16 Ιαν 2013

Στάθμη της θάλασσας

                                                                                            Τελευταία ενημέρωση: Ιανουάριος 2013


Τον Ιανουάριο του 2012 παρατήρησα ότι η στάθμη της θάλασσας, στην περιοχή που μένω (κοντά στο Ηράκλειο της Κρήτης), είναι πιο χαμηλά σε σχέση με το καλοκαίρι. Εκτιμώ ότι η υποχώρηση αυτή φτάνει περίπου τα 40-50 cm. Δεν πρόκειται για φαινόμενο που μεταβάλλεται στη διάρκεια της ημέρας (όπως οι παλίρροιες), αλλά φαίνεται να είναι πιο σταθερό. Οι παρατηρήσεις μου γίνονταν σε ημέρες που δεν φυσούσε και επομένως δεν υπήρχαν κύματα. Από τις αρχές Απριλίου 2012 παρατήρησα ότι η στάθμη της θάλασσας είχε ήδη αρχίσει να ανεβαίνει. Τον Ιανουάριο του 2013 παρατήρησα ότι η στάθμη της θάλασσας ήταν και πάλι χαμηλότερα από ότι σε σχέση με το καλοκαίρι. Αναρωτιόμουν που μπορεί να οφείλεται αυτό το φαινόμενο. Έτσι άρχισα να ψάχνω για να βρω εξηγήσεις για την περιοδική αυξομείωση της στάθμης της θάλασσας.


Από την αναζήτηση που έκανα ανακάλυψα ότι είναι πολλοί οι παράγοντες στους οποίους μπορεί να οφείλεται η άνοδος ή η κάθοδος της στάθμης της θάλασσας. Από τους παράγοντες αυτούς, κάποιοι μπορεί να επιδρούν σε μικρή χρονική κλίμακα (π.χ. να εμφανίζονται στη διάρκεια μιας μέρας), κάποιοι σε μεγαλύτερη χρονική κλίμακα (π.χ. να επιδρούν για μήνες ή εποχές) και, τέλος,  κάποιοι άλλοι παράγοντες να εμφανίζονται σε ακόμη μεγαλύτερη χρονική κλίμακα (π.χ. ανά κάποια έτη) ή και τυχαία σε ορισμένα έτη.  


Παράγοντες που επηρεάζουν τη στάθμη της θάλασσας

1. Συστολή και διαστολή του νερού της θάλασσας κατά την εναλλαγή των εποχών.

Μπορείτε να υπολογίσετε τη διαφορά της στάθμης της θάλασσας μεταξύ χειμώνα και καλοκαιριού;
Δίνονται (παραδοχές):
α) Έστω ότι στη μεσόγειο θάλασσα, η μέση θερμοκρασία του νερού είναι 25 οС το καλοκαίρι και 15 οС το χειμώνα.
β) Έστω η πυκνότητα του θαλασσινού νερού μεταβάλλεται ανάλογα με εκείνη του καθαρού νερού: 999,1 kg/m3 στους 15 οС και 997,05 kg/m3 στους 25 οС.
γ) Έστω ότι μόνο τα ανώτερα 50 μέτρα της Μεσογείου θάλασσας αλλάζουν θερμοκρασία κατά τις εναλλαγές των εποχών (τα βαθύτερα νερά έστω ότι διατηρούν σταθερή θερμοκρασία).


2. Αύξηση των ατμοσφαιρικών κατακρημνίσεων (βροχή, χιόνι) προς τη στεριά στη διάρκεια του χειμώνα στο βόρειο ημισφαίριο.

Το βόρειο ημισφαίριο της Γης καλύπτεται σε μεγάλο ποσοστό από στεριά (βλέπε ηπείρους Αμερική, Ευρώπη, Ασία). Την περίοδο του χειμώνα πέφτει περισσότερη βροχή και χιόνι στη στεριά. Αυτό το νερό προέρχεται κυρίως από τις θάλασσες και τους ωκεανούς (ακολουθώντας τον κύκλο του νερού για να καταλήξουν και πάλι στις θάλασσες). Έτσι η στάθμη του νερού της θάλασσας μειώνεται την χειμερινή περίοδο και στη μεσόγειο, λόγω των αυξημένων βροχοπτώσεων/ χιονοπτώσεων στην ξηρά.


3. Άλλα μετεωρολογικά φαινόμενα που εμφανίζονται σε μεγάλη έκταση (μεγάλη κλίμακα), όπως π.χ. βαρομετρικά χαμηλά (καταιγίδες), ισχυροί άνεμοι, κυματισμοί, κλπ.

Σκεφτείτε την ακραία περίπτωση των τυφώνων που φτάνουν στη στεριά: το βαρομετρικό χαμηλό που επικρατεί πάνω από τη θάλασσα έχει από μόνο του σαν αποτέλεσμα την ανύψωση της στάθμης της θάλασσας (φουσκοθαλασσιά). Έπειτα τα κύματα που δημιουργούνται από τους δυνατούς ανέμους είναι ικανά να σπρώχνουν συνεχώς νερό προς τις παράκτιες περιοχές και έτσι να δημιουργείται ανύψωση της στάθμης της θάλασσας στις ακτές. Το αποτέλεσμα είναι οι παράκτιες περιοχές (ιδιαίτερα αυτές που βρίσκονται κοντά στο επίπεδο της θάλασσας) να πλημμυρίζουν. 


4. Κινήσεις ωκεάνιων ή θαλασσίων ρευμάτων.

Τα ωκεάνια ρεύματα μεταφέρουν τεράστιες ποσότητες θερμότητας σε μεγάλες αποστάσεις (υπάρχουν θερμά και ψυχρά ρεύματα). Εκτός από τα επιφανειακά ρεύματα, εντοπίζονται και ρεύματα στα βάθη των ωκεανών. Ο σχηματισμός των ωκεάνιων ή θαλασσίων ρευμάτων μπορεί να είναι αποτέλεσμα πολλών παραγόντων, ανάμεσα σε αυτά οι άνεμοι που πνέουν πάνω από τη θάλασσα, η εξάτμιση του θαλασσινού νερού (το αλάτι δεν εξατμίζεται οπότε έχουμε αύξηση της αλατότητας του θαλασσινού νερού) και η ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας πάνω από τη θάλασσα. Γενικά διαφορές στην αλατότητα και στη θερμοκρασία του θαλασσινού νερού μπορεί να προκαλέσουν κίνηση ρευμάτων. Η δύναμη Coriolis που οφείλεται στην περιστροφή της Γης και προκαλεί την αλλαγή πορείας των ανέμων, μπορεί να προκαλέσει και την αλλαγή πορείας των ωκεάνιων ρευμάτων.

Το πώς ακριβώς τα θαλάσσια ρεύματα επηρεάζουν τη στάθμη της θάλασσας συνδυάζεται με τα μετεωρολογικά φαινόμενα που επικρατούν πάνω από τους ωκεανούς ή τις θάλασσες.


5. Αστρονομικά φαινόμενα.

Η συνδυασμένη επίδραση της έλξης της σελήνης και του ήλιου προκαλεί παλίρροιες. Ο όρος παλίρροια δηλώνει την περιοδική μεταβολή (αυξομείωση) της στάθμης της θάλασσας. Αυτές μπορεί να έχουν από πολύ μικρή επίδραση ανοιχτά των ωκεανών μέχρι πολύ μεγάλη επίδραση στις παράκτιες περιοχές (αυξομείωση της στάθμης της θάλασσας ως και πάνω από 10 μέτρα!). Κατά την άνοδο της στάθμης της θάλασσας στη διάρκεια μιας παλίρροιας μπορεί να πραγματοποιηθεί μεταφορά κυμάτων προς τις ακτές.
Στη Μεσόγειο θάλασσα οι παλίρροιες είναι ελάχιστες καθώς η επαφή με τον Ατλαντικό ωκεανό είναι σε πολύ στενό σημείο (Γιβραλτάρ). Και τέτοια φαινόμενα (παλίρροιες) για να εκδηλωθούν έντονα θα πρέπει (υποθέτω) να υπάρχει μεγάλη ενιαία έκταση νερού που να συντονίζεται με τις κινήσεις της σελήνης και του ήλιου, όπως δηλαδή στους ωκεανούς.

Τέλος, οι μεταβολές στη συχνότητα περιστροφής της Γης γύρω από τον εαυτό της και το γεγονός ότι ο άξονας της Γης είναι κεκλιμένος ως προς το επίπεδο περιφοράς της Γης γύρω από τον ήλιο έχουν μια επίδραση (πολύ μικρή όμως) στο σχηματισμό παλιρροιών.


6. Ακραία φαινόμενα (π.χ. τσουνάμι, σεισμοί).

Ακραία φαινόμενα μπορεί να αλλάξουν (παροδικά ή μόνιμα) τη στάθμη της θάλασσας. Οι σεισμοί (και γενικά οι γεωλογικές μετατοπίσεις του φλοιού της Γης) μπορεί να ανυψώσουν ένα τμήμα της στεριάς, οπότε η θάλασσα να φαίνεται πιο χαμηλά από ότι ήταν πριν. Μπορεί όμως και να ανυψώσουν τον πυθμένα των ωκεανών και έτσι η στάθμη της θάλασσας να ανέβει.

Η Μεσόγειος θάλασσα είναι μια «κλειστή» σχεδόν θάλασσα. Τα τελευταία 20 εκατομμύρια χρόνια εκτιμάται ότι η Μεσόγειος εξατμίστηκε, σχεδόν εξολοκλήρου 8 με 10 φορές! Αυτό φαίνεται να οφείλεται στις μετατοπίσεις των ηπείρων (π.χ. στο σημείο που είναι το Γιβραλτάρ το στενό έκλεινε και άνοιγε κατά καιρούς, με αποτέλεσμα όταν έκλεινε η Μεσόγειος να αρχίσει να χάνει νερό – λόγω του ότι υπερίσχυε η εξάτμιση – και σε 1 ή περισσότερες χιλιετίες εξατμιζόταν σχεδόν όλο το νερό, οπότε η στάθμη της Μεσογείου υποχωρούσε κατά μερικά χιλιόμετρα!!!). Όμως υπάρχουν και άλλες ίσως αιτίες που μπορεί να συνέβαλαν στην επανάληψη της εξάτμισης της Μεσογείου τα τελευταία 20 εκατομμύρια χρόνια, όπως ευρύτερες αλλαγές στο κλίμα.


7. Τοπογραφία μιας περιοχής.

Για παράδειγμα, μια παράκτια περιοχή που είναι εκτεθειμένη σε ανέμους και σε θαλάσσια ρεύματα (π.χ. ένα ακρωτήρι) θα έχει διαφορετικές μεταβολές στη στάθμη της θάλασσας σε σχέση με μια γειτονική περιοχή που είναι προστατευμένη (π.χ. ένας κόλπος). 
Η μορφολογία του πυθμένα της θάλασσας κοντά σε μια παράκτια περιοχή μπορεί να έχει διαφορετική επίδραση στο σχηματισμό κυμάτων (ύψος, ταχύτητα, ενέργεια), τα οποία φέρνουν νερό προς την ακτή.
Η παλίρροια του Ευρίπου (στη Χαλκίδα) φαίνεται να είναι συνδυασμός της τοπογραφίας της περιοχής και της επίδρασης της παλίρροιας.


8. Αλλαγές στο κλίμα της Γης.

Είκοσι χιλιάδες χρόνια πριν από σήμερα ξεκίνησε η μεσοπαγετώδης (θερμή) περίοδος στη Γη. Δηλαδή, το κλίμα της Γης άρχισε να γίνεται ξανά πιο ζεστό. Τότε η Γη καλυπτόταν με παγετώνες σε πολύ μεγαλύτερες εκτάσεις από ότι σήμερα. Έτσι εκτιμάται ότι η στάθμη των ωκεανών/ θαλασσών ήταν χαμηλότερη κατά 120 περίπου μέτρα. Καθώς άρχισε το κλίμα να γίνεται θερμότερο, οι πάγοι έλιωναν σταδιακά και το νερό διοχετευόταν στους ωκεανούς, με αποτέλεσμα να ανεβεί η στάθμη της θάλασσας.
Όμως το κλίμα της Γης όπως έχει διαπιστωθεί παρουσιάζει μεταβολές και σε μικρότερες χρονικές περιόδους (αιώνες ή δεκαετίες). Και φυσικά οι μεταβολές αυτές μπορεί να είναι εντονότερες όταν αναφερόμαστε σε συγκεκριμένες περιοχές της Γης, π.χ. την Βόρεια Ευρώπη (και όχι για όλη τη Γη με μέσους όρους). Για παράδειγμα κοντά στο 1200 μ.Χ. και για περίοδο διακοσίων περίπου χρόνων το κλίμα στον Βόρειο Ατλαντικό ωκεανό ήταν πιο ζεστό από ότι είναι σήμερα! Τότε στη Γροιλανδία υπήρχαν εκτάσεις χωρίς πάγο που τις καλλιέργησαν οι Βίκινγκς! Αντίθετα, κοντά στο 1700 μ.Χ. και για μια περίοδο 200 χρόνων το κλίμα της Αγγλίας ήταν αρκετά ψυχρότερο από ότι είναι σήμερα.
Αν η μέση θερμοκρασία της Γης συνεχίσει να ανεβαίνει (όπως δείχνουν τα στοιχεία των τελευταίων δεκαετιών), τότε θα λιώσουν περισσότεροι πάγοι και θα ανέβει και άλλο η στάθμη της θάλασσας. Ίσως κατά 1 περίπου μέτρο μέχρι το 2100.


Πηγές: