Μεσογειακοί κυκλώνες: χαρακτηριστικά και μηχανισμοί δημιουργίας υπό το πρίσμα της κλιματικής αλλαγής

της Έλενας Φλόκα | Καθηγήτρια Τμήματος Φυσικής του ΕΚΠΑ

Οι Μεσογειακοί κυκλώνες, γνωστοί ως medicanes (Mediterranean hurricanes) είναι υφέσεις των μέσων γεωγραφικών πλατών που  παρουσιάζουν χαρακτηριστικά παρόμοια των τροπικών κυκλώνων: μικρό μέγεθος (μικρότερο από 300 km), συμμετρική βαροτροπική δομή με θερμό πυρήνα στο κέντρο του και το χαρακτηριστικό «μάτι του κυκλώνα» όπως αποτυπώνεται δορυφορικά -μια περιοχή με χαμηλή πίεση, αίθριο καιρό και ασθενείς ανέμους που κυκλώνεται από συμπαγή καταιγιδοφόρα νέφη και ισχυρούς ανέμους. Η ένταση των medicanes είναι πολύ μεγάλη σε σχέση με τις συνηθισμένες υφέσεις της Μεσογείου, αλλά είναι πολύ μικρότερη σε σχέση με τους τροπικούς κυκλώνες, και συγκεκριμένα μπορεί να φτάσει την κλίμακα 1 των τροπικών κυκλώνων, που χαρακτηρίζεται από ταχύτητα ανέμου 119-153 km/h. Επομένως, οι medicanes προκαλούν ιδιαίτερα ακραία και επικίνδυνα φαινόμενα,  όπως ισχυρούς ανέμους, έντονη βροχόπτωση, πλημμύρες λόγω κυμάτων μεγάλου ύψους σε παράκτιες περιοχές με σοβαρές οικονομικές και κοινωνικές επιπτώσεις, ακόμα και απώλειες ανθρώπινης ζωής.

Η αλήθεια είναι ότι δεν μπορεί οι medicanes να είναι τροπικοί κυκλώνες. Οι τροπικοί κυκλώνες δημιουργούνται στους θερμούς τροπικούς ωκεανούς με θερμοκρασία της επιφάνειας της θάλασσας μεγαλύτερη των 26°C και εξασθενούν ή διαλύονται όταν η θερμοκρασία γίνει μικρότερη από την τιμή αυτή ή όταν συναντήσουν ξηρά. Ο μηχανισμός δημιουργίας των τροπικών κυκλώνων είναι η κατακόρυφη μεταφορά θερμότητας που πραγματοποιείται μαζί με την ανοδική μεταφορά υγρού ατμοσφαιρικού αέρα από τη θερμή θάλασσα προς την ατμόσφαιρα (convection). Ο μηχανισμός αυτός σε συνδυασμό με μικρή κατακόρυφη διάτμηση ανέμου προκαλεί μεγάλη αστάθεια στην ατμόσφαιρα και δημιουργεί τεράστια νέφη κατακόρυφης ανάπτυξης (cumulonimbus) που φτάνουν μέχρι το ύψος των 12 km που προκαλούν ισχυρή βροχόπτωση. Είναι χαρακτηριστικό ότι ο τροπικός κυκλώνας αντλεί 2 δισεκατομμύρια τόνους υγρασία από τον ωκεανό που απελευθερώνονται ως βροχή.

Οι medicanes δημιουργούνται επίσης πάνω από τη θερμή θάλασσα της Μεσογείου, αλλά με θερμοκρασία επιφανείας πολύ μικρότερη, πάνω από 15°C, με τη βοήθεια του μηχανισμού convection, που όμως δεν είναι η κινητήρια δύναμη για την ανάπτυξή τους όπως στους τροπικούς κυκλώνες. Απαιτείται υποστήριξη από τα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας μέσω μιας κυκλωνικής διαταραχής (PV streamer) που μεταφέρει στρατοσφαιρικό αέρα προς την Μεσόγειο με αντίστοιχη κάθοδο του πολικού αεροχειμάρρου (polar front jet stream), δημιουργώντας ισχυρή κατακόρυφη διάτμηση του ανέμου. Επιπλέον, θεωρείται απαραίτητη η μετακίνηση ψυχρών αερίων μαζών από την Βόρεια Ευρώπη πάνω από τη θερμή θάλασσα της Μεσογείου δημιουργώντας ροές αισθητής και λανθάνουσας θερμότητας προς την ατμόσφαιρα που ενισχύουν τον μηχανισμό του convection. Επομένως, ένας medicane δημιουργείται από τη συνέργεια ενός βαροκλινικού μηχανισμού – που είναι απαραίτητος για την δημιουργία υφέσεων στα μέσα γεωγραφικά πλάτη – και ενός διαβατικού μηχανισμού που προκαλεί το convection.

Οι medicanes δημιουργούνται 1-3 φορές το χρόνο, κυρίως το φθινόπωρο ή νωρίς το χειμώνα, όταν ακόμη είναι θερμή η επιφάνεια της θάλασσας. Ιδιαίτερα συχνή είναι η δημιουργία τους στην νότια Αδριατική θάλασσα και το Ιόνιο Πέλαγος, όπως ήταν οι πρόσφατες περιπτώσεις του medicane “Ζορμπά” (Σεπτέμβριος 2018) και του “Ιανού” (Σεπτέμβριος 2020).

 Στο μέλλον κάτω από συνθήκες παγκόσμιας θέρμανσης, η συχνότητα των medicanes φαίνεται να ελαττώνεται, ενώ αντίθετα αυξάνει η έντασή τους, λόγω της αναμενόμενης αύξησης της θερμοκρασίας της επιφάνειας της θάλασσας. Ωστόσο, υπάρχουν αβέβαιοι παράγοντες, όπως η υποφαινόμενη αύξηση της ευστάθειας της ατμόσφαιρας, ο ρόλος της σκόνης που μεταφέρεται από τη Σαχάρα, ο ρόλος των ισχυρών ανέμων στην θερμοκρασία της επιφάνειας της θάλασσας. Επιπλέον, αν και ο εντοπισμός των medicanes έχει διευκολυνθεί την τελευταία δεκαετία από τη βελτίωση των δορυφορικών δεδομένων και των μετεωρολογικών και ωκεανογραφικών μετρήσεων, ωστόσο δεν υπάρχει ακόμα σαφής ορισμός για τον χαρακτηρισμό ενός συστήματος ως medicane.

Ο μηχανισμός δημιουργίας και εξέλιξης των medicanes αποτελεί αντικείμενο έρευνας τα τελευταία χρόνια, καθώς δεν έχει προσδιοριστεί ο ακριβής ρόλος των επιφανειακών θερμικών ροών από τη θάλασσα, αλλά και η αλληλεπίδραση των φυσικών διεργασιών στην κατώτερη και ανώτερη τροπόσφαιρα. Η έρευνα αυτή βοηθά στη βελτίωση της έγκαιρης και έγκυρης πρόγνωσης των medicanes, καθώς και της αντιμετώπισης των σοβαρών συνεπειών τους. Επιπλέον, υπάρχει ιδιαίτερο κλιματολογικό ενδιαφέρον για τον προσδιορισμό της συμπεριφοράς των medicanes στο παρόν και μελλοντικό κλίμα με τη βοήθεια προσομοιώσεων με κλιματικά μοντέλα.

Αυτά τα ερευνητικά θέματα αντιμετωπίζονται στο πλαίσιο του European network for Mediterranean cyclones in weather and climate (COST Action CA19109) στο οποίο συμμετέχει το Τμήμα Φυσικής και το Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος του ΕΚΠΑ και θα συζητηθούν στο Workshop and Training school που διοργανώνεται στα Προπύλαια του ΕΚΠΑ 27 Ιουνίου – 2 Ιουλίου 2022. https://medcyclones.utad.pt/