Τι σχέση μπορεί να έχει η ηλιακή δραστηριότητα με το κλίμα της γης και πώς μπορεί η κοσμική ακτινοβολία να επηρεάσει την ατμόσφαιρα;

Εκτός από ένα φαντασμαγορικό φαινόμενο, τι μπορεί να κρύβουν οι κεραυνοί και ποιά μπορεί να είναι η επίδρασή τους στα νέφη αλλά και τι μπορεί να μας αποκαλύψουν πάνω στις γνώσεις μας για το κλίμα;

Αυτά είναι μερικά από τα ερωτήματα που πραγματεύεται η εργασία του Έλληνα ερευνητή κ. Θεμιστοκλή Χρόνη, ερευνητή του ΕΛΚΕΘΕ, η οποία και δημοσιεύεται στο ετήσιο τεύχος της NASA (Earth Science Research Features 2010 p: 38-41, nasadaacs.eos.nasa.gov/pdf/annual_2010.pdf), περιοδικό στο οποίο περιλαμβάνονται κάθε χρόνο 12 επιστημονικές εργασίες από όλο τον κόσμο.

Όπως ο ίδιος ο ερευνητής σημειώνει, η εργασία του καταπιάνεται με ένα από τα Ιερά Δισκοπότηρα της σύγχρονης ατμοσφαιρικής φυσικής, την επίδραση δηλαδή, της ηλιακής δραστηριότητας στο κλίμα του πλανήτη μας, ένα θέμα που τα τελευταία χρόνια συγκεντρώνει όλο και περισσότερο το επιστημονικό ενδιαφέρον, όπως και της NASA.

«Μπορούμε να φανταστούμε την ατμόσφαιρα σαν μια τεράστια μπαταρία» αναφέρει ο δρ Θεμιστοκλής Χρόνης, της οποίας το δυναμικό συσχετίζεται με μεταβολές στην ηλιακή δραστηριότητα και γίνεται αντιληπτή με μεταβολές στον αριθμό των κεραυνών.

Έτσι ο ερευνητής, με την εργασία του, βάζει στο μικροσκόπιο κάτι φαινομενικά απλό, όπως το φαινόμενο των κεραυνών αλλά με μια πρωτότυπη οπτική που ρίχνει το σπόρο για μεταγενέστερη έρευνα και σύνδεση της κεραυνικής δραστηριότητας με θέματα που σχετίζονται με το κλίμα του πλανήτη.

Όπως μας ενημέρωσε ο ίδιος ο δρ. Χρόνης, η βιβλιογραφία πάνω στο θέμα της εργασίας του είναι πολύ μικρή. Τα papers μετρώνται στα δάχτυλα του ενός χεριού και μόνο.

Η εργασία ξεκίνησε όταν ήταν υπότροφος στη ΝΑΣΑ τη διετία 2007 - 2008 αλλά τελείωσε όταν είχε ήδη βρεθεί στο ΕΛΚΕΘΕ, ενώ το paper είχε απορριφτεί δύο φορές, προτού γίνει, μετά από διορθώσεις, τελικά δεκτό.

Ποιό είναι το ερώτημα – θέμα της εργασίας;


«Το ερώτημα είναι ένα από τα ιερά δισκοπότηρα της σύγχρονης ατμοσφαιρικής φυσικής και ουσιαστικά αναφέρεται στο κατά πόσο η ηλιακή δραστηριότητα έχει επίδραση - επίπτωση στο κλίμα του πλανήτη μας.

Είναι ένα ερώτημα από τα οποία έχουν βγει πολλά μαχαίρια στην επιστημονική κοινότητα από το 1980 και μετά.

Οι πρώτες θεωρίες, όπως αυτή του Δανού φυσικού Ένρικ Σβενσμαρκ, στις αρχές του 1980, πέταξαν το πρώτο σπόρο που συνέδεσαν την ηλιακή δραστηριότητα με τη νέφωση.
Είναι ένας τομέας που συνεχώς κερδίζει έδαφος.

Οι τελευταίες αποστολές της ΝΑΣΑ αφορούν σε παρατηρήσεις του Ηλίου , γιατί οι εκρήξεις του δεν αφορούν μόνο το κλίμα αλλά και την ασφάλεια πχ. των πτήσεων σε Γη και Διάστημα.

Και όχι μόνο, όταν « έσκασε» ο Ήλιος το 1989 είχε γίνει ολόκληρο μπλακ άουτ σε Καναδά και μερικές περιοχές των Ηνωμένων Πολιτειών. Αυτό σημαίνει ότι ο Ήλιος αν θέλει να κάνει ένα μπαμ αυτό έχει άμεση επίδραση για 1 ή 2 ημέρες, αρχικά όχι στο κλίμα, (αυτό παίρνει περισσότερο από 1-2 ημέρες) αλλά στις τηλεπικοινωνίες, σε πτήσεις αεροπλάνων κτλ. »

Ποιά είναι τα συμπεράσματα της εργασίας και τι προοπτικές ανοίγουν στον επιστημονικό χώρ
ο;

«Το ουσιαστικό συμπέρασμα είναι ότι όταν ο Ήλιος έχει υψηλή δραστηριότητα και δημιουργούνται ηλιακές κηλίδες, τότε συνήθως η κοσμική ακτινοβολία μειώνεται, πράγμα που προκαλεί μείωση του ιοντισμού της ατμόσφαιρας, και αυτό φαίνεται αυτομάτως στη μείωση των κεραυνών.

Αυτό που βρήκα είναι ότι μετά από μια ηλιακή κηλίδα που μειώνεται απότομα η εισερχόμενη κοσμική ακτινοβολία, τότε μετά από 3 – 4 ημέρες η ατμόσφαιρα συνειδητοποιεί ότι έχει γίνει κάτι τέτοιο και αυτομάτως η κεραυνική δραστηριότητα μειώνεται πάρα πολύ απότομα.

Μετά από 3 -4 ημέρες βλέπεις την επίδραση στην ατμόσφαιρα και βλέπεις ακριβώς αυτό που ήταν υπόθεση του Lethbridge από το 1981, ο οποίος από τα εμπειρικά δεδομένα που είχε, ( και όχι από τις πραγματικές παρατηρήσεις των κεραυνών, όπως χρησιμοποίησε ο δρ. Χρόνης μέσα από τις δεδομένα από το U.S. National Lightning Detection Network (NLDN)) είχε δείξει ότι η ατμόσφαιρα αντιλαμβάνεται τι γίνεται και αντιδρά μέσω των κεραυνών μετά από 3-4 ημέρες. »

Υπάρχει λόγος για τον οποίο γίνεται αυτή η χρονοκαθυστέρηση;

«Η ατμόσφαιρα είναι ένα τεράστιο σώμα, υπάρχει μια καθυστέρηση που παρατηρείται για παράδειγμα όταν πετάμε ένα βότσαλο, το κύμα δεν απλώνεται κατευθείαν.

Βέβαια όλα αυτά, δεν μπορούμε να πούμε για ποιο λόγο γίνονται, είναι μια παρατήρηση την οποία πρέπει να σεβαστούμε.

Κάτι πρέπει να συμβαίνει. Και κάποιος μπορεί, να πει και τι έγινε που μειώνονται οι κεραυνοί;

Έχω να θέσω ένα ερώτημα - δήλωση :
Η επιστημονική κοινότητα, βλέπει τον κεραυνό και λέει έχουμε καταιγίδα, έχουμε ένα σύννεφο μέσα στο οποίο υπάρχει πάγος υπάρχουν ανοδικά ρεύματα, που είναι κοινά αποδεκτά.

Έχει αναρωτηθεί κανένας τι προκαλεί αυτός ο κεραυνός στο σύννεφο, αν ο κεραυνός όταν εκδηλώνει τεράστιες ποσότητες ενέργειας, το ηλεκτρικό φορτίο μέσα στο σύννεφο μεταβάλλεται, άρα μεταβάλλεται πιθανώς και η δυνατότητα του συννέφου να κρατηθεί στη ζωή επιφέροντας και άλλες μεταβολές όπως πιθανώς η βροχόπτωση.

Εν κατακλείδι, μπαίνει το εξής θέμα, ποιά μπορεί να είναι η επίπτωση σε παγκόσμιο επίπεδο, από τις μεταβολές, αυξήσεις ή μειώσεις, του κεραυνού, δεν υπάρχουν αρκετές μελέτες.

Πρέπει να το ψάξουμε και άλλο γιατί ας μην ξεχνάμε ότι οι πρώτες παρατηρήσεις κεραυνών σε παγκόσμιο επίπεδο, έγιναν μόλις το 1998, από δορυφόρο της ΝΑΣΑ ο οποίος κατέγραφε κεραυνούς πάνω από όλη την υδρόγειο.
Πριν, το φαινόμενο κεραυνός, ήταν σαν τοντο «σεντούκι στη σοφίτα». Μετά το 1998 όμως είδαμε κεραυνούς πάνω από όλο τον κόσμο.

Οπότε έχει πολύ ψωμί η υπόθεση. Ο κεραυνός είναι ένα φαντασμαγορικό φαινόμενο αλλά υπάρχουν αναπάντητα ερωτήματα για το τι πραγματικά δημιουργεί τον κεραυνό.»

Η εργασία αυτή μπορεί να αποτελέσει ένα εργαλείο για την περαιτέρω έρευνα σε θέματα που αφορούν το κλίμα;

«Η αλήθεια είναι ότι η επιστημονική υπόθεση βασίζεται σε ένα μηχανισμό τον οποίο γνωρίζουμε.
Η κοσμική ακτινοβολία η οποία εισέρχεται αδιακόπτως, σε όλο τον πλανήτη είναι ο παράγων που ιονίζει την ατμόσφαιρα (επειδή έρχονται φορτισμένα σωματίδια, δημιουργούν ένα πεδίο ηλεκτροστατικό γύρω τους, το οποίο διαλύεται γρήγορα, αλλά επειδή η ροή ακτινοβολίας είναι συνεχής το πεδίο υπάρχει πάντα).

Είναι δεδομένο λοιπόν, ότι η κοσμική ακτινοβολία είναι αυτή που ιονίζει την ατμόσφαιρα, παρέα με το ραδόνιο που βγαίνει από τη γη κυρίως σε περιόδους μεγάλων σεισμών.
Αυτοί είναι οι δύο παράγοντες που ιονίζουν, δηλαδή δημιουργούν φορτία στην ατμόσφαιρα.

Όταν ο ήλιος έχει εκρήξεις, η κοσμική ακτινοβολία κατα κανόνα μειώνεται, επειδή εμποδίζεται απο τον λεγόμενος ηλιακό άνεμο, Άρα ταυτόχρονα μειώνεται ο ιονισμός και η ιονιστική δύναμη που έχουν οι κοσμικές ακτίνες.
Αυτές οι παρατηρούμενες μεταβολές στον ιονισμό της ατμόσφαιρας γεννούν ερωτήματα

Για παράδειγμα ο Σβενσμαρκ είπε ότι όταν ιονίζεται λιγότερο η ατμόσφαιρα έχουμε αντίστοιχη μεταβολή των νεφών, μείωση ή αύξηση νεφών που έχουν σχέση με το κατά πόσο είναι ιονισμένη η ατμόσφαιρα.»

Αυτό έχει σχέση και με το κατά πόσο αυξάνεται ή όχι η θερμοκρασία της γης;

«Εδώ είναι λίγο διαφορετικά τα πράγματα, Άμεση σχέση για να μιλήσουμε για τη θερμοκρασία, πρέπει να πάμε στα σύννεφα.

Αν έχουμε επίπτωση της ηλιακής δραστηριότητας στα νέφη, τότε τα νέφη είναι αυτά που επιδρούν στη θερμοκρασία της γης. Ένα σύννεφο ανάλογα σε τι ύψος βρίσκεται έχει και διαφορετική επίδραση στην επιφανειακή θερμοκρασία. Η υπόθεση λοιπόν αυτή, έχει σχέση με την παγκόσμια θέρμανση και την ηλιακή δραστηριότητα των νεφών.

Δεν είναι αυτομάτως, ότι ο ήλιος είναι πιο ενεργός, άρα έχουμε μεγαλύτερη θερμοκρασία στη γη. Ο μεγάλος παράγοντας είναι το σύννεφο και έτσι προκύπτουν οι διαφοροποιήσεις στη θερμοκρασία που μετράμε στη Γη.»

Η έρευνα στους τομείς αυτούς, είναι κάτι που στην ουσία «αφορά» στενά την επιστημονική κοινότητα ή θα δούμε σε μερικά χρόνια απαντήσεις που θα αφορούν συγκεκριμένα στο ζήτημα της αλλαγής του κλίματος;

«Σαφέστατα τα επόμενα χρόνια όσον αφορά το μεγάλο θέμα που λέγεται κλίμα και κλιματικές αλλαγές, παγκόσμια θέρμανση κτλ. πρωταγωνιστικότατο ρόλο θα διαδραματίσει ο Ήλιος.

Σπεύδει βέβαια να σημειώσει ότι για το τι είναι ή αν υπάρχει ζήτημα κλιματικών αλλαγών, ελάχιστοι στο κόσμο μπορούν, με γνώση να μιλήσουν για αυτό χωρίς να κινδυνολογούν. Φαίνεται καυστικός σε όσους χρησιμοποιούν αβίαστα τον όρο κλιματική αλλαγή, χωρίς να γνωρίζουν τι σημαίνει αυτό, ενώ ξεκαθαρίζει ότι τουλάχιστον ο ίδιος δεν μπορεί να απαντήσει στο ερώτημα σε πιο ποσοστό πόσο έχει ευθύνη ο άνθρωπος και κατά πόσο υπεισέρχονται άλλοι παράγοντες. Σίγουρα πάντως ο ανθρώπινος παράγοντας είναι παρών...»

Πάντως το ερευνητικό πεδίο όσον αφορά το κλίμα, την ατμόσφαιρα, το περιβάλλον έχει και πολιτικό ενδιαφέρον έτσι δεν είναι;

«Σαφέστατα, πολλοί έχουν πλουτίσει από αυτό το πράγμα. Ειδικά τα τελευταία 5 χρόνια , συχνά όταν μιλάς για κλιματική αλλαγή, πουλάς την καραμέλα της κλιματικής αλλαγής. “Φορέστε μπρατσάκια να είσαστε έτοιμοι να κολυμπήσετε για όταν θα λιώσουν οι πάγοι...” Συμφέρει, άλλωστε η κινδυνολογία πάντα πουλάει.

Αυτό που πρέπει να καταλάβουμε και στην Ελλάδα, υπάρχουν πολύ πιο σοβαρά προβλήματα από το να λέμε πχ ότι η ερημοποίηση της Μεσογείου, θα βρέχει ή δε θα βρέχει πολύ, όπως είναι η περιβαλλοντική παιδεία και αγωγή.

Υπάρχουν άνθρωποι που αδειάζουν το τασάκι του αυτοκινήτου τους στο δρόμο, άνθρωποι που όταν ξυρίζονται αφήνουν ανοιχτή τη βρύση. Όταν δεν κάνεις ανακύκλωση, όταν τα σκουπίδια είναι στο δρόμο γιατί βαριέσαι να ανοίξεις το κάδο, όταν οι γνωστοί-άγνωστοι καίνε τα δάση γιατί να μιλήσεις για κλιματικές αλλαγές; Όταν χτίζεις πάνω σε ρυάκια και πλημμυρίζεις, ε δε φταίνε οι κλιματικές αλλαγές. »

Σε ότι αφορά τις υποδομές και το επίπεδο έρευνας στην Ελλάδα σημειώνει:


«Στην Ελλάδα το επιστημονικό οικοδόμημα χρειάζεται μια στρατηγική για την έρευνα, και ιδιαίτερα στο ΕΛΚΕΘΕ που ασχολείται με τη θάλασσα και τις αλληλεπιδράσεις με την ατμόσφαιρα, την ατμόσφαιρα. Το ΕΛΚΕΘΕ μεταξύ άλλων διαθέτει πολύτιμα και μοναδικά εργαλεία και τεχνολογίες όπως το σύστημα παρακολούθησης ελληνικών θαλασσών ΠΟΣΕΙΔΩΝ , το φορητό μετρητικό σύστημα ραδιενεργών (Κατερίνα), 3-D καταγραφικά βαθυμετρίας, τρία σύγχρονα και επιστημονικά εξοπλισμένα καράβια, βαθυσκάφος και τηλεχειριζόμενα ρομπότ και πολλά άλλα που από Αμερικανούς και Ευρωπαίους.

Σε όλα τα ερευνητικά ιδρύματα και πανεπιστήμια της χώρας έχουμε καταπληκτικούς αλλά η χρηματοδότηση για την έρευνα, ειδικά μετά το 2008 έχει περιοριστεί σημαντικά. Επί του παρόντος ο δρ. Χρόνης ασχολείται με την έρευνα γύρω από τις θαλάσσιες καταιγίδες με την πολύτιμη συνδρομή της Εθνικής Μετεωρολογικής Υπηρεσίας (ΕΜΥ) και τα πολύ αξιόλογα όργανα παρατήρησης (δίκτυα ραντάρ και ανίχνευσης κεραυνών, επίγειοι σταθμοί κτλ.) που η ΕΜΥ διαθέτει και συντηρεί.»

Ο Δρ Θεμιστοκλής Χρόνης είναι Εντεταλμένος Ερευνητής, Γεωλόγος – Μηχανικός Περιβάλλοντος, Ινστιτούτο Ωκεανογραφίας

Η επιστημονική εργασία πάνω στην οποία βασίστηκε η παρούσα εκλαϊκευμένη περίληψη έχει δημοσιευτεί στο διεθνές περιοδικό Journal of Climate και φέρει τον τίτλο “Investigating possible links between incoming cosmic ray fluxes and lightning activity over the U.S”, Themis G. Chronis

Αξίζει να σημειωθεί ότι στο ίδιο τεύχος της ΝΑΣΑ περιλαμβάνεται και εργασία της Δρ. Μαριάννας Γιαννουλάκη και κ. Αποστόλη Σιαπάτη, επίσης ερευνητών του ΕΛΚΕΘΕ.

Flashnews.gr / Ζουμαδάκη Ελένη