Szczególnie uporczywe w przypadku takich fal jest to, że mogą trwać nawet kilkanaście dni. To właśnie długość ich trwania sprawia, że są szczególnie niebezpieczne dla zdrowia ludzi, infrastruktury oraz rolnictwa. Długotrwałe wysokie temperatury zwiększają ryzyko odwodnienia i zgonów związanych z upałem, pogłębiają suszę i prowadzą do znaczących strat w uprawach. Naukowcy próbują więc zrozumieć, dlaczego niektóre fale gorąca ustępują po kilku dniach, podczas gdy inne utrzymują się przez wiele tygodni.
Badacze z Uniwersytetu w Bernie opisali właśnie dwa główne mechanizmy atmosferyczne, które odpowiadają za utrzymywanie się długotrwałych fal upałów nad Europą Zachodnią. Wyniki swoich badań zamieścili na łamach Environmental Research Letters. Jak sądzą, dokonane odkrycie może przyczynić się do poprawy prognoz długoterminowych, co pozwoli lepiej przygotowywać społeczeństwa na ekstremalne zjawiska pogodowe.
Jednym z największych problemów w badaniach nad długimi falami upałów jest ograniczona liczba rzeczywistych obserwacji. W dostępnych zapisach meteorologicznych naukowcy dysponują zaledwie około dwudziestoma przypadkami wyjątkowo długich fal gorąca, trwających od 12 do 26 dni. To zbyt mało, by szczegółowo przeanalizować wszystkie procesy zachodzące w atmosferze.
Aby obejść ten problem, zespół badawczy wykorzystał zaawansowany model klimatyczny CESM2 (Community Earth System Model 2). Naukowcy przeprowadzili analizę obejmującą 150 lat symulacji klimatu, korzystając z 50 niezależnych przebiegów modelu. Dzięki temu uzyskali aż 1884 wirtualne przypadki długotrwałych fal upałów, które można było poddać szczegółowym analizom.
Badania ujawniły istnienie dwóch dominujących schematów cyrkulacji atmosferycznej sprzyjających utrzymywaniu się wysokich temperatur. W pierwszym scenariuszu kluczową rolę odgrywają fale atmosferyczne przemieszczające się nad Atlantykiem. Wzmacniają one stabilny układ wysokiego ciśnienia nad Europą, który działa niczym pokrywa zatrzymująca gorące powietrze przy powierzchni Ziemi. Powietrze opada, ogrzewa się jeszcze bardziej, a brak zachmurzenia pozwala promieniowaniu słonecznemu nieustannie podnosić temperaturę.
Czytaj też: Klimatyzacja ratuje życie, ale może być też ostateczną zgubą ludzkości. Eksperci apelują o zmiany
Drugi mechanizm związany jest z przesunięciem prądu strumieniowego na północ. W takiej sytuacji burze i fronty atmosferyczne omijają Europę Zachodnią, nie przynosząc ochłodzenia. Jednocześnie charakterystyczne zakrzywienia prądu strumieniowego pomagają utrzymać rozległy obszar wysokiego ciśnienia nad kontynentem, skutecznie blokując wymianę mas powietrza i sprzyjając utrzymywaniu się upałów przez wiele kolejnych dni.
Autorzy podkreślają jednak, że sama cyrkulacja atmosferyczna nie wyjaśnia wszystkiego. Bardzo istotną rolę odgrywa również stan powierzchni ziemi. Gdy gleba jest wilgotna, część energii słonecznej wykorzystywana jest do odparowywania wody. Kiedy jednak dochodzi do suszy i podłoże wysycha, niemal cała energia trafia bezpośrednio do atmosfery, powodując jeszcze szybszy wzrost temperatury i wydłużając okres utrzymywania się upałów. Niestety, modele klimatyczne pokazują, że ekstremalne upały będą pojawiać się częściej, będą bardziej intensywne i potrwają dłużej niż obecnie.
Źródło: Environmental Research Letters