Porywisty wiatr, trąby powietrzne, gwałtowne ulewy – takie letnie „atrakcje” będą u nas gościły coraz częściej. Podobnie jak intensywne burze – ostrzegają naukowcy.
Pierwszy lipca tego roku. W powiecie kolskim stodoła przygniotła kobietę, wiatr powalił słupy wysokiego napięcia. W gminie Twardogóra spadł grad wielkości kurzych jajek, a w Wągrowcu wiatr łamał drzewa jak zapałki. Strażacy interweniowali 2,1 tys razy. 13 lipca tuż obok granic Sopotu nawałnica wycięła w pień cały las, w Warszawie 34 drzewa wyrwane z korzeniami, zerwane dachy na Lubelszczyźnie. Straż pożarna mierzyła się tego dnia ze skutkami burz 1700 razy. Do tego piorun uderzył tuż obok grupy turystów w Górach Izerskich i 13 osób odwieziono do szpitala, na szczęście nikt nie zginął.
To tylko doniesienia z dwóch burzowych dni w Polsce. Ale nawałnic było dużo więcej. Cały upalny lipiec przeplatany był grzmotami, błyskawicami i pikającymi w telefonach alertami Rządowego Centrum Bezpieczeństwa. Niespokojne lato mają zresztą mieszkańcy niemal całej Europy. Ale możemy jeszcze za nim zatęsknić – te, które mają do nas nadejść w kolejnych latach, będą dużo gorsze. Klimatolodzy i meteorolodzy przewidują bowiem, że takich gwałtownych burz z rzadko spotykanymi dotąd w Europie zjawiskami atmosferycznymi jak np. trąby powietrzne, będzie coraz więcej.
Zagrzmi częściej
O tym, że w Europie zwiększy się ryzyko pogodowych zdarzeń ekstremalnych, klimatolodzy zrzeszeni w Intergovernmental Panel for Climate Change (IPCC) ostrzegają od kilkunastu lat. Wymieniają przede wszystkim fale gorąca, które mają być w centralnej Europie równie długie, jak obecnie są w rejonie Morza Śródziemnego.
I te ostrzeżenia stają się rzeczywistością na naszych oczach. Tegoroczny lipiec będzie najprawdopodobniej jednym z najcieplejszych miesięcy w historii świata – klimatolodzy już ogłosili dzień 17 lipca najcieplejszym dniem na naszej planecie w historii pomiarów, prowadzonych od 1940 r.
Nie ma wątpliwości, że i w Polsce lipiec będzie miesiącem rekordowym w kwestii temperatury. To pozostaje w ścisłym związku z niebezpiecznymi dla człowieka zjawiskami atmosferycznymi. – To właśnie fakt, że latem jest coraz cieplej, sprawia, że prawdopodobieństwo pojawiania się coraz silniejszych i częstszych burz wzrasta – mówi prof. Szymon Malinowski, fizyk atmosfery z Uniwersytetu Warszawskiego. – Gdy jest bardzo ciepło, a jednocześnie mamy do czynienia z zasobną w parę wodną masą powietrza, w atmosferze uruchamiają się procesy związane z kondensacją pary wodnej. Zjawisko konwekcji, unoszenia ogranej nad powierzchnią ziemi masy powietrza, gdy dochodzi do kondensacji uruchamia swoistą maszynę parową, jaką jest chmura burzowa – tłumaczy prof. Malinowski.
To ocieplenie klimatu jest odpowiedzialne za fakt, że w ostatnich latach fronty atmosferyczne, nadchodzące do nas najczęściej znad Atlantyku, są cieplejsze i mogą – mówiąc skrótowo – „pomieścić” więcej pary wodnej. Jak przewiduje raport IPCC z 2021 r., wody spadającej w postaci ulew będzie w naszym rejonie Europy wzrastać nawet w rejonach, w których roczna suma opadów ma być coraz mniejsza. Do tego w czasie burz możemy spodziewać się intensywniejszych opadów nie tylko deszczu, ale również gradu oraz silniejszych wiatrów.
Jak wyliczyli dr Mateusz Taszarek z Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu oraz dr Natalia Pilguj z Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej w Warszawie, częstotliwość burz w Polsce będzie w najbliższych latach zwiększać się sukcesywnie w tempie od dwóch do sześciu dodatkowych dni burzowych na dekadę. Jak jednak mówi dr Taszarek w rozmowie z serwisem Nauka o Klimacie, niełatwo jest trafnie przewidzieć, w jakim stopniu zmieni się w skali regionalnej intensywność zjawisk burzowych. – Czynnikiem, który w sposób fundamentalny wpływa na intensywność burzy, jest uskok wiatru (zmiana prędkości i kierunku wiatru w pionie), a ten w dużym stopniu zależy od siły i stopnia meandrowania prądu strumieniowego w środkowej i górnej troposferze – tłumaczy w Nauce o Klimacie dr Taszarek. Jeżeli prąd będzie słabł, może się okazać, że burz będzie więcej, ale ich intensywność nie zmieni się mimo wzrostu temperatury.
Choć burze mogą być bardziej intensywne, to będą generowały mniej błyskawic. Tak przynajmniej przewidują angielscy naukowcy z University of Newcastle i Met Office. Z ich badań wynika, że burze będą częstsze i będą miały więcej energii, ale jednocześnie chmury burzowe będą miały mniejszą ilość lodu i zamarzniętych cząstek. To spowoduje, że nad obszarami nizinnymi, głównie w Europie Środkowej, będzie mniej wyładowań elektrycznych, ale za to ich ilość zwiększy się nad Europą Północną i Alpami. To może zmienić lokalne ryzyko powstawania pożarów po uderzeniu pioruna oraz uszkodzeń infrastruktury elektrycznej – ostrzegają badacze.
Za tegorocznym niespokojnym latem możemy jeszcze zatęsknić w porównaniu z tymi, które mają do nas nadejść w niedalekiej przyszłości
Całkiem porządna trąba
Oczywiście, burza burzy nierówna, a jej intensywność zależy od tego, co ją wywołało. W naszej szerokości geograficznej najczęściej burza powstaje wtedy, gdy masa nagrzanego, ciepłego powietrza unosi się do góry ruchem konwekcyjnym i formuje chmurę cumulonimbus, która jest podstawową komórką burzową i może wypiętrzać się na wysokość nawet 15 km, rozszerzając się u góry w kształt wielkiego kowadła. W chmurach tych występuje silny prąd wznoszący, charakteryzują się one dużą aktywnością elektryczną, jednak wywołane przez nie burze zazwyczaj szybko mijają i nie wywołują większych szkód.
Bardziej spektakularne, a jednocześnie groźniejsze zjawiska zazwyczaj towarzyszą burzom frontowym, które tworzą się na styku mas ciepłego i zimnego powietrza, najczęściej wtedy, gdy ciepłe powietrze zwrotnikowe zaczyna być spychane przez zimne masy polarnomorskie. Im większa różnica temperatury na styku dwóch mas powietrza, tym intensywniejsza burza. Często przed jej nadejściem formuje się spektakularny wał szkwałowy – pas rozciągniętych w poziomie chmur, stanowiący czoło burzy. Wałowi szkwałowemu mogą towarzyszyć krótkotrwały, ale bardzo silny wiatr, zwany szkwałem, oraz intensywne opady deszczu. Na naszym niebie mogą występować również niebezpieczne burze wielokomórkowe oraz superkomórki burzowe, niosące ze sobą ekstremalne zjawiska – grad, wichury, ulewne deszcze.
W coraz cieplejszej Polsce coraz częściej mogą zdarzać się tornada, zwane u nas trąbami powietrznymi, silne wiry sięgające od postawy chmury burzowej do powierzchni ziemi. Nie są to zjawiska całkiem niezwykłe w naszym klimacie, zdarzały się wielokrotnie w przeszłości, mamy relacje nawet z XVIII w. Meteorolodzy szacują, że rocznie w Polsce pojawia się średnio kilkanaście trąb powietrznych. – Są one związane z silnymi zjawiskami burzowymi, skoro więc wskutek globalnego ocieplenia burz będzie u nas więcej, można się spodziewać, że również trąby powietrzne będą pojawiały się częściej – mówi prof. Malinowski. Ich siła na ogół nie jest na razie tak niszczycielska jak tornad z Ameryki Północnej, ale to może się zmienić.
Nad polskim niebem bardzo rzadko dochodzi do połączenia się wielu komórek burzowych w jeden ogromny układ zwany bow echo (nazwa pochodzi od angielskiego słowa „bow” – łuk) lub derecho. Ten rodzaj ogromnej burzy ma na obrazach radarowych kształt łuku chmur szkwałowych. Towarzyszą mu szczególnie niszczycielskie wichury, wiejące z prędkością nawet 150 km/h. Zjawisko bow echo w 2002 r. zmiotło 44 tys. hektarów lasu w Puszczy Piskiej, a w sierpniu 2007 r. spowodowało śmierć 12 osób na jeziorach mazurskich.
Tak silne burze i związane z nimi niebezpieczne zjawiska będą dotykać poszczególnych części naszego kraju w różnym stopniu. Nie wszystkie rejony są tak samo dobrym „podłożem” do powstawania zjawiska konwekcji, czyli podnoszenia się dużych mas nagrzanego od gorącej ziemi powietrza i powstawania cumulonimbusów. Takie warunki najczęściej występują w południowo-wschodniej Polsce i tam zazwyczaj silnych burz jest najwięcej. Jak podaje IMGW, prawdopodobieństwo burzy w bieszczadzkim Lesku jest sześciokrotnie większe niż w Świnoujściu. To dlatego, że najwięcej burz notuje się w miejscach, w których powietrze dynamicznie może się wznosić, czyli w górach, na pogórzach i wyżynach. W stacji IMGW na Kasprowym Wierchu meteorolodzy notują 2,5 razy więcej dni burzowych niż w stacji w Kołobrzegu.
Grzmoty kontra miasto
Jak uważają niektórzy naukowcy, czynnikiem wpływającym na przebieg burzy może być nie tylko coraz cieplejszy klimat, ale również… dzieła naszych rąk, a konkretnie wielkie miasta. Wykazali to w 2015 r. naukowcy z Northern Illinois University w Chicago, na podstawie wieloletnich obserwacji prowadzonych w bardzo burzowej Atlancie. Z ich danych wynika, że nad samą Atlantą powstawało więcej burz niż w jej okolicach i te miejskie burze miały więcej wyładowań elektrycznych oraz silniejsze opady deszczu niż przeciętna burza w tamtym rejonie. – W każdym dniu naszego 17-letniego badania ryzyko wystąpienia burzy w Atlancie było o około 5 proc. większe w porównaniu z obszarami wiejskimi o podobnej wielkości – mówił wówczas dr Alex Haberlie, autor tego badania.
Naukowcy uważają, że dzieje się tak z powodu wyższej temperatury w miastach – na ogół na terenach zurbanizowanych temperatura jest o 1 lub 2 stopnie wyższa niż w jego okolicach. To tzw. miejska wyspa ciepła, w której ruchy konwekcyjne powietrza mogą zachodzić bardziej intensywnie niż na terenach niezabudowanych. Jak mówił tuż po ogłoszeniu wyników tego badania dr Haberlie, przypadków inicjacji burzy nad Atlantą w dni powszednie było więcej niż w weekendy, co oznacza, że rolę może tutaj też odgrywać zanieczyszczenie powietrza.
*Jak z kolei zaobserwował prof. Dev Niyogi z Purdue University, przejście komórki burzowej nad miastem może zmodyfikować ją i zmienić jej przebieg. – Zanim burze dotrą do obszaru miejskiego, tworzą najczęściej zorganizowaną linię komórek burzowych – tłumaczy prof. Niyogi. – Gdy jednak mijają obszar miejski, mogą zacząć dzielić się na mniejsze komórki. W około 60 proc. przypadków burz letnich miasto zmieniało ich charakter. Obserwowaliśmy, że gdy burze zbliżały się do miasta, komórki burzowe rozpraszały się, a następnie łączyły już za miastem, aby wywołać bardziej intensywną burzę – mówi naukowiec.
*Jak jednak zastrzega prof. Szymon Malinowski, nie wszystkie badania potwierdzają to, że miasta są wyzwalaczami burz lub mają na nie bezpośredni wpływ. Ale że burze mają coraz większy wpływ na życie miast, to już można powiedzieć bez wahania. Burze z silnymi opadami deszczu, nazywanymi potocznie oberwaniem chmury, stanowią obecnie dużo większe niebezpieczeństwo niż jeszcze 50 czy 100 lat temu. – Ulewy zdarzały się i kiedyś, problem tylko w tym, że dzisiaj na terenach miejskich mogą one wywołać powódź błyskawiczną, czyli gwałtowne i trudne do opanowania wezbranie wody – tłumaczy prof. Malinowski. Gdyby taka ulewa spadła na lasy czy łąki, woda w dużej części zostałaby zatrzymana przez roślinność i wchłonięta przez glebę. W wielkich, wybetonowanych miastach spływa natychmiast w niżej położone miejsca w ilościach, które nie dają się odprowadzić systemami odpływowymi, dlatego miejskie powodzie bywają tak gwałtowne.
Analizy prowadzone przez IMGW-PIB wskazują, że do końca XXI w. w większości polskich miast wzrośnie prawdopodobieństwo wystąpienia opadów dobowych powyżej 20 i 30 mm, musimy być więc przygotowani na pojawienie się takich gwałtownych, niemożliwych do opanowania opadów, zatykających studzienki kanalizacyjne i wywołujących paraliż komunikacyjny.
Niestety, problem w tym, że większość burz to zjawiska lokalne, których przewidywanie jest bardzo trudne. – Możemy prognozować jedynie warunki sprzyjające powstawaniu komórek burzowych, ale nie da się ze stuprocentową pewnością powiedzieć, że burza wystąpi w tym i w tym miejscu o tej dokładnie porze, nawet w prognozach krótkoterminowych – mówi prof. Malinowski. W czasie rzeczywistym lokalizację burzy pozwalają śledzić obrazy radarowe, satelitarne lub mapy wyładowań działające w czasie rzeczywistym. Warto więc śledzić ich doniesienia, bo z burzami wciąż nie ma żartów.
