Επιμέλεια κειμένου - φωτογραφίες : Δημήτρης Καραγεωργίου

Κατά τον Αριστοτέλη, μετεωρολογία σήμαινε «περί ανέμων και υδάτων». Αυτό ήταν το κύριο θέμα στις συζητήσεις με τους μαθητές του ...

... στην Αθήνα του 4ου π.Χ. αιώνα, τα συμπεράσματα των οποίων καταγράφηκαν στη Μετεωρολογία, την πρώτη επίσημη εργασία πάνω στο θέμα, που οι βασικές της αρχές αποτελούν σημείο αναφοράς έως σήμερα.
 

Έτσι κατά τη «λογική» εξήγηση των πραγμάτων, ο ήλιος ανέτειλε από τη γη κι απέπνεε δύο είδη υγρών, ένα που αποκαλούσε βροχή κι ένα ζεστό και ξηρό που ονόμασε αέρα. Αυτά τα δύο στοιχεία, σε συνδυασμό, δημιούργησαν τα σύννεφα κάτω από συγκεκριμένες θερμοκρασιακές συνθήκες, ενώ η όξυνση του φαινομένου δημιουργούσε βαρύτερα φαινόμενα, όπως καταιγίδες.
 

Πέρα όμως από το σπουδαίο φιλόσοφο και επιστήμονα, ένας μαθητής του ο Θεόφραστος προχώρησε περισσότερο στο θέμα συντάσσοντας το βιβλίο των Σημείων, όπου περιγράφονται 80 σημάδια βροχής, 45 αέρα και 50 καταιγίδας. Τα περισσότερα από αυτά επιβεβαιώνονται στις μέρες μας και επιστημονικά.

Δίκαια λοιπόν οι πρόγονοί μας θεωρούνται πρωτοπόροι της επιστήμης.
 

Σήμερα βεβαίως η μετεωρολογία βασίζεται σε μετρήσεις θερμοκρασίας, κατευθύνσεων, ταχύτητας, πίεσης και άλλων παραμέτρων με αποτελέσματα θαυμαστής πολλές φορές ακρίβειας, όπου βέβαια βοηθούν τα τελειότατα όργανα. Διανύθηκε όμως μια περίοδος άνθησης και προόδου στο συγκεκριμένο τομέα επιστημών με κοιτίδα την Ιταλία, αρχής γενομένης τον 17ο αιώνα.
 

Γόνος παλιάς και πλούσιας οικογένειας της Τοσκάνης, ο Δούκας Φερδινάνδος ΙΙ παρέκλινε από την παράδοση της φαμίλιας προς την Ιατρική, διοχετεύοντας τα ενδιαφέροντά του στη μελέτη των καιρικών φαινομένων. Επηρεασμένος από τον Αριστοτέλη, οργανώνει φιλοσοφικές συζητήσεις, παίρνοντας μέρος και στις εργασίες της Ακαδημίας Πειραμάτων, όπου οι θεωρίες μεταφέρονται στο εργαστήριο.
 

Σταθμό στην εξέλιξη της επιστήμης αποτέλεσε η γνωριμία του με τον Γαλιλαίο, φιλόσοφο και μαθηματικό, όμως με κλονισμένη υγεία, εξαιτίας των τιμωριών για τις περί σύμπαντος θεωρίες του, που αποτελούσε σημείο αναφοράς και πόλο έλξης για όλους τους επιστήμονες-ερευνητές της εποχής.
 

Στην ομάδα προστέθηκε αργότερα κι ο Torricelli, νέος, ενθουσιώδης και λαμπρός επιστήμων. Τρεις μήνες αργότερα, ο Γαλιλαίος πεθαίνει και τη θέση του στην ομάδα, καταλαμβάνει σιγά-σιγά ο νεοφερμένος. Αυτή η αναρρίχηση, σηματοδοτεί και την αρχή της άνθησης της επιστήμης μετά πολλούς αιώνες σιωπής.
 

Το μεγαλύτερο μέρος των πειραμάτων του εργαστηρίου, αφιερώθηκε στην εφαρμογή των θεωριών του Αριστοτέλη. Το 1640, μαθητής του Γαλιλαίου κατέρριψε τη θεωρία ύπαρξης κενού όπως και αυτήν που υποστηρίζει ότι το φως δε διαχέεται στο κενό. Λίγο αργότερα, το 1644, ο Torricelli με το πείραμα στους σωλήνες υδραργύρου, κατέληξε στη διατύπωση της αρχής που ακόμη και σήμερα γίνεται αποδεκτή σαν η αιτία δημιουργίας θυελλωδών ανέμων. Οι διαφοροποιήσεις στη στάθμη των σωλήνων, παρατηρήθηκε πως είχαν άμεση σχέση με τα καιρικά φαινόμενα και οι σχέσεις άρχισαν να καταγράφονται. Στους σωλήνες μπήκαν διαβαθμίσεις και η συσκευή πέρασε στα μετεωρολογικά όργανα. Ήταν το πρώτο βαρόμετρο.
Λίγα χρόνια πριν, γύρω στο 1600, ο γαλιλαίος υποστήριζε ότι ο αέρας όταν θερμαίνεται αυξάνει σε όγκο και αντίθετα όταν ψύχεται. Στο εργαστήριο εμφανίστηκε ένα όργανο, ένα φλασκί με μακρύ λεπτό λαιμό και λόγο νερό. Καταγράφηκαν οι διαφοροποιήσεις της στάθμης όταν αυτό ζεσταινόταν και κρύωνε ενώ λίγο αργότερα διαβαθμίστηκε για την καταγραφή των διαφοροποιήσεων. Ήταν το πρώτο θερμόμετρο.
Κατά τη διάρκεια των πειραμάτων ο Φερδινάνδος αντικατέστησε το νερό με πιο πτητικά υγρά, όπως το κρασί και τάπωσε το ανοικτό άκρο. Η εξέλιξη όμως ήρθε αργότερα στις αρχές του 18ου αιώνα από τον Φαρενάιτ ο οποίος κατέγραψε δύο πολύ βασικά μεγέθη, το σημείο πήξης στους 32ο F και το σημείο βρασμού στους 212ο F στην κλίμακα του.
 

Στο εργαστήριο πλέον επικρατεί ενθουσιασμός. Για πιο εμπεριστατωμένη μελέτη και καταγραφή αποτελεσμάτων ιδρύονται σταθμοί παρατήρησης, σε 7 ακόμη πόλεις, ενώ παράλληλα και πάντα με βάση τα δεδομένα των αρχαίων ελλήνων, ερευνάται η θεωρία της υγρασίας του αέρα και ο κύκλος επαναφοράς του νερού στη γη. Οι πρώτες παρατηρήσεις για την εξάτμιση του νερού ανατρέχουν στον 15ο αιώνα όπου σημειώνεται η διαφορά βάρους ενός μάλλινου υφάσματος βρεγμένου και στεγνού.
 

Το σοβαρότερο πείραμα για την υγρασία του αέρα έγινε και πάλι από τον Φερδινάνδο σ’ ένα σωλήνα μισογεμάτο πάγο, με επαναλήψεις του σε διαφορετικά μέρη, για να καταγράφουν διαφορετικά αποτελέσματα. Ήταν το πρώτο υγρόμετρο.
 

Το 1670 ο μεγάλος αυτός ερευνητής Φερδινάνδος ΙΙ, Μέγας Δούκας της Τοσκάνης πεθαίνει, αφήνοντας πίσω του ανυπολόγιστο επιστημονικό έργο.
 

Το 1667, στα ήδη υπάρχοντα όργανα, ο βρετανός φυσικός Robert Hooke προσθέτει το ανεμόμετρο. Είναι τα καλύτερα εφόδια που είχε μέχρι τότε ο άνθρωπος για την παρατήρηση και την έρευνα των φαινομένων του αέρα, οπότε αρχίζει μια νέα εποχή για την επιστήμη.
 

Στα 1686, ο βρετανός αστρονόμος Royal Edmund Halley, γνωστός από τον κομήτη, πέρασε δύο χρόνια παρατήρησης και έρευνας στο νησί της Αγίας Ελένης στον Ατλαντικό. Διατυπώνει νέο ορισμό για το φαινόμενο του αέρα με την επενέργεια των ηλιακών ακτινών που είναι μεγαλύτερη στον Ισημερινό, το κοντινότερο σημείο της γης στον ήλιο. Κι όπως θερμαίνεται ο αέρας ο αέρας γύρω από μία φωτιά κι ανεβαίνει προς τα επάνω, ψυχρότερες μάζες κινούνται για να τον αντικαταστήσουν. Έτσι θεμελιώνεται κατά τον Halley η κίνηση του αέρα, ο άνεμος.
 

Το 1735, ο λονδρέζος δικηγόρος George Hadley, παρουσίασε ένα χάρτη ρευμάτων αέρος, που τα φαινόμενά του αν και είχαν καταγραφεί και από τον Halley, παρέμειναν ανεξήγητα. Γιατί δηλαδή παρατηρούνται τυφώνες μόνο στη «θερμή» ζώνη του πλανήτη. Η εξήγηση του Hadley ήταν απλή. Στον Ισημερινό η Γη κινείται πιο γρήγορα απ’ ότι κοντά στους πόλους.
 

Τόσο ο Halley, όσο κι ο Hadley συμφωνούσαν σ’ ένα σημείο. Ότι οι θύελλες ήταν φαινόμενα τοπικά, που δεν εξαπλώνονταν σε ευρύτερες περιοχές. Οι πιο εμπεριστατωμένες μελέτες και σημειώσεις όμως έγιναν από τον αμερικανό, βοηθό τυπογράφου Franklin, αρχής γενομένης το 1743. Στις μελέτες του καταγράφονται σωρεία φαινομένων που οι σκέψεις και τα συμπεράσματα του από αυτά, αγγίζουν στην ύπαρξη ενός άλλου φαινομένου απαρατήρητου μέχρι τότε, του κυκλώνα.
 

Η σκυτάλη περνάει στον William Redfield, γιος αμερικάνου ναυτικού με πλούσιες εμπειρίες, αυτοδίδακτου και με μόνο βοήθημα τη βιβλιοθήκη του Dr William Tully. Δεινός πεζοπόρος , σε ηλικία 21 ετών διήνυσε 1.400 μίλια παρατηρώντας και καταγράφοντας τα πάντα. 11 χρόνια αργότερα ένα δεύτερο, ίδιο ταξίδι , τον φέρνει σε επαφή με περιοχές που επλήγησαν από τυφώνες , τους «hurricanes», όπως του έλεγαν οι ντόπιοι. Λέξη-παράγωγο της ινδικής urican, που σημαίνει μεγάλος αέρας. Οι καταστροφές ήταν τεράστιες.

Παρατήρησε από τα πεσμένα δέντρα, πως μόλις 70 μίλια πιο μακριά οι άνεμοι είχαν εντελώς διαφορετική κατεύθυνση κι έτσι κατέληξε στο συμπέρασμα πως επρόκειτο για μία τεράστια αέρινη δίνη, τον κυκλώνα.
 

Η απόδειξη όμως ήταν μακριά. Επί 10 χρόνια μάζευε στοιχεία αναλύοντας παρατηρήσεις από ημερολόγια πλοίων που έτυχαν σε τέτοια φαινόμενα, καταγράφοντας τα συμπεράσματά του σε τεράστιους χάρτες που εκδόθηκαν το 1831 από το Αμερικάνικο Ινστιτούτο Επιστημών. Υποστήριζε πως τα φαινόμενα ακολουθούν δεξιόστροφη κυκλική πορεία σε μορφή ελατηρίου. Στο κέντρο ακριβώς υπάρχει ηρεμία, ενώ όταν το φαινόμενο πλησιάζει οι ενδείξεις στο βαρόμετρο διαφέρουν σημαντικά. Ακόμη, οι μεγάλοι κυκλώνες μπορεί να έχουν διάμετρο έως 1.000 μίλια και να ταξιδέψουν έως 3.000 μίλια, με ταχύτητα 30 μίλια την ώρα.
 

Τ’ αποτελέσματα των ερευνών του έγιναν γρήγορα αποδεκτά. Θαυμαστής του Redfield, ο άγγλος μηχανικός William Reid, αφιέρωσε κι αυτός τη ζωή του στην παρατήρηση, έρευνα και συλλογή στοιχείων για τα φαινόμενα του αέρα. Δημιούργησε ένα τεράστιο αρχείο που περιλάμβανε και μαρτυρίες διασωθέντων. Βασικός πληροφοριοδότης του ο καπετάνιος Henry Piddington, Κυβερνήτης της Calcutta, έμπειρος θαλασσοπόρος στις θάλασσες των Δυτικών Ινδιών.
 

Πέρα όμως από την καταγραφή και παρατήρηση των φαινομένων, ο αμερικανός δάσκαλος James Pollard Espy, προχώρησε στην εξήγηση των φαινομένων, παρατηρώντας την κίνηση, το σχήμα και το χρώμα από τα σύννεφα που τα συνόδευαν. Υποστήριζε πως τα ρεύματα αέρα συνέκλιναν προς το κέντρο απ’ όλες τις κατευθύνσεις, σε αντίθεση με τον Redfield και μάλιστα χρησιμοποίησε ως πειστήριο στοιχεία από τ’αρχεία του Reid, όπως όμως τον βόλευε. Οι δύο άνδρες πέθαναν προσπαθώντας ο καθένας να καταξιώσει τη δική του θεωρία, χωρίς να γνωρίζουν ότι –σύμφωνα με τα σημερινά δεδομένα- ήταν βάσιμες κι οι δύο.
 

Η ανακάλυψη του τηλεγράφου από τον Samuel Morse το 1844, βοήθησε σημαντικά στην οργάνωση και λειτουργία σταθμών παρατήρησης που στο τέλος του 19ου αι. λειτουργούσαν σε διάφορα μέρη. Μετά την καταστροφή μέρους του Αγγλογαλλικού στόλου στην Κριμαία από τυφώνα και τα δεινά που ακολούθησαν του χειμώνα 1854-1855 ο Γάλλος αστρονόμος Urbain Jean Joseph Leverrier - που ανακάλυψε τον Neptune-σκέφθηκε κι εφάρμοσε τον τηλέγραφο, σαν μέσο προειδοποίησης προς τους ναυτιλλόμενους για επερχόμενους τυφώνες και συναφή φαινόμενα. Μάλιστα έπεισε τον Ναπολέοντα τον Γ’ να υπογράψει διάταγμα για τη λειτουργία 19 τέτοιων σταθμών με καθημερινές αναφορές. Παρόμοιο σύστημα ιδρύθηκε στην Αγγλία μετά το ναυάγιο ατμόπλοιου με 450 νεκρούς.
 

Στην Αμερική είχε ήδη ιδρυθεί ανάλογο σύστημα με λειτουργία 500 σταθμών και το σύστημα λειτουργούσε καλύτερα, βοηθούμενο από το νέο τηλέγραφο του Morse. Έτσι καθημερινές αναφορές συνέρρεαν στο Smithsonian Institution όπου η καταγραφή γινόταν σε χάρτες. Δυστυχώς η λειτουργία του ανεστάλη από τον εμφύλιο για να επανέλθει με έγκριση του προέδρου Lincoln.
 

Η εξέλιξη στην πράξη ήταν πως με βάση τα σημερινά δεδομένα, γίνονταν για πρώτη φορά πρόγνωση του καιρού της επόμενης. Οι φοβεροί τυφώνες του 1868 με τρομερές καταστροφές σε άψυχο κι έμψυχο υλικό οδήγησαν το Κογκρέσο να αναθέσει στο στρατό τη δημιουργία επίσημου φορέα μετεωρολογικών μελετών, με κέντρο την Washington D.C. Η αναφορά στοιχείων δίνονταν ανά 12ωρο από 284 καλά εξοπλισμένους σταθμούς κι η συγκέντρωση κι επεξεργασία τους γίνονταν από ομάδες επιστημόνων. Έτσι σε μικρό χρονικό διάστημα τυπωμένες πληροφορίες υπήρχαν σε 7.000 ταχυδρομικά γραφεία της χώρας για την ενημέρωση του κοινού.
 

Παρ’ όλη την έξαρση οργάνωσης στον τομέα πρόγνωσης –πια – η καθ’ αυτό μητέρα γνώσης δεν ήταν ούτε η Ευρώπη, ούτε η Αμερική, αλλά οι Δυτικές –τότε- Ινδίες που συγκέντρωναν τα περισσότερο γνωστά φαινόμενα στον πλανήτη.
 

Το 1870 ο ισπανός κληρικός-ερευνητής Benito Viñes ονομάστηκε Διευθυντής του Βασιλικού Κολλεγίου του Belen στην Αβάνα. Για τα επόμενα 23 χρόνια ασχολήθηκε με την έρευνα των φαινομένων που προκαλούν τις θύελλες. Παρατήρησε, χωρίς να μπορεί να εξηγήσει, ότι οι τυφώνες διαφέρουν κατά εποχή ακολουθώντας σταθερές πορείες. Πρώτος κατέγραψε σαν παράμετρο κι ονόμασε το γνωστό cirro-stratus σύννεφο, βασικό οπτικό σημάδι πρόγνωσης. Η πιστότητα κι επαλήθευση αργότερα, των προβλέψεων του Viñes τον καθιέρωσαν και στον τύπο της εποχής που άρχισε να προβάλει τις προβλέψεις του. Ήταν ο πρώτος που κατάφερε να συνδέσει θεωρία και πράξη, πρόγνωση αν θέλετε.

Έτσι στην αυγή του 20ου αιώνα η μετεωρολογία σαν επιστήμη ξεκινούσε με γοργά βήματα για την εξέλιξη της εποχής μας, με τους υπολογιστές και τους διαστημικούς σταθμούς.
 

 Βιβλιογραφία:

Time Life Book \"Planet Earth\"
The birth of Meteorology.
Meteorology through the years.