Άνεμος

Άνεμος ονομάζεται η όποια αισθητή «οριζόντια κίνηση» του αέρα. Αιτία του ανέμου είναι ότι ο αέρας (οι αέριες μάζες της ατμόσφαιρας), που περιβάλλει τη Γη βρίσκεται σε συνεχή «οριζόντια» και «κατακόρυφη» κίνηση.

 Η όποια αισθητή «οριζόντια κίνηση» του αέρα ονομάζεται άνεμος. Η όποια αισθητή «κατακόρυφη κίνηση» του αέρα ονομάζεται ρεύμα, και αν μεν είναι από κάτω προς τα επάνω λέγεται ανοδικό ρεύμα, αν είναι από επάνω προς τα κάτω λέγεται καθοδικό ρεύμα. Πρωταρχική γενεσιουργός αιτία του ανέμου είναι η διαφορά της θερμοκρασίας του αέρος που με τη σειρά της δημιουργεί υπό ορισμένες προϋποθέσεις, διαφορές βαρομετρικής πίεσης μεταξύ παρακείμενων τόπων. Αν σε δύο συνεχόμενες περιοχές συμβεί να μην έχουν την ίδια θερμοκρασία, τότε η ατμοσφαιρική πίεση της περισσότερο ψυχρής θα είναι μεγαλύτερη από της θερμότερης περιοχής, με αποτέλεσμα να μετακινείται αέρια μάζα από τη ψυχρότερη προς τη θερμότερη περιοχή. Όταν μία μάζα αέρα θερμαίνεται γίνεται πιο αραιή και πιο ελαφριά από τις άλλες μάζες που βρίσκονται γύρω της και τείνει να ανέβει ψηλότερα από εκείνες (ανοδικά κίνηση). Επομένως, άλλες, πιο ψυχρές και βαριές αέριες μάζες θα κινηθούν και θα πάρουν τη θέση της. Αντίθετα, όταν μια μάζα αέρα ψύχεται γίνεται πιο πυκνή και πιο βαριά και τείνει να κατέβει (καθοδική κίνηση). Για να το πετύχει «σπρώχνει» τις άλλες τις πιο θερμές και πιο αραιές μάζες του αέρα και παίρνει τη θέση τους. Στοιχεία ανέμου θεωρούνται η διεύθυνση και η ένταση ή ισχύς του. Και τα δύο αυτά στοιχεία μπορούν να προσδιοριστούν από τα ανεμομετρικά όργανα που είναι οι ανεμοδείκτες και τα ανεμόμετρα. Η διεύθυνση του ανέμου χαρακτηρίζεται από το σημείο του ορίζοντα απ΄ όπου πνέει ο άνεμος και όχι προς τα που πνέει ο άνεμος. Εκφράζεται δε είτε σε μοίρες (αρχής γενομένης από τον γήινο μαγνητικό Βορρά), είτε με σύμβολα ανεμολογίου (ανεμορρόμβοι), είτε ονομαστικά (επίσημα ή γραικολεβαντίνικα όπως λέγονται τα κοινά).Επίσης και με πολλά άλλα ονόματα χαρακτηρίζονται οι άνεμοι ανάλογα με τα χαρακτηριστικά τους, τον τόπο, την ένταση και τη διεύθυνσή τους. Εκτός από τα τοπικά τους ονόματα, οι άνεμοι στην Ελλάδα φέρουν ανάλογα με τη διεύθυνση προέλευσής τους δύο ονόματα: Ένα επίσημο και ένα κοινό. Στον παρακάτω πίνακα παρουσιάζονται τα ονόματα των κυρίων ανέμων (δηλαδή αυτών που πνέουν από κατεύθυνση πολλαπλάσια των 45 μοιρών) με Ελληνικό σύμβολο κατεύθυνσης, επίσημο όνομα, κοινό ή γραικολεβαντίνικο, διεθνές σύμβολο (Δ.Σ.) και όνομα διεθνές. Εκτός από το σημείο του ορίζοντα οι άνεμοι παίρνουν ονόματα και από την κατεύθυνσή τους σε σχέση με τη μορφολογία του συγκεκριμένου τόπου. Υπάρχουν πολλά άλλα ονόματα ανέμων όπως ο μπάτης (θαλάσσια αύρα), ο Βαρδάρης (τοπικός βόρειος - βορειοδυτικός άνεμος της κεντρικής Μακεδονίας κατά μήκος του Αξιού ποταμού, κ.ά. Η ένταση του ανέμου εκφράζεται είτε με την πίεση την οποία ασκεί στην επιφάνεια των διαφόρων σωμάτων, είτε με την ταχύτητα με την οποία αυτός κινείται. Στη Μετεωρολογία η ένταση του ανέμου εκφράζεται συνήθως με την ταχύτητά του, οπότε δίδεται σε μέτρα ανά δευτερόλεπτο ή σε χιλιόμετρα ή μίλια ανά ώρα ή σε κόμβους.Η κλίμακα Μποφόρ είναι ένας εμπειρικός τρόπος μέτρησης της έντασης των ανέμων, που βασίζεται στην παρατήρηση των αποτελεσμάτων του ανέμου στη στεριά ή τη θάλασσα. Ανάλογα της έντασής του, ο άνεμος χαρακτηρίζεται ως: νηνεμία, 0 Μποφόρ (άπνοια) υποπνέων, 1 Μποφόρ ασθενής, 2 - 3 Μποφόρ μέτριος, 4 - 5 Μποφόρ ισχυρός, 6 Μποφόρ σφοδρός, 7 Μποφόρ θυελλώδης, 8 - 9 Μποφόρ (θύελλα) καταιγίζων, 10 - 11 Μποφόρ (καταιγίδα) έντασης τυφώνα, 12 Μποφόρ (τυφώνας)Επίσης ο άνεμος χαρακτηρίζεται και ως λείος ή ριπαίος, μεταβλητός ή σταθερός: Λείος άνεμος: Χαρακτηρίζεται ο οποιοσδήποτε άνεμος στρωτός, δηλαδή χωρίς αυξομειώσεις της έντασής του. Ριπαίος άνεμος: Χαρακτηρίζεται εκείνος του οποίου η ένταση μεταβάλλεται κατά σύντομα χρονικά διαστήματα. Αν όμως η μεταβολή γίνεται κατά μακρά σχετικά διαλείμματα τότε ονομάζεται μεταβλητός. Μεταβλητός όμως ονομάζεται και εκείνος που αλλάζει (μεταβάλλει) διεύθυνση, σε αντιδιαστολή με εκείνον που διατηρεί τη διεύθυνσή του επί μακρό χρόνο και ονομάζεται σταθερός. Οι επιμέρους όροι «στροφή ανέμου» και «αντιστροφή ανέμου» χρησιμοποιούνται συνήθως στα Δελτία πρόγνωσης καιρού και ιδίως στα αγγλόφωνα. Στροφή ανέμου (veering): σημαίνει ότι η αλλαγή διεύθυνσης του ανέμου γίνεται (μεταπίπτει) σύμφωνα με τη φορά των δεικτών του ωρολογίου (ανάδρομος φορά). Αντιστροφή ανέμου (backing): σημαίνει πως η μετάπτωση της διεύθυνσης του ανέμου γίνεται αντίθετα της φοράς των δεικτών του ωρολογίου (ορθή φορά). Άμεσες επιδράσεις των ανέμων: Στον ανθρώπινο οργανισμό (ευεξία όταν πνέει δροσερός, ελαφρός καλοκαιρινός άνεμος / δυσφορία όταν πνέει δυνατός ξηρός ή υπερβολικά ξηρός άνεμος) και στις κατοικημένες περιοχές (σε μεγάλες ταχύτητες ανέμου, 10 Μποφόρ και άνω, όπως καταστροφή σκεπών, ξερίζωμα δέντρων και άλλα). Έμμεσες επιδράσεις των ανέμων: βροχές (βροχοπτώσεις). Ο Αμερικανός μετεωρολόγος Χ. Χ. Λήτταου υπολόγισε την ολική κινητική ενέργεια των ανέμων σε 140 Βαττώρες ανά τετραγωνικό μέτρο (140 Wh/m2) καθώς και το μέσο ρυθμό διασποράς της ενέργειας αυτής των ανέμων σε 2 βατ ανά τετραγωνικό μέτρο (2 W/m2) [Σημειώνεται πως 1 βαττώριο είναι το παραγόμενο έργο από δύναμη ισχύος 1 βάτ σε 1 ώρα. Ένα βατ εξάλλου ισοδυναμεί με ρυθμό παραγωγής έργου ίσο με 1 τζάουλ ανά δευτερόλεπτο (1 joule/sec)]. Από τις προηγούμενες τιμές εύκολα συμπεραίνεται πως μέσα σε 70 ώρες θα μπορούσε να διασπειρόταν όλη η κινητική ενέργεια των ανέμων. Δεν θα πρέπει όμως να λησμονείται πως η ταχύτητα διασποράς μειώνεται όσο η διαθέσιμη κινητική ενέργεια λιγοστεύει. Επίσης ο Αμερικανός μετεωρολόγος Σ. Εςς, λαμβάνοντας υπ΄ όψη του και τη μείωση αυτή της ταχύτητας διασποράς, υπολόγισε τον ρυθμό διασποράς σε 36% περίπου την ημέρα. Σύμφωνα με τους υπολογισμούς του σε λιγότερο από 13 ημέρες το απόθεμα της ατμοσφαιρικής κινητικής ενέργειας θα λιγόστευε κατά 99%. Στην πραγματικότητα όμως δεν συμβαίνει τίποτα από αυτά. Η ενέργεια των ανέμων δεν διασπείρεται με ομοιόμορφο ρυθμό στην επιφάνεια της Γης για δύο κύριους λόγους. Πρώτον, η απώλεια ταχύτητας λόγω τριβής πάνω στις λείες επιφάνειες των τεράστιων πολικών περιοχών καθώς και των ηρεμούντων επιφανειών των θαλασσών είναι πολύ μικρότερη από εκείνη που συμβαίνει πάνω σε τραχιές επιφάνειες της Γης (οροσειρών, πόλεων κλπ.). Δεύτερον, ο ρυθμός διασποράς είναι πάντα ανάλογος της ταχύτητας του ανέμου. Έτσι ένα μεγάλο μέρος της κινητικής ενέργειας του ανέμου χάνεται, ή στην κυριολεξία, μετατρέπεται από την τριβή σε θερμότητα, σε μεγάλες κυκλωνικές θύελλες. Εύλογα εκφράζεται η μεγάλη απορία: Πως παράγεται η κινητική αυτή ενέργεια έστω και από άλλες μορφές ενέργειας; Πριν περίπου 70 χρόνια ο Αυστριακός μετεωρολόγος Μ. Μαργκούλες απέδειξε πως η ατμοσφαιρική κινητική ενέργεια παράγεται από ένα σύστημα μεταφοράς που συνδέει τον ανερχόμενο θερμό αέρα με τον κατερχόμενο ψυχρό. Κάτω από τέτοιες συνθήκες ο βαρύτερος ψυχρός αέρας υποβιβάζει το κέντρο βάρους όλου του συστήματος χαμηλότερα και μειώνει έτσι τη «γεωδυναμική ενέργεια» της ατμόσφαιρας. Αυτό έχει σαν επακόλουθο το ποσό της κινητικής ενέργειας αν δεν μετατραπεί σε άλλες ενεργειακές μορφές ν΄ αυξάνει ανάλογα με την ελάττωση της γεωδυναμικής ενέργειας. Αν όμως αντίθετα οι συνθήκες εξαναγκάσουν τον θερμό αέρα να κατέβει και τον ψυχρό να ανέβει, με αποτέλεσμα να ανυψωθεί το κέντρο βάρους του συστήματος και να αυξηθεί έτσι η γεωδυναμική ενέργειά του, τότε η κινητική του ενέργεια θα ελαττωθεί. Εκείνο που δεν θα πρέπει να διαφεύγει από τον παρατηρητή είναι πως, η ατμόσφαιρα στο σύνολό της μεταφέρει ενέργεια σε διάφορες μορφές, μη μετατρέψιμες όμως όλες σε κινητική ενέργεια. Εκείνο που θα πρέπει να υπολογισθεί κάθε φορά είναι το ποσοστό της δυναμικής ενέργειας που (συμποσούμενο στη πραγματικότητα σε λιγότερο από το 0,5%) μπορεί να μετατραπεί σε κινητική, προκαλώντας έτσι την κίνηση της ατμόσφαιρας. Δηλαδή θα πρέπει να υπολογίζεται τα αποθέματα της ατμόσφαιρας σε διαθέσιμη δυναμική ενέργεια, δηλαδή εκείνη που παράγεται από τις ανισότητες της θέρμανσης της Γης. Και οι ανισότητες αυτές μπορεί να υπάρχουν ανάμεσα σε δύο γεωγραφικά πλάτη ή γρωγραφικά μήκη, οπότε και εξ αυτού διακρίνεται συνήθως σε ζωνική διαθέσιμη δυναμική ενέργεια, που παράγεται από αντιθέσεις στη θερμοκρασία των τροπικών και των Πόλων, και σε στροβιλοειδή διαθέσιμη δυναμική ενέργεια, που παράγεται κυρίως από άνιση θέρμανση ξηράς ή θάλασσας. Σημειώνεται πως η ζωνική διαθέσιμη μορφή, είναι 10 φορές περισσότερη από τη στροβιλοειδή διαθέσιμη. Παρά ταύτα ο δεύτερος τύπος έχει ιδιαίτερη σπουδαιότητα στη παραγωγή κινητικής ενέργειας αφού η πρώτη μορφή μετατρέπεται στη δεύτερη χάρις ενός φαινομένου που λέγεται στροβιλώδης θερμική ροή. Γενικά οι άνεμοι κατατάσσονται στις ακόλουθες κύριες κατηγορίες: Συνεχείς Περιοδικοί (ετήσιοι - ημερήσιοι) Αληγείς Ανταληγείς Αναβατικοί Καταβατικοί Εποχικοί Τοπικοί Επικρατούντες δυτικοί Επικρατούντες πολικοί (ανατολικοί) Άνεμοι ισοβαρικών συστημάτων Ριπαίοι Μυκώμενοι Θυελλώδεις ή Θύελλα και Λαιλαπώδεις ή Λαίλαπα Κινητική ενέργεια ανέμων Ανεμομετρικά όργανα Κλίμακα Μποφόρ Φαινόμενος άνεμος "American Practical Navigator" H.O. No 9, U.S.Navy Hydrographic Office, 1958 "Admiralty Manual of Navigation" Volume II, - Her Magesty's Stationery Office, London, 1960 "Meteorology for Mariners Met O. 593, - Her Magesty's Stationery Office, London, 1967 "Ναυτική Μετεωρολογία" Χ. Περογιαννάκη, ταξίαρχου Π.Α. τ. Γενικού Διευθυντού ΕΜΥ, - Ίδρυμα Ευγενίδου, 1974, Αθήνα.