Czy burze stają się coraz silniejsze, czy tylko się tak nam wydaje?

Atmosfera jest bardziej niestabilna niż 30 czy 40 lat temu, więc burze są częstsze i silniejsze. A wszystko przez to, że do atmosfery wysłaliśmy miliardy ton dwutlenku węgla. Nie jest to nic nieoczekiwanego – taki efekt przewidywała większość modeli klimatycznych. Ale co innego model, a co innego twarde dane.

Dwójka badaczy (z University at Albany w stanie New York i chińskiego Obserwatorium Meteorologicznego w Jiangsu) przeanalizowała dane z czterdziestu lat. Doszli do wniosku, że między 1979 a 2020 rokiem zwiększyła się niestabilność atmosfery.

Na ową niestabilność składają się rosnąca temperatura niższych warstw atmosfery i wyższa wilgotność powietrza. Obie są skutkami globalnego ocieplenia. Do powierzchni Ziemi dociera tyle samo energii słonecznej, co kiedyś — ale dwutlenek węgla więcej tej energii zatrzymuje w atmosferze.

Jak powstaje burzowa chmura

Cieplejsze powietrze jest lżejsze od chłodnego, więc unosi się do góry. Można powiedzieć, że ma swoją wyporność, niczym balon wypełniony gorącym powietrzem.

Unosząc się, powietrze schładza się, przez co zawarta w nim para wodna się skrapla. Ta przemiana pary w kropelki wody jest źródłem energii cieplnej, więc zapewnia dodatkową energią do wznoszenia się. Po przekroczeniu pewnej wysokości chmura burzowa wręcz rośnie w oczach.

Właśnie w ten sposób powstają burzowe chmury, które należą do najwyżej wznoszących się w atmosferze (mają największą rozciągłość pionową). Gdy krople są już duże, wypór wznoszącego się powietrza nie jest w stanie zrównoważyć ich ciężaru. Spada wtedy deszcz.

Inny jest mechanizm powstawania wyładowań atmosferycznych – ale i one nie powstaną bez unoszenia się mas powietrza wysoko w górę.

Indeks CAPE, czyli ile energii jest w atmosferze

Ogrzanie dolnych warstwach atmosfery, czyli więcej jest w niej energii cieplnej, ma trojakie skutki.

Po pierwsze, zbiorniki wodne silniej parują, co zwiększa ilość pary wodnej w powietrzu. Po drugie, ciepłe powietrze może pomieścić więcej pary wodnej niż chłodniejsze. Po trzecie wreszcie, większa różnica temperatury między nagrzanymi, niższymi partiami atmosfery a chłodniejszymi wyższymi powinna sprawić, że zwiększy się „wyporność” powietrza.

Łącznie te trzy czynniki opisuje wskaźnik zwany „energią potencjalną dostępną konwekcyjnie (ang. convective available potential energy, w skrócie CAPE). W meteorologii opisuje ilość energii potencjalnej uzyskanej podczas pionowego ruchu powietrza w atmosferze.

Klimatolodzy spodziewali się, że globalne ocieplenie może zwiększyć ilość owej energii, czyli wskaźnik CAPE. Nie jest to zatem nic nieoczekiwanego. Jednak po raz pierwszy systematycznie to zbadano, analizując wystandardowane dane radiosondażowe.

To nie złudzenie, burze są częstsze

Naukowcy, którzy publikują pracę w “Geophysical Research Letters”, wyliczają, że niestabilność mas powietrza na większości obszarów lądów półkuli północnej zdarza się obecnie o 25-32 procent częściej niż przed dekadami. To oznacza, że burze mogą zdarzać się częściej niż kiedyś.

Ta niestabilność atmosfery (mierzona wskaźnikiem CAPE) jest też większa, co oznacza, że burze mogą być dłuższe i silniejsze – a opady bardziej ulewne.

Mniejszą wartość ma za to wskaźnik odwrotny (CIN, convective inhibition), z grubsza ujmując opisujący, ile energii musi mieć masa powietrza, by się unieść. Na przykład w nocy, gdy powietrze bliżej powierzchni ziemi się schładza, burza zwykle wygasa, rośnie bowiem CIN (czyli powietrze musi mieć dużo więcej energii niż w dzień, by się unieść).

Spadek tego drugiego wskaźnika oznacza, że burze rzadziej wygasają o zmierzchu, częściej zaś zdarzają się burzowe noce – lub burze trwające do rana i odradzające się wraz z dopływem energii słońca.

Po co takie analizy? Przydadzą się

Zatem faktycznie, to nie jest kwestia idealizacji wspomnień. Burze kiedyś zdarzały się rzadziej, były krótsze, słabsze i dawały mniej ulewne opady.

Zmianę, którą obserwujemy, przewidywało wiele modeli opisujących klimat. Jednak co innego model, a co innego analiza danych radiosondażowych z bezpośrednich pomiarów.

Choćby dlatego, że co innego pokazywać decydentom modele, że będzie gorzej – a co innego twarde dane, że już jest. Ale te fakty mają znaczenie nie tylko dla rządów, samorządów, czy firm budowlanych i ubezpieczeniowych.

Wszyscy powinniśmy mieć świadomość, że wskutek zmian klimatu zjawiska atmosferyczne stają się bardziej gwałtowne, bo taka wiedza pozwala przygotować się na ich skutki.

Budować trzeba tak, by konstrukcje były bardziej odporne na porywy wiatru. Sieci kanalizacyjne muszą być przygotowane na odbiór większej ilości wód opadowych – lub trzeba uwzględnić miejsca na ich retencję. Planować miasta (i zabudowę na własnej działce) trzeba tak, by uwzględnić możliwość podtopienia przez ulewny deszcz.

Atmosfera jest coraz bardziej niestabilna wskutek nadmiaru energii, którą zatrzymaliśmy, wysyłając miliony ton dwutlenku węgla ze spalania paliw kopalnych w powietrze.

Cykl „SOBOTA PRAWDĘ CI POWIE” to propozycja OKO.press na pierwszy dzień weekendu. Znajdziecie tu fact-checkingi (z OKO-wym fałszometrem) zarówno z polityki polskiej, jak i ze świata, bo nie tylko u nas politycy i polityczki kłamią, kręcą, konfabulują. Cofniemy się też w przeszłość, bo kłamstwo towarzyszyło całym dziejom. Rozbrajamy mity i popularne złudzenia krążące po sieci i ludzkich umysłach. I piszemy o błędach poznawczych, które sprawiają, że jesteśmy bezbronni wobec kłamstw. Tylko czy naprawdę jesteśmy? Nad tym też się zastanowimy.