Όταν μιλάμε για ακραίες βροχοπτώσεις και πλημμύρες, η προσοχή μας στρέφεται συνήθως στα βαρομετρικά χαμηλά, στις καταιγίδες και στα μεγάλα ύψη υετού που προβλέπουν τα αριθμητικά μοντέλα. Υπάρχει όμως ένας παράγοντας που συχνά λειτουργεί ως ένας σχεδόν «κρυφός πολλαπλασιαστής» της βροχής: η ορογραφία. Ένα βουνό δεν αποτελεί απλώς ένα εμπόδιο στη ροή του αέρα. Όταν ένα πολύ υγρό αέριο ρεύμα προσπίπτει πάνω σε μια ορεινή πλαγιά, αναγκάζεται να ανυψωθεί. Ψύχεται, συμπυκνώνει μεγαλύτερες ποσότητες υδρατμών και μπορεί να δημιουργήσει ή να ενισχύσει δραματικά τη βροχόπτωση. Εάν μάλιστα συνυπάρχουν σύγκλιση χαμηλών στρωμάτων και επίμονη τροφοδοσία υγρασίας, η καταιγίδα μπορεί να παραμένει σχεδόν καθηλωμένη πάνω στην ίδια προσήνεμη περιοχή. Αυτή είναι η μεγάλη δυσκολία: το μοντέλο μπορεί να έχει προβλέψει σωστά το γενικό καιρικό σύστημα και παρ’ όλα αυτά να αποτύχει θεαματικά στο τοπικό ύψος βροχής.

Μάνδρα 2017: η βροχή που ουσιαστικά «είδε» το radar

Η πλημμύρα της Μάνδρας στις 15 Νοεμβρίου 2017 αποτελεί ίσως το πιο διδακτικό ελληνικό παράδειγμα. Η πολυ-αισθητηριακή ανάλυση των Varlas et al. έδειξε ότι η καταστροφική καταιγίδα συνδεόταν στενά με την αλληλεπίδραση της υγρής ροής με το όρος Πατέρα και με έντονη σύγκλιση χαμηλών στρωμάτων. Η ορογραφία δεν ήταν μια δευτερεύουσα λεπτομέρεια του επεισοδίου· αποτέλεσε βασικό μέρος του μηχανισμού που συγκέντρωσε τόσο μεγάλη βροχή σε τόσο μικρή περιοχή.

Το σημαντικότερο όμως στοιχείο προήλθε από το X-band polarimetric radar του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών. Η χωροχρονική κατανομή της βροχής που κατέγραψε το radar έδειξε ποσότητες που έφτασαν περίπου τα 300 mm στον πυρήνα του επεισοδίου. Μεταγενέστερη ανάλυση της συγκεκριμένης πλημμύρας υπογράμμισε επίσης την εξαιρετικά μεγάλη χωρική ανομοιογένεια της βροχής. Για την ανακατασκευή του επεισοδίου χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα του κινητού radar του ΕΑΑ με χωρικό βήμα μόλις 150 μέτρων και χρονικό βήμα 2 λεπτών.

Και εδώ βρίσκεται ίσως το σημαντικότερο μάθημα της Μάνδρας: αν δεν υπήρχε το radar, θα γνωρίζαμε φυσικά ότι είχε συμβεί μια καταστροφή, αλλά θα ήταν πολύ δυσκολότερο να γνωρίζουμε πόση βροχή έπεσε πραγματικά, πού ακριβώς έπεσε και σε πόσο μικρό χρονικό διάστημα. Οι συμβατικοί σταθμοί είναι σημεία. Μια ακραία ορογραφική βροχή όμως μπορεί να αναπτύσσεται σε μια πολύ στενή ζώνη ανάμεσα στους σταθμούς και να περνά σχεδόν απαρατήρητη από ένα αραιό δίκτυο. Δεν είναι τυχαίο ότι σε μεταγενέστερη εργασία των Spyrou, Varlas et al., η εισαγωγή των μετρήσεων XPOL radar μαζί με άλλες παρατηρήσεις σε σύστημα assimilation και nowcasting επέτρεψε σημαντική βελτίωση της αναπαράστασης του επεισοδίου. Οι συγγραφείς εκτίμησαν ότι ένα τέτοιο σύστημα θα μπορούσε να έχει δώσει χρήσιμη προειδοποίηση ακόμη και 1–3 ώρες πριν.

Γένοβα 2011: ακόμη και τα 3 km μπορεί να μην είναι αρκετά

Στις 4 Νοεμβρίου 2011 η Γένοβα επλήγη από μια εξαιρετικά ισχυρή βροχόπτωση που προκάλεσε καταστροφικές αιφνίδιες πλημμύρες. Περίπου 500 mm βροχής καταγράφηκαν σε λίγες ώρες στην περιοχή.

Η μελέτη των Fiori και συνεργατών έδειξε πόσο σημαντικό ρόλο είχαν η υγρή θαλάσσια ροή, η σύγκλιση και η πολύπλοκη ορογραφία της Λιγουρίας στη δημιουργία και κυρίως στη διατήρηση του ισχυρού συστήματος βροχής. Το ιδιαίτερα ανησυχητικό στοιχείο είναι ότι ακόμη και προσομοιώσεις πολύ υψηλής ανάλυσης δεν αναπαρήγαγαν τέλεια το πραγματικό μέγιστο. Στη Γένοβα ένα σφάλμα λίγων μόνο χιλιομέτρων στη θέση της ζώνης σύγκλισης μπορεί να σημαίνει ότι ένα μοντέλο «ρίχνει» το μέγιστο της βροχής στη γειτονική πλαγιά ή στη γειτονική λεκάνη.

Για τη μετεωρολογία αυτό μπορεί να φαίνεται ως σχετικά μικρό χωρικό σφάλμα. Για την υδρολογία μιας μικρής λεκάνης όμως μπορεί να είναι η διαφορά ανάμεσα σε μια συνηθισμένη απορροή και σε μια καταστροφική flash flood. Η υδρολογική ανάλυση του επεισοδίου χαρακτηρίζει άλλωστε τη Γένοβα του 2011 ως χαρακτηριστικό παράδειγμα των αιφνίδιων πλημμυρών του μεσογειακού περιβάλλοντος.

Μαδέρα 2010: όταν το ίδιο το βουνό καθορίζει τη βροχή

Στη Μαδέρα, στις 20 Φεβρουαρίου 2010, οι ακραίες βροχές προκάλεσαν flash floods, κατολισθήσεις και δεκάδες θανάτους. Στη Funchal καταγράφηκαν 146,9 mm, ενώ σε ορεινό σταθμό της Μαδέρας καταγράφηκαν 333,8 mm. Η διαφορά αυτή από μόνη της δείχνει πόσο διαφορετική μπορεί να είναι η πραγματικότητα λίγα μόνο χιλιόμετρα ψηλότερα στο ανάγλυφο. Η εργασία των Luna et al. (2011) είναι ακόμη πιο αποκαλυπτική. Οι συγγραφείς χρησιμοποίησαν το WRF για να μελετήσουν την ένταση και την προβλεψιμότητα του επεισοδίου και κατέληξαν ότι η ορογραφία ήταν ο κύριος παράγοντας που εξηγούσε την εμφάνιση, το μέγεθος και τη χρονική εξέλιξη της βροχόπτωσης πάνω στο νησί. Άλλες προσομοιώσεις της ίδιας περίπτωσης έδειξαν ότι αλλαγές ακόμη και στο ψηφιακό μοντέλο εδάφους άλλαζαν αισθητά την προσομοιωμένη κατανομή και ένταση της βροχής. Η βροχόπτωση ήταν άμεσα συνδεδεμένη με την εξαναγκασμένη ανύψωση της υγρής ροής πάνω από το ορεινό ανάγλυφο. Η Μαδέρα, επομένως, μας δίνει ένα δεύτερο μεγάλο μάθημα: δεν αρκεί ένα μοντέλο να έχει μικρό grid. Πρέπει να αναπαριστά σωστά το πραγματικό ανάγλυφο, τη ροή πάνω σε αυτό και τις μικροφυσικές διεργασίες των νεφών.

Το ελληνικό πρόβλημα: πρέπει να ξαναμετρήσουμε τα βουνά

Και εδώ ερχόμαστε στην Ελλάδα. Για δεκαετίες υπήρχαν βροχομετρικές παρατηρήσεις σε ορεινές περιοχές οι οποίες είναι εξαιρετικά πολύτιμες για την κατανόηση της ορογραφικής βροχής. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί το Ασκύφου στα Λευκά Όρη, όπου ιστορικές υδρογεωλογικές μελέτες αναφέρουν βροχομετρικό σταθμό στα περίπου 740 m και τον χαρακτηρίζουν ως ιδιαίτερα σημαντικό για την κατανόηση του κλίματος και της υδρολογίας της περιοχής. Η συνέχεια τέτοιων μακροχρόνιων σειρών παρατηρήσεων σε ορεινά σημεία έχει τεράστια αξία. Η απώλεια ή διακοπή παλαιών ορεινών σειρών —είτε στην Κρήτη είτε στη Θεσσαλία και σε άλλα τμήματα της χώρας— δημιουργεί κενά τα οποία δύσκολα αναπληρώνονται εκ των υστέρων.  Τα τελευταία χρόνια η εικόνα έχει βελτιωθεί σημαντικά με την ανάπτυξη του δικτύου του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών/meteo.gr. Σήμερα υπάρχουν, μεταξύ άλλων, σταθμοί στα Τζερμιάδων στα 820 m και στο Οροπέδιο Ασκύφου στα 715 m, ενώ το Meteosearch συγκεντρώνει και αρχειοθετεί τις παρατηρήσεις του δικτύου των αυτόματων σταθμών του ΕΑΑ. Χρειάζονται όμως περισσότεροι. Χρειάζονται νέοι και αξιόπιστοι σταθμοί στα βουνά. Όχι μόνο για θερμοκρασία και άνεμο, αλλά κυρίως για βροχή, χιόνι και ισοδύναμο νερού χιονιού.

Και χρειάζονται επιτέλους μετεωρολογικά radar σε πλήρη και συνεχή επιχειρησιακή λειτουργία, με σωστή βαθμονόμηση και επαρκή κάλυψη των ορεινών περιοχών. Δεν είναι αποτυχία της αριθμητικής πρόγνωσης – είναι το όριό της Το σωστό συμπέρασμα από αυτές τις περιπτώσεις δεν είναι ότι «τα μοντέλα αποτυγχάνουν». Τα αριθμητικά μοντέλα είναι σήμερα εντυπωσιακά ισχυρά και συχνά προβλέπουν εγκαίρως το ευρύτερο επικίνδυνο περιβάλλον. Το πρόβλημα εμφανίζεται όταν ζητάμε από ένα grid λίγων χιλιομέτρων να μας πει αν πάνω σε μία συγκεκριμένη πλαγιά μιας συγκεκριμένης λεκάνης θα πέσουν 80, 150 ή 300 mm. Εκεί πρέπει να επιστρέψουμε στη μετεωρολογία της λεπτομέρειας , όπως στον άνεμο των 925 και 850 hPa, στην περιεκτικότητα της ατμόσφαιρας σε υγρασία, στη ροή υδρατμών, στη σύγκλιση, στη διεύθυνση της ροής σε σχέση με τον προσανατολισμό της πλαγιάς, στη διάρκεια της προσήνεμης ροής, στη σταθερότητα της ατμόσφαιρας και, πάνω απ’ όλα, στις πραγματικές παρατηρήσεις. Η Μάνδρα, η Γένοβα και η Μαδέρα μάς υπενθυμίζουν ότι το βουνό μπορεί να μετατρέψει μια ήδη ισχυρή βροχή σε κάτι πολύ μεγαλύτερο — και μάλιστα σε μια έκταση τόσο μικρή ώστε να μη χωρά καλά ούτε στο πλέγμα του μοντέλου ούτε ανάμεσα σε δύο μακρινούς βροχομετρικούς σταθμούς. Γι’ αυτό η απάντηση δεν είναι λιγότερα μοντέλα. Είναι καλύτερα μοντέλα, περισσότερα radar, πυκνότερο δίκτυο ορεινών παρατηρήσεων και λεπτομερέστερη μετεωρολογική και υδρολογική ανάλυση. Ίσως έτσι καταφέρουμε να μειώσουμε εκείνες τις «αστοχίες» που στην πραγματικότητα δεν είναι πάντα αστοχίες της πρόγνωσης, αλλά αποτέλεσμα ενός φαινομένου που εκδηλώνεται σε χωρικές κλίμακες μικρότερες από εκείνες που μπορούμε σήμερα να παρατηρήσουμε και να προβλέψουμε αξιόπιστα.

Πηγές -Βιβλιογραφία

• Varlas, G., et al. (2019). A Multi-Platform Hydrometeorological Analysis of the Flash Flood Event of 15 November 2017 in Attica, Greece. Remote Sensing, 11, 45. https://doi.org/10.3390/rs11010045
• Spyrou, C., Varlas, G., et al. (2020). Implementation of a Nowcasting Hydrometeorological System for Studying Flash Flood Events: The Case of Mandra, Greece. Remote Sensing, 12, 2784. https://doi.org/10.3390/rs12172784
• Costabile, P., et al. (2023/2024). High-resolution analysis of the 2017 Mandra flash flood using XPOL radar rainfall estimates. Water Resources Research. https://doi.org/10.1029/2023WR034599
• Bellos, V., et al. Hydrodynamic reconstruction of the 2017 Mandra flood using high-resolution radar rainfall fields. https://iris.unical.it/handle/20.500.11770/341752
• Fiori, E., et al. (2014). Analysis and hindcast simulations of an extreme rainfall event in the Mediterranean area: The Genoa 2011 case. Atmospheric Research. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169809513002809
• Silvestro, F., et al. (2012). A hydrological analysis of the 4 November 2011 event in Genoa. Natural Hazards and Earth System Sciences, 12, 2743–2752. https://nhess.copernicus.org/articles/12/2743/2012/
• Davolio, S., et al. High-resolution hydrometeorological simulations of the Genoa 2011 flash-flood event. Journal of Hydrometeorology. https://journals.ametsoc.org/view/journals/hydr/16/4/jhm-d-14-0094_1.xml
• Luna, T., et al. (2011). Modelling the extreme precipitation event over Madeira Island on 20 February 2010. Natural Hazards and Earth System Sciences, 11, 2437–2452. https://nhess.copernicus.org/articles/11/2437/2011/
• Fragoso, M., et al. (2012). The 20 February 2010 Madeira flash-floods: Synoptic analysis and extreme rainfall assessment. Natural Hazards and Earth System Sciences, 12, 715–730. https://nhess.copernicus.org/articles/12/715/2012/
• Teixeira, J. C., et al. (2014). Sensitivity of the WRF model to the lower boundary in an extreme precipitation event – Madeira Island case study. Natural Hazards and Earth System Sciences, 14, 2009–2025. https://nhess.copernicus.org/articles/14/2009/2014/
• Roe, G. H. (2005). Orographic Precipitation. Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 33, 645–671. https://doi.org/10.1146/annurev.earth.33.092203.122541

Θεόδωρος Ν. Κολυδάς
Διευθυντής Τομέα Υδρομετεωρολογίας και Φυσικών Καταστροφών εργαστηρίου Assist Δημοκριτείου Πανεπιστημίου Θράκης – Πρώην Υποδιοικητής ΕΜΥ και Διευθυντής Εθνικού Μετεωρολογικού Κέντρου – Μέλος της Επιστημονικής Επιτροπής της Έδρας UNESCO Con-E-Ect
© Το κείμενο διατίθεται με άδεια CC BY-ND 4.0. Επιτρέπεται η αναπαραγωγή με αναφορά στην πηγή και χωρίς τροποποίηση του περιεχομένου.