Αεροχείμαρροι και μεταφορά σκόνης από τη Β. Αφρική προς την Ευρώπη

Α. Το μοντέλο των τριών κυττάρων που περιγράφει τη βασική ατμοσφαιρική κυκλοφορία σε κάθε Ημισφαίριο της Γης είναι ιδεατό. Προφανώς, σε καθημερινή βάση οι διαφορές που παρατηρούμε στην πραγματική κυκλοφορία είναι πολλές και μεγάλες. Αναφορικά με το τι πραγματικά συμβαίνει με το κύτταρο κυκλοφορίας του Hadley που συνδέεται με την ύπαρξη του υποτροπικού αεροχειμάρρου ισχύουν τα παρακάτω:

(α) Οι άνεμοι που παρατηρούνται στον ανώτερο κλάδο του κυττάρου Hadley δεν κατευθύνονται ακριβώς από τον ισημερινό προς τον πόλο, αλλά λόγω της δύναμης Κοριόλις εκτρέπονται προς τα δεξιά. Στο γεωγραφικό πλάτος των 30^ο, με την ακτίνα περιστροφής να ελαττώνεται, αυξάνεται η ταχύτητά τους, σύμφωνα με την αρχή της διατήρησης της στροφορμής. Αυτός είναι ο λόγος της ύπαρξης του υποτροπικού αεροχειμάρρου που κατευθύνεται από τα δυτικά προς τα ανατολικά κυκλώνοντας τη Γη και το χειμώνα παρουσιάζεται ενισχυμένος έχοντας τρία εμφανή μέγιστα. Στην ανώτερη ατμόσφαιρα θερμοκρασιακές διαφορές παρατηρούνται  στην περιοχή του υποτροπικού αεροχειμάρρου, αλλά η δημιουργία του δεν οφείλεται σε αυτές. Αυτή είναι η θεμελιώδης διαφορά του από τον αεροχείμαρρο του πολικού μετώπου (πολικό αεροχείμαρρο) που δημιουργείται λόγω θερμοκρασιακής διαφοράς.

(β) Σύμφωνα με το μοντέλο κυκλοφορίας του Hadley, στην επιφάνεια που βρίσκεται κάτω από τον υποτροπικό αεροχείμαρρο επικρατούν καθοδικά ρεύματα και υψηλές πιέσεις. Τη θερινή περίοδο και στις περιοχές ξηράς, όπως είναι η Σαχάρα, η θεωρία αυτή ανατρέπεται, καθώς λόγω της υπερθέρμανσης από το Ήλιο αναπτύσσονται ανοδικές κινήσεις (θερμικά χαμηλά). Με αυτό τον τρόπο, η περιοχή των τροπικών παύει να έχει την πρωτοκαθεδρία στις ανοδικές κινήσεις και ουσιαστικά ο ανοδικός κλάδος του κυττάρου της κυκλοφορίας του Hadley ξεκινά από την περιοχή των 30^ο. Έτσι, το καλοκαίρι ο υποτροπικός αεροχείμαρρος μετατοπίζεται προς τα μεγαλύτερα γεωγραφικά πλάτη και χάνει τα αμιγή (χειμωνιάτικα) χαρακτηριστικά του.

(γ) Το καλοκαίρι, ο υποτροπικός αεροχείμαρρος είναι ο πρωταγωνιστής στη μεταφορά θερμών αερίων μαζών τροπικής προέλευσης στα μέσα γεωγραφικά πλάτη που οδηγεί σε συνθήκες καύσωνα. Μάλιστα, με την αντικυκλωνική κάμψη του είναι αυτός που δημιουργεί τον λεγόμενο θόλο θερμότητας (heat dome) που κάνει τους καύσωνες ισχυρότερους και μεγαλύτερης διάρκειας. Όμως, όπως όλοι γνωρίζουμε, σε συνθήκες καύσωνα δεν παρατηρούνται επεισόδια (οριζόντιας) μεταφοράς σκόνης από τη Β. Αφρική. Αυτό που παρατηρείται είναι ξηρά αχλύς αποτέλεσμα της βύθισης του ως ένα βαθμό σκονισμένου αέρα λόγω των συνοπτικής κλίμακας καθοδικών κινήσεων.

Β. Καμιά μεταφορά σκόνης από τη Β. Αφρική προς την Ευρώπη δεν θα παρατηρούνταν στο βαθμό που όλοι γνωρίζουμε, αν δεν υπήρχε ο κατάλληλος μηχανισμός που λειτουργεί σε τρείς φάσεις: (α) στη φάση της ανύψωσης της σκόνης από την επιφάνεια της ερήμου, (β) στη φάση της μεταφοράς της και (γ) στη φάση της απόθεσής της, ξηρής ή υγρής (λασποβροχή). Στη φάση της ανύψωσης της σκόνης, που είναι εκ των ων ουκ άνευ, το κυρίαρχο αίτιο είναι οι υφέσεις και κυρίως εκείνες που δημιουργούνται στα υπήνεμα της οροσειράς του Άτλαντα όταν ένα αποκομμένο χαμηλό ή μια σκάφη χαμηλών υψών της ανώτερης ατμόσφαιρας κινηθεί προς την οροσειρά από τα ΒΔ. Προφανώς, το χαμηλό ή η σκάφη που προαναφέρθηκαν πηδαλιουχούνται από τον πολικό αεροχείμαρρο, αλλά ο συγκεκριμένος αεροχείμαρρος δεν είναι αυτός που ωθεί τη σκόνη προς την Ευρώπη.

Την άνοιξη, οι νεαρές σαχαριανές υφέσεις -είτε ως υποτροπικά φαινόμενα είτε ως εξωτροπικά φαινόμενα- έχουν κάτι κοινό. Βρίσκουν ευνοϊκό περιβάλλον ανάπτυξης και αυτό δεν είναι τίποτε άλλο παρά η ισχυρή βαροκλινική ζώνη που εκτείνεται από τα δυτικά προς τα ανατολικά παράλληλα προς τις νότιες ακτές της Μεσογείου. Με την υπερθέρμανση του Ήλιου και κυρίως με τις δυναμικές διαδικασίες που προκαλούνται από τα μέγιστα του αεροχειμάρρου (απόκλιση ψηλά, σύγκλιση στην επιφάνεια) οι σαχαριανές υφέσεις συχνά ενισχύονται σημαντικά (βαθαίνουν), μετατρεπόμενες σε σκονοθύελλες . Τότε, ο ανερχόμενος γεμάτος σκόνη αέρας «παραλαμβάνεται»  από το ισχυρό Ν-ΝΔ ρεύμα που επικρατεί μπροστά από τις υφέσεις σχεδόν σε όλα τα ύψη της τροπόσφαιρας και οδηγείται προς τη Ν. Ευρώπη. Να σημειωθεί στο σημείο αυτό ότι στην ανύψωση της σκόνης ρόλο παίζουν και οι χαμηλού ύψους αεροχείμαρροι (αεροχείμαρροι χαμηλού ύψους μπροστά από το ψυχρό μέτωπο και νυκτερινοί αεροχείμαρροι) και ότι, όπως ειπώθηκε, οι μεγαλύτερες ποσότητες σκόνης μεταφέρονται σε ύψη από τα 1,5 ως τα 5 χιλιόμετρα.

Όταν ο πολικός αεροχείμαρρος κατεβαίνει στη ΒΔ Αφρική, μπαίνει στα χωράφια του υποτροπικού αεροχειμάρρου. Στις περιπτώσεις αυτές ο υποτροπικός αεροχείμαρρος μπορεί να βρεθεί πάνω από τον πολικό αεροχείμαρρο (υπέρθεση) ή να γίνει συγχώνευση των δύο αεροχειμάρρων, με αποτέλεσμα τη δημιουργία ενός ισχυρότερου αεροχειμάρρου. Και στις δυο περιπτώσεις η διαδικασία γένεσης σκονοθύελλας ενισχύεται, με ό,τι αυτό συνεπάγεται για τη μεταφορά της σκόνης στη Ν. Ευρώπη. Μελέτες έδειξαν ακόμα ότι η μεταφορά ορμής από τον υποτροπικό αεροχείμαρρο προς τα κάτω αλλά και άλλες δυναμικές διαδικασίες μπορούν να οδηγήσουν στην ενίσχυση του Ν-ΝΔ ανέμου στα κατώτερο στρώμα της τροπόσφαιρας, αλλά αυτές από μόνες τους δεν μπορούν να εξηγήσουν τα  επεισόδια μεταφοράς σκόνης μεγάλης έντασης.