Υπάρχουν στιγμές που μια δορυφορική εικόνα δεν μας δείχνει απλώς πού βρίσκονται τα νέφη, αλλά μας αποκαλύπτει και την τρισδιάστατη δομή της ατμόσφαιρας. Αυτό ακριβώς συμβαίνει στην παρακάτω εικόνα.Το ισχυρό καταιγιδοφόρο νέφος στη Μεσόγειο έχει αποκτήσει τόσο μεγάλη κατακόρυφη ανάπτυξη, ώστε με τον Ήλιο ακόμη χαμηλά στον πρωινό ορίζοντα να δημιουργεί μια εντυπωσιακή, επιμήκη σκιά πάνω στη χαμηλότερη νέφωση.
Η σκιά αυτή μπορεί να χρησιμοποιηθεί και ως ένα απλό «γεωμετρικό όργανο μέτρησης». Αν γνωρίζουμε το ύψος του Ήλιου πάνω από τον ορίζοντα και μετρήσουμε το μήκος της σκιάς, μπορούμε με στοιχειώδη τριγωνομετρία να εκτιμήσουμε το ύψος της κορυφής του νέφους.
Για την ώρα της εικόνας, το ύψος του Ήλιου στην περιοχή ήταν περίπου 13,5°, ενώ από την κλίμακα της δορυφορικής εικόνας η σκιά εκτιμάται κοντά στα 60 km. Χρησιμοποιώντας τη σχέση:
H=L⋅εφ(α) παίρνουμε: H=60⋅εφ (13,5∘) δηλαδή H=60⋅0,239≃14,3 km
Έτσι, μόνο από τη γεωμετρία της σκιάς προκύπτει μια πρώτη εκτίμηση ότι η κορυφή του Cumulonimbus βρισκόταν περίπου στα 14–15 km, με φυσικά κάποια αβεβαιότητα στη μέτρηση. Η μεταγενέστερη δορυφορική ανάλυση του ύψους της κορυφής δείχνει ακόμη μεγαλύτερες τιμές, κοντά στα 15–16 km, κάτι που ενισχύει την εικόνα ενός ιδιαίτερα ισχυρού καταιγιδοφόρου νέφους με σημαντική κατακόρυφη ανάπτυξη.
Μια όμορφη περίπτωση όπου μια απλή σκιά πάνω στη δορυφορική εικόνα μετατρέπεται, με λίγη γεωμετρία, σε πληροφορία για το ύψος μιας καταιγίδας.
Η εκτίμηση του ύψους νέφους απο δορυφορικό προιόν και ραδιοβόληση
Με τον συνδυασμό του προϊόντος του EUMETView και της ραδιοβόλησης Trapani/Birgi 00 UTC μπορούμε να δώσουμε αρκετά καλή εκτίμηση.
Στη δορυφορική εικόνα, για το καταιγιδοφόρο σύστημα εμφανίζονται Minimum BT = −63,83°C, Pressure at Cloud Top = 122 hPa και σαφές σήμα overshooting top. Στη ραδιοβόληση του Trapani/Birgi, τα 134 hPa βρίσκονται στα 14.806 m και τα 121 hPa στα 15.453 m. Κάνοντας λογαριθμική παρεμβολή για τα 122 hPa προκύπτει ότι το ύψος του νέφους είναι : H122≃15.40 km. Άρα η δορυφορική εκτίμηση δίνει κορυφή του νέφους περίπου στα 15,4 km.
Έχει ενδιαφέρον και το overshooting. Η ραδιοβόληση παρουσιάζει έντονη μεταβολή της θερμοκρασιακής κλίσης περίπου στα 170–164 hPa, δηλαδή γύρω στα 13,3–13,5 km, όπου η θερμοκρασία από −56,1°C στα 170 hPa αρχίζει να αυξάνεται προς τα πάνω. Αυτό είναι ισχυρή ένδειξη της περιοχής της τροπόπαυσης. H κορυφή του ισχυρότερου ανοδικού ρεύματος φαίνεται να έχει διαπεράσει την περιοχή της τροπόπαυσης κατά περίπου 2 km.
Υπάρχει μάλιστα και ένα δεύτερο ενδιαφέρον στοιχείο. Η ελάχιστη θερμοκρασία λαμπρότητας είναι −63,83°C. Στη ραδιοβόληση θερμοκρασίες περίπου −63°C συναντώνται κοντά στα 17,7–17,9 km (84–82 hPa). Αυτό δεν σημαίνει ότι το νέφος έφτασε οπωσδήποτε στα 18 km, γιατί σε ένα overshooting top η κορυφή μπορεί να είναι σημαντικά ψυχρότερη από το περιβάλλον λόγω της ισχυρής αδιαβατικής ανόδου. Συνεπώς δεν είναι σωστό να μετατρέψουμε απευθείας το −63,8°C σε γεωμετρικό ύψος μέσω της θερμοκρασίας της ραδιοβόλησης.
Πρόκειται για πολύ ισχυρό Cumulonimbus, με το overshooting top Και αυτό ταιριάζει πολύ καλύτερα με τη σημερινή δορυφορική ανάλυση από την πρώτη, πιο πρόχειρη εκτίμησή μας των 14 ± 2 km από τη σκιά.Με ένα μικρό «φρεσκάρισμα» στη σχολική τριγωνομετρία και τη βοήθεια της «ταπεινής» ραδιοβόλησης, μπορέσαμε να μετατρέψουμε μια εντυπωσιακή δορυφορική εικόνα σε κάτι πολύ περισσότερο: σε μια απλή και κατανοητή εξήγηση της συμπεριφοράς της ατμόσφαιρας. Η σκιά του καταιγιδοφόρου νέφους μάς έδωσε, μέσω της γεωμετρίας, μια πρώτη εκτίμηση του ύψους του, ενώ η ραδιοβόληση μάς βοήθησε να δούμε πού βρίσκεται η τροπόπαυση και πόσο ψηλά κατάφερε να φτάσει η ισχυρή ανοδική κίνηση. Τελικά, λίγη σχολική γεωμετρία, μια δορυφορική εικόνα και μια ραδιοβόληση αρκούν πολλές φορές για να «διαβάσουμε» την ατμόσφαιρα με έναν απλό αλλά επιστημονικά ουσιαστικό τρόπο.
Θεόδωρος Ν. Κολυδάς
Διευθυντής Τομέα Υδρομετεωρολογίας και Φυσικών Καταστροφών εργαστηρίου Assist Δημοκριτείου Πανεπιστημίου Θράκης – Πρώην Υποδιοικητής και Διευθυντής Εθνικού Μετεωρολογικού Κέντρου ΕΜΥ – Μέλος της Επιστημονικής Επιτροπής της Έδρας UNESCO Con-E-Ect