υπεισέρχεται επιπλέον ένας τοπικός μεν, καταλυτικός δε παράγοντας: οι Μεγάλες Λίμνες, οι οποίες, λόγω εκτάσεως αποκαλούνται –όχι αδίκως– και ‘εσωτερικές/ηπειρωτικές θάλασσες’.

Ο ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΤΩΝ ΧΙΟΝΟΠΤΩΣΕΩΝ ΛΙΜΝΑΙΑΣ ΕΠΙΔΡΑΣΗΣ (LAKEEFFECTSNOW/LES)

Λαμβάνοντας τα παραπάνω υπόψη, μπορούμε τώρα να δούμε πως ενεργοποιείται και λειτουργεί ο μηχανισμός LES. Απαραίτητη προυπόθεση είναι ο συνδυασμός μιας σχετικά θερμής υδάτινης επιφάνειας (π.χ. λίμνη ή θάλασσα) και η ύπαρξη ενός ψυχρού στρώματος αέρα στην ανώτερη ατμόσφαιρα (για να ακριβολογούμε, η ύπαρξη ενός ψυχρού στρώματος αέρα σ΄ένα ύψος >1.500 m, κάτι που αποτυπώνεται στους προγνωστικούς χάρτες θερμοκρασιών στη στάθμη των 850 hPa). Ωστόσο, οι προαναφερθείσες προυποθέσεις δεν επαρκούν για το φαινόμενο αυτό, απαιτούνται και άλλες προυποθέσεις προκειμένου να ενεργοποιηθεί ο μηχανισμός τους. Ιδιαίτερα έντονο εμφανίζεται το φαινόμενο αυτό στις ΒΑ Πολιτείες των ΗΠΑ, γύρω από τις Μεγάλες Λίμνες, όπου οργανώνονται ζώνες ισχυρών χιονοπτώσεων/χιονοκαταιγίδων/χιονοθυελλών. Πρόκειται για ζώνες ισχυρών χιονοπτώσεων, που συχνά συνοδεύονται από δευτερεύουσες, ασθενέστερες τέτοιες ζώνες. Ποιά είναι όμως η προέλευση αυτών των ζωνών; Στην πίσω πλευρά ενός χαμηλού βαρομετρικού συστήματος κατέρχεται πολύ ψυχρός αέρας από την καναδική ενδοχώρα προς τα ΒΑ των ΗΠΑ. Η εν λόγω αέρια μάζα –εκτός από τις πολύ χαμηλές θερμοκρασίες– φέρει επίσης πολύ χαμηλή υγρασία (ως γνωστόν, ο πολύ ψυχρός αέρας συγκρατεί πολύ λιγότερους υδρατμούς απ΄ότι ο θερμός αέρας). Η πολύ ψυχρή και ξηρή άερια μάζα λοιπόν φθάνει πάνω από τις Μεγάλες Λίμνες με ροή από τα ΒΔ προς τα ΝΑ. Με αυτήν τη διαδικασία πυροδοτείται ο μηχανισμός LES, μιάς και ανάμεσα στη θερμή υδάτινη επιφάνεια και τον παγερό καναδικό αέρα αναπτύσσονται ισχυρές (καθ΄ύψος) θερμοκρασιακές αντιθέσεις, οι λεγόμενες θερμοβαθμίδες. Η κίνηση αυτή αποσταθεροποιεί την αέρια μάζα που βρίσκεται πάνω από τη (θερμότερη) λίμνη (ο ψυχρότερος αέρας που υπέρκειται ενός θερμότερου αέρα, τον εξαναγκάζει σε ανοδική κίνηση). Διάφορες μελέτες έχουν δείξει ότι, όταν ανάμεσα στην υδάτινη επιφάνεια και τη στάθμη των 850 hPa (περίπου στο ύψος των 1.500 m), η διαφορά θερμοκρασίας πρέπει να είναι τουλάχιστον 13 C, όταν σε κανονικές, σταθερές ατμοσφαιρικές συνθήκες, η θερμοκρασία μειώνεται κατά 6.5 Cανά 1.000mυψόμετρο (0.65 C/100 m), ήτοι 9.75 Cστο ύψος των 1.500 m. Αυτή η διαφορά παρέχει επαρκή ενέργεια στο σχηματισμό των ζωνών ισχυρής χιονόπτωσης. Οσο κινείται ο ψυχρός αέρας πάνω από τα θερμότερα λιμναία νερά, τόσο πιο ασταθής καθίσταται η συγκεκριμένη αέρια μάζα και τόσο ενισχύεται η (καθ΄ύψος) δύναμή της.Επομένως, για ισχυρά επεισόδια LES,η αστάθεια πρέπει να αυξάνεται διαρκώς, ώστε οι ανοδικές κινήσεις να την εμπλουτίζουν με υγρασία.

Σχηματική παράσταση του LakeEffectSnow.

Ενας επιπλέον παράγοντας για τα ισχυρά επεισόδια χιονιού (χιονοκαταιγίδες), είναι ο άνεμος, ο οποίος πρέπει να μην εμφανίζει μεγάλες διαφορές εντός της ασταθούς αέριας μάζας. Συνεπώς, όταν ο άνεμος ενισχύεται καθ΄ύψος ή αλλάζει απότομα διεύθυνση, αναχαιτίζεται η οργάνωση και η βιωσιμότητα των ζωνών ισχυρής χιονόπτωσης, υπό προυποθέσεις μπορεί κάλλιστα να τις εξαυλώσει ή να τις ‘σπρώξει’ προς μια εντελώς διαφορετική γεωγραφική περιοχή.  

Εκτός από τις παραπάνω προυποθέσεις, ητοπογραφία της περιοχής (διανομή υδάτινης επιφάνειας και ξηράς) μπορεί να συμβάλλει στην ενίσχυση του φαινομένου LES. Οπωςμπορείκανείςεύκολα να καταλάβει, η τριβή πάνω από υδάτινες επιφάνειες είναι σαφώς μικρότερη απ΄ ότι πάνω από την ξηρά, συνεπώς υποβοηθώντας τη σύγκλιση ανέμων διαφόρων διευθύνσεων κατά μήκος των ακτών (εν προκειμένω, οχθών). Τέλος, έναςεπιπλέον ενισχυτικός παράγοντας είναι η από τα νότια έλευση υγρασίας (από θαλάσσιες αέριες μάζες) οι οποίες τροφοδοτούν με υγρασία το πολύ ψυχρό στρώμα αέρα πάνω από την περιοχή των Μεγάλων Λιμνών.

Λόγω του περιορισμένου πλάτους και αναπτύγματός τους, οιπροκύπτουσεςζώνες χιονο-υετού είναι εξαιρετικά ακανόνιστες: μπορεί μια περιοχή να βυθιστεί κυριολεκτικά σε τεράστια ύψη χιονιού, ενώ μια άλλη περιοχή, μερικά χιλιόμετρα πιο πέρα να εμφανίζει από ελάχιστη ή και καθόλου χιονόπτωση. Οι ποι ευάλωτες σε χιονοκαταιγίδες περιοχές, μπορούν να δώσουν από 10 έως 15 cmχιόνι ανά ώρα, συνοδεία ηλεκτρικών εκκενώσεων (αστραπών και βροντών). Στην ευρύτερη περιοχή έχουν καταγραφεί ύψη χιονιού από 150 έως 200 cm (1.5 έως 2 m ) σε μόλις ένα 24ωρο.

Αντιπροσωπευτικές εικόνες φαινομένουLakeEffectSnow από δορυφόρο πάνω από τις Μεγάλες Λίμνες

Χαρακτηριστική εναέρια φωτογραφία χιονοκαταιγίδας πάνω από το Buffaloτων ΗΠΑ (Νοέμβριος 2014)

Χαρακτηριστική εικόνα χιονοκαταιγίδας πάνω από τις Μεγάλες Λίμνες

Ο ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ LESΣΤΟΝ ΕΛΛΑΔΙΚΟ ΧΩΡΟ

Μηχανισμοί LES μπορούν να εμφανιστούν και σε άλλες περιοχές του πλανήτη, όταν πληρούνται οι παραπάνω προυποθέσεις. Εκτεθειμένες λίμνες ή σχετικά κλειστές θάλασσες είναι ευάλωτες στο φαινόμενο αυτό, απλώς έχει επικρατήσει ο όρος LakeEffectSnowγια την περιοχή των Μεγάλων Λιμνών όπου εμφανίζει τις πιο ιδανικές συνθήκες προς την εκδήλωσή τους, εξ΄ου και η σχετικά συχνή εμφάνισή τους εκεί.

Εχει κατά καιρούς ειπωθεί ότι και στη χώρα μας μπορεί να εμφανιστεί αυτό το φαινόμενο στην περιοχή της ανατολικής Ελλάδας (Αιγαίο Πέλαγος). Αναμφίβολα, η γεωμορφολογία της ευρύτερης περιοχής του ελλαδικού χώρου θα έλεγε κανείς ότι ευνοεί την εκδήλωση του φαινομένου les, αλλά τα κλιματικά δεδομένα της περιοχής δεν επιτρέπουν τη συχνή εκδήλωσή του. Πρώτον, το Αιγαίο Πέλαγος είναι μια μάλλον κλειστή θάλασσα, εκτάσεως 215.000 km2, λίγο μικρότερo δηλαδή απ΄ότι είναι το συγκρότητα των Μεγάλων Λιμνών (244.700 km2). Hθέση του Αιγαίου Πελάγους στην ανατολική Μεσόγειο και η έκθεσή του προς τα Β-ΒΑ (μέσω της πεδιάδας της ανατολικής Θράκης, της Μαύρης Θάλασσας και από κει προς τις αχανείς στεππώδεις πεδιάδες της Ουκρανίας και Ρωσίας), επιτρέπει την ανεμπόδιστη έλευση ανέμων του Β/ΒΑ τομέα προς την περιοχή. Οι εισβάλλουσες αέριες μάζες είναι ηπειρωτικής πολικής προελεύσεως (cP), δηλαδή πολύ ψυχρές και ξηρές, μιας και έρχονται από την ευρασιατική ενδοχώρα, αλλά καθώς κατέρχονται προς νότο υφίστανται εμπλουτισμό από την υγρασία που προσλαμβάνουν τόσο από τη Μαύρη Θάλασσα, όσο –κυρίως– από το Αιγαίο Πέλαγος. Τονίζουμε το Αιγαίο, επειδή οι θερμοκρασίες της επιφάνειάς του είναι σαφώς υψηλότερες απ΄ότι της Μαύρης Θάλασσας (κατά +4 με +6 Cκατά το χειμερινό τρίμηνο). Η θερμή θάλασσα του Αιγαίου αποτελεί όμως ταυτόχρονα πλεονέκτημα και μειονέκτημα για το φαινόμενο LES: πλεονέκτημα επειδή επιταχύνει τον εμπλουτισμό της cP(ξηρής & ψυχρής) αέριας μάζας σε υγρασία, συνεπώς την καθιστά ασταθή, αλλά μειονέκτημα επειδή απαιτείται η έλευση πολύ ψυχρής αέριας μάζας, σχετικά ατροποποίητης από την περιοχή προέλευσής της (ευρασιατικής ενδοχώρας). Αλλά, είναι αναπόφευκτη η τροποποίησή της, μιας και διανύει μεγάλη απόσταση από την πηγή της, με αποτέλεσμα να αλλοιώνονται οι αρχικές, αμιγώς cPφυσικές ιδιότητές της, καθιστώντας τη θερμότερη και υγρότερη. Χρειάζεται συνεπώς μια λεγόμενη ‘ισχυρή κατάβαση’ cP αέριας μάζας, καλά οργανωμένης καθ΄ύψος (στα 850 hPa& 500 hPa), διατηρώντας τοιουτοτρόπως ένα μεγάλο μέρος των αρχικών φυσικών της ιδιοτήτων, ώστε κατά τη διέλευσή της πάνω από τη Μάυρη Θάλασσα και κυρίως πάνω από το Αιγαίο να την εμπλουτίσει με την απαραίτητη υγρασία, χωρίς να είναι αυτή η διαδικασία ικανή να την εξασθενήσει. Τέτοιου είδους συνθήκες δεν σπανίζουν στην ανατολική Ελλάδα το χειμώνα, αλλά επουδενί δεν έχουν την ισχύ του αντίστοιχου φαινομένου στις Μεγάλες Λίμνες, οι χειμώνες των οποίων είναι κατά 10 με 20 C ψυχρότεροι απ΄ότι στην περιοχή μας.

Οπως βλέπουμε και στον παρακάτω χάρτη, οι cPαέριες μάζες που κατέρχονται με τη βοήθεια των Β/ΒΑ ανέμων μπορούν υπό προυποθέσεις να δώσουν χιόνι και μάλιστα σημαντικό, στην ανατολική προσήνεμη χώρα, υποβοηθούμενης και της έντονης ορογραφίας της ανατολικής ηπειρωτικής ακτογραμμής (κυρίως ζώνης των νομών ανατ. Πιερίας – ανατ. Λαρίσης – ανατ. Μαγνησίας – Εύβοιας). Υπό ιδιαίτερα ευνοικές συνθήκες, το φαινόμενο αυτό μπορεί άνετα να αγκαλιάσει σχεδόν όλο το μήκος της ανατολικής ηπειρωτικής ακτής (ανατ. Θεσσαλίας – ανατ. Στερεάς/Εύβοιας – ανατ. Πελοποννήσου – Κυκλάδων & βόρειας Κρήτης. Για μια πιο ενδελεχή ανάλυση των ατμοσφαιρκών συνθηκών που ευνοούν τις χιονοπτώσεις στην περιοχή της πρωτεύουσας βλ. http://www.meteoclub.gr/themata/egkyklopaideia/4822-snowathensmeleti

Ο Αιγαιακός Μηχανισμός LES (χιονιάς ανατολικής προσήνεμης χώρας)

Επιμέλεια – Παρουσίαση: Yannis1 (Weerman)

ΠΗΓΗ http://www.meteoclub.gr/

Η άγρια ομορφιά της αυστραλιανής φύσης

Υπέροχες φωτογραφίες από φυσικά φαινόμενα

Αυτές οι υπέροχες φωτογραφίες δείχνουν τη φύση της Αυστραλίας στα καλύτερά της. Η άγρια ομορφιά των καταιγίδων, ένα πύρινο ηλιοβασίλεμα, μια απειλητική αμμοθύελλα και ένα πλοίο μέσα στην ομίχλη, όλα αποτυπώθηκαν στο χαρτί και θα συμπεριληφθούν σε ένα ημερολόγιο του 2013. 

Το ημερολόγιο αυτό εκδίδεται κάθε χρόνο με σκοπό να εξάψει το ενδιαφέρον για την μετεωρολογία και την ωκεανογραφία. 

Οι φωτογράφοι θυμούνται τις στιγμές που όχι μόνο έγιναν μάρτυρες αυτών των φαινομένων, αλλά κατάφεραν να τα απαθανατίσουν.












Πηγή:http://www.newsbeast.gr

Τι ξέρετε για τις παλίρροιες;

Η παλίρροια είναι ο όρος που χρησιμοποιούμε για την εναλλασσόμενη χρονικά άνοδο και πτώση της στάθμης της θάλασσας σε σχέση με τη γη. Δημιουργείται δε από τη βαρυτική έλξη της σελήνης και του ήλιου. Όμως, παλίρροιες μπορεί να συμβούν και σε μεγάλες λίμνες, την ατμόσφαιρα ή και στο εσωτερικό του στερεού φλοιού της Γης.

Πρόκειται για ένα από τα πιο μυστηριώδη και εντυπωσιακά φαινόμενα που παρατηρούμε στα νερά της Γης. Με την άνοδο της στάθμης των νερών περιοδικά στις λίμνες και στις θάλασσες έχουμε την πλημμυρίδα (flood) και με την πτώση τους έχουμε την άμπωτη (ebb ή low tides). Η περίοδος του φαινομένου κρατάει 24 ώρες 50΄ και 28΄΄ και μας θυμίζει τον χρόνο που χρειάζεται η Σελήνη για να κάνει δύο διαδοχικές διελεύσεις πάνω από έναν τόπο.

Η σεληνιακή έλξη είναι πιο ισχυρή στην πλευρά της γης που βλέπει τη Σελήνη, από ό,τι στην αντίθετη. Γι αυτό και η Γη παραμορφώνεται. Βλέπουμε στο σχήμα η δύναμη F1 στα νερά να είναι μεγαλύτερη της F2 πάνω στους βράχους της Γης, ενώ στην αντίθετη πλευρά η F3 είναι μικρότερη της F2 και γι αυτό απομακρύνονται τα νερά από τη Σελήνη. Η πλημμυρίδα συμβαίνει δύο φορές κάθε 24 ώρες και 49 λεπτά περίπου.

Στους ωκεανούς η άνοδος της στάθμης μπορεί να φτάσει μέχρι και το ένα μέτρο, ενώ σε στενούς κόλπους είναι ακόμα μεγαλύτερη. Η ένταση δηλαδή που εκδηλώνεται το φαινόμενο είναι διαφορετική στις διάφορες περιοχές της Γης, ενώ εξαρτάται και από τη διαμόρφωση των ακτών. Το φαινόμενο αυτό, γνωστό από την αρχαιότητα, ερμηνεύτηκε ικανοποιητικά για πρώτη φορά από το Νεύτωνα. Οφείλεται δε στη βαρυτική έλξη τόσο της Σελήνης όσο και του Ήλιου (που όμως αποτελεί περίπου το 46% αυτής της Σελήνης λόγω της μεγάλης απόστασης του) πάνω στους ωκεανούς της Γης.

Από την ιστορία

Η εξήγηση του φαινομένου της παλίρροιας, εκτός από το καθαρώς φυσικό ενδιαφέρον του, έπαιξε αποφασιστικής σημασίας ρόλο και στην ιστορία της βαρυτικής έλξης. Με εντυπωσιακό τρόπο η μηχανική του Νεύτωνα παρέχει τη σωστή εξήγηση του φαινομένου.

Το βιβλίο του Μαθηματικές Αρχές Φυσικής Φιλοσοφίας είχε ένα λιτό τρόπο να εξηγεί τη θεωρία του. Τόσο που φαινόταν δυσνόητο επειδή ο Νεύτωνας δεν ήταν και τόσο παιδαγωγός, αλλά προπαντός, επειδή οι υπολογισμοί του απαιτούσαν μαθηματικά εντελώς νέα και συνεπώς άγνωστα στην πλειονότητα των επιστημόνων εκείνης της εποχής.

Όμως, είχε γράψει ένα πολύ διαφωτιστικό έργο με τίτλο: Λόγος στον βασιλέα σχετικά με τις παλίρροιες, το οποίο ήταν καθοριστικά για την διάδοση και ερμηνεία όχι μόνο της παλίρροιας μα και όλης της θεωρίας του.

Την εποχή του Νεύτωνα οι λαϊκές δοξασίες εξηγούσαν τελεολογικά τις παλίρροιες. Λεγόταν, παραδείγματος χάρη, ότι ο θεός είχε δημιουργήσει τις παλίρροιες «για τη διευκόλυνση του εμπορίου» ή «για λογούς καθαριότητας», καθώς η πλημμυρίδα και η άμπωτη της θάλασσας άφηναν το νερό να λιμνάζει στα λιμάνια.

Διαπίστωναν εντούτοις:
• τη σύμπτωση της περιόδου των παλιρροιών με εκείνην της Σελήνης
• την ύπαρξη μεγάλων παλιρροιών κατά την πανσέληνο και τη νέα σελήνη, και:
• την καθημερινή καθυστέρηση των παλιρροιών (50 λεπτά περίπου), που αντιστοιχούσε ακριβώς στην καθυστέρηση της Σελήνης,

Έτσι, είχαν σημειώσει, χωρίς να την πιστεύουν αναγκαστικά, τη σχέση που υπήρχε ανάμεσα στην κίνηση της θάλασσας και εκείνης του δορυφόρου μας.

Με το πέρασμα του χρόνου, διάφορες ερμηνείες του φαινομένου είχαν προταθεί. O Πλάτωνας θεωρούσε ότι οι παλίρροιες οφείλονταν στις ταλαντεύσεις ενός ρευστού που περιεχόταν σε υπόγεια σπήλαια και εκδήλωνε έτσι, στην επιφάνεια των θαλασσών και των ωκεανών, ένα είδος αναπνοής της Γης. Με το φαινόμενο ασχολήθηκαν ο Πυθέας ο Μασσαλιώτης, ο Σέλευκος αλλά και ο Ποσειδώνιος που ήταν οι πρώτοι που διαπίστωσαν τη σχέση της παλίρροιας με τη Σελήνη.

Άλλες ερμηνείες, μεταγενέστερες, θεμελιώνονταν στην έλξη του ομοίου από το όμοιο: Όπως ένας μαγνήτης έλκει ό,τι του μοιάζει, έτσι και ο κάθε πλανήτης, πιστευόταν, έλκει τα σώματα που του αντιστοιχούν, σε βαθμό που, αν ένα σεληνιακό αντικείμενο βρισκόταν στην επιφάνεια της Γης θα ανέβαινε από μόνο του προς τη Σελήνη. Εκτιμάτο έτσι ότι, η έλξη της θάλασσας από τη Σελήνη δήλωνε το σεληνιακό χαρακτήρα του νερού. O Κέπλερ προσέθετε σε αυτή την ιδέα της έλξης ένα φαινόμενο διαστολής των ωκεανών υπό την επίδραση του Ήλιου. O Γαλιλαίος είχε θελήσει να χρησιμοποιήσει τις παλίρροιες ως απόδειξη της διπλής κίνησης της Γης. O Καρτέσιος, στη δική του αναπαράσταση του κόσμου, θεωρούσε, τέλος, ότι η Γη συρόταν γύρω από τον Ήλιο από έναν γιγαντιαίο στρόβιλο αόρατης ύλης και έβρισκε σε αυτήν τη θεώρηση μιαν άλλη εξήγηση των παλιρροιών: το πέρασμα της Σελήνης επάνω από μια περιοχή του ωκεανού συμπίεζε αυτή την ύλη η οποία, με τη σειρά της, ασκούσε πίεση επί του ωκεανού.

Καμία, εντούτοις, από αυτές τις θεωρίες δεν εξηγούσε το φαινόμενο κατά τρόπον ικανοποιητικό. Συγκεκριμένα, καμιά δεν ήταν ικανή να εξηγήσει την ύπαρξη δύο παλιρροιών ημερησίως. Για να δείξουμε δε το μέγεθος του προβλήματος, οι περιπατητικοί φιλόσοφοι παραδέχονταν ότι επρόκειτο για ένα αίνιγμα του οποίου ως και ο Αριστοτέλης δεν είχε μπορέσει να βρει τη λύση. Ένας μύθος λέει, άλλωστε, ότι ο Αριστοτέλης ρίχτηκε στη θάλασσα από τα βράχια της Εύβοιας απελπισμένος που δεν μπόρεσε να εξηγήσει το φαινόμενο των παλιρροιών.

Η εξήγηση

Τελικά στο Νεύτωνα οφείλουμε την ερμηνεία του φαινομένου. Ότι δηλαδή οφείλεται στη βαρυτική έλξη που ασκεί η Σελήνη και ο Ήλιος στους ωκεανούς της Γης. Πρέπει να επισημάνουμε πώς ο Ήλιος αν και είναι σώμα τεραστίας μάζας ασκεί μικρότερη έλξη (περίπου το 46% της Σελήνης) λόγω της μεγάλης απόστασης του.

Η βασική ιδέα η οποία εξηγεί το φαινόμενο της παλίρροιας είναι η εξής:

Η Σελήνη και ο Ήλιος έλκουν ισχυρότερα τους ωκεανούς που βρίσκονται πιο κοντά τους, λιγότερο ισχυρά το κέντρο της Γης και ακόμα λιγότερο τους ωκεανούς της απομακρυσμένης πλευράς. Με αυτόν τον τρόπο οι ωκεανοί τείνουν να διογκώνονται στην πλησιέστερη πλευρά, επειδή το νερό έλκεται περισσότερο και τείνει να απομακρυνθεί από τη Γη. Επίσης, εξογκώνονται και τα νερά που βρίσκονται στην απομακρυσμένη πλευρά της, διότι το κέντρο της Γης έλκεται ισχυρότερα από ότι, τα νερά αυτής της πλευράς, και τείνει έτσι να απομακρυνθεί από αυτά. Κάθε μέρα, βλέπουμε δύο ισχυρές πλημμυρίδες (όταν ανεβαίνουν πολύ τα νερά) και δύο ασθενικές (όταν τα νερά είναι χαμηλά). Ανάμεσα σε δύο ισχυρές παλίρροιες μεσολαβούν περίπου 12 ώρες και 25 λεπτά.

Η διαφορά στη δύναμη που ασκείται στις δυο αντιδιαμετρικές πλευρές ονομάζεται παλιρροϊκή δύναμη. Προσοχή λοιπόν, η παλίρροια οφείλεται στην διαφορά των δύο δυνάμεων κι όχι σε αυτή καθ’ αυτή την βαρυτική έλξη.

Το φαινόμενο της παλίρροιας κατά την διάρκεια ενός σεληνιακού μήνα : έχουμε δύο ισχυρές πλημμυρίδες (spring) στην πανσέληνο και νέο φεγγάρι. Ενώ δύο χαμηλές (neap) πλημμυρίδες όταν τα δύο σώματα σχηματίζυν γωνία 90΄μοίρες

Η παλιρροϊκή δύναμη έχει σχέση με τις διάφορες θέσεις των τριών ουρανίων σωμάτων (Γη, Σελήνη και Ήλιος). Έτσι, η διαφορά των δύο δυνάμεων είναι μεγαλύτερη κατά την διάρκεια των συζυγιών, όταν δηλαδή προστίθεται η έλξη του Ηλίου και τα τρία ουράνια σώματα είναι σε ευθεία (συζυγική παλίρροια). Συζυγία έχουμε κατά την πανσέληνο και κατά την νέα Σελήνη. Μικρότερη δύναμη έχουμε την περίοδο των τετραγωνισμών, όταν δηλαδή Ήλιος-Γη-Σελήνη σχηματίζουν ορθή γωνία (παλίρροια τετραγωνισμού).

Όταν δηλαδή ο ήλιος και η σελήνη είναι σε ευθεία γραμμή, υπάρχουν εξαιρετικά ισχυρές δυνάμεις βαρύτητας, προκαλώντας έτσι πολύ μεγάλη παλίρροια η οποία ονομάζεται ισχυρή (spring) παλίρροια (το νερό ανεβαίνει και κατεβαίνει πάρα πολύ στους ωκεανούς). Όταν ο ήλιος και η σελήνη δεν είναι σε ευθεία γραμμή αλλά σε τετράγωνο, τότε οι βαρυτικές δυνάμεις αλληλοαναιρούνται και η παλίρροια δεν έχει τόσο μεγάλο ύψος ή βάθος. Τότε λέγεται χαμηλή (neap) παλίρροια.

Ισχυρή παλίρροια (spring) έχουμε στην πανσέληνο και στο νέο φεγγάρι (ευθυγράμμιση των τριών σωμάτων). Χαμηλή παλίρροια (neap) έχουμε όταν η Σελήνη είναι στο πρώτο και τρίτο τέταρτο, δηλαδή δύο φορές κάθε 24 ώρες και 49 λεπτά περίπου

Τα τρία όμως σώματα (Γη, Σελήνη και Ήλιος) επειδή το επίπεδο της τροχιάς της Γης γύρω από τον ήλιο (εκλειπτική) δεν συμπίπτει με το επίπεδο της τροχιάς της Σελήνης γύρω από τη Γη, δεν μπορούν να ευθυγραμμιστούν τελείως παρά μόνο τη στιγμή των ισημεριών (21 Μαρτίου και 21 Σεπτεμβρίου). Στα ηλιοστάσια σχηματίζουν μια μέγιστη γωνία (5° 8′), ενώ αυτή είναι μηδενική όπως είπαμε τη στιγμή των ισημεριών. Επομένως, μόνο τη στιγμή που ο Ήλιος, η Γη και η Σελήνη μπορούν να ευθυγραμμίζονται τέλεια, άρα τότε οι οφειλόμενες στον Ήλιο και στη Σελήνη παλιρροιακές δυνάμεις μπορούν να προστεθούν ακριβώς, έχουμε πολύ μεγάλες παλίρροιες. Αυτές λέγονται παλίρροιες των ισημεριών.

Τέλος ας σημειωθεί μια ειδική παλίρροια που είναι σπάνια. Τότε το νερό ανεβαίνει ασυνήθιστα ψηλά. Αυτή η πολύ ισχυρή παλίρροια παρουσιάζεται όταν το φεγγάρι είναι πολύ κοντά μας. Ο τύπος αυτός συμβαίνει το πολύ μία φορά κάθε 1,5 χρόνια.

Καθυστέρηση της περιστροφής της Γης και της Σελήνης

Αν η Σελήνη ήταν σκεπασμένη με νερό θα υπήρχαν παλιρροϊκά εξογκώματα και μάλιστα κατά είκοσι φορές περίπου μεγαλύτερα λόγω της μεγαλύτερης μάζας της Γης. Αυτή ακριβώς η διαφορά μάζας είχε ως αποτέλεσμα να επιβραδυνθεί σημαντικά ο ρυθμός περιστροφής της Σελήνης και να εξαναγκαστεί αυτή σε σύγχρονη περιστροφή, (εξίσωση αστρικής περιόδου περιστροφής της και αστρικής περιφορά της γύρω από τη Γη).

Στο γεγονός αυτό οφείλεται ότι η Σελήνη δείχνει πάντα την ίδια όψη στον γήινο παρατηρητή. Με άλλα λόγια η Σελήνη «καθηλώθηκε» από τη Γη υποχρεώνοντάς την να δείχνει την ίδια πάντα πλευρά προς την Γη. Η αόρατη πλευρά της ή σκοτεινή όπως τη λέμε ήταν άγνωστη μέχρι που φωτογραφήθηκε για πρώτη φορά από την διαστημική βολίδα Λούνα 3, το 1959.

Η παραμόρφωση των ωκεανών λόγω της παλίρροιας μετατοπίζεται περιοδικά λόγω της περιστροφής της Γης γύρω από τον άξονά της. Έτσι, αναπτύσσονται δυνάμεις τριβής από τις μετακινούμενες υδάτινες μάζες που τείνουν να επιβραδύνουν την περιστροφή της Γης. Το φαινόμενο αυτό έχει ως συνέπεια την ελάττωση της στροφορμής της Γης και μια ισόποση αύξηση της στροφορμής της Σελήνης. Η περίοδος περιστροφής της Γης αυξάνεται κατά 0,0016 s ανά αιώνα. Έτσι, πριν 450 εκατομμύρια χρόνια η μέρα στη Γη διαρκούσε 22 ώρες, ενώ μετά από 145 δισεκατομμύρια χρόνια αυτή θα διαρκεί 27 ημέρες, όσο δηλαδή και η περιστροφή της Σελήνης.

Η αύξηση της περιόδου περιστροφής της Γης διαπιστώθηκε από την σύγκριση του παρατηρηθέντος χρόνου των εκλείψεων και του θεωρητικά αναμενόμενου. Η επιβράδυνση της περιστροφής της Γης, λόγω της αρχής διατήρησης της στροφορμής, έχει ως συνέπεια την αύξηση της ταχύτητας περιφοράς της Σελήνης γύρω από τη Γη, γεγονός που προκαλεί μία συνεχή απομάκρυνση της από τον πλανήτη μας.

Φυσική στις παλίρροιες: η ενέργεια που χάνεται λόγω των τριβών

Ένας άλλος τρόπος να καταλάβουμε το ρόλο των παλιρροιών σε αυτή την επιβράδυνση της περιστροφής της Γης είναι να συλλογιστούμε με όρους ενέργειας. Οι οφειλόμενες στις παλίρροιες δυνάμεις τριβής, επιτελούν ένα σημαντικό μηχανικό έργο που εκδηλώνεται με την τροποποίηση των ακτών, με τη διάβρωση των απόκρημνων όχθεων και βράχων, τη μετατόπιση της άμμου κλπ. Αυτό το έργο επιτελείται συχνά με ταχύτατες αλλαγές της πίεσης που ασκούνται από τα νερά επί των εμποδίων που συναντούν: Έτσι, στις ακτές της Μάγχης, η πίεση μπορεί να περάσει από O σε 70 τόνους ανά τετραγωνικό μέτρο μέσα σε λιγότερο από ένα εκατοστό του δευτερολέπτου.

Μέσα σε έναν χρόνο, το συνολικό έργο που επιτελείται από τις παλίρροιες στην υδρόγειο υπολογίζεται σε 10.000 δισεκατομμύρια κιλοβατώρες, ήτοι το ένα δέκατο περίπου της ετήσιας παγκόσμιας κατανάλωσης ενέργειας. Όλη αυτή η ενέργεια που δαπανάται σε τριβές αφαιρείται από την ενέργεια περιστροφής της Γης. H κίνηση της Γης επιβραδύνεται, συνεπώς, και, λαμβανομένων υπόψη των διάφορων επιδράσεων που συντελούν σε αυτό, η ημέρα επιμηκύνεται κατά 0,00164 δευτερόλεπτα ανά αιώνα, ήτοι 0,000 000 045 δευτερόλεπτα την ημέρα.

Σε κλίμακα μιας ανθρώπινης ζωής, η τιμή αυτή είναι εντελώς ασήμαντη, αλλά δεν είναι ασήμαντη σε γεωλογική κλίμακα: Σημαίνει ότι η διάρκεια της ημέρας πριν 400 εκατομμύρια χρόνια ήταν 21 ή 22 ώρες, και μόνο 15 ώρες όταν συγκροτήθηκε η Γη. H μεταβολή αυτή της διάρκειας της ημέρας είναι σήμερα εγγεγραμμένη σε απολιθώματα κοραλλιών που αναπτύσσονται ανάλογα με τη φωτεινότητα και τη θερμοκρασία του νερού διατηρώντας έτσι το ίχνος της ημέρας και των εποχών. Έτσι από τα απολιθώματα μπορούμε να συμπεράνουμε τον αριθμό των ημερών ενός έτους (περίπου 400 ημέρες πριν 400 εκατομμύρια χρόνια) και συνεπώς τη διάρκεια της ημέρας στις διάφορες περιόδους.

Αν η Σελήνη επιδρά στη Γη επιβραδύνοντας διά των παλιρροιών την ημερήσια περιστροφή της περί τον άξονα της, πρέπει να αναμένουμε, βάσει του Τρίτου νόμου του Νεύτωνα, μια αμοιβαία αντεπίδραση της κίνησης της Γης στην κίνηση της Σελήνης. H αντεπίδραση αυτή υπάρχει, και είναι λόγω αυτής που η Σελήνη μας εκθέτει πάντοτε την ίδια όψη της.

Αυτός ο «συγχρονισμός» της Σελήνης, που εξηγήθηκε για πρώτη φορά το 1754 από το φιλόσοφο Ιμάνουελ Καντ, είναι συνέπεια μιας προοδευτικής επιβράδυνσης της περιστροφικής κίνησης της Σελήνης περί τον άξονα της, η οποία έχει φτάσει τώρα πλέον στο τέρμα της.

Ένα άλλο φαινόμενο που οφείλεται στις παλιρροιογόνες δυνάμεις της Σελήνης και του Ήλιου είναι η μετάπτωση του άξονα περιστροφής της Γης. Η κίνηση αυτή του άξονα ολοκληρώνει μια περιστροφή σε 25.800 έτη (μεσοδιάστημα παγετώνων).

Χερσαίες και ατμοσφαιρικές παλίρροιες

Καθώς η έλξη των μαζών είναι παγκόσμια, είναι λογικό να αναμένεται η παρατήρηση του φαινομένου των παλιρροιών όχι μόνο στις θάλασσες αλλά και στην ξηρά. H πρώτη φορά που υποψιάστηκαν την ύπαρξη ενός τέτοιου φαινομένου, ήταν το 1879: Όταν πέντε ανθρακωρυχεία στο Ντουξ στη βόρεια Βοημία, πλημμύρισαν επί πολλούς μήνες, οι ανθρακωρύχοι παρατήρησαν ότι η στάθμη του νερού άλλαζε κατά περιόδους, μέσα στις στοές. Παραδόξως, δε, αυτή η περιοδικότητα συνέπιπτε ακριβώς με εκείνην των παλιρροιών, παρότι η γεωγραφική απομάκρυνση απέκλειε κάθε άμεση επικοινωνία με τη θάλασσα. Απέδωσαν το φαινόμενο σε άμεση επίδραση της Σελήνης και του Ήλιου στις στοές. To ονόμασαν «υπόγειες παλίρροιες» αλλά σήμερα μιλάμε για «χερσαίες παλίρροιες».

Πριν από μερικά χρόνια εκδηλώθηκαν απρόσμενα χερσαίες παλίρροιες και στον επιταχυντή LEP του CERN, όπου διαπιστώθηκαν περίεργες περιοδικές επιταχύνσεις σωματιδίων στο μηχάνημα όπου γίνονταν συγκρούσεις ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων, σε βάθος περίπου εκατό μέτρων. Τα φαινόμενα αυτά βρήκαν την εξήγηση τους στην παραμόρφωση του εδάφους υπό την επίδραση των παλιρροιών οι οποίες, δύο φορές την ημέρα, επιμηκύνουν και βραχύνουν κατά 1 χιλιοστό περίπου το συνολικό μήκος (27 χιλιόμετρα) του δακτυλίου επιτάχυνσης. H μικροσκοπική αυτή επιμήκυνση κατά 1 χιλιοστό (οφειλόμενη σε μια παραμόρφωση του φλοιού της Γης υπό την επίδραση των σεληνο-ηλιακών παλιρροιών), μεταφράζεται σε μια περιοδική επιτάχυνση και επιβράδυνση των σωματιδίων στο ρυθμό των εν λόγω παλιρροιών, και άρα σε μια διακύμανση της ενέργειας τους.

H ύπαρξη χερσαίων παλιρροιών ξενίζει, αν σκεφτούμε ότι η Γη έχει στο σύνολο της μιαν ακαμψία μεταξύ γυαλιού και χάλυβα. Καθώς δε δεν μπορούμε να τις παρατηρήσουμε άμεσα, η ύπαρξη τους μπορεί να ξενίσει ακόμη περισσότερο.

Εντούτοις, είναι πραγματικές: Το έδαφος της Γης ανεβαίνει και κατεβαίνει δύο φορές ημερησίως κατά περίπου 30 εκατοστά, κατά μέσον όρο, ύψος που μπορεί να φτάσει το 1 μέτρο στον ισημερινό. Παρά την ακαμψία της, η Γη παραμορφώνεται, κι έτσι εν αγνοία μας διαρκώς ζυμώνεται. Το γεγονός ότι δεν το αντιλαμβανόμαστε, οφείλεται απλώς και μόνο στο ότι, όταν το έδαφος φουσκώνει κάτω από τα βήματα μας, όλο το τοπίο ανασηκώνεται μαζί του. Δεν έχουμε, συνεπώς, σταθερό σημείο αναφοράς που θα μας επέτρεπε να διαπιστώσουμε μια διαφορά επιπέδου, όπως συμβαίνει με τις παλίρροιες των ωκεανών, όπου το νερό ανεβαίνει σε σχέση με την ακτή.

Υπάρχουν, επίσης, και οι ατμοσφαιρικές παλίρροιες: η ατμόσφαιρα στην πραγματικότητα είναι ένας ωκεανός από αέρα, στον βυθό του οποίου ζούμε. Παραμορφώνεται λοιπόν και η ατμόσφαιρα υπό την κοινή επίδραση του Ήλιου και της Σελήνης. H παραμόρφωση της δηλώνεται ουσιαστικά με μια πολύ μικρή περιοδική διακύμανση της ατμοσφαιρικής πίεσης. Προς αποφυγήν, όμως, όποιας παρανόησης, οφείλουμε να υπογραμμίσουμε ότι η ουσιαστική αιτία των «ατμοσφαιρικών παλιρροιών» δεν είναι η βαρυτική έλξη. Επομένως, δεν περιγράφονται με τον ίδιο τρόπο με τις ωκεάνιες παλίρροιες .

Συγκρινόμενες με τις ωκεάνιες παλίρροιες, οι ατμοσφαιρικές έχουν ένα πολύ ιδιαίτερο χαρακτηριστικό που οφείλεται στην διαφορά των ιδιοτήτων των υγρών και των αερίων σωμάτων: τα αέρια διαστέλλονται όταν η θερμοκρασία ανεβαίνει ενώ τα υγρά δεν διαστέλλονται ουσιαστικά. Λόγω αυτής της διαφοράς, και επειδή η πυκνότητα της ατμόσφαιρας είναι πολύ χαμηλή για να δεχτεί αξιοσημείωτες επιδράσεις από τη δύναμη της έλξης, η αιτία των ατμοσφαιρικών παλιρροιών είναι ουσιαστικά θερμική. H επίδραση του Ήλιου υπερισχύει, λοιπόν, κατά πολύ εκείνης της Σελήνης, κατά 16 φορές. Αυτή η διαφορά πρέπει να σημειωθεί διότι, όπως είδαμε, στις περιπτώσεις των ωκεάνιων ή χερσαίων παλιρροιών η επίδραση του Ήλιου είναι, αντίθετα, δύο φορές μικρότερη από εκείνην της Σελήνης.

Βιβλιογραφία: Τα μήλα του Νεύτωνα (Jean-Martin Vigoureux), σχετικό άρθρο στην Wikipedia καθώς και φωτογραφίες από το δίκτυο.

Πηγή:http://www.physics4u.gr/blog/

Τρία παράξενα και όμορφα φυσικά φαινόμενα.

Έχουμε ασχοληθεί και στο παρελθόν με φυσικά φαινόμενα που εντυπωσιάζουν με την ομορφιά τους αλλά και με την δημιουργικότητα της μητέρας φύσης. Στην σημερινή λίστα, σας παρουσιάζω άλλες τρεις τέτοιες περιπτώσεις παράξενων αλλά και συνάμα εντυπωσιακών φυσικών φαινομένων.

1. Κόκκινη παλίρροια.

Η κόκκινη παλίρροια, γνωστή και με το όνομα "algal bloom" προκαλείται από τα υψηλά επίπεδα του φυτοπλαγκτόν που συγκεντρώνεται σε μορφή πυκνών σύννεφων κοντά στην επιφάνεια του νερού. Το χρώμα, οφείλεται στον διαφορετικό χρωματισμό των χρωστικών ουσιών του φυτοπλαγκτόν, δίνοντας αυτό το εντυπωσιακό αποτέλεσμα.

Από την άλλη όμως, αυτό το φαινόμενο οδηγεί μερικές φορές σε θάνατο ένα υψηλό ποσοστό της θαλάσσιας ζωής εξαιτίας της αύξησης των φυκιών και την επακόλουθη έλλειψη οξυγόνου.

2. Penitentes

Αυτές οι εκπληκτικές φυσικές κατασκευές από πάγο, γνωστές και ως Penitentes (λόγω της ομοιότητάς τους με κουκουλοφόρους μοναχούς ντυμένους στα λευκά που ζητούν μετάνοια), μπορεί να βρεθούν σε παγετώνες, ενώ ποικίλλουν σε μέγεθος από μερικά εκατοστά έως 5 μέτρα σε ύψος.

3. Η λίμνη με τα στίγματα.

Η λίμνη αυτή που που βρίσκεται στο Osoyoos του Καναδά, περιέχει μία από τις υψηλότερες συγκεντρώσεις ορυκτών, στον κόσμο. (κυρίως καθαρτικό άλας, ασβέστιο και θειικό νάτριο). Τα ιαματικά νερά της λίμνης χρησιμοποιήθηκαν από αυτόχθονες Ινδιάνους για την ανακούφιση από τους πόνους και κατά τη διάρκεια του πρώτου παγκοσμίου πολέμου, τεράστιες ποσότητες άλατος μεταφέρθηκαν για να χρησιμοποιηθούν από την αμερικανική βιομηχανία πυρομαχικών.
Πηγή:http://www.psaxtiria.com/