Επιτόπιες μετρήσεις χιονιού

Σύνταξη άρθρου: Κ. Αλεξόπουλος, Γ. Κύρος, Κ. Λαγουβάρδος

Ε.Α.Α - Πεντέλη, Τρίτη 4 Μαρτίου 2025, 15:00

Οι επιτόπιες μετρήσεις των μετεωρολογικών συνθηκών μιας περιοχής αποτελούν βασικό και αναπόσπαστο μέρος της ολοκληρωμένης κατανόησης του καιρού. Συγκεκριμένα για το χιόνι, οι τομείς που επηρεάζονται από αλλαγές στη χιονόστρωση και χιονοκάλυψη εκτείνονται από την παροχή νερού για ύδρευση, άρδευση και παραγωγή υδροηλεκτρικής ενέργειας, μέχρι την πρόγνωση κινδύνου χιονοστιβάδας, πλημμύρας, κλπ. Βασικές μετρήσεις στον τομέα της υδρολογίας χιονιού – του επιστημονικού κλάδου δηλαδή που μελετά τη δυναμική του χιονιού σε σχέση με τον υδρολογικό κύκλο – είναι το ύψος της χιονόπτωσης, το ύψος της χιονόστρωσης (=χιόνι στο έδαφος), η έκταση της χιονοκάλυψης. Η πιο χρήσιμη παράμετρος είναι η περιεκτικότητα του χιονιού σε νερό – γνωστή στον κλάδο ως snow water equivalent.

Η πραγματοποίηση επιτόπιων μετρήσεων χιονιού γίνεται κυρίως με δύο τρόπους. Ο πρώτος είναι μέσω μετεωρολογικών σταθμών εξοπλισμένων με χιονομετρικούς αισθητήρες για την καταγραφή του ύψους χιονόπτωσης και χιονόστρωσης. Παρόλα αυτά, καθώς το χιόνι στην Ελλάδα συσσωρεύεται κατά βάση σε μεγάλα και συνήθως δυσπρόσιτα υψόμετρα, η εγκατάσταση και συντήρηση δικτύου τέτοιων σταθμών αποτελεί δύσκολο έργο, με αποτέλεσμα οι περισσότερες μετρήσεις να πραγματοποιούνται χειροκίνητα.

Ο πιο παραδοσιακός τρόπος χειροκίνητων επιτόπιων μετρήσεων γίνεται με τους αποκαλούμενους λάκκους χιονιού «snow-pits», ακολουθώντας τα παρακάτω βήματα.

Βήμα πρώτο: Εντοπίζουμε μία μεγάλη έκταση με ομοιογενείς συνθήκες χιονοκάλυψης και χιονόστρωσης. Αυτές τις συναντάμε συνήθως σε πλαγιές ή οροπέδια, μακριά από γκρεμούς και εμπόδια όπως βράχους ή υψηλή βλάστηση (δέντρα, θάμνους) που επηρεάζουν διαφορετικά τη συσσώρευση χιονιού (π.χ. «ανεμοσούρι» στην περίπτωση βράχων.

Εικόνα 1. Εντοπισμός ανοιχτής θέσης χωρίς εμπόδια και με ομοιόμορφη κατανομή χιονοκάλυψης. Βαρδούσια, Φεβρουάριος 2025. (© Κ. Σοφικίτης).

Βήμα δεύτερο: Μετράμε το ύψος της χιονόστρωσης, χρησιμοποιώντας συνήθως μέτρο ή σόντα («avalanche probe»). Η μέτρηση αυτή θα μας χρησιμεύσει αργότερα για τον υπολογισμό της αντιστοιχίας του χιονιού σε νερό.

Εικόνα 2. Μέτρηση ύψους χιονόστρωσης με μέτρο ή σόντα (δεξιά) & σκάψιμο λάκκου/snow-pit. (© Γ. Κύρος).

Βήμα τρίτο: Σκάβουμε τον λάκκο («snow-pit») μέχρι τη βάση της χιονόστρωσης – το έδαφος. Με τον τρόπο αυτό, αναγνωρίζουμε τα διαφορετικά στρώματα της χιονόστρωσης όπως αυτά έχουν δημιουργηθεί από τις αντίστοιχες κακοκαιρίες/χιονοπτώσεις αλλά και τα φαινόμενα που τις έχουν ακολουθήσει. Παραδείγματος χάριν, στην χιονόστρωση του Μαρτίου ενδέχεται να βρούμε:

• φρέσκο ή ελαφρώς λιωμένο χιόνι στο πάνω στρώμα από πρόσφατες χιονοπτώσεις, ακολουθούμενο από 
• ένα στρώμα πάγου από της υψηλές θερμοκρασίες του προηγούμενου μήνα που έλιωσαν το παλιό χιόνι και τις πολύ ψυχρές θερμοκρασίες που ακολούθησαν και το ξαναπάγωσαν, 
• συμπυκνωμένο λιωμένο χιόνι με μεγάλους κρυστάλλους στο κατώτερο στρώμα, από τις πρώτες χιονοπτώσεις του χειμώνα (Δεκέμβριος-Ιανουάριος).

Εικόνα 3. Λάκκος βάθους 4.6 μέτρων (σόντα ύψους 2 μέτρων για κλίμακα) με τρύπες από δειγματοληψίες πυκνότητας χιονιού με density cutter. Η μέτρηση πραγματοποιήθηκε στα 1660 μ της Βόρειας όψης της Δίρφυς, την 1η Μαρτίου 2025. (© Κ. Αλεξόπουλος).

Βήμα τέταρτο: Καθ’ ύψος του λάκκου που σκάψαμε, χρησιμοποιούμε το «density cutter» - μια γωνιακή σέσουλα δεδομένου όγκου συνήθως ίσου με 1000 cm³ (=1 λίτρο), για να κάνουμε δειγματοληψίες χιονιού από όλα τα διαφορετικά στρώματα. Κάθε δείγμα, το ζυγίζουμε, και διαιρούμε τη μάζα του με τον όγκο, προκειμένου να υπολογίσουμε την πυκνότητα του χιονιού.

Εικόνα 4. Ζύγιση δείγματος από το density cutter. (© Γ. Κύρος).

Βήμα πέμπτο: Τέλος, αφού πάρουμε δείγματα από όλα τα στρώματα της χιονόστρωσης, υπολογίζουμε την μέση πυκνότητα, και την πολλαπλασιάζουμε με το συνολικό ύψος της για να καταλήξουμε στην αντιστοιχία του χιονιού σε νερό.

Με την πραγματοποίηση πολλών τέτοιων μετρήσεων σε διαφορετικές γεωγραφικές τοποθεσίες (π.χ. υψόμετρο, γεωγραφικό μήκος & πλάτος, κλίση εδάφους, προσανατολισμός) αλλά και χρονικές στιγμές, μπορούμε να δημιουργήσουμε μία πολύτιμη βάση δεδομένων που μας επιτρέπει να κατανοήσουμε τις αλλαγές στην περιεκτικότητα του χιονιού σε νερό.

Η Μονάδα ΜΕΤΕΟ του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών, σε συνεργασία με το Scott Polar Research Institute του University of Cambridge ηγούνται της έρευνας υδρολογίας χιονιού στην Ελλάδα με τη συλλογή δεδομένων χιονιού στα ελληνικά βουνά, ενώ ταυτόχρονα αναπτύσσουν εργαλεία παρακολούθησης της χιονοκάλυψης. Οι συστηματικές μετρήσεις και η χρήση εξελιγμένων μαθηματικών μοντέλων θα βοηθήσουν να καταλάβουμε καλύτερα το ρόλο του χιονιού στον υδρολογικό κύκλο.