Τα "αόρατα" κύματα Kelvin στο Ειρηνικό και πώς μπορεί να επηρεάσουν τον χειμώνα στην Ελλάδα

Τα κύματα Kelvin είναι γιγαντιαίες, αργά κινούμενες πλανητικές ταλαντώσεις (κύματα βαρύτητας) που εκδηλώνονται στα βάθη των ωκεανών ή στην ατμόσφαιρα. Αντίθετα με τα συνηθισμένα κύματα που βλέπουμε στην επιφάνεια της θάλασσας, τα ωκεάνια κύματα Kelvin είναι «αόρατα» στο γυμνό μάτι και εκτείνονται σε μήκος χιλιάδων χιλιομέτρων, μεταφέροντας τεράστιες μάζες θερμού νερού.

Το όνομά τους το οφείλουν στον σπουδαίο φυσικό του 19ου αιώνα, Λόρδο Κέλβιν.

Η βασική τους ιδιότητα είναι ότι εξισορροπούν τη δύναμη Coriolis (την περιστροφή της Γης) με ένα φυσικό όριο, όπως είναι ο Ισημερινός ή μια ακτογραμμή.

Οι δύο βασικοί τύποι κυμάτων Kelvin

1. Ισημερινά Κύματα Kelvin (Equatorial Kelvin Waves): Δημιουργούνται στον Ισημερινό, ο οποίος λειτουργεί ως «κυματοδηγός». Όταν οι αλληούχοι ανατολικοί άνεμοι (trade winds) εξασθενούν ή αντιστρέφονται, τεράστιες ποσότητες ζεστού νερού που ήταν συσσωρευμένες στον δυτικό Ειρηνικό (κοντά στην Ασία) «γλιστρούν» και ταξιδεύουν αποκλειστικά προς τα ανατολικά (προς τη Νότια Αμερική).

2. Παράκτια Κύματα Kelvin (Coastal Kelvin Waves): Όταν το ισημερινό κύμα προσκρούσει στη Νότια Αμερική, χωρίζεται και «παγιδεύεται» κατά μήκος των ακτών. Στο βόρειο ημισφαίριο κινούνται προς τα βόρεια (αντίθετα με τους δείκτες του ρολογιού γύρω από τους ωκεανούς), ανεβαίνοντας τις ακτές του Μεξικού και της Καλιφόρνια.

Υπό κανονικές συνθήκες, οι αληγείς άνεμοι πνέουν προς τα δυτικά, ωθώντας τα θερμά επιφανειακά νερά προς τον δυτικό Ειρηνικό.

Όταν όμως οι άνεμοι αυτοί εξασθενούν ή αντιστρέφονται και μετατρέπονται σε ισχυρούς δυτικούς ανέμους, το θερμό νερό αρχίζει να κινείται προς τα ανατολικά, προκαλώντας ένα καθοδικό κύμα Kelvin κατά μήκος του ισημερινού.

Ένα τέτοιο κύμα χρειάζεται συνήθως δύο έως τρεις μήνες για να διασχίσει την τροπική λεκάνη του Ειρηνικού. Καθώς περνά, αυξάνει το πάχος του θερμού επιφανειακού στρώματος του ωκεανού και ωθεί τη θερμοκλινή σε μεγαλύτερο βάθος, εμποδίζοντας την άνοδο των ψυχρών ρευμάτων από τα βαθύτερα στρώματα της θάλασσας.

Αυτό το «μπλοκάρισμα» αυξάνει σημαντικά τη θερμοκρασία της επιφάνειας της θάλασσας, σε ορισμένες περιπτώσεις κατά αρκετούς βαθμούς.

Οι ερευνητές, με τη βοήθεια δορυφόρων της NASA, όπως ο Michael Freilich Sentinel-6, παρακολουθούν συνεχώς τη στάθμη της θάλασσας, ώστε να εντοπίζουν αυτές τις ανωμαλίες από τη στιγμή που δημιουργούνται.

Άνοδος της στάθμης της θάλασσας στις ακτές

Όταν το ισημερινό κύμα φτάνει στη Νότια Αμερική, ένα μέρος της τεράστιας ποσότητας θερμού νερού που μεταφέρει εκτρέπεται προς τα βόρεια και παγιδεύεται κατά μήκος των ακτών. Καθώς το θερμότερο νερό διαστέλλεται, το κύμα προκαλεί προσωρινή άνοδο της στάθμης της θάλασσας στις παράκτιες περιοχές.

Οι προβλέψεις για το φετινό φθινόπωρο δείχνουν την άφιξη αυτής της τεράστιας μάζας νερού στην Καλιφόρνια, με την προσέγγισή της στον κόλπο του Σαν Φρανσίσκο να αναμένεται στις αρχές Οκτωβρίου. Η συνεισφορά αυτή θα μπορούσε να ανεβάσει τη στάθμη της θάλασσας κατά σχεδόν 30 εκατοστά.

Εάν μια τέτοια άνοδος συνέπιπτε με υψηλή παλίρροια ή ισχυρά κύματα καταιγίδας, ο κίνδυνος σοβαρών πλημμυρών και παράκτιας διάβρωσης θα αυξανόταν σημαντικά. Κατά τη διάρκεια προηγούμενων επεισοδίων El Niño, η NASA έχει καταγράψει άνοδο της στάθμης της θάλασσας κατά περισσότερα από 20 εκατοστά στις δυτικές ακτές των ΗΠΑ.

Η σύνδεση με τα κύματα Rossby και τους τυφώνες

Καθώς τα κύματα Kelvin κινούνται προς τα ανατολικά, ένα αντίστοιχο φαινόμενο κινείται προς την αντίθετη κατεύθυνση. Όταν η ενέργεια φτάνει στον ανατολικό Ειρηνικό, ένα μέρος της ανακλάται προς τα δυτικά με τη μορφή κυμάτων Rossby, τα οποία κινούνται πολύ πιο αργά, αλλά έχουν επίσης πλανητική κλίμακα.

Αυτή η «αναπήδηση» ενέργειας επηρεάζει την παγκόσμια ατμόσφαιρα. Τα ωκεάνια κύματα δεν δημιουργούν άμεσα κυκλώνες, όμως η ικανότητά τους να ενισχύουν το El Niño μεταβάλλει τις βροχοπτώσεις και τους ανέμους στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας.

Το El Niño συχνά δυσχεραίνει τον σχηματισμό τυφώνων στον Ατλαντικό Ωκεανό, δημιουργώντας παράλληλα ευνοϊκότερες συνθήκες για την ανάπτυξη καταιγίδων στον Ειρηνικό. Την ίδια στιγμή, τα ατμοσφαιρικά κύματα Kelvin μπορούν να «συσσωρεύουν» συστήματα καταιγίδων, δημιουργώντας τις κατάλληλες συνθήκες για τη γέννηση ισχυρών τροπικών κυκλώνων.

Πώς μπορεί να επηρεάσει την Ελλάδα

Αν και η δράση των κυμάτων Kelvin εκδηλώνεται χιλιάδες χιλιόμετρα μακριά από την Ελλάδα, η ενέργεια που μεταφέρουν μπορεί να έχει έμμεσες επιπτώσεις στον καιρό της Ευρώπης μέσω του El Niño. Η αλλαγή των θερμοκρασιών στον τροπικό Ειρηνικό μπορεί να ενεργοποιήσει ατμοσφαιρικές «αλυσίδες» μεγάλης κλίμακας, με κύματα Rossby να μεταφέρουν την επίδραση προς τον Βόρειο Ατλαντικό και την Ευρώπη.

Για την Ελλάδα και την ανατολική Μεσόγειο, αυτό σημαίνει ότι ένα ισχυρό El Niño μπορεί να επηρεάσει την κυκλοφορία της ατμόσφαιρας, τη θέση των βαρομετρικών συστημάτων και τελικά τη θερμοκρασία και τις βροχοπτώσεις. Ωστόσο, η επίδραση δεν είναι ίδια σε κάθε El Niño ούτε σε όλες τις εποχές.

Μελέτες για την περιοχή Euro-Mediterranean έχουν εντοπίσει σύνδεση του El Niño με μεταβολές στις βροχοπτώσεις, ιδιαίτερα κατά τον χειμώνα και την άνοιξη. Για την ανατολική Μεσόγειο, όμως, το σήμα είναι πιο σύνθετο και μπορεί να διαφοροποιείται σημαντικά από επεισόδιο σε επεισόδιο. Έρευνα που περιλαμβάνει και τον ελληνικό Ιόνιο χώρο έχει βρει στατιστικές σχέσεις μεταξύ της μεταβλητότητας των βροχοπτώσεων και του ENSO, σε συνδυασμό όμως με άλλους κλιματικούς παράγοντες.

Έτσι, για την Ελλάδα το σημαντικότερο δεν είναι ότι ένα κύμα Kelvin «φέρνει» απευθείας κακοκαιρίες από τον Ειρηνικό. Η σημασία του βρίσκεται στο γεγονός ότι αποτελεί μέρος μιας αλυσίδας ωκεάνιων και ατμοσφαιρικών διεργασιών που μπορούν να αλλάξουν την παγκόσμια κυκλοφορία και, αρκετές εβδομάδες ή μήνες αργότερα, να επηρεάσουν και την ευρωπαϊκή και μεσογειακή κυκλοφορία.

Σε ένα ισχυρό επεισόδιο El Niño, επομένως, η Ελλάδα μπορεί να βρεθεί αντιμέτωπη με διαφορετική κατανομή βροχοπτώσεων και θερμοκρασιών σε σχέση με τα κλιματικά φυσιολογικά, χωρίς όμως αυτό να σημαίνει ότι κάθε ισχυρό El Niño οδηγεί υποχρεωτικά σε έναν συγκεκριμένο τύπο χειμώνα στη χώρα. Η τελική εικόνα εξαρτάται και από την αλληλεπίδραση του El Niño με την ατμοσφαιρική κυκλοφορία στον Ατλαντικό και την Ευρώπη.

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ

Η ομιλία μπορεί να αποκαλύψει τη βιολογική και γνωστική υγεία μας

Το "κρυφό" είδος πιγκουίνου που οι επιστήμονες έκαναν 105 χρόνια να εντοπίσουν!