Τμήμα Τεχνολόγων Γεωπόνων Τίτλος Μαθήματος Φυσικοί και Περιβαλλοντικοί Κίνδυνοι Ενότητα 2: Το φαινόμενο των χαλαζοπτώσεων Θεοχάρης Μενέλαος – Μυριούνης.

Παρουσίαση με θέμα: "Τμήμα Τεχνολόγων Γεωπόνων Τίτλος Μαθήματος Φυσικοί και Περιβαλλοντικοί Κίνδυνοι Ενότητα 2: Το φαινόμενο των χαλαζοπτώσεων Θεοχάρης Μενέλαος – Μυριούνης."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Τμήμα Τεχνολόγων Γεωπόνων Τίτλος Μαθήματος Φυσικοί και Περιβαλλοντικοί Κίνδυνοι Ενότητα 2: Το φαινόμενο των χαλαζοπτώσεων Θεοχάρης Μενέλαος – Μυριούνης Χρήστος Αν. ΚαθηγητήςΕπ. Συνεργάτης Άρτα, 2015 1 Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

2 Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

3 Χρηματοδότηση Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο TEI Ηπείρου» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

4 4 ΤΟ ΧΑΛΑΖΙ  Ως χαλαζόπτωση ορίζεται ο χωροχρονικός εντοπισμός του χαλαζιού στο έδαφος και ο χαρακτήρας της έκτασης που σαρώνεται.  Το χαλάζι κατά την πτώση του σχηματίζει γραμμές χαλαζόπτωσης. Ως περίμετρος (ζώνη) χαλαζόπτωσης ορίζεται η γεωγραφική περιοχή που περιβάλλει μία ή περισσότερες γραμμές χαλαζόπτωσης. ΟΡΙΣΜΟΙ: Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

5 5 Στάδια εξέλιξης και δομή των χαλαζοκόκκων Σύμφωνα με τον Mason (1971) υπάρχουν 3 κατά σειρά στάδια εξέλιξης: 1ο Στάδιο (Χιονοσφαιρίδια ή χιονοχάλαζα) 2ο Στάδιο (Παγοσφαιρίδια ή κοκκία πάγου) 3ο Στάδιο (Χαλαζόκοκκοι)

6 6 Τύποι χαλαζοκόκκων Παρόλο που η δομή των σωματιδίων χαλαζιού είναι περίπλοκη, διακρίνονται 3 τύποι απόθεσης πάγου: 1.Πορώδης πάγος 2. Συμπαγής πάγος 3. Σπογγώδης πάγος Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

7 7 Ανάπτυξη του χαλαζοκόκκου  Οι διαδρομές χαλαζοκόκκων κατά την διάρκεια της ανάπτυξης τους έχουν ως εξής:σωμάτια πάγου που προέρχονται από μικρά έμβρυα και ακολουθούν την πορεία Α, μεγαλύτερα σωματίδια που ακολουθούν μια πορεία Β και τελικά αποκτούν μια ταχύτητα πτώσης ακολουθώντας την τροχιά C. Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

8 8 Δημιουργία και χαρακτηριστικά χαλαζόκοκκων Δύο είναι οι απόψεις που επικρατούν για τη δημιουργία χαλαζόκοκκων μέσα στο νέφος: η άποψη της αλλεπάλληλης ανοδικής και καθοδικής πορείας και η άποψη ότι ο χαλαζόκοκκος αναπτύσσεται σε μία ανοδική και καθοδική πορεία. Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

9 9 Δημιουργία και χαρακτηριστικά χαλαζόκοκκων Ο Browning (1977) χωρίζει της διαδικασία δημιουργίας χαλαζιού (σε supercell) σε 3 στάδια: α) μικρά σωματίδια αυξάνουν σε μια πρώτη ανοδική πορεία στη δεξιά πλευρά του κύριου ανοδικού ρεύματος β) μερικά από αυτά διασχίζουν ασθενέστερα ανοδικά ρεύματα που εντοπίζονται στην έμπροσθεν άκρη του κυρίου ανοδικού ρεύματος (embryo curtain) γ) οι μικρές μεταβολές στην ένταση του ανοδικού ρεύματος οδηγούν σε ταλάντωση των εμβρύων τα οποία μετατρέπονται σε χαλαζόκοκκους. Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

10 10 Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου Δημιουργία και χαρακτηριστικά χαλαζόκοκκων  Για τη δημιουργία νεφοσταγόνων απαιτείται η ατμόσφαιρα να είναι σε κατάσταση υπερκορεσμού (RH>100%). Η ύπαρξη υγροσκοπικών σωματιδίων στην ατμόσφαιρα των νεφικών πυρήνων συμπύκνωσης (Cloud Condensation Nuclei) κάνει εφικτή τη δημιουργία νεφοσταγονιδίων με συμπύκνωση των υδρατμών πάνω σ’ αυτούς σε θερμοκρασίες λίγους βαθμούς κάτω από το 0 ο C.

11 11 Χαλάζι και Χαλαζοκαταιγίδες  Το χαλάζι είναι μια μορφή υδρομετεώρου που αποτελείται από σφαιρικά ή όχι σωματίδια πάγου προερχόμενα από νέφη κατακόρυφης ανάπτυξης κατά κανόνα σωρειτομελανίες (Cumulonimbus).  Είναι πάντα προϊόν μιας καταιγίδας, χωρίς βέβαια, η εκδήλωσή της να ταυτίζεται με την εμφάνιση χαλαζιού. Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

12 12 Χαλάζι και Χαλαζοκαταιγίδες  Ως καταιγίδα θεωρείται κάθε διαταραχή της ατμόσφαιρας που επηρεάζει την επιφάνεια της γης και προκαλεί καταστροφικά καιρικά φαινόμενα.  Ανάλογα με τον τρόπο που σχηματίζονται οι καταιγίδες μπορούν να χαρακτηριστούν ως:  αέριας μάζας  ορογραφικές  μετωπικές Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

13 13 Οι σύγχρονες θεωρίες  Οι χαλαζοκαταιγίδες είναι έντονα συνήθως τοπικά φαινόμενα τα οποία όμως είναι αποτέλεσμα διεργασιών διαφόρων κλιμάκων χώρου και χρόνου.  Συνοπτικής κλίμακας φαινόμενα (π.χ. ένα ψυχρό μέτωπο) αλληλεπιδρούν με μέσης κλίμακας ατμοσφαιρικά χαρακτηριστικά (π.χ. ζώνες σύγκλισης, τοπική αστάθεια λόγω θερμικού ή μηχανικού αιτίου – ορογραφικό αίτιο) και η δυναμική και η κινηματική μιας καταιγίδας με τη μικροφυσική. Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

14 14 Οι σύγχρονες θεωρίες  Οι βασικές προϋποθέσεις για τη δημιουργία μιας καταιγίδας και επομένως και μιας χαλαζοκαταιγίδας κατά γενική άποψη είναι:  η κατακόρυφη αστάθεια  ένας μηχανισμός ενεργοποίησης της αστάθειας (θερμικό, μηχανικό, δυναμικό αίτιο)  επαρκής υγρασία στα στρώματα της κατώτερης και μέσης τροπόσφαιρας Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

15 15 Δημιουργία και χαρακτηριστικά χαλαζοκαταιγίδων  Η βασική και συνήθης για την περιοχή μας χαλαζοκαταιγίδα είναι η μονοκύτταρη (single-cell) που αποτελείται από ένα νεφικό κύτταρο.  Όταν η κατακόρυφη κατανομή της θερμοκρασίας, της υγρασίας και του ανέμου είναι ευνοϊκή, το κύτταρο είναι μεγάλης διάρκειας και η εικόνα ραντάρ παρουσιάζει μια στροφή χωρίς να δημιουργούνται νέες ηχώ. Τότε, η καταιγίδα που θα εκδηλωθεί λέγεται υπερκύτταρη (supercell). Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

16 16 Δημιουργία και χαρακτηριστικά χαλαζοκαταιγίδων Άλλη διάκριση περιλαμβάνει 3 κατηγορίες:  τις ενός κυττάρου καταιγίδες  τις πολυκύτταρες (ομάδα single cell ή/και supercell)  τις γραμμές λαίλαπος Για τη διάκριση αυτών των κατηγοριών βασικοί παράμετροι θεωρούνται το κατακόρυφο προφίλ του οριζόντιου ανέμου (διατμητικός άνεμος) και η θερμική δομή της ατμόσφαιρας. Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

17 17 Γεωγραφική κατανομή ανά τον κόσμο  Οι περιοχές της γης στις οποίες παρατηρείται χαλαζόπτωση είναι αυτές των μέσων γεωγραφικών πλατών ιδιαίτερα του Βόρειου Ημισφαίριου.  Αντίθετα, η χαλαζόπτωση δεν ευνοείται λόγω των υψηλών θερμοκρασιών στις περιοχές κοντά στον Ισημερινό.  Η συχνότητα χαλαζόπτωσης μειώνεται απότομα προς τους πόλους αφού λόγω των πολύ χαμηλών θερμοκρασιών ευνοείται η δημιουργία χιονιού. Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

18 18 Οι χαλαζοπτώσεις στην Ελλάδα  Στην Ελλάδα, χαλάζι παρατηρείται τόσο κατά την ψυχρή περίοδο του έτους, στο τόξο της δυτικής Ελλάδας – Κρήτης και τα νησιά του Αιγαίου (κεντρικό-ανατολικό κυρίως) όσο και κατά την θερμή περίοδο του έτους στη βόρεια και κεντρική ηπειρωτική χώρα και τα ορεινά. Η μεγαλύτερη συχνότητα ημερών χαλαζοκαταιγίδων εμφανίζεται το χειμώνα στη δυτική Ελλάδα.  Η συχνότητα εμφάνισης του φαινομένου είναι μεγαλύτερη κατά το χειμώνα από την αντίστοιχη Άνοιξη. Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

19 19 Περιοχή Ποσοστό αριθμού χαλαζοπτώσεων Κεντρ. & Ανατ. Μακεδονία 13,2 % Θεσσαλία & Φθιώτιδα 14,3 % Ημαθία - Πέλλα12,1 % Σέρρες9,4 % Καρδίτσα19,4 % Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου Οι χαλαζοπτώσεις στην Ελλάδα  Κατά τους 3 καλοκαιρινούς μήνες καθώς και κατά το Μάιο και Σεπτέμβριο οι μεγαλύτερες τιμές της συχνότητας εμφάνισης του χαλαζιού σημειώνονται κυρίως στην ηπειρωτική Ελλάδα, ενώ κατά τους υπόλοιπους μήνες οι μεγαλύτερες τιμές της συχνότητάς του εμφανίζονται κυρίως στα νησιωτικά και παραλιακά τμήματα της χώρας. Περιοχή Ποσοστό αριθμού χαλαζοπτώσε ων Κεντρ. & Ανατ. Μακεδονία 78,1 % Θεσσαλία & Φθιώτιδα82,3 % Ημαθία - Πέλλα82,5 % Σέρρες86,3 % Καρδίτσα89,7 %

20 20 Τρόποι αντιμετώπισης του φαινομένου  Η καταστρεπτικότητα εξαρτάται από πολλούς παράγοντες οι κυριότεροι από τους οποίους είναι: Α) Τα χαρακτηριστικά της χαλαζόπτωσης όπως: η διάρκεια της χαλαζόπτωσης η πυκνότητα της χαλαζόπτωσης η οριζόντια συνιστώσα του ανέμου κατά τη χαλαζόπτωση Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

21 21 Τρόποι αντιμετώπισης του φαινομένου Β) Τα χαρακτηριστικά των χαλαζοκόκκων όπως: η μάζα του χαλαζοκόκκου (διάμετρος, κινητική ενέργεια) το σχήμα του χαλαζοκόκκου η σκληρότητα του χαλαζοκόκκου Γ) Τα χαρακτηριστικά του φυτού όπως : το είδος του φυτού το στάδιο ανάπτυξης η σφριγηλότητα του φυτού Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

22 22 Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου Σπορά νεφών Οι κυριότερες μέθοδοι που έχουν αναπτυχθεί για την αντιμετώπιση του φαινομένου περιλαμβάνουν τις ακόλουθες μεθόδους: 1)Σπορά νεφών με τη χρήση αεροσκαφών: Η σπορά νεφών με αεροσκάφη γίνεται συνήθως με AgI (Ιωδιούχο Άργυρο) ή ξηρό πάγο και βασίζεται στη θεωρία του αυξημένου ανταγωνισμού.

23 23 Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου Σπορά νεφών 2) Σπορά με χρήση πυραύλων:Χρησιμοποιούνται 2 τύποι πυραύλων ο τύπος Allison για την πρώην Σοβιετική ένωση και ο τύπος Oblako για την πρώην Γιουγκοσλαβία. Η εκτόξευση γίνεται από επίγειες εξέδρες κατόπιν εντολής Radar καιρού.

24 24 Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου Αντιχαλαζικά κανόνια ηχοβολής Σήμερα στην Ελλάδα όπως και σε άλλες περιοχές του κόσμου υπάρχουν εγκατεστημένες συσκευές παραγωγής κρουστικών ηχητικών κυμάτων για την προστασία από το χαλάζι.

25 25 Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου Αντιχαλαζικά δίχτυα Το αντιχαλαζικό δίχτυ είναι ένα μέσο προστασίας των καλλιεργειών από το χαλάζι. Τα τελευταία χρόνια η χρησιμοποίησή του έχει ομολογουμένως πάρει μεγάλη ανάπτυξη, τόσο παγκόσμια (π.χ. Ιταλία, Γαλλία, Γερμανία, Ελβετία, Αργεντινή κλπ) όσο και στη χώρα μας.

26 26 Αντιχαλαζικά δίχτυα Σε κάθε επιδοτούμενη μονάδα εγκατάστασης διχτυών για αντιχαλαζική προστασία θα πρέπει να εξασφαλίζονται: α) Η ανεξαρτησία του χώρου εγκατάστασης. β) Η κατά το δυνατόν απουσία υψηλών φυσικών και τεχνητών εμποδίων. γ) Η απρόσκοπτη προσπέλαση στο χώρο προστασίας. δ) Η άνετη και απρόσκοπτη κυκλοφορία προσώπων και γεωργικών μηχανημάτων για την εκτέλεση των γεωργικών εργασιών μέσα στο χώρο της αντιχαλαζικής εγκατάστασης. Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

27 27 Τεχνικά χαρακτηριστικά αντιχαλαζικών διχτύων Τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά και ιδιότητες που πρέπει να παρουσιάζουν τα επιδοτούμενα αντιχαλαζικά δίχτυα συνοψίζονται ως εξής: Να είναι καινούργια χωρίς ελαττώματα και φθορές. Να παρουσιάζουν μεγάλη αντοχή στις χαμηλές και υψηλές θερμοκρασίες (από -20°C έως +50°C) στις χημικές οξειδώσεις, στα φυτοφάρμακα και σε άλλες συναφείς ουσίες. Να έχουν μεγάλη αντοχή στις εξωτερικές πιέσεις και φορτία (χαλάζι, χιόνι, άνεμος κλπ.) Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

28 28 Τεχνικά χαρακτηριστικά αντιχαλαζικών διχτύων Να έχουν μικρό σχετικά βάρος (περίπου βάρος 40 gr/m 2 ). Να φέρουν ενισχυμένες «ούγιες» κατά μήκος των δύο ακραίων πλευρών τους και στο μέσον. Να έχουν «μάτι» με διαστάσεις περίπου 4 Χ 7 χιλιοστά ή 5 Χ 5 χιλιοστά, πλεκτό με κόμπους κατά το ύψος που να μη μπορεί να διαπεραστεί από το χαλαζόκοκκο. Να συνοδεύονται από γραπτή εγγύηση του εργοστασίου παραγωγής τους ότι έχουν τα παραπάνω χαρακτηριστικά και ιδιότητες. Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

29 29 Τεχνικά χαρακτηριστικά αντιχαλαζικών διχτύων Οι επιδοτούμενοι τύποι των διχτύων μπορούν να έχουν διάφορους χρωματισμούς όπως:  Μαύρος τύπος  Γκρι τύπος  Διαφανής τύπος Τα δίχτυα αυτά έχουν την κατάλληλη ελαστικότητα, με αποτέλεσμα το χαλάζι να "γλιστράει" και να μην διεισδύει στο δίχτυ. Παράγεται σε ρολά πλάτους μεταξύ δύο και τριών μέτρων και μήκους 100 μέτρων. Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

30 30 Τεχνικά χαρακτηριστικά αντιχαλαζικών διχτύων Τα κυριότερα πλεονεκτήματα των δικτύων είναι: Σκίαση στον επιθυμητό βαθμό. Αντιανεμική προστασία σε μέτριας έντασης ανέμους. Πρωιμότητα 10 και πλέον ημερών. Αντιπαγετική προστασία διότι επιτυγχάνεται θερμοκρασία μεγαλύτερη κατά 1,5 ο C στο χώρο. Οικονομία στις αρδεύσεις περίπου κατά 7% το οποίο ισοδυναμεί με οικονομία 50 lt/m 2. Περιορισμoς των μολύνσεων λόγω απουσίας τραυμάτων χαλαζιού. Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

31 31 Τεχνικά χαρακτηριστικά αντιχαλαζικών διχτύων Τα κυριότερα μειονεκτήματα των δικτύων είναι: Επίδραση στο μικροκλίμα των καλλιεργειών μειώνοντας την μέγιστη θερμοκρασία κατά 0,5 έως 1,5 ο C και αυξάνοντας την σχετική υγρασία κατά 5%. Μείωση του αριθμόύ των εντόμων που επισκέπτονται τα φυτά (μέλισσες) για επικονίαση. Επίδραση στο χρώμα των καρπών και κατά συνέπεια στην ποιότητα της παραγωγής. Τέλος δεν έχει ακόμη αξιολογηθεί αν υπάρχουν επιδράσεις στις θρεπτικές ουσίες των καρπών. Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

32 Βιβλιογραφία Μακρογιάννης, Τ., 2001: Τα μετεωρολογικά του Αριστοτέλη. Μια αναφορά στο φυσικό φαινόμενο της χαλαζόπτωσης. Πανελλήνιο Συνέδριο της Ιστορικής και Λαογραφικής Εταιρείας Χαλκιδικής, Ιερισσός. Χατζόπουλος, Ο., 1994: Αριστοτέλης Άπαντα - Μετεωρολογικά. Αρχαία Ελληνική Γραμματεία «Οι Έλληνες».Τόμος 13, Εκδόσεις Κάκτος, σελ. 284. Φλόκας, Α.Α, 1994: Μαθήματα Μετεωρολογίας και Κλιματολογίας, Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη, σελ 465. Τουρναβίτη, Ν. Α., 2003: Μελέτη Συνοπτικών, Δυναμικών και Μικροφυσικών Χαρακτηριστικών των Χαλαζοκαταιγίδων στο Βορειοελλαδικό χώρο, Διδακτορική διατριβή, Τμήμα Γεωλογίας, σελ. 202. Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

33 Σημείωμα Αναφοράς Copyright Τεχνολογικό Ίδρυμα Ηπείρου.. Έκδοση: 1.0, 2015. Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: http://eclass.teiep.gr/courses/TEXG115/ Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

34 Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 4.0 Διεθνές [1] ή μεταγενέστερη. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, Διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό και τα οποία αναφέρονται μαζί με τους όρους χρήσης τους στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/deed.el [1] Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί. Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου

35 Τέλος Ενότητας Επεξεργασία: Μυριούνης Χρήστος Άρτα, 2015 35 Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου