2024-10-21 14:50 aktualizacja: 2024-10-21, 16:42
Skutki huraganu Milton na Florydzie. Fot. EPA/CRISTOBAL HERRERA-ULASHKEVICH
W atmosferze Ziemi gromadzi się energia zdolna zatapiać miasta, zrównywać budynki z ziemią, zrzucać na każdy metr kwadratowy hektolitry wody. Choć kontrolowanie pogody może się wydawać kuszące - dobrze, że ludzie tego nie umieją. Taka władza mogłaby być używana nieodpowiednio - powiedział PAP meteorolog dr Dariusz Baranowski.
"Za sprawą działań człowieka rośnie średnia globalna temperatura Ziemi. My, ludzie, mamy więc wpływ na zachodzące obecnie zmiany klimatu. Cieszę się jednak, że nie mamy wpływu na pogodę w skali globalnej. To by było pole do ogromnych nadużyć. Moim zdaniem taka wiedza mogłaby być wykorzystywana nieodpowiednio" - ocenił w rozmowie z PAP meteorolog tropikalny, dr Dariusz Baranowski z Instytutu Geofizyki PAN.
Dodał, że lokalnie działania zmierzające do kontroli pogody są prowadzone. Np. w Izraelu czy innych obszarach półpustynnych dość regularnie próbuje się wywoływać opady, ale na konkretnym, stosunkowo niewielkim obszarze. Nie ma to jednak istotnego wpływu na pogodę w większej skali. A jego zdaniem taka władza mogłaby prowadzić do zwiększania nierówności między różnymi grupami ludzi.
Na razie jednak ludzie stają się coraz lepsi w rozumieniu zjawisk pogodowych i w prognozowaniu ich przebiegu. Badacz na przykładzie huraganów - czyli cyklonów tropikalnych, takich jak Milton - tłumaczy, skąd się bierze ogromna, niekontrolowana energia w atmosferze i jak trudno nad nią zapanować.
HURAGAN JAKO SILNIK PAROWY
Huragan, czy też inaczej cyklon tropikalny albo tajfun - powstaje w tropikach, nad powierzchnią morza lub oceanu. Jego czas życia to kilka-kilkanaście dni, a rozmiar to setki czy tysiące kilometrów.
"Huragan działa na podobnej zasadzie, co silnik parowy, a dokładniej - silnik Carnota. Jego paliwem jest woda parująca z oceanu" - tłumaczy dr Baranowski. Kiedy cyklon nie ma dostępu do morza - wyjdzie na ląd - wówczas traci swoje paliwo i wytraca energię.
„Energia bierze się z przemian fazowych (stanu skupienia) wody. W procesie parowania energia pobierana jest z powierzchni oceanu i przekazywana do atmosfery w postaci ciepła utajonego zawartego w parze wodnej. Im większe parowanie, tym więcej energii. Z kolei w procesie formowania chmur para wodna jest skraplana i oddaje energię otoczeniu, czyli atmosferze. Sprawność cyklu Carnota jest zależna od różnicy temperatur pomiędzy miejscem pobrania energii (powierzchnia oceanu) a miejscem jej oddania (atmosfera). Zatem im wyżej nastąpi skroplenie pary wodnej, tym większa jest wyzwolona energia. Przy odpowiednich warunkach oddawanie energii może mieć miejsce w bardzo wysokich, zimnych warstwach troposfery” - wyjaśnia badacz.
W tropikach troposfera sięga bardzo wysoko i para wodna może docierać do rejonów, gdzie temperatura wynosi minus 60 czy nawet minus 80 stopni C. Jeśli więc ocean ma temperaturę 30 stopni Celsjusza, to różnica wynieść może np. 110 stopni C. W Polsce, gdzie morza są chłodniejsze, a troposfera nie sięga tak wysoko - różnice temperatur są mniejsze i wynoszą np. 80 stopni. "Silnik parowy" jest więc o wiele mniej sprawny. Wystarczy na uformowanie się burzy, ale nie cyklonu.
Kontrolowanie siły huraganu mogłoby się wydawać kuszące - chociażby po to, by uchronić obywateli, ale na razie nic nie wskazuje na to, że będziemy w stanie to zrobić. Dr Baranowski przypomniał, że były już próby okiełznania huraganów, ale spełzły na niczym. Badacze zasiewali chmury wokół cyklonu, próbując wywołać poza jego centrum opady, aby odebrać mu siłę napędową. Nic to jednak nie dawało. W ten sposób powielano tylko mechanizmy, które - jak już wiemy - i tak w huraganach zachodzą. "Chodzi o proces wymiany oka cyklonu" - opowiada naukowiec.
JAK KLIMAT WPŁYNIE NA HURAGANY
Do uformowania się huraganu potrzeba pięciu czynników. Po pierwsze, temperatura wody musi wynosić powyżej 26,5 stopnia C, aby parowanie wody było sprawne. Po drugie, odpowiednia wilgotność w środkowej troposferze pozwala parze wodnej skondensować - najwyżej, jak się da. Po trzecie, ścinanie wiatru nie może być duże - wiatr na różnych wysokościach nie powinien zmieniać prędkości. W ten sposób para wodna może zostać uniesiona pionowo, najwyżej. Po czwarte, potrzebna jest atmosfera konwekcyjnie niestabilna - która umożliwia unoszenie się powietrza, dzięki czemu mogą powstawać chmury burzowe. I po piąte, potrzebna jest odpowiednia szerokość geograficzna - co najmniej 5 stopni. "Powietrze musi zacząć się kręcić. A do tego potrzebny jest efekt Coriolisa związany z ruchem obrotowym Ziemi" - mówi Baranowski.
Czasami wszystkie te warunki są spełnione, a huragan i tak nie powstaje. Potrzebny jest jeszcze czynnik ("trigger"), który wyzwoli całą kaskadę zdarzeń, prowadzącą do huraganu. Przysłowiowy ruch skrzydeł motyla. Nawet więc jeśli znamy mechanizmy tworzenia się huraganu - nie zawsze jesteśmy w stanie z całkowitą pewnością wskazać, kiedy i gdzie się on formuje. I jak zatrzymać ciąg wydarzeń, które prowadzą do jego powstania.
Na razie - wraz ze wzrostem temperatur na Ziemi - nie widać jeszcze jednoznacznych dowodów na wzrost częstotliwości huraganów. Kompleksowy monitoring prowadzony jest jednak zaledwie od pięciu dekad, odkąd istnieją obrazy satelitarne. Nie jest więc jeszcze do końca jasne, czy częstotliwość huraganów będzie się zmieniać. Wiadomo jednak, że wraz ze zmianami klimatu będą się zmieniały cechy huraganów - m.in. może wzrosnąć ich siła niszcząca.
Badacz zaznacza, że sprzyjająca huraganom temperatura wody będzie obejmowała coraz większy obszar oceanów. A wraz z temperaturą na Ziemi - rośnie też ilość pary wodnej w atmosferze, bo ciepłe powietrze może więcej pary wodnej przyjąć (do tej pory to już kilka-kilkanaście procent więcej). Z tym zaś wiąże się m.in. większa ilość energii uwalnianej w huraganie i większa ilość opadów w czasie huraganu. Jest jednak coś, w czym zmiany klimatu przeszkadzają huraganom: rośnie na przykład prawdopodobieństwo ścinania wiatru, co z kolei sprawia, że formowanie się huraganów czasem będzie utrudnione.
Dr Baranowski opisuje, że wraz ze wzrostem temperatury rośnie ryzyko, iż huragany będą się przemieszczać coraz wolniej. A dłuższy kontakt z żywiołem oznacza, że zniszczenia na terenie, przez który przejdą cyklony tropikalne, będą jeszcze większe.
Naukowcy podejmują próby coraz lepszego opisania działania huraganów. Jeśli taki cyklon tropikalny zagraża ludziom, np. zmierza w stronę terenów zabudowanych - to standardem jest wykonywanie pomiarów, np. zrzucanie z samolotów sond - czujników na spadochronach, które ze środka cyklonu przekazują dane o panujących tam warunkach. Samoloty badawcze wykonują zaś pomiary z pokładowych systemów. Są również badania, w których wysyła się statki badawcze w miejsca, przez które właśnie przeszedł cyklon, aby dokładniej wiedzieć, co robi huragan i jakie zmiany powoduje.
Badania meteorologiczne pozwalają więc szacować prawdopodobieństwo wystąpienia huraganów i ich rozwój. A także pozwalają coraz lepiej rozumieć odległe w czasie, długofalowe procesy - takie jak zmiany klimatu. Do panowania nad pogodą - mówi dr Baranowski - droga jeszcze daleka.
Autor: Ludwika Tomala
grg/
