Concerned Climatologist: Keď sa z hurikánov stávajú super-búrky

streda 13. marca 2013

Keď sa z hurikánov stávajú super-búrky

Od hurikánom k hyperkánom a medikánom

Nie je to tak dávno, čo americkí meteorológovia vyjadrovali obavy z toho, že by mohlo dôjsť k situácii, kedy veľmi silný alebo veľmi rozsiahly hurikán zasiahne ekonomické a politické centrum Spojených štátov amerických. Mnohí uvažovali o takejto situácii len čisto hypoteticky a dokonca politici o možnom údere takejto „super-búrky“ nechceli ani len počuť. Iróniou osudu však k takejto situácii došlo práve koncom októbra minulého roku, kedy hurikán Sandy doslova „trafil“ do čierneho srdce americkej ekonomiky, New York. S narastajúcim množstvom informácií o tom, že súčasné extrémne počasie je do značnej miery podmienené globálným otepľovaním planéty, mnohí sa začali pýtať, či aj hurikán Sandy, často krát v médiách označovaný ako "super-búrka", mal nejaký súvis s klimatickou zmenou, alebo či išlo naopak len o nešťastnú zhodu okolností.

Jednoduchá odpoveď na túto otázku určite neexistuje, no meteorológovia zaoberajúci sa dynamikou ako aj klimatológiou tropických cyklón na základe dostupných údajov usudzujú, že charakter a trajektória tropickej cyklóny Sandy mali skutočne ďaleko od normálnosti. Sandy sa stala doslova učebnicovým príkladom toho, ako meniace sa fyzikálne podmienky oceánov a atmosféry môžu obyčajný jesenný hurikán zmeniť na búrkový systém, ktorý pokojne znesie označenie „hyperkán“.

Obr. 1: Hurikán Sandy - na zábere z družice už ako mimotropická cyklóna - nad východným pobrežím USA zaznamenala takmer rekordný rozsah (pokrývala územie s rozlohou viac ako 1,4 mil. kilomteorov štvorcových; Zdroj: NASA)

Žiadny hurikán v budúcnosti už neponesie meno Sandy. Trauma zo značných strát na ľudských životoch (len v USA zatiaľ cez 110 obetí) a obrovských materiálnych škôd (minimálne 50 mld. USD) sú príliš veľké na to, aby sa niekto odvážil pomenovať niektorú z ďalších búrok rovnakým menom. Nielen obrovský plošný rozsah hurikánu či bezprecedentná miera devastácie na Jamajke, Kube, a hlavne v USA, ale aj nezvyčajne neskorý výskyt takto rozsiahlej a intenzívnej tropickej cyklóny v zemepisných šírkach New Yorku nám opäť pripomenul, že podmienky, pri ktorých sa hurikány vytvárajú a vyvíjajú sa v období posledných minimálne 30 rokov zásadne menia. A neplatí to len pre oblasť Atlantického oceánu v blízkosti východného pobrežia USA, ale s obdobnými zmenami sa možno stretnúť aj v Pacifiku, či napríklad Indickom oceáne.

Všetko to začala Katrina

Kontroverznú diskusiu o tom, či globálne otepľovanie planéty povedie k silnejším a častejším tropickým cyklónam roztočil však už pred siedmimi rokmi iný hurikán. Keď na konci augusta 2005 hurikán Katrina vtrhol na americkú pevninu a zdevastoval ničivými vetrami a morským príbojom mesto New Orleans, len málokto v Spojených štátoch si dokázal túto udalosť spojiť s niečím tak málo predstaviteľným a hmatateľným, ako klimatická zmena. Nebola to však len samotná Katrina, ktorá utvrdila Američanov v presvedčení, že s hurikánmi je zdá sa niečo v neporiadku. Práve výnimočne aktívna hurikánová sezóna 2005, ktorá priniesla doslova na dosah od americkej pevniny štyri ďalšie, podobné, či dokonca ešte silnejšie veterné smršte ako Katrina, bola pre amerických daňových poplatníkov príliš veľké sústo na to, aby po ňom ostalo ticho.

Ako sa ale hovorí, jeden extrém takmer vždy strieda iný, ten opačný, a platí to aj v prípade názoru Američanov na fenomén globálneho otepľovania. Do tej doby takmer bagatelizovaná téma bola zrazu hodná toho, aby sa objavila na titulných stranách najčítanejších denníkov a po vzhliadnutí filmu Ala Gora, Nepríjemná pravda z roku 2006, bol pravdepodobne každý Američan ochotný uveriť tomu, že Katrina vznikla v dôsledku globálneho otepľovania. Odpoveď na otázku, či vyššia globálne teplota planéty automaticky znamená aj vyšší počet tropických búrok a silnejších hurikánov, je minimálne tak zložitá ako predpoveď toho, či veterná smršť nakoniec pevninu zasiahne alebo nie, prípadne aké veľké škody prinesie.

Obr. 2: Odchýlky teploty morskej vody v blízkosti východného pobrežia od dlhodobého priemeru 1981-2010 boli miestami až o 3 °C vyššie (Zdroj)

Rekordná Sandy

Vznik hurikánu Sandy síce nemožno vidieť ako dôsledok klimatickej zmeny (táto spojitosť síce nie je vylúčená, no dnes by sa pomocou objektívnych vedeckých metód dokazovala len veľmi obtiažne), no je veľmi pravdepodobné, že jeho intenzita a najmä rozsah by nedosiahli takej extrémnosti nebyť nadpriemerne vysokých teplôt v blízkosti východného pobrežia Spojených štátov (Obr. 2). V dobe, kedy Sandy prechádzala nad najteplejšími časťami Golfského prúdu (podľa údajov NOAA je voda v tejto oblasti teplejšia v porovnaní s dlhodobým priemerom až o 3 °C), celý búrkový systém zaznamenal dosť významný nárast intenzity a sily vetra ako aj pokles atmosférického tlaku v centrálnej časti hurikánu. Vďaka týmto podmienkam „priniesol" hurikán Sandy k východnému pobrežiu USA rekordne nízky atmosférický tlak (945 hPa zaznamenaný v Atlantic City), a predovšetkým rekordne vysoký morský príboj, ktorý vznikol kombináciou silného vetra a veľkého prílivu (na mnohých miestach presiahol 4 metre; výška najvyšších vĺn dosiahla až 10 metrov). Intenzívne zrážky síce neviedli k rovnakým povodniam ako počas hurikánu Irene z minulého roku, no boli minimálne rovnako intenzívne (najviac zrážok spadlo v Eastone, v štáte Maryland, takmer 320 mm).

Obr. 3: Rozloženie riadiacich tlakových útvarov (H - tlaková výš), pozícia polárneho jet streamu a dráha hurikánu Sandy (Zdroj)

Keďže Sandy zasiahla severovýchod USA v takto pokročilom čase, v druhej polovici jesene, bolo by určite až nepredstaviteľné, keby sa na svojej ceste na sever nestretla so studeným, pôvodom arktickým vzduchom. K tomuto samozrejme došlo hneď potom, ako Sandy dosiahla východného pobrežia. Arktický vzduch, ktorý do tropickej búrky naprúdil vo vyšších vrstvách, urýchlil prerod tropickej cyklóny do veľmi intenzívnej cyklóny miernych šírok. Zo Sandy tak vznikla veľmi zvláštna hybridná búrka, niečo medzi hurikánom a mimotrolpickou a veľmi hlbokou zimnou cyklónou. Popri iných prejavoch spôsobila táto cyklóna aj veľmi intenzívne snehové zrážky v oblasti Západnej Virgínie (v Richwoode spadlo takmer 1 meter snehu v priebehu 24h).

Pozoruhodný bol aj plošný rozsah samotného hurikánu. Po hurikáne Oľga, z roku 2001, išlo o druhú najrozsiahlejšiu tropickú cyklónu v Atlantiku v modernej histórii (minimálne od roku 1988). Sandy bola tak rozsiahla, že tesne pred svojim príchodom nad pobrežie New Jersey dokázala zdvihnúť morskú hladinu o viac ako 3,5 metra ešte vo vzdialenosti 800 km od svojho centra a vietor s rýchlosťou okolo 100 km/h bolo možné zaznamenať na území s priemerom takmer 1700 km. V období vrcholiacej sily pokrývala Sandy územie s rozlohou cez 1,4 milióna km². Národné hurikánové centrum na Floride dokonca označilo Sandy za potenciálne najdeštruktívnejší hurikán v novodobej histórii (od roku 1969). Z pohľadu možných dôsledkov vyvolaných morským príbojom si vyslúžila dokonca vyššiu známku ako nedávne ničivé hurikány 5. alebo 4. kategórie, ktoré zasiahli americkú pevninu (Katrina, Rita, Wilma, Camille a Andrew).

Sandy a úbytok ľadu v Akrtíde - existuje súvis

V prípade hurikánu Sandy však došlo k niečomu, čo by meteorológ s dlhoročnou praxou v tejto oblasti považoval za veľmi nepravdepodobné. Rozbory tlakových a teplotných polí poukazujú na to, že netypická dráha hurikánu Sandy z októbra 2012 bola do značenej miery spôsobená blokujúcou tlakovou výšou, ktorá sa v tom čase nachádzala juhozápadne od Grónska a znemožňovala tak postup hurikánu ďalej na severovýchod. Neštandardné cirkulačné podmienky nad severnou pologuľou a zvlášť nad Severnou Americkou a Grónskom tak nasmerovali hurikán Sandy nad východné pobrežie (Obr. 3), zatiaľ čo za normálnych podmienok by sa búrkový systém východnému pobrežiu USA veľkou pravdepodobnosťou vyhol. Poviete si, stalo sa to úplnou zhodou okolností a za všetko mohli poveternostné podmienky danej situácie. Lenže netypické podmienky prúdenia vzduchu, ktoré nakoniec prinútili Sandy odchýliť sa od predpokladanej dráhy smerom na západ, k New Yorku, sú odrazom zmien širokopriestorových cirkulačných podmienok na celej severnej pologuli, a tie je možné sledovať minimálne už od roku 2007. Závery klimatológov a meteorológov stále viac poukazujú na to, že hlavnou príčinou týchto zmien prúdenia vzduchu ako aj zmien rozloženia kvázi-permanentných riadiacich tlakových útvarov je stále teplejšia Arktída, a predovšetkým výrazný ústup rozsahu polárneho zaľadnenia v tomto regióne. Nedávne štúdie dokonca potvrdili súvislosť výskytu extrémnych prejavov počasia na severnej pologuli s výrazným úbytkom morského ľadu a snehu v Arktíde (vratne Sibíri; Francis a Vavrus, 2012). Liu et al., 2012, zase poukazuje na zmeny charakteru zimnej cirkulácie na severnej pologuli v dôsledku úbytku rozsahu morského zaľadnenia v Arktíde v jesennom období.

Obr. 4: Poludníkový profil všeobecnej cirkulácie atmosféry na severnej pologuli - jasne sú zvýraznené polohy subtropického a polárneho jet streamu (Zdroj: Wikipedia)

Jet stream a teplotné zmeny v Arktíde

Odpoveďou môže byť trochu „neštandardné“ chovanie tzv. jet stremu, vzdušného vysokorýchlostného prúdenia nachádzajúceho sa až pri hornom okraji troposféry, v našom prípade teda vo výške okolo 11-12 km nad povrchom (Obr. 4). Jet stream, známy tiež z leteckej dopravy, poukazuje na výrazne atmosférické rozhranie medzi polárnymi (ležiace na sever od jet streamu) a tropickými vzduchovými hmotami (ležiace na juh). A práve na týchto rozhraniach sa vytvárajú nám známe poveternostné poruchy typu mimotropických cyklón (s nimi sú nakoniec spojené aj nám známe atmosférické fronty). Vysokorýchlostné prúdenie v jet streame, pohybujúce sa zo západu na východ, však nie je priamočiare. Skôr ako líniu pripomína obrovské vlny, ktoré sa podobne ako prúdenie vzduchu v jete pohybujú zo západu na východ. Slučky alebo vlny jet streamu vybiehajúce ďaleko na severu sú spojené s výbežkami vysokého tlaku vzduchu (v nich sa tropický vzduch dostáva ďaleko na sever, Obr. 5), naopak vlny smerujúce na juh sú vždy spojené s brázdami nízkeho tlaku vzduchu, v ktorých postupujú aj samotné cyklóny a frontálne rozhrania. Tieto obrovské vlny sa v meteorologickom žargóne nazývajú tiež Rossbyho vlny a ich horizontálny pohyb smerom na východ je poháňaný predovšetkým teplotným rozdielom medzi miernymi a polárnymi (arktickými šírkami). Čim väčší je tento gradient, tým rýchlejšie sa Rossbyho vlny pohybujú a sú tiež rovnejšie (plochejšie). Táto situácia má výrazný dopad na vzdušné prúdenie v priestore celej severnej pologule – je viac zonálne – čo znamená, že vzduch prúdi viac pozdĺž rovnobežiek. Pre počasie v Európe to znamená jedno – miernejšie teploty (v lete aj v zime), menej výrazne extrémy v počasí.

Obr. 5: Schematické znázornenie rôznych "módov" tvaru Rossbyho vĺn - posledný prípad (úplne vpravo) je spájaný s existenciou malého horizontálneho gradientu teploty medzi Arktídou a miernym zemepisnými širkami severnej pologule (Zdroj: Wikipedia)

Pokiaľ ale dôjde k opačnej situácii a teplotný gradient medzi Arktídou a miernymi šírkami nie je dostatočne výrazný, Rossbyho vlny sa začínajú naťahovať ako špagety, sú teda výraznejšie a rastie ich amplitúda. Čo je ale zásadnejšie, spomaľujú svoj pohyb na východ. Prúdenie sa stáva viac meridionálnym (vzduch prúdi pozdĺž poludníkov zo severu na juh a naopak), čo vytvára podmienky pre vznik tzv. atmosférického blokovania. A ako sa prejavuje? Tlakové útvary, ktoré poznáme z bežnej predpovede počasia a synoptickej meteorológie, spomaľujú svoj postup smerom nad kontinentálnu Európu, prípadne sa na určitú dobu úplne zastavia nad jedným miestom (v extrémnejších prípadoch postupujú z východu opačným smerom). Aký je v tom ale problém, keď dôjde k zastaveniu Rossbyho vĺn. Nuž je to veľmi jednoduché. Napríklad, prechod každej cyklóny cez konkrétne územie predstavuje do istej miery extrém, či už z pohľadu vetra, zrážok alebo teploty vzduchu. Teraz si predstavte situáciu, že vám taká cyklóna zaparkuje nad strednou Európou na niekoľko dní – dôsledky môžu a väčšinou aj sú veľmi dramatické – prebytok zrážok a povodne, najmä v lete (v zime, pri vhodných teplotných podmienkach, obrovské závaly snehu – kalamita). Pri dlhšie trvajúcom veternom počasí sú s tým spojené napríklad aj rozsiahlejšie škody na majetku. Pokiaľ máte trochu „šťastia“ a nad vašim hlavami zaparkuje blokujúca tlaková výš, v lete to znamená dlhšie obdobie veľmi teplého až horúceho počasia, prípadne aj dlhodobejšie sucho (príkladom môže byť aj situácia z Ruska v lete roku 2010).

Nuž a čo čert nechcel, zdá sa, že práve k takýmto situáciám – teda k vzniku atmosférického blokovania – dochádza na severnej pologuli (v Sev. Amerike a v Euroázii) v posledných rokoch pomerne často (Obr. 8). Znižujúci sa teplotný rozdiel medzi rýchlo sa otepľujúcou Arktídou a miernymi šírkami vytvára podmienky pre deformáciu dráhy jet streamu, čo sa prejavuje väčšími a pomalšie sa pohybujúcimi Rossbyho vlnami. Na zmenu charakteru cirkulácie na severnej pologuli a jej súvis s otepľovaním Arktídy, ale aj rýchlym ústupom polárneho morského zaľadnenia, poukazujú v poslednom období početné štúdie – najnovšie napríklad aj tejto: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2012GL051000/abstract.

Obr. 6: Poloha planetárnych jet streamov (najlepšie je vidieť polárny a subtropický jet na severnej pologuli) v poli rýchlosti vetra na hladine 300 hPa dňa 14. marca 2006 (Zdroj)

Obr. 7: Polárny jet stream na severnej pologuli zvýraznený v poli vetra - jeho vlnový charakter (Rossbyho vlny) je na tejto "animácii" zjavný

Autori sa v nej zamerali na analýzu teplotných a tlakových polí na severnej pologuli v rámci obdobia 1979-2010. Dospeli k záverom, že zníženie teplotného a tlakového gradientu medzi Arktídou a miernymi šírkami skutočne vedie k spomaľovaniu postupu atmosférických vĺn smerom na východ, s čím do veľkej miery súvisí aj extrémne počasie v Európe z posledných rokov. Treba len na okraj pripomenúť, že tento efekt zatiaľ nebol pozorovaný nad južnou pologuľou. Teplotný rozdiel medzi Antarktídou a miernymi šírkami južnej pologule je vďaka teplotnej zotrvačnosti ľadového kontinentu stále pomerne veľký (na ako dlho, to zatiaľ nevieme). Autori vo svojej štúdii upozorňujú na to, že v dôsledku výrazného ohrievania vzduchu nad Arktídou (predovšetkým vďaka silným pozitívnym spätným väzbám zo strany ubúdajúceho ľadu a snehu – tzv. albedo efekt) dochádza k tomu, že vzdialenosť medzi tlakovými hladinami 1000 a 500 hPa sa vo vertikálnom smere v Arktíde zväčšuje. Nárast mocnosti vzduchovej vrstvy medzi nimi má svoj prejav v už spomínanom poklese horizontálneho gradientu teploty, a hlavne tlaku. Silný štatistický vzťah medzi rastom mocnosti tejto vrstvy a zmenou cirkulačných podmienok na severnej pologuli sa preukázal vo všetkých ročných obdobiach s výnimkou jari.

V období posledného desaťročia by celkom určite dali nájsť početné prípady konkrétnych poveternostných situácií, ktoré súvisia práve s týmto „neštandardným“ chovaním polárneho (prípadne arktického) jet streamu a častejším výskytom blojkových situácií (Obr. 8). Na sneh bohaté zimy v USA z rokov 2009-10, 2010-11, 2012-13 či vlny horúčav na americkom kontinente v posledných dvoch rokoch, ktoré boli okrem iného spojené aj s katastrofálnym suchom na juhu a juhozápade USA. Podobný charakter počasia prevládal v rovnakom období aj nad Európou. Dôkazom sú veľmi chladné zimy na Britských ostrovoch v rokoch 2009-10 a 2010-11, mimoriadne vážne povodne na Slovensku a v strednej Európe v máji 2010, prípadne dlhodobé sucho na Slovensku v rokoch 2011-12, alebo tiež extrémna vlna horúčav v Rusku v lete 2010.Neštandardné poveternostné podmienky počas poslednej zimy 2012-13 na Slovensku možno tiež dávať do súvilosti s týmito zmenami (http://www.nun.sk/jar2013.htm).

Takýchto príkladov by sa dalo nájsť oveľa viac. Bolo by zrejme naivné si myslieť, že globálne otepľovanie je len o náraste teploty a častejších „príjemných“ letných horúčavách u nás na Slovensku. Žiaľ, dôsledky klimatickej zmeny sú, ako vidíme, oveľa komplexnejšie a nemusia nutne súvisieť len s letným počasím (búrky, extrémne zrážky, tornáda, horúčavy, etc.). Pre mnohých laikov sa to zdá možno paradoxné, ale aj extrémnejšie počasie v Európe v zime (snehové kalamity, silné víchrice, neobvykle dlhé obdobia silných mrazov) majú svoju príčinu v meniacich sa podmienkach prúdenia vzduchu nad rozsiahlymi časťami planéty a tie sú do veľkej miery podmienené hlavne zmenami teploty oceánov a pevnín.

Obr. 8: Normalizovaná distribúcia atmosférického blokovania v Arktíde v období 1968 - 1999 a období 2000-2012. V posledných 12 rokoch je možné pozorovať výrazný nárast ich počtu (Zdroj)

Teplejšie oceány – silnejšie hurikány

Možné prepojenie aktivity tropických cyklón (TC) s klimatickou zmenou je v období posledných 20 rokov analyzované predovšetkým z pohľadu ich prejavov, celkovej intenzity, podmienok vzniku, ale aj geografického rozšírenia TC vo vybraných regiónoch. Najucelenejší obraz o prebiehajúcim zmenách charakteru TC máme pochopiteľne z oblasti Atlantického oceánu (AO), kde existujú celkom kvalitné údaje z meteorologického monitoringu tak samotných TC ako aj ich dôsledkov a spôsobených škôd. Možno teda povedať, že dlhodobé trendy, ku ktorým sa klimatológovia v tejto oblasti dopracovali reálne vypovedajú o zásadných zmenách povahy TC. Zatiaľ čo globálne analýzy satelitných dát dostupných za posledných približne 40 rokov nepreukázali významný nárast celkového počtu TC, v kategórii najsilnejších TC (teda 4. a 5. stupeň) sa toho udialo pomerne dosť. Nielenže rastie v oblasti AO ich celkový počet, na vzostupe je aj ich priemerná intenzita hodnotená napríklad pomocou maximálnej rýchlosti vetra (Wmax) alebo indexu deštruktívnej sily (PDI; Obr. 9). V prípade PDI indexu bola navyše dokázaná veľmi tesná súvislosť jeho nárastu s zvyšovaním teploty povrchových vrstiev AO, z čoho sa dá usudzovať, že deštruktívna sila hurikánov v prípade ďalšieho rastu globálnej teploty a predovšetkým teploty morskej vody v oblastiach vzniku TC bude veľmi pravdepodobne kopírovať vývoj teploty oceánov smerom k silnejším TC (odhad rastu intenzity cyklón o ~ 1-8 % pri raste povrchovej teploty oceánov o 1°C, pri zrážkach to bude nárast o ~ 6-18 % na 1°C). V tejto súvislosti si treba uvedomiť, že dnešné hurikány sa rodia za podmienok diametrálne odlišných od tých, aké sme v oblasti AO pozorovali pred približne storočím. Napríklad, v období rokov 2000-2011 bola teplota povrchových vrstiev AO v porovnaní s obdobím 1900-1910 o takmer 1°C vyššia (Obr. 10). Podmienky vyššej priemernej teploty oceánu a tým aj vzduchu vedú po vzniku TC k jej rýchlejšiemu rozvoju a razantnejšiemu zosilneniu, z pohľadu dosahovaných maxím rýchlosti vetra.

Obr. 9: Vzťah medzi silou hurikánu a teplotou povrchovej vody oceánu (Zdroj)

Obr. 10: Hurikány majú viac energie pri putovaní nad oceánmi, ako na začiatku minulého storočia - odchýlka povrchovej teploty morí v období 2000-2011 v porovnaní s obdobím 1900-1910 (Zdroj: NOAA)

Priekopnícka práca Kerryho Emanuela

V tomto zmysle priekopníckou prácou bola štúdia Kerryho Emanuela z roku 1987 a neskôr z roku 2005, v ktorej sa uvádza, že teplejšie povrchové vrstvy AO môžu pri vhodných atmosférických podmienkach viesť k silnejším hurikánom (Obr. 9). Ďalšie analýzy (napr. Elsner et al., 2012; alebo Knutson et al., 2010) tieto predpoklady len ďalej potvrdili. Teplota morskej vody však nie je jedinou podmienkou, ktorá umožňuje vznik silnejších TC. Vyššia teplota vody znamená aj vyšší celkový výpar a tým aj vyšší obsah vodnej pary v atmosfére, ktorá v prípade poveternostných situácii podobných hurikánu Sandy, vypadávajú v podobe extrémnych zrážok. Kevin Trenberth v tomto zmysle poukazuje na fakt, že v súčasnosti počas hurikánov v akejkoľvek postihnutej oblasti môže spadnúť o 5-10% viac zrážok ako povedzme pred 40 rokmi. Okrem intenzívnejších prejavov TC však treba brať do úvahy aj rastúcu hladinu oceánov, ktorá je napríklad v oblasti východného pobrežia USA o približne 30 cm vyššia ako na začiatku 20. storočia. Väčšie neistoty však panujú v otázke frekvencie výskytu TC. Podľa najnovších štúdií však možno očakávať mierny nárast počtu silných (kategórie 3 a viac) TC, pričom však celkový počet cyklón bude skôr bez významnejších zmien, prípadne bude mierne klesať (najmä vzhľadom na predpoklad existencie výraznejšieho strihu vetra a rastúcej teploty hornej troposféry).

"Hurikány" nad Stredozemorím?

V súvilosti s dikusiou o zmena častosti výskytu a intenzity tropických cyklón sa ďalej ponúka aj otázka, či podobné fenomény mohli začať ohrozovať aj geografické oblasti, v ktorých sa doposiaľ nevyskytli, napríklad nad Stredozemným morom. O tejto problematike som pred nejakým časom napísal nasledujúci text:

Akoby nestačilo, že oblasť Stredomoria čelí stále častejším a intenzívnejším suchám, medikány (Obr. 11), „menší bratia“ tropických cyklón, sú silnejúcou nočnou morou kolísky európskej civilizácie. Tropické cyklóny, tiež nazývané hurikány a tajfúny, sú najpustošivejšie búrkové systémy na Zemi. Zatiaľ vznikajú iba nad tropickými oceánmi, ale existuje predpoklad, že vplyvom pokračujúceho otepľovania planéty by sa mohol ich výskyt rozšíriť. Klimatické modely totiž naznačujú, že medzi potenciálne najohrozenejšie regióny by z tohto pohľadu mohlo patriť aj husto obývané Stredomorie.

Takmer hurikán

Ide o skutočne zriedkavý jav. Vždy, keď nastane, je to v meteorológii udalosť. Z času na čas sa na jeseň nad teplými vodami Stredozemného mora vytvorí oblačný vír nápadne pripomínajúci hurikán. Medikány, ako nazývame tieto tropickým cyklónam príbuzné atmosférické javy, však spája s hurikánmi niečo viac ako len vizuálna podobnosť. Aj napriek tomu, že sú v priemere menšie a nie až tak pustošivé ako ich „rovesníci“ z Karibiku, dokážu na ostrovoch a v pobrežných oblastiach Stredomoria spôsobiť závažné materiálne škody. V priebehu posledných 20 rokov meteorológovia identifikovali minimálne 15 takýchto búrok a aj preto sa v poslednom období často diskutuje o tom, či ich výskyt bude vplyvom globálneho otepľovania častejší, a predovšetkým, či sa svojou silou vyrovnajú tropickým cyklónom.

Víchor nad Stredomorím

Nápadný, špirálovo zatočený oblačný vír, uprostred ktorého sa nachádza „oko“, oblasť s relatívne pokojným a menej veterným počasím. Podobnosť hurikánov a medikánov nie je v tomto smere vôbec náhodná, keďže atmosférické procesy, ktoré ich formujú sú veľmi podobné, aj keď v prípade medikánov nie až tak extrémne. Vetry v stredomorských cyklónach len zriedkakedy presiahnu hranicu 25 m/s, čím sa zatiaľ nevyrovnajú ani sile hurikánov najnižšej, prvej kategórie. Tento „výkonnostný“ rozdiel však nie je len výsledok toho, že Stredozemné more nie je zatiaľ schopné poskytnúť medikánom podobne vyhovujúce podmienky ako napríklad Karibské more hurikánom. Podmieňuje to aj skutočnosť, že impulzom pre vznik stredomorských medikánov nie je, tak ako v prípade hurikánu, intenzívna tropická cirkulácia vzduchu rodiaca sa nad pevninou západnej Afriky. Na ich počiatku stoja procesy, ktoré majú svoj pôvod vo vyšších vrstvách troposféry miernych šírok. Na jeseň takmer pravidelne do Stredomoria „zablúdi“ z Atlantického oceánu tlaková níž, ktorej motorom je prítomnosť veľmi studeného vzduchu v stredných a vysokých vrstvách troposféry. Prienik studeného vzduchu nad rozohriate Stredozemné more zväčší v celom profile troposféry teplotný rozdiel, ktorý sa dokáže vyrovnať len stúpaním teplého a vlhkého vzduchu do výšky. Tým sa naštartujú dynamické procesy vedúce k tvorbe mohutnej kopovitej oblačnosti, ktorá sa postupne zoskupuje do tvaru už spomínanej špirály. Dôsledky v podobe intenzívnych lejakov a silného vetra sú síce pôsobivé, avšak na to, aby sa z medikánu stal plnohodnotný hurikán je potrebné, aby voda v Stredozemnom mori mala na pomerne veľkej ploche aspoň 26 °C. A v tom je problém. Takto teplá voda sa vo väčších množstvách, ak nepočítame samozrejme pobrežné oblasti, koncentruje len vo východnom Stredomorí, aj to len na konci leta, prípadne na začiatku jesene.

Stredozemné more je im zatiaľ pritesné

Okrem toho, netreba zabúdať ani na fakt, že Stredozemné more je zo všetkých strán obklopené pevninou a navyše je aj pomerne malé, čo pre potenciálny rozvoj tropických búrok predstavuje veľké obmedzenie. Dokazujú to aj analýzy meteorológov, ktorí študovali každý jeden medikán v Stredomorí za posledných 20 rokov. Ešte skôr, ako sa búrkový systém rozvinul do svojho vrcholného a teda aj ničivejšieho štádia, narazil na svojej ceste buď na nejaký ostrov alebo, ešte častejšie, na pobrežie kontinentu, ktoré jeho vývoj nekompromisne zastavilo. Dokonca ani v tom v najlepšom prípade, kedy by medikán prešiel naprieč celým Stredomorím od západu na východ (v lepšom prípade opačným smerom), nehrozí, že by dosiahol silu hurikánu. Pri svojom postupe do východného Stredomoria by sa síce postupne dostal do oblasti s vhodným teplotnými podmienkam, no pre svoj ďalší rozvoj by už nemal dostatok času. Hneď ako by začal naberať na sile, jeho púť by skončila nad západným pobrežím Libanonu, Izraela alebo Turecka.

Modely vs. realita

Čo teda môžeme očakávať v budúcnosti? Ešte na začiatku tohto desaťročia klimatické modely veľkú šancu stredomorským „hurikánom“ nedávali. No udalosti z roku 2004 a 2005 vedcom ukázali, že sa ich modely v niečom asi mýlili. Tropické cyklóny Catarina z marca 2004 a Vince z októbra 2005 sa stali krásnymi príkladmi toho, že tropická búrka môže dosiahnuť intenzity hurikánu aj v oblastiach, kde nepanujú vyslovene priaznivé podmienky. Oba hurikány navyše vznikli z mimotropických tlakových níži, teda prienikom chladného vzduchu miernych šírok nad teplý oceán. Najnovšie modelové výstupy založené na podrobnejšom priestorovom rozlíšení už prisudzujú možnosti vzniku hurikánu nad Stredozemným morom vyššiu pravdepodobnosť a to aj pre scenáre, ktoré počítajú do konca tohto storočia s menším ako 3 °C oteplením povrchových vôd Stredozemného mora v letných mesiacoch. Aj napriek týmto znepokojujúcim predpovediam sa predsa len zdá, že realita je trochu zložitejšia a v prípade Stredozemného mora to znamená, že si budeme musieť na prvý „legitímny“ hurikán ešte nejaký ten čas počkať.

Obr. 11: Príklady výskytu medikánov nad Stredozemným morom z roku 1995 (hore vľavo), 1996 (hore vpravo), 2003 (dole vľavo) a 2005 (dole vpravo; Zdroj: EUMETSAT)

Literatúra

Camargo, S.J., Sobel, A.H., Barnston, A.G., Emanuel, K., 2007. Tropical cyclone genesis potential in climate models. Tellus A 59, 428-443.
Elsner, J. B. 2006. The increasing intensity of the strongest tropical cyclones, Nature, v455, 92-95, September 2008.
Elsner, J. B., Tsonis, A. A., and Jagger, T. H,. 2006, High frequency variability in hurricane power dissipation and its relationship to global
temperature, Bull. Am. Meteorol. Soc., 87, 763- 768.
Elsner, J. B., Jagger, T. H., 2009. Hurricanes and climate change. Springer, NY. 2009. 419 p.
Emanuel, K., 1999. Thermodynamic contro; of hurricane intensity. Nature, 401, 665-669.
Emanuel, K. A. 2005. Increasing destructiveness of tropical cyclones over the past 30 years, Nature, 436, 686- 688.
Emanuel, K., 2007. Environmental factors affecting tropical cyclone power dissipation. J. Climate, 22, 5497-5509.
Emanuel, K., Sundararjan, R., Williams, J., 2008. Hurricanes and global warming: results from downscaling IPCC AR4 simulations. Bull. Amer. Meteorol. Soc., submitted.
Chu., P.-S, 2005. ENSO and tropical cyclone activity, in Hurricanes and Typhoons: Past, Present, and Potential, edited by R.J. Murnane and K.B. Liu, pp297-332, Columbia University press, New York.
Chan, J.C.L., 1985. Tropical cyclone activity in the Northwest Pacific in relation to the El Nino/Southern Oscillation phenomenon. Mon. Wea. Rev., 113, 599-606.

Chan, J. C. L., 2000. Tropical cyclone activity over the western North Pacific associated with El Niño and La Niña events. J. Climate, 13, 2960-2972.
Chan, J.C.L., Liu, K.S., 2004. Global Warming and Western North Pacific Typhoon Activity from an Observational Perspective. J. Clim., 17, 4590-4602.
Chan, J.C.L., 2006. Comment on "changes in tropical cyclone number, duration and intensity in a warming environment, Science, 311, p1713.
Landsea, C. W., 2005. Hurricanes and global warming. Nature, 438, doi:10.1038/nature04477.
Mann, M., Emanuel, K. 2006. Atlantic hurricane trends linked to climate change. EOS, 87, 233-241. McBride, J.L., 1995: Tropical Cyclone Formation. Global perspectives on tropical cyclones, WMO/TD-No. 693, 289 pp.

Bengtsson L, Hodges KI, Roeckner E. 2006. Storm tracks and climate change. J Clim 19:35183543.
Francis, J. A., and S. J. Vavrus 2012. Evidence linking Arctic amplification to extreme weather in mid-latitudes, Geophys. Res. Lett., 39, L06801.
Fyfe, J.C., 2003. Extratropical southern hemisphere cyclones: Harbingers of climate change? J. Clim., 16, 28022805.
Geng, Q.Z., and M. Sugi, 2003. Possible change of extratropical cyclone activity due to enhanced greenhouse gases and sulfate aerosols - Study with a high-resolution AGCM. J. Clim., 16, 22622274.
Lambert, S.J., 1995. The effect of enhanced greenhouse warming on winter cyclone frequencies and strengths, J Climate 8:1447-1452.

Davis, C. A., and L. F. Bosart, 2003. Baroclinically induced tropical cyclogenesis. Mon. Wea. Rev., 131, 2730–2747.

Déqué, M., D. P. Rowell, D. Lüthi, F. Giorgi, J. H. Christensen, B. Rockel, D. Jacob, E. Kjellstrøm, M. de Castro and B. van den Hurk, 2007. An intercomparison of regional climate simulations for Europe: assessing uncertainties in model projections. Climatic Change, 81, 53–70.

Emanuel, K., 2005. Genesis and maintenance of Mediterranean hurricanes. Adv. Geosci., 2, 217–220.

Fita, L., R. Romero, A. Luque, K. Emanuel, and C. Ramis, 2007. Analysis of the environments of seven Mediterranean tropical like storms using an axisymmetric, nonhydrostatic, cloud resolving model. Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 7, 41–56.

Gaertner, M. A., D. Jacob, V. Gil, M. Domínguez, E. Padorno, E. Sánchez, and M. Castro, 2007. Tropical cyclones over the Mediterranean Sea in climate change simulations. Geophys. Res. Lett., 34, L14711, doi:10.1029/2007GL029977.

Hart, R., 2003. A cyclone phase space derived from thermal wind and thermal assymmetry. Mon. Wea. Rev., 131, 585–616.

Homar, V., R. Romero, D. J. Stensrud, C. Ramis, and S. Alonso, 2003. Numerical diagnosis of a small, quasi-tropical cyclone over the western Mediterranean: Dynamical vs. boundary factors. Q. J. R. Meteorol. Soc., 129, 1469–1490.

Intergovernmental Panel on Climate Change, 2007. Climate Change 2007. The Physical Science Basis. edited by S. Solomon et al., 987 pp., Cambridge Univ. Press, New York.
Jacob, D., L. Bärring, O. B. Christensen, J. H. Christensen, M. de Castro, M. De´que´, F. Giorgi, S. Hagemann, M. Hirschi, R. Jones, E. Kjellström, G. Lenderink, B. Rockel, E. Sa´nchez, C. Schär, S. I. Seneviratne, S. Somot, A. van Ulden, and B. van den Hurk, 2007: An inter-comparison of regional climate models for Europe: Model performance in present-day climate. Climatic Change, 81, 31–52.