Zašto se učestalost razornih tornada smanjuje?

U osvrtu o tornadima, povodom događaja iz lipnja 2021. u Češkoj, donijeli smo statistiku koja pokazuje kako se čini da se u Češkoj, ali i u SAD, učestalost razornih tornada jačin F3 i više smanjuje još tamo negdje od ugrubo polovice 20. stoljeća. Jesu li klimatske promjene odgovorne za to? Vjerojatno da. U ovom tekstu donosimo hipotezu koja bi mogla objasniti razlog uočenog negativnog trenda u učestalosti pojave razornih tornada, barem na sjevernoj hemisferi.

Je li F3 tornado u Češkoj uzokovan klimatskim promjenama?

24. lipnja u Češkoj (48.84N, 17.07E) oko 17:40 UTC, zabilježena je superćelijska grmljavinska nepogoda s razvijenim tornadom koji je klasificiran na Fujita skali kao F3. Procjene su se kretale od F2 do F4 ali se čini da je konačna klasifikacija postavljena kao F3 (promjene su moguće naknadno). S obzirom da je tornado zahvatio naseljeno područje, nažalost nastale su brojne materijalne štete kao i ljudska stradanja, a konačan broj ozlijeđenih i nastradalih u trenutku pisanja teksta još nije definiran…

Vertikalno smicanje vjetra (vertical wind shear), jedan je od osnovnih sinoptičkih parametara koji definira dinamiku superćelijskih olujnih oblaka. S druge strane, oni su osnovni preduvjet za nastanak razornih tornada. Morske pijavice i slaba F0 tornada mogu nastati i bez prisutnosti superćelijske naoblake, pa se ova hipoteza na njih ne odnosi. S druge strane najjača tornada nastaju isključivo ispod baze jakih superćelijskih oblaka pa tako možemo sa sigurnošću tvrditi da uvjeti koji pogoduju superćelijskim olujama su upravo oni koji omogućuju i razvoj tornada. Vertikalno smicanje je glavni uvjet koji određuje snagu superćelijske oluje (Pucik et al., 2021).

Smicanje vjetra je vektorska razlika u brzini strujanja zraka na određenoj udaljenosti, a kad govorimo o vertikalnom smicanju onda razmatramo dva sloja zraka na istim x/y koordinatama ali različitoj visini. Pokazalo se je da je razvoj jakih superćelijskih oluja a time i tornada dosta koreliran s vertikalnim smicanjem između površinskog vjetra i onog na visini od 6 kilometara, a također su u širokoj upotrebi i smicanje između visina 1 i 3 kilometra i druge kombinacije.

Polarna mlaza struja nastaje na dodiru tropske i polarne zračne mase. Slika: NWS

Vertikalno smicanje postiže iznimne vrijednosti u pravilu onda kad se na visini iznad nekog područja proteže os mlazne struje. Mlazna struja je relativno usko područje vrlo jakog horizontalnog strujanja zraka, i povezana je s atmosferskim frontama. Naime, s jedne strane mlazne struje nalazi se hladna zračna masa, a s druge topla. Na sjevernoj polutci, hladna zračna masa je lijevo, a topla desno od osi mlazne struje. Upravo temperaturni kontrast te dvije zračne mase definira i brzinu mlazne struje, a time u golemoj većini slučajeva i iznos vertikalnog smicanja vjetra između nižeg vjetra i onog na većoj visini.

Pojednostavljeno to možemo reći na ovaj način – što je izraženiji temperaturni kontrast na atmosferskoj fronti, to je u pravilu jače vertikalno smicanje na dodiru te dvije zračne mase, a time su i uvjeti za olujne superćelijske procese povoljniji.

Polarna fronta je granica između dvije najvažnije planetarne zračne mase – tropske i polarne. Iznad polarne fronte, oko planete kruži polarna mlazna struja. Brzina polarne mlazne struje je određena temperaturnim kontrastom tropske i polarne zračne mase. Što je kontrast temperature veći to je brzina polarne mlazne struje veća. Odnosno možemo reći, da što je temperaturni kontrast tropske i polarne zračne mase veći, to se na polarnoj fronti odvijaju jače izraženi dinamički procesi koji pogoduju stvaranju jakih superćelijskih oluja (uz nužno prisustvo drugih parametara poput dovoljne vlažnosti, dovoljne nestabilnosti stupca zraka itd).

I sad konačno dolazimo do klimatskih promjena. Pokazalo se (npr. Archer & Caldeira, 2008) da brzina polarne mlazne struje na sjevernoj hemisferi opada. To je u skladu s gore opisanom teorijom jer se s klimatskim promjenama polarni krajevi (sjeverne polutke) zagrijavaju mnogo brže od tropskih. Zbog toga, temperaturni kontrast tropske i polarne zračne mase se smanjuje, a posljedično tome, kako su analizom pokazali Archer i Caldeira, opada i brzina polarne mlazne struje. Posljedično tome, smanjuje se vertikalno smicanje vjetra u području polarne fronte, a konačan učinak smanjenog iznosa smicanja su lošiji uvjeti za razvoj jakih superćelijskih oluja, a time i razornih tornada.

Reference: