Επιμέλεια - φωτογραφίες : Δημήτρης Καραγεωργίου
Κατά τον Αριστοτέλη, μετεωρολογία σήμαινε "περί ανέμων και υδάτων". Αυτό ήταν ο κύριο θέμα στις συζητήσεις με τους μαθητές του, στην Αθήνα τον 4ου πΧ αιώνα, τα συμπεράσματα των οποίων καταγράφηκαν στη μετεωρολογία, την πρώτη επίσημη εργασία πάνω στο θέμα, που οι βασικές της αρχές αποτελούν σημείο αναφοράς, ακόμη και στις μέρες μας.
Έτσι, κατά τη ‘ λογική ‘ εξήγηση των πραγμάτων, ο ήλιος ανέτελλε από τη γη και απέπνεε δύο είδη υγρών, ένα που αποκαλούσε βροχή και ένα ζεστό και ξηρό, που ονόμασαν αέρα. Αυτά τα δύο στοιχεία σε συνδυασμό, δημιουργούσαν τα σύννεφα κάτω από συγκεκριμένες θερμοκρασιακές συνθήκες, ενώ όξυνση του φαινομένου, προκαλούσε βαρύτερα φαινόμενα, όπως οι 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 μερες μας και επιστημονικά, Δίκαια λοιπόν, οι πρόγονοί μας θεωρούνται πρωτοπόροι της επιστήμης.
Σήμερα 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 κοιτιδα την Ιταλία, αρχής γενομένης το 17ο αιώνα.
Γόνος παλιάς και πλούσιας οικογένειας της Τοσκάνης, ο δούκας Φερδινάνδος ΙΙ, ξέφυγε από την παράδοση της φαμίλιας στην ιατρική, διοχετεύοντας τα ενδιαφέροντά του στη μελέτη των καιρικών φαινομένων. Επηρεασμένος από τον Αριστοτέλη, οργάνωνε φιλοσοφικές συζητήσεις, παίρνοντας μέρος και στις εργασίες της Ακαδημίας Πειραμάτων, όπου οι θεωρίες μεταφέρονταν στο εργαστήριο. Σταθμό στην εξέλιξη της επιστήμης αποτέλεσε η γνωριμία του με το Γαλιλαίο, φιλόσοφο και μαθηματικό, με κλονισμένη όμως υγεία, ες αιτίας 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 και ο Toricelli, ενθουσιώδης και λαμπρός επιστήμων. Τρεις μήνες αργότερα, ο Γαλιλαιος πέθανε και τη θέση του στην ομάδα κατέλαβε σιγά-σιγά ο νεοφερμένος. Αυτή η αναρρίχηση, σηματοδότησε και την αρχή της άνθησης της επιστήμης μετά από 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 υποστήριζε ότι, το φως δεν διαχέεται στο κενό. Λίγο αργότερα, το 1644, ο Τoricelli με το πείραμα στους σωλήνες υδραργύρου, κατέληξε στη διατύπωση της αρχής, που ακόμα και σήμερα γίνεται αποδεκτή, σαν η αιτία δημιουργίας θυελλωδών ανέμων. Οι διαφοροποιήσεις στη στάθμη των σωλήνων, παρατηρήθηκε πώς είχαν άμεση σχέση με τα καιρικά φαινόμενα και οι σχέσεις άρχισαν να καταγράφονται. Στους σωλήνες μπήκαν διαβαθμίσεις και η συσκευή πέρασε στα μετερεωλογικα όργανα. Ήταν το πρώτο βαρόμετρο.
Λίγα χρόνια πριν, γύρω στα 1600, ο Γαλιλαίος υποστήριζε ότι ο αέρας, όταν θερμαίνεται, αυξάνει σε όγκο και αντίθετα ελαττώνεται, όταν ψύχεται. Στο εργαστήριο εμφανίστηκε ένα καινούργιο όργανο, ένα φλασκί με μακρύ λαιμό και λίγο νερό. Καταγράφηκαν οι διαφοροποιήσεις της στάθμης, όταν αυτό ζεσταινόταν και κρύωνε, ενώ λίγο αργότερα διαβαθμίστηκε για την καταγραφή και εδώ 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 το Φαρενάιτ, ο οποίος κατέγραψε δύο πολύ βασικά μεγέθη: το σημείο πήξης στους 32 F και το σημείο βρασμού στους 212 F στην κλίμακά του. Στο εργαστήριο πλέον επικρατούσε ενθουσιασμός. Για πιο εμπεριστατωμένη μελέτη και καταγραφή αποτελεσμάτων, ιδρύθηκαν σταθμοί παρατήρησης σε επτά ακόμα πόλεις, ενώ παράλληλα και πάντα με βάση τα δεδομένα των αρχαίων Ελλήνων, ερευνήθηκε 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, οπότε σημειώθηκε η διαφορά βάρους ενός μάλλινου υφάσματος, βρεγμένου και στεγνού. Το σοβαρότερο πείραμα για την υγρασία του αέρα έγινε και πάλι από το Φερδινάνδο σε ένα σωλήνα μισογεμάτο με πάγο, με επαναλήψεις του σε διαφορετικά μέρη, για να καταγραφούν διαφορετικά αποτελέσματα. Ήταν το πρώτο υγρόμετρο.
Το 1670 ο μεγάλος αυτός ερευνητής Φερδινάνδος ΙΙ, Μέγας Δούκας της Τοσκάνης πέθανε, αφήνοντας πίσω του ανυπολόγιστο επιστημονικό έργο. Το 1667, στα ήδη υπάρχοντα όργανα, ο Βρετανός φυσικός Robert Hooke πρόσθεσε το ανεμόμετρο. Ήταν τα καλύτερα εφόδια, που είχε μέχρι τότε ο άνθρωπος για την παρατήρηση και την έρευνα των φαινομενων του αερα, οπότε άρχισε 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. Διατύπωσε νέο ορισμό για το φαινόμενο τoυ αέρα, με την επενέργεια τω ηλιακών ακτίνων, που είναι μεγαλύτερη στον Ισημερινό κοντινότερο σημείο της γης στον ήλιο. Και οπως θερμαίνεται ο αέρας γύρω μια φωτιά και ανεβαίνει προς τα επάνω, ψυχρότερες μάζες κινούνται για να τον αντικαταστήσουν. Έτσι θεμελιώνεται κατά τον Hallel κίνηση του αέρα, ο άνεμος, Το 1735 ο Λονδρέζος δικηγόρος George Hadley παρουσίασε ένα χάρτη ρευμάτων αέρα, που τα φαινόμενά του, αν και είχαν καταγραφεί από τον Halley, παρέμεναν ανεξήγητα. Γιατί δηλαδή παρατηρούνται τυφώνες μόνο στη θερμή ζώνη του πλανήτη, Η εξήγηση του Hadley ήταν απλή. Στον Ισημερινό η γη κινείται πιο γρήγορα από ό,ΤΙ κοντά στους πόλους.
Τόσο ο Halley όσο και Hadley, συμφωνούσαν σε ένα σημείο Ότι οι θύελλες ήταν φαινόμενα τοπικά, που δεν εξαπλώνονταν σε ευρύτερες περιοχές. Οι πιο εμπεριστατωμένες μελέτες και σημειώσεις όμως, έγιναν απ τον Αμερικανό βοηθό τυπογράφου Franklin, αρχής γενομένης το 1743. Στις μελέτες του, καταγράφεται σωρεία φαινομένων. Οι σκέψεις και τα συμπεράσματά του από αυτά, άγγιξαν την ύπαρξη ενός άλλου φαινομένου, απαρατήρητου μέχρι τότε. Του κυκλώνα.
Η σκυτάληάλη πέρασε στον William Redfield, γυιό Αμερικάνου ναυτικού με πλούσιες εμπειρίες, αuτoδίδακτoυ και με μόνo βοήθημα τη βιβλιοθήκη τoυ Dr. William Tully. Δεινός πεζoπόρoς, σε ηλικία 21 ετών διήνυσε 1.400 μίλια, παρατηρώντας και καταγράφοντας τα πάντα.
Ένδεκα χρόνια αργότερα, ένα δεύτερο ίδιο ταξίδι τον έφερε σε επαφή με περιοχές, που επλήγησαν από τυφώνες, τους ‘hurricanes‘, όπως τους 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 και έτσι κατέληξε στο συμπέρασμα πως επρόκειτο για μια τεράστια αέρινη δίνη. Τον κυκλώνα.
Η απόδειξη όμως ήταν μακριά. Επί 10 χρόνια μάζευε στοχεία, αναλύοντας παρατηρήσεις από ημερολόγια πλοίων, που έτυχαν σε τέτοια φαινόμενα και καταγράφοντας τα συμπεράσματα του σε τεράστιους χάρτες, που εκδόθηκαν το 1831 από το Αμερικανικό 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. Ακόμα, οι μεγάλοι κυκλώνες μπορεί να έχουν διάμετρο έως 1.000 μίλια και να ταξιδεύουν έως 3.000 μίλια, με ταχύτητα περίπου 30 μίλια την ώρα.
Τα αποτελέσματα των ερευνών του έγιναν γρήγορα αποδεκτά. Θαυμαστής του Redfield, ο Άγγλος μηχανικός William Reid αφιέρωσε και αυτός τη ζωή του στην παρατήρηση, έρευνα και συλλογή στοιχείων για τα φαινόμενα του αέρα. Δημιούργησε ένα τεράστιο αρχείο, που περιελάμβανε και μαρτυρίες διασωθέντων. Βασικός πληροφοριοδότης του ήταν ο καπετάνιος Henry Piddington κυβερνήτης του "Calcuta", έμπειρος θαλασσοπορος στις θάλασσες των Δυτικών lνδιών.
Πέρα όμως από την καταγραφή και παρατήρηση των φαινομένων, ο Αμερικανός δάσκαλος PoIlard Espy, προχώρησε στην εξηγησή τους, παρατηρώντας την κίνηση, το σχήμα και το χρώμα των νεφών που τα συνόδευαν. Υποστήριξε πως τα ρεύματα αέρα συνέκλιναν προς το κέντρο από όλες τις κατευθύνσεις, σε αντίθεση με τον Redfield και μάλιστα χρησιμοποιούσε ως πειστήριο στοιχεία από τα αρχεία του Reid, όπως όμως τον βόλευε. Οι δύο άνδρες πέθαναν, προσπαθώντας να καταξιώσουν ο καθένας τη δική του θεωρία, χωρίς να γνωρίζουν ότι, σύμφωνα με τα σημερινά δεδομένα, ήταν βασιμες και οι δύο.
Η ανακάλυψη του τηλέγραφου από τον Samuel Morse το 1844 βοήθησε σημαντικά στην οργάνωση και λειτουργία σταθμών παρατήρησης, που στο τέλος του 190υ αιώνα, λειτουργούσαν σε διάφορα μέρη. Μετά την καταστροφή μέρους του Αγγλο-Γαλλικού στόλου στην Κριμαία από τυφώνα και τα δεινά, που ακολούθησαν το χειμώνα 18541855, ο Γάλλος αστρονόμος Urbain Jean Joseph Leverrier, που ανακάλυψε τον πλανήτη Ποσειδώνα, σκέφτηκε και εφάρμοσε τον τηλέγραφο σαν μέσο προειδοποίησης προς τους ναυτιλομένους για επερχόμενους τυφώνες και συναφή φαινόμενα. Μάλιστα έπεισε το 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 αναλογο σύστημα με 500 σταθμούς, που λειτουργούσε καλύτερα, βοηθούμενο από το νέο τηλέγραφο του Morse. Έτσι, καθημερινές αναφορές συνέρρεaν στο Smithsonian institution, όπου η καταγραφή γινόταν με 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, γινόταν για πρώτη φορά πρόγνωση του καιρού της επομένης. Οι φοβεροί τυφώνες του 1868 με τρομερές καταστροφές σε άψυχο και έμψυχο υλικό, οδήγησαν το Κογκρέσσο να αναθεσει στο στρατό τη δημιουργία επίσημου φορέα μετεωρολογικών μελετών, με κέντρο τη Washinghton D.C. Η αναφορά στοιχείων δινόταν ανά 12ωρο από 284 καλά εξοπλισμένους σταθμούς και η συγκέντρωση και επεξεργασια τους γινόταν από ομαδες 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 πιά, η μητέρα της γνώσης δεν ήταν ούτε η Ευρώπη ούτε η Αμερική, αλλά οι Δυτικές – τότε - lνδίες, που συγκέντρωναν τα περισσότερα γνωστά φαινόμενα στον πλανήτη. Το 1870 ο Ισπανός κληρικός ερευνητής Benito Vines έγινε διευθυντής του Βασιλικού Κολλεγίου του Belen στην Αβάνα. Για τα επόμενα 23 χρόνια σχολήθηκε με την έρευνα των φαινομένων, που προκαλούν τις θύελλες. Παρατήρησε χωρίς να μπορεί να το εξηγήσει ότι, οι τυφώvες διαφέρουν κατά εποχή, ακολουθώντας σταθερές πορείες. Πρώτος κατέγραψε σαν παραμετρο και ονομασε γνωστό cirro-stratus σύννεφο, βασικό οπτικό σημάδι πρόγνωσης. Η πιστότητα και επαλήθευση αργότερα των προβλέψεων του Vines, τον καθιέρωσαν στον τύπο της εποχης, που αρχισε να προβάλει τις προβλέψεις του. Ήταν ο πρώτος, που κατάφερε να συνδέσει θεωρία και πρόγνωση αν θέλετε. Έτσι, στην αυγή του 200υ αιώνα η μετεωρολογία σαν επιστήμη, ξεκινούσε με γοργά βήματα για να φθάσει στην εξέλιξη της εποχής μας με τους υπολογιστές και τους διαστημικούς σταθμούς.
Βιβλιογραφίa:
Time Life Book "Planet Earth"
The birth of Meteorology.
Meteorology through the years.
