Το χαλαζόμετρον

Το χαλαζόμετρον (Δίπλωμα ευρεσιτεχνίας 25713/4-2-64)

Όργανον μετρήσεως ποσότητος χαλάζης και μεγέθους κόκκων αυτής

Άρθρο του Θεόδωρου Μαλδογιάννη, φυσικού,

καθηγητού της Ζωσιμαίας Σχολής Ιωαννίνων (1965-68)

αργότερα βοηθού στην έδρα της Μετεωρολογίας του Πανεπιστημίου Ιωαννίνων,

στο περιοδικό Φυσικός Κόσμος (Τεύχος 12 Φεβρουάριος 1969)

……

2. Λειτουργία

Αρχίζει πίπτουσα η χάλαζα, της οποίας όλοι οι κόκκοι δεν είναι βεβαίως της ιδίας διαμέτρου. 

Καθώς δε ούτοι εισέρχονται δια του στομίου Τ Τ’ της λεκάνης Λ Λ΄ δια μέσου του κυκλικού ανοίγματος ΔΑΒΓ κυλίονται επί των πλεγμάτων και έκαστος χαλαζόκοκκος  αναλόγως της διαμέτρου αυτού, πίπτει εντός του αντιστοίχου κυλίνδρου, οι μεν μικροτέρας διαμέτρου δια μέσου των υψηλότερα ευρισκομένων πλεγμάτων λόγω της μικροτέρας πλευράς των τετραγωνιδίων των, οι δε μεγαλύτεροι δια μέσου των χαμηλώτερα ευρισκομένων τοιούτων λόγω της μεγαλυτέρας πλευράς των τετραγωνιδίων. 

Και όσα μεν περισσότερα πλέγματα υπάρχουν εις το χαλαζόμετρον διαφορετικής πλευράς τετραγωνιδίων τόσο περισσότερον ακριβέστερος γίνεται ο διαχωρισμός των χαλαζοκόκκων κατά διάμετρον.

3. Μετρήσεις

Μετά το πέρας της πτώσεως της χαλάζης, ανοίγομεν τας θυρίδας Θ1, Θ2, Θ3, και τη βοηθεία βαθμολογημένου εις εκατοστόμετρα σχοινίου ή κανόνος μετρώμεν το ύψος του δια της τήξεως των χαλαζοκόκκων προερχομένου ύδατος.

Γνωστής ούσης δε και της βάσεως του αντιστοίχου κυλίνδρου υπολογίζομεν το βάρος του ύδατος εκάστου κυλίνδρου και εξ αυτού εν σχέσει μετά του ολικού βάρους του ύδατος απάντων των κυλίνδρων, εξάγομεν το ποσοστόν της πτώσεως των χαλαζοκόκκων τάδε και τάδε διαμέτρου, όστις είναι και ο σκοπός του χαλαζομέτρου. 

.................................................................

Χάλαζα

(από το βιβλίον Περιγραφική Μετεωρολογία – Λεωνίδα Καραπιπέρη, καθηγητού Πανεπιστημίου Αθηνών)

Το φαινόμενον της χαλάζης συνίσταται εις την πτώσιν επί της επιφανείας της Γης τεμαχίων πάγου σφαιρικών ή ακανονίστου σχήματος, διαμέτρου μεγαλυτέρας των

5 mm.

 Όταν νέφη του είδους των σωρειτών και δη των σωρειτομελανιών (Cb) παρουσιάζουν μεγάλην κατακόρυφον ανάπτυξιν οπότε η θερμοκρασία των ανωτέρων τμημάτων αυτών κατέρχεται υπό το 0 C, τότε συμβαίνει παγοποίησις επί των πυρήνων πάγου και γενικώς μια ταχεία μετατροπή των εν υπερτήξει, υδροσταγονιδίων εις παγοκρυστάλλους.

Το φαινόμενον τούτο λαμβάνει χώραν εις θερμοκρασίας παραπλησίας των -18⁰C , ήτοι εις ύψη άνω των 5.000 m περίπου.

Εν τω μεταξύ μετά τον σχηματισμόν των πρώτων παγοκρυστάλλων οίτινες αποτελούν και τους πυρήνας των χαλαζοκόκκων, ούτοι μεγεθύνονται δια συγκρούσεων μεταξύ παγοκρυστάλλων και υδροσταγονιδίων εν υπερτήξει και σχηματίζουν μεγαλύτερους χαλαζοκόκκους και κοκκώδη χιόνα.

Όταν οι χαλαζόκοκκοι ούτοι δεν είναι δυνατόν να συγκρατηθώσι ή να παρασυρθώσι πλέον προς τα άνω δια των ανοδικών κινήσεων, τότε πίπτουν εντός του εν υπερτήξει νέφους, κάτω της κρισίμου επιφανείας και αυξάνουν ταχέως δια προσθήκης νέων παγοκρυστάλλων και υδροσταγονιδίων εν υπερτήξει.

Οι ούτω σχηματισθέντες χαλαζόκοκκοι εγκαταλείπουν τελικώς το νέφος και εάν φθάσουν εις την επιφάνειαν του εδάφους πριν ή τακούν, δίδουν το φαινόμενον της χαλάζης.

Οι επί του εδάφους πίπτοντες χαλαζόκοκκοι είναι σφαιρικοί, κωνικοί, απιοειδείς ή έχουν ακανόνιστον σχήμα, αι δε διαστάσεις αυτών ποικίλλουν από μεγέθους μπιζελιού μέχρι μεγάλου πορτοκαλίου.

Γενικώς η διάμετρος αυτών είναι μεγαλυτέρα των 5mm και δύναται να φθάση τα 12 και πλέον εκατοστόμετρα.

Η χάλαζα δημιουργείται εντός των νεφών ισχυράς κατακορύφου αναπτύξεως και δη εντός των σωρειτομελανιών διό και παρατηρείται κατά τας καταιγίδας, μετωπικάς ή θερμικάς.

Οι σωρειτομελανίες χαρακτηρίζονται από μεγάλην κατακόρυφον ανάπτυξιν, ισχυρά ανοδικά ρεύματα, μεγάλην ποσότητα ύδατος και μεγάλας υδροσταγόνας, προσφέρεται όσον ουδέν άλλον νέφος δια σχηματισμόν χαλάζης.

Όταν οι χαλαζόκοκκοι είναι ακόμη μικρών σχετικώς διαστάσεων και δη εις το αρχικόν στάδιον αναπτύξεως των, ούτοι παρασύρονται προς τα άνω υπό των ισχυρών ανοδικών κινήσεων και ακολούθως πίπτουν προς τα κάτω.

Ανερχόμενοι όμως εις τας υψηλάς περιοχάς του νέφους όπου αι θερμοκρασίαι είναι πολύ κάτω του 0^ο C , ο περί αυτούς σχηματιζόμενος πάγος είναι διαφανής, ενώ όταν κατέρχωνται εις περιοχάς του νέφους όπου αι θερμοκρασίαι είναι μεγαλύτεραι του μηδενός ή ολίγον κατώτεραι τούτου, τότε ο περί αυτούς σχηματιζόμενος πάγος είναι αδιαφανής. Επειδή δε αι τοιαύται μετακινήσεις προς τα άνω και κάτω συμβαίνουν επανειλημμένως, δικαιολογείται η σύστασις των χαλαζοκόκκων, οίτινες αποτελούνται από διαφανείς και αδιαφανείς στιβάδας πάγου.

Η διαδοχική αύτη στρωμάτωσις των χαλαζοκόκκων πιθανόν να οφείλεται και εις ότι η στερεοποίησις μεγάλων βροχοσταγόνων δημιουργεί διαφανές στρώμα πάγου και η των μικρών υδροσταγονιδίων αδιαφανές τοιούτον.

Σχετικώς με την ταχύτητα την οποίαν δέον να έχουν τα ανοδικά ρεύματα ίνα συγκρατήσουν τους χαλαζοκόκκους, αύτη πρέπει να είναι της τάξεως των 59 μιλλίων καθ’ ώραν δια χαλαζοκόκκους διαμέτρου 25 mm και πυκνότητος 0,8   και 116 μιλλίων καθ΄ώραν δια χαλαζοκόκκους διαμέτρου 75 mm.

Όσον αφορά την ταχύτητα πτώσεως των χαλαζοκόκκων αύτη δια χαλαζοκόκκους διαμέτρου 1 και 2cm, ανέρχεται αντιστοίχως εις 12 και 16 μέτρα κατά δευτερόλεπτον.

Η χάλαζα προερχομένη εξ ωρισμένων καταιγιδοφόρων νεφών δεν πίπτει ως η βροχή επί εκτεταμένων περιοχών αλλά κατά λωρίδας, οίτινες ορίζονται εκ της τροχιάς του μετακινούμενου καταιγιδοφόρου νέφους, διό και αι προκαλούμεναι εκ ταύτης ζημίαι δεν είναι καθολικαί

.