Otto τροπική καταιγίδα στον Ατλαντικό Ωκεανό

Από RemoteSensing Wiki

1 Συνοπτική Ιστορία

Ανοικτά της ανατολικής ακτής των Ηνωμένων Πολιτειών κινήθηκε αργά προς ανατολάς διακοπής ρεύματος, μεταξύ των Βερμούδων και των νήσων Αζορών . Αργότερα, μια ισχυρή επάνω κατώτερα επίπεδα στο βορρά προς νότο και ξεκίνησε την ανάπτυξη ενός extratropical χαμηλή κατά μήκος του εμπρόσθιου περίπου 1000 min νοτιοδυτικά των Αζορών Νήσων από 0000 UTC .  Λόγω της ισχυρής αποτελέσματα baroclinic του άνω-χαμηλή, η αποφρακτικού επιφάνεια χαμηλής πίεσης σύστημα γρήγορα εμβάθυνση και έγινε μια μεγάλη φουρτούνα περιοχή αργότερα την ίδια ημέρα.  Το πάνω-κατώτερων επίπεδο συνέχισαν να σκάψουν προς νότο και τελικά να αναπτύξει μια οριακή χαμηλό στα νότια του αποφρακτικού επιφάνεια χαμηλής στις 26 Νοεμβρίου.
Η επιφάνεια και άνω χαμηλά επίπεδα κινήθηκε γενικά southwestward σε 5-10 kt παράλληλα για τις επόμενες τρεις ημέρες.  Αδύναμη ridging στα βόρεια της άνω-σχηματίζονται χαμηλά πάνω από την επιφάνεια χαμηλής και τη μεταφερόμενη banding χαρακτηριστικά άρχισε να αναπτύσσεται κοντά στο χαμηλό κέντρο επίπεδο.  Επιπλέον, τα δεδομένα επιφανειακά και αναλύσεις από την τροπική την τροπική Πρόβλεψη Κέντρου Ανάλυσης και Πρόβλεψη Branch (TAFB) ανέφερει ότι η πρόσθια δομή που σχετίζονται με τον κυκλώνα είχε διασκορπίζεται. Ταξινομήσεις δορυφορικών Ντβόρζακ από τις διάφορες υπηρεσίες μέσω δορυφόρου εκείνη τη στιγμή δείχνουν ότι Υποτροπικών Θύελλα Otto συσταθεί για 1000 n mi ανατολικά-νοτιοανατολικά των Βερμούδων γύρω στο 1200 UTC .  Το "καλύτερο κομμάτι" διάγραμμα της πορείας του κυκλώνα που δίνεται στο σχήμα 1, ενώ είναι οι καλύτερες θέσεις τροχιάς και εντάσεις που αναφέρονται στον πίνακα 1.  Ανέμου και οικόπεδα πίεση εμφανίζονται στο Σχήμα 2 και Σχήμα 3, αντίστοιχα.
Μετά Otto απέκτησε υποτροπικά χαρακτηριστικά, τον κυκλώνα μεταφέρθηκε northwestward με αδυναμία στα μέσα της δεκαετίας επίπεδο υποτροπικά κορυφογραμμή που βρίσκεται στο βόρειο τμήμα της.  Συναγωγή συνέχισε να αυξάνεται πάνω από το χαμηλό κέντρο επίπεδο και Advanced Microwave Sounding Unit (AMSU) πληροφοριών από δορυφόρο θερμοκρασία αναφέρει το σύστημα απέκτησε αρκετά θερμό-βασικά χαρακτηριστικά που πρέπει να θεωρηθεί ως τροπική καταιγίδα στο 1200 UTC 30 του Νοεμβρίου, περίπου 700 μίλια ανατολικά ν των Βερμούδων .  Για τις επόμενες 2 ημέρες, τον κυκλώνα meandered σε σχετικά δροσερό νερό (θάλασσα-επιφανειακές θερμοκρασίες των 21-23 ° C) και κάτω από μια περιοχή με σχετικά χαμηλή κάθετη ψαλίδα μεταξύ του άνω-που βρίσκεται χαμηλά προς τα νότια της και μια άλλη ασθενέστερες επάνω βρίσκεται χαμηλά να βορειοανατολικά της.  Τα οριακά ευνοϊκή επάνω διάγραμμα ροής επίπεδο Otto επιτρέπεται να διατηρήσει ορισμένες κεντρικές βαθιά αγωγής θερμότητας.  Η τροπική καταιγίδα γύρισε αργά southeastward την 1η Δεκεμβρίου ως προς βόρεια νοτιοδυτικοί μέσα σε ανώτερο επίπεδο, αυξημένη ροή στην ανατολική πλευρά του πολλαπλασιαστική κορυφογραμμή στα ανοικτά της ανατολικής ακτής των ΗΠΑ.  Ωστόσο, η κατακόρυφη διάτμηση αυξήθηκε επίσης προκαλεί το βαθύ συναγωγή να εγκαταλείψει τα σπίτια τους στα νοτιοανατολικά του κέντρου, η οποία προκάλεσε μια αργή τάση αποδυνάμωσης.  Otto εξασθένησε σε τροπική καταιγίδα.  Mid-level παρασύρεται ξηρό αέρα, σε συνδυασμό με την αυξανόμενη κάθετη διάτμηση, διαβρωθεί τελικά την συναγωγή και Otto εκφυλίστηκε σε ένα μη μεταφερόμενη υπόλοιπο σύστημα χαμηλής πίεσης, στις 3 Δεκεμβρίου περίπου 800 μίλια νοτιοανατολικά ν των Βερμούδων.  Για τις επόμενες 2 ημέρες, η ευρεία απομεινάρι παρασυρθεί αργά προς νότο και southwestward πριν διαχέουν γύρω στο 1200 UTC 5 Δεκ περίπου 800 μίλια βορειοανατολικά του ν βόρειο Leeward Islands. 

Εικόνα 1: Χάρτης ευρύτερης περιοχής μελέτης, στον οποίο φαίνονται οι περιοχές του Δοξάτου και της Νικήσια- νης.

2 ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ

Α) Ριπίδιο Νικήσιανης Το ριπίδιο της Νικήσιανης είναι ένα ριπίδιο με μεγάλη κλίση, αποτελούμενο από χονδρόκοκκα υλικά αποσαθρώσεως γνευσίων, μαρμάρων και γρανιτών. Τοπικά παρατηρούνται λατυποπαγή προερχόμενα από μάρμαρα. Μερικώς, το κάτω τμήμα του ριπιδίου καλλιεργείται. Β) Ριπίδιο Δοξάτου Το ριπίδιο του Δοξάτου είναι ένα ριπίδιο μικρής κλίσεως, αποτελούμενο από σύγχρονες προ- σχώσεις (λεπτόκοκκο υλικό, χαλαρά κροκαλοπαγή και κόκκινες άργιλοι). Στο παρελθόν η περιοχή του ριπιδίου αποτελούσε, κατά πάσα πιθανότητα, το λιμναίο Δέλτα του χειμάρρου του Δοξάτου (Γάκης et al. 2004). Η περιοχή του ριπιδίου καλλιεργείται.

3 ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΣ ΕΡΕΥΝΑΣ

Στην παρούσα εργασία χρησιμοποιήθηκαν τα εξής διαθέσιμα δεδομένα: α) δορυφορικές εικόνες 1)LANDSAT-5/TM (10-08-1992) και διακριτικής ικανότητας 30 μέτρων 2)TERRA/ASTER (10-05-2002), διακριτικής ικανότητας 15, 30 και 90 μέτρων και 3)LANDSAT- 5/TM, διακριτικής ικανότητας 30 μέτρων (ελεύθερη πρόσβαση σε γεωμετρικά διορθωμένη εικόνα της NASA (https://zulu.ssc.nasa.gov/mrsid)) β) τοπογραφικοί χάρτες της Γεωγραφικής Υπηρεσίας Στρατού (Γ.Υ.Σ.) κλίμακας 1:50.000, Φύλ- λα: Δράμα, Καβάλα, Νικήσιανη και Κρηνίδες (Γ.Υ.Σ. 1970, 1970, 1969 και 1970), καθώς και κλίμα- κας 1:100.000, Φύλλα: Δράμα και Καβάλα (Γ.Υ.Σ. 1971) και 1:500.000,Φύλλο: Αλεξανδρούπολις- Ανδριανούπολις (Γ.Υ.Σ. 1979). γ) γεωλογικοί χάρτες του Ι.Γ.Μ.Ε., κλίμακας 1:50.000, Φύλλα: Δράμα, Κρηνίδες και Νικήσιανη- Λουτρά Ελευθερών (ΙΓΜΕ 1979, 1974 και 1974). δ) λογισμικά ψηφιακής επεξεργασίας εικόνων, EASI/PACE και ERDAS, και ε) λογισμικά Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών (ΓΣΠ/GIS) ArcGIS και MapInfo. Η ψηφιακή επεξεργασία των δορυφορικών εικόνων περιλαμβάνει ποικίλες τεχνικές βελτίωσής τους, έτσι ώστε να είναι κατάλληλες για οπτική ανάλυση. Οι τεχνικές αυτές περιλαμβάνουν: α) την ενίσχυση της εικόνας (enhancement) β) τους λόγους φασματικών ζωνών (ratioing) γ) την Ανάλυση Κυρίων Συνιστωσών (Principal Component Analysis/PCA) δ) την χρησιμοποίηση φίλτρων (filtering), και ε) την σύνθεση ψευδοέγχρωμων εικόνων (False Colour Composites/FCC) (Gupta, 1991, Drury, 1993, Sabins, 1997). Από τις παραπάνω τεχνικές ψηφιακής επεξεργασίας εικόνων, αυτές που έδωσαν τα καλύτερα αποτελέσματα ήταν η βελτίωση ψευδοέγχρωμων εικόνων με ενίσχυση της αντίθεσης με γραμμικό τρόπο (linear contrast stretch) και η Ανάλυση Κυρίων Συνιστωσών.

4 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΜΟΡΦΟΜΕΤΡΙΚΩΝ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΩΝ ΤΩΝ ΡΙΠΙΔΙΩΝ ΑΠΟ ΤΗΝ ΣΥΝΔΥΑΣΜΕΝΗ ΧΡΗΣΗ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΩΝ ΕΙΚΟΝΩΝ ΚΑΙ ΓΣΠ

Οι επεξεργασμένες ψευδοέγχρωμες δορυφορικές εικόνες 3,2,1/RGB του LANDSAT/TM και PC1,PC2,PC3/RGB του TERRA/ASTER, εισήχθησαν στο λογισμικό ArcGIS, όπου με την βοήθεια της γεωμετρικά διορθωμένης εικόνας 7,4,2/RGB LANDSAT/TM (NASA, UTMWGS84), έγινε αντίστοιχη γεωμετρική διόρθωση. Ακολούθησε ψηφιοποίηση των ριπιδίων επάνω στις δύο εικόνες. Με το πέρας της διαδικασίας αυτής, μετρήθηκαν η περίμετρος και το εμβαδόν των δύο ριπιδίων (πίνακας 2). Πίνακας 2. Περίμετρος και το εμβαδόν των εξεταζόμενων ριπιδίων ΡΙΠΙΔΙΟ ΝΙΚΗΣΙΑΝΗΣ ΡΙΠΙΔΙΟ ΔΟΞΑΤΟΥ ΠΕΡΙΜΕΤΡΟΣ=16,6 km ΕΜΒΑΔΟΝ=14,1 km2 ΠΕΡΙΜΕΤΡΟΣ=40,1 km ΕΜΒΑΔΟΝ=99,0 km2 ΚΛΙΣΗ=3,4% ΚΛΙΣΗ=0,4% Ο υπολογισμός της επιφάνειας και της περιμέτρου των ριπιδίων προέκυψε από την ανάλυση των δορυφορικών εικόνων (πίνακας 2). Η κλίση των ριπιδίων (πίνακας 2), το εμβαδόν και ο λόγος αναγλύφου των λεκανών απορροής (πίνακας 3) προέκυψαν από την ψηφιακή επεξεργασία των τοπογραφικών χαρτών της ΓΥΣ, κλίμα- κας 1/50.000 σε Γ.Σ.Π. Ο λόγος αναγλύφου Rh (Relief Ratio, Schumm 1955, 1956, Strahler 1964 από Αστάρα 1980) μετρήθηκε διότι εκφράζει το συνολικό βαθμό κλίσης της λεκάνης τροφοδοσίας (απορροής) και αποτελεί έτσι έναν δείκτη της έντασης των διεργασιών διαβρώσεως που έλαβαν χώρα στις κλιτύες της λεκάνης. Rh=H/Lh, όπου: Η=η μέγιστη υψομετρική διαφορά της λεκάνης απορροής και Lh=το μέγιστο μήκος της λεκάνης απορροής, προβαλλόμενο στο οριζόντιο επίπεδο Σύμφωνα με τους παραπάνω συγγραφείς, υπάρχει ισχυρή συσχέτιση μεταξύ του λόγου ανα- γλύφου και της απώλειας φερτών υλικών από το στόμιο της λεκάνης ανά μονάδα επιφάνειας της λεκάνης απορροής. Πίνακας 3. Λεκάνη Aπορροής Ριπιδίου Νικήσιανης Λεκάνη Απορροής Ριπιδίου Δοξάτου εμβαδόν=29,32 km2 εμβαδόν=322 km2 λόγος αναγλύφου=0,190 λόγος αναγλύφου=0.035 Από τα παραπάνω προκύπτει ο σαφής διαχωρισμός του ριπιδίου του Δοξάτου, μικρής κλίσης, μεγάλης έκτασης και αποτελούμενου από λεπτόκοκκα υλικά, με μορφολογικά χαρακτηριστικά δελ- ταϊκού σχηματισμού (Γάκης et al. 2004), και του ριπιδίου της Νικήσιανης, μεγάλης κλίσης, μικρής έκτασης και αποτελούμενου από χονδρόκοκκα υλικά. Συγκεκριμένα, σύμφωνα με τον Bloom (1998), όσο μικραίνει η κλίση του ριπιδίου, τόσο αυξάνει το εμβαδόν του. Πράγματι, από τον πίνακα 2, αυτό επιβεβαιώνεται στα ριπίδια της περιοχής μελέ- της μας. Επίσης, σύμφωνα με τον ίδιο συγγραφέα, το εμβαδόν του ριπιδίου ισούται με το 1/2 έως 1/3 του εμβαδού της αντίστοιχης λεκάνης απορροής. Από τους πίνακες 2 και 3, φαίνεται ότι το εμ- βαδόν του ριπιδίου της Νικήσιανης είναι το 1/2 του εμβαδού της αντίστοιχης λεκάνης απορροής, ενώ για το ριπίδιο του Δοξάτου, η σχέση αυτή φτάνει το 1/3 περίπου. Επίσης, σύμφωνα με τον Schumm (1955, από Αστάρα 1980), υπάρχει ισχυρή συσχέτιση μετα- ξύ του λόγου αναγλύφου και της απώλειας φερτών υλικών από το στόμιο μιας λεκάνης απορροής ανά μονάδα επιφάνειας της λεκάνης απορροής. Έτσι, από τη σύγκριση των λόγων αναγλύφου Rh των λεκανών απορροής (πίνακας 3), εξάγεται το συμπέρασμα ότι η απώλεια φερτών υλικών (sediment loss) ανά μονάδα επιφανείας από τη λεκάνη απορροής της Νικήσιανης είναι μεγαλύτερη από αυτή της λεκάνης απορροής του Δοξάτου. Η διαφορά στην απώλεια των φερτών υλικών έχει ως αποτέλεσμα, σύμφωνα με τον Bull (1968), την μεγάλη κλίση του ριπιδίου της Νικήσιανης σε αντίθε- ση με τη μικρή κλίση του ριπιδίου του Δοξάτου. Σύμφωνα με τους Hooke και Rohrer (1979, από Bloom 1998), τα ριπίδια μεγάλης κλίσης και αποτελούμενα από χονδρόκοκκα υλικά, σχηματίζονται σε ξηρό περιβάλλον (mud-flow fans or “dry” fans), ενώ τα ριπίδια μικρής κλίσης και αποτελούμενα από λεπτόκοκκα υλικά αναπτύσσονται σε υγρό περιβάλλον (fluvial fans or “wet” fans). Από τα παραπάνω, μπορούμε βάσιμα να υποθέσουμε ότι το ριπίδιο της Νικήσιανης αναπτύχθηκε σε ξηρό περιβάλλον, ενώ αυτό του Δοξάτου, σε υγρό. Το συμπέρασμα αυτό ενισχύει την άποψη των Γάκη et al. (2004) που χαρακτηρίζουν το ριπίδιο του Δοξάτου, Δελταϊκής προέλευσης.

Εικόνα 5: Οριοθέτηση ριπιδίου Νικήσιανης, με την βοήθεια της γεωμετρικά διορθωμένης εικόνας LANDSAT- 5/TM (3,2,1/RGB), 10-08-1992.

Εικόνα 6: Οριοθέτηση ριπιδίου Δοξάτου, με την βοήθεια της γεωμετρικά διορθωμένης εικόνας TERRA/ASTER (PC1,PC2,PC3/RGB), 10-05-2002

5 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ

Οι δορυφορικές εικόνες βοηθούν στην ακριβέστερη οριοθέτηση των ριπιδίων, από ότι αυτά εμ- φανίζονται στους γεωλογικούς χάρτες ή εξάγονται από το σχήμα των ισοϋψών καμπυλών στους τοπογραφικούς χάρτες. Συγκεκριμένα το χαμηλής κλίσης ριπίδιο του Δοξάτου δεν ήταν χαρτογρα- φημένο στο γεωλογικό χάρτη ως ριπίδιο, αλλά ως αλλουβιακός σχηματισμός. Για την χαρτογράφηση του μικρής κλίσης ριπιδίου του Δοξάτου (αποτελούμενου από λεπτόκοκ- κα υλικά), καταλληλότερη αποδείχθηκε η χρήση εικόνων TERRA/ASTER, εαρινής λήψης, ενώ για το μεγάλης κλίσης ριπίδιο της Νικήσιανης (αποτελούμενο από χονδρόκοκκα υλικά), η χρήση εικό- νων LANDSAT-5/TM, θερινής λήψης. Ο συνδυασμός των δορυφορικών εικόνων και των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών, θα μπορούσε να εφαρμοστεί και σε άλλες περιοχές όπου είναι επιθυμητή η γρήγορη χαρτογράφη- ση και μέτρηση μορφομετρικών στοιχείων, όπως έκταση και λόγος αναγλύφου των λεκανών τρο- φοδοσίας, και περίμετρος, κλίση και έκταση των ριπιδίων. Η ανωτέρω μεθοδολογία μπορεί να εφαρμοστεί στην βελτίωση και συμπλήρωση των υπαρχό- ντων γεωλογικών χαρτών. Επίσης, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εξαγωγή συμπερασμάτων για την κλίση και την κοκκομετρική σύσταση των ριπιδίων, κάτι που βοηθά ιδιαίτερα τους υδρογεω- λόγους, αφού στα υλικά των αλλουβιακών ριπιδίων παρουσιάζεται πλούσια υδροφορία. Τα τελευταία χρόνια, με την χρήση των εικόνων RADAR στις γεωεπιστήμες (Henderson και Lewis 1998), μπορούν να εξαχθούν ακριβέστερα συμπεράσματα για την κοκκομετρική σύσταση των ριπιδίων, καθώς οι τόνοι του τεφρού χρώματος στις εικόνες RADAR (RADAR-image brightness), έχουν σχέση με την διεισδυτικότητα των κυμάτων RADAR στην επιφάνεια των ριπιδί- ων. Ως γνωστόν (Drury 1993, Αστάρας 1993, Sabins 1997,) η διεισδυτικότητα των κυμάτων RADAR επηρεάζεται από την τραχύτητα και τις διηλεκτρικές ιδιότητες του εδαφικού καλύμματος των ριπιδίων, οι οποίες είναι άμεσα εξαρτώμενες από την κοκκομετρία και την υγρασία του εδαφικού καλύμματος.

Πηγή: Αστάρας Θ., Βουβαλίδης Κ. και Οικονομίδης Δ., ΟΡΙΟΘΕΤΗΣΗ-ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗ ΤΩΝ ΑΛΛΟΥΒΙΑΚΩΝ ΡΙΠΙΔΙΩΝ ΜΕ ΤΗ ΒΟΗΘΕΙΑ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΩΝ ΕΙΚΟΝΩΝ LANDSAT/TM ΚΑΙ TERRA/ASTER