Zdá sa, akoby sa bohovia riadiaci pozemské počasie v posledných rokoch
úplne zbláznili. Azda nie je dňa, kedy by sme v hlavných titulkoch novín
alebo webových spravodajstiev nečítali o katastrofálnych záplavách, pustošivom
suchu, vlnách horúceho počasia, požiaroch, hurikánoch či v zime o neobyčajne
silných fujaviciach, ktoré na striedačku postihujú rôzne kúty sveta. Na objektívny
nárast extrémnosti počasia, a to najmä v období posledných 40 rokov,
pritom poukazujú aj kvantitatívne indexy, ako napríklad CEI index (ClimateExtreme Index - NOAA), používaný v Spojených štátoch amerických. Extrémnosť
počasia však nie je len problémom amerického kontinentu. Jej náporu sme
vystavení aj my, Európania, či obyvatelia Slovenska, a to bez rozdielu. Aj
na našom území sa v posledných dvoch desaťročiach začali vyskytovať
poveternostné (búrky, extrémne zrážky, vlny horúčav, atď.) a klimatické (sucho)
extrémy s pozoruhodne väčšou frekvenciou, než tomu bolo v predošlom období.
Vlny horúčav z rokov 1992, 1994, 2003 či 2007, extrémne sucho z rokov
2003 či 2011-2012 alebo mimoriadne povodne z rokov 1997-1998, 2006, či
predovšetkým 2010, sú len vybranými príkladmi. Nárast extrémnosti počasia je
jedna vec, no schopnosť prisúdiť mu konkrétnu príčinu je vec druhá. Mnohých z vás,
či už pracujete v samospráve, súkromnom či verejnom sektore, však celkom
určite zaujíma odpoveď na otázku: „Aký podiel z tohto nárastu extrémnosti
je možné prisúdiť človekom podmienenej klimatickej zmene?“
Ešte donedávna nebola dokonca ani vedecká klimatologická obec ochotná sa
nad vzájomným prepojením extrémov počasia a klimatickej zmeny ani len
zamyslieť, nieto ešte tento problém vysvetľovať, či dokonca naň upozorňovať.
Ako sa však objavujú stále novšie a novšie vedecké dôkazy o tom, že
vzájomné prepojenie týchto dvoch fenoménov nie je len otázkou náhody, karta sa
začína obracať. Dokonca aj donedávna skeptickejší meteorológovia a klimatológovia
si začínajú uvedomovať, že svojim „NIE“ tomuto prepojeniu rozhodne nehovoria
celú pravdu.
Mnohé z dnes používaných metodík v rámci atribučných
štúdií (ide o štúdie zamerané na výskum odozvy vybraných atmosférických procesov
a fenoménov na zmeny chemizmu atmosféry) dokážu veľmi presne aplikovať/
reprodukovať vplyv zosilneného skleníkového efektu, vznikajúceho ako dôsledok
rastúcej koncentrácie CO2(dnes už celkom isto vieme, že
koncentrácie tohto plynu sú najvyššie za posledných minimálne 800 tisíc rokov – niektoré štúdie dokonca hovoria o najvyšších hodnotách za posledných 15-20
miliónov rokov), na rôzne komponenty klimatického systému Zeme – od samotnej
atmosféry až po ľadovce, hydrologický či uhlíkový cyklus a biosféru.Priamy vplyv zvýšených koncentrácií CO2 na klimatický systém, a predovšetkým
jeho atmosférickú časť, je dnes síce už veľmi dobre objasnený, no niektoré
menej zreteľné prepojenia sú stále predmetom veľmi intenzívneho výskumu (napr.
vplyv ľuďmi podmieneného otepľovania na medzidennú premenlivosť počasia).
Tiež
však netreba zabúdať ani na to, že fyzikálne väzby medzi teplejšou atmosférou a extrémnosťou
niektorých atmosférických procesov sú dnes už tiež vcelku dobre pochopené.
Napríklad vieme, že teplejšia atmosféra obsahuje väčšie množstvo energie, ktoré
podporuje vznik silnejších búrok, intenzívnejších vĺn horúčav, ale aj výraznejšieho
sucha. To však nie je ani zďaleka všetko. Teplejšia atmosféra je totiž schopná obsiahnuť
aj väčšie množstvo vodnej pary, čo je dané nielen fyzikou „zahriateho plynu“,
ale aj prostým faktom, že teplejší povrch oceánov dotuje atmosféru stále väčším
množstvom vzdušnej vlhkosti. To energetický potenciál atmosféry ešte
zvyšuje. Väčšia vlhkosť atmosféry totiž neznamená len intenzívnejšie dažďové
alebo snehové zrážky, ale aj väčšie množstvo tzv. skrytého latentného tepla,
uvoľňujúce sa pri kondenzácii vodnej pary, ktoré atmosférickým procesom dodáva
väčší impulz a dynamiku.
Teplejšia morská voda neprispieva však len k intenzívnejšiemu výparu a vlhšej
atmosfére. Tepelná expanzia morskej vody sa v súčasnosti podieľa minimálne
z 2/3 na celkovom náraste hladín svetových oceánov. Niečo by o následkoch tohto
fenoménu mohli rozprávať predovšetkým pobrežné komunity, ktoré každým rokom
musia znášať čoraz väčší nápor morského príboja, a to najmä počas extrémne
veterného počasia. Zvlášť v kritickej situácii sa nachádzajú regióny
vystavené pôsobeniu stále silnejších tropických cyklón (východné pobrežie USA,
Karibik, JV Ázia, atď.). Teplejšie moria prispievajú nielen k ich väčšej a
ničivejšej sile, ale aj k ich potenciálne dlhšiemu trvaniu a väčšiemu
priestorovému rozšíreniu (cyklóny sa dostávajú do väčších vzdialenosti od
miesta pôvodu). Tieto faktory zohrali svoju nezanedbateľnú úlohu aj pri
nedávnej „super-búrke“Sandy, ktorej náhle a veľmi razantné zintenzívnenie
v blízkosti východného pobrežia New Jersey bolo dôsledkom nadnormálne vysokých teplôt Atlantického oceánu.
Nedávny výskum tiež vniesol trochu viac svetla do predtým len intuitívne chápaného
prepojenia medzi klimatickou zmenou a nárastom extrémnosti počasia na
severnej pologuli. Hlavným kľúčom k jeho objasneniu sa pritom stala Arktída.
Dnes vieme objektívnymi pozorovaniami a meraniami preukázať, že oblasť
Arktídy sa v súčasnosti otepľuje minimálne dvojnásobným tempom než zvyšok
severnej pologule, a to najmä v dôsledku rýchleho ústupu morského zaľadnenia, skoršieho topenia snehu na jar a výraznejšieho prenosu tepla a vlhkosti do Arktídy z miernych šírok prostredníctvom atmosférickej cirkulácie.
Otepľovanie Arktídy tak nie je spôsobené len primárnym otepľovaním atmosféry kvôli
zvyšujúcej sa koncentrácii CO2, ale aj fenoménom označovaným ako „arktický
zosilňujúci efekt“ (Arctic amplification). Tento spätno-väzbový mechanizmus
podporený najmä tmavnutím povrchu oceánu a pevniny, v dôsledku stále
častejšej absencie bieleho snehu a ľadu, vedie nielen k výraznejšiemu
otepleniu atmosféry Arktídy, ale znižuje aj teplotný rozdiel (gradient) medzi
polárnymi a miernymi šírkami severnej pologule.
Vedecké štúdie naznačujú, že zmierňovanie tohto teplotného rozdielu priamo
vedie k zoslabovaniu západného (zonálneho) prúdenia vzduchu – teda toho
prúdenia, ktorév našich zemepisných
šírkach zmierňuje teplotné rozdiely medzi zimou a letom. Oslabenie
západného prúdenia má zásadný vplyv aj na smerovanie a deformáciu dráhy
vysokorýchlostného prúdenia vzduchu blízko tropopauzy – tzv. jet streamu.
Slabšie zonálne prúdenie vedie k tomu, že dráha polárneho jet stremu, na
ktorú sú napojené aj frontálne systémy ovplyvňujúce počasie u nás na
Slovensku a v strednej Európe, sa stáva vlnitejšou, čo znamená, že
amplitúda slučiek jet streamu sa zväčšuje. Tým sa spomaľuje aj samotný západo-východný prenos vzduchových hmôt, napr. od Atlantiku nad európsky
kontinent. Prúdenie vzduchu na severnej pologuli sa tak stáva viac
meriodionálnejšie (vzduch prúdi častejšie z juhu na sever alebo naopak),
čo vedie k väčšej extrémnosti počasia a vzniku tzv. blokujúcich (perzistetných) tlakových útvarov, predovšetkým blokujúcich anticyklón. Tieto
poveternostné podmienky môžu spôsobovať pretrvávajúci charakter určitého typu
počasia nad konkrétnym regiónom počas pomerne dlhého obdobia – blokujúca
anticyklóna vedie v teplej časti roka k suchému a horúcemu počasiu
(vlny horúčav; príkladom môže byť vlna horúčav v Rusku v roku 2010),
zablokovaná brázda nízkeho tlaku naopak vedie k vlhkým (daždivým) a chladným
anomáliám, ktoré môžu viesť napríklad až k povodniam (v zime k veľkým
prívalom snehu).
Netypickému chovaniu jet streamu je možné z nedávnej doby prisúdiť
hneď niekoľko významných poveternostných a klimatických anomálií. Veľmi dobrým
príkladom je najmä abnormálne chladné zimné počasie s bohatou nádielkou
snehu v západnej a strednej Európe z posledných rokov (zimy
2009/2010, 2011/2012, atď.), alebo napríklad aj mimoriadne povodne v Španielsku,
Číne, či v Pakistane, či extrémne suché počasie v Rusku v roku 2010,
prípadne na juhozápade a v centrálnych častiach USA v rokoch
2011 a 2012 (to isté platí aj pre územie Slovenska v rovnakom období).
Zdá sa, že klimatická zmena nie je už len o dlhodobom raste globálnej teploty vzduchu a oceánov, ale aj o meniacom sa charaktere počasia, ktoré nás ovplyvňuje každým dňom. Vrásky na tvári našej atmosféry v dôsledku stále sa hromadiacich skleníkových plynov sa stávajú nielen zreteľnejšími a viditeľnejšími, ale ako sa zdá, pre fungovanie tejto spoločnosti, aj naliehavejšími. Pokiaľ si neuvedomíme toto zdanlivo neexistujúce prepojenie „klimatická zmena – extrémnosť počasia“, náš odmietavý postoj nás môže vyjsť v budúcnosti veľmi draho. Jedinou, snáď pozitívnou správou je v tejto súvislosti len to, že stále extrémnejšie počasie začína pomerne rýchlo nahlodávať základné tézy popieračov klimatickej zmeny – zdá sa, že arzenál ich zdanlivo nepriestrelných argumentov sa začína povážlivo vyprázdňovať. Je teda najvyšší čas sa začať pripravovať na extrémne počasie, ktoré sa môže už v najbližšej budúcnosti stať novým štandardom.
Poznámka: Pôvodný text profesorky Jennifer Francis, Ph.D. bol upravený a doplnený Mgr. Jozefom Pechom (UFA AV ČR).
Dlhodobé trendy výskytu búrok na Slovensku a ich sprievodných javov
Relatívne skorý tohtoročný nástup pomerne silných konvektívnych búrok v strednej
Európe možno nikoho z vás veľmi neprekvapil, a to zvlášť ak zoberieme do úvahy
poveternostné podmienky, ktoré stáli v pozadí ich formovania (predovšetkým
včera, 22. apríla 2013). O niečo menej typické sú už samotné synoptické,
ale najmä teplotné pomery v posledných niekoľkých dňoch. Pred necelými
troma týždňami sme tu mali ešte podmienky porovnateľné s počasím, aké
bežne zažívame uprostred januára, a teraz to zase vyzerá na nefalšované
leto, s teplotami presahujúcimi miestami až 25 °C. To, že sme zo zimy
rovno „skočili“ do leta je síce pre mnohých doslova až zarážajúce, no
v poslednom desaťročí sme takýchto rýchlych prechodov zažili už niekoľko. Je
celkom na mieste sa tiež pýtať, či je možné v tomto vidieť nejaký trend
a či konvektívne búrky skutočne na meniace sa klimatické podmienky na jar
v našom regióne reagujú zmenou svojej časovej a priestorovej
distribúcie. Prichádzajú skôr a sú na jar častejším fenoménom než
v minulosti? Pokúsime sa na tieto a podobné otázky priniesť odpovede
v nasledujúcom texte (okrem toho, v nasledujúcom texte prinášame aj základné informácie o konvektívnych búrkach a ich sprievodných javoch).
V období posledných 50 rokov sme svedkami pomerne rýchleho rastu
tak globálnej ako aj regionálnej teploty vzduchu, a to predovšetkým na
kontinentoch severnej pologule (napríklad, v niektorých oblastiach južného
Slovenska vzrástla priemerná ročná teplota vzduchu od roku 1961 o 1,2 °C, v
teplom polroku, apríl-september, to bolo dokonca až o 1,6 °C). Keďže k rýchlemu
rastu teploty dochádza aj v jarnom a zimnom období, na mieste je otázka, či
tieto progresívne zmeny v teplotnom režime (prípadne aj zmeny cirkulačných
podmienok, etc.) majú alebo budú mať zásadnejší vplyv na fyzikálne podmienky
tvorby a výskytu konvektívnych javov, najmä búrok v týchto menej „exponovaných“
sezónach roka.
Obr. 2: Výrazný prílev vlhkého a teplého vzduchu v prízemných vrstvách atmosféry od juhu až juhozápadu viedol dňa 22.4.2013 k tvorbe bohatej kopovitej oblačnosti a vzniku lokálnych búrok z tepla, ktoré v popoludňajších hodinách zasiahli aj hlavné mesto ČR, Prahu (na obrázku je záber z meteorologického radaru ČHMÚ, Zdroj)
Zrejme už aj vám niekedy prišla na um otázka, či už aj v súčasnosti je
možné potvrdiť, na základe pozorovaných dát, zásadnejší posun výskytu búrok do
jarných mesiacov. V roku 2011 sme preto spolu s kolegami z SHMÚ pripravili
predbežnú analýzu, ktorá zatiaľ prináša len čiastočné odpovede na túto otázku.
Rámcovo však možno potvrdiť, že búrok (v zmysle nižšie uvedených charakteristík
– najmä počet dní s búrkou) v jarných mesiacoch skutočne pribúda – zvlášť
nápadné je to práve v apríli a máji.
Čo je to búrka a ako vzniká?
Búrka je z meteorologického hľadiska chápaná ako súbor elektrických,
optických i akustických javov vznikajúcich medzi oblakmi typu cumulonimbus
(skratka „Cb“ alebo inak „búrkový oblak“) navzájom alebo medzi týmito oblakmi a
zemským povrchom, často sprevádzaný ďalšími meteorologickými javmi, ktoré
niekedy bývajú ničivejšie ako samotná búrka. Ako už z tejto jednoduchej
definície búrky vyplýva, búrka predstavuje jav, ktorý je viazaný prevažne na
výskyt mohutnej kopovitej oblačnosti typu cumulonimbus. Ide o oblačnosť so
značným vertikálnym rozsahom. Najvyššie búrkové oblaky môžu v našich
zemepisných šírkach dosiahnuť až do výšky 15 km, teda do spodnej stratosféry.
Vzhľadom na svoj veľký vertikálny rozsah je každá búrka veľmi dobre vizuálne
rozoznateľná už z pomerne veľkej vzdialenosti, zatiaľ čo ďalšie sprievodné
javy, ako napríklad výskyt bleskových výbojov, hrmenie a krátkodobé zosilnenie
vetra, začínajú byť nápadnejšie až po dostatočnom priblížení k jadru búrky (hrmenie
je možné počuť zriedkavo aj na vzdialenosť viac ako 20 km).
Obr. 3:
Tri základné štádiá formovania typickej konvektívnej búrky (vľavo) -
prvotné štádium, (v strede) - štádium zrelosti, (vpravo) - štádium
rozpadu (Zdroj)
Termodynamické podmienky vzniku búrok Búrky vnikajú za veľmi špecifických podmienok. K ich vzniku je potrebné
obrovské množstvo energie a taktiež vlhkosti. Oba uvedené "zdroje" získava
atmosféra zo zemského povrchu, ktorý sa počas slnečného letného dňa zohrieva.
Značná časť tohto tepla zohrieva vzduch v prízemných vrstvách atmosféry.
Zvyšovaním jeho teploty sa vzduch začína rozpínať, čím klesá jeho
hustota. To znamená, že sa stáva ľahším a v určitom momente začína stúpať do
výšky ako obrovská bublina. Pri výstupe sa neustále rozpína a súčasne klesá
jeho teplota v dôsledku tzv. adiabatického ochladzovania, resp. poklesu tlaku
(ide o ochladzovanie bez toho, aby bublina teplého vzduchu odovzdávala svoje
teplo okoliu). Takýmto spôsobom vzniká termika, resp. termické usporiadané vzostupné prúdenie, ktoré je základom vzniku letnej kopovitej oblačnosti. Väčšia
organizovanosť prúdov teplého a vlhkého vzduchu vedie k vzniku tzv. termickej
konvekcie.
Akonáhle bublina pomaly sa ochladzujúceho vzduchu dosiahne
dostatočnú výšku (napr. 1,5 až 2 km), časť vodnej pary obsiahnutej vo vzduchu
skondenzuje (skvapalneniu) a tým dôjde k vzniku oblačnosti. Pri kondenzácii sa
uvoľňuje tzv. skryté latentné teplo, ktoré sa spotrebovalo pri vyparovaní vody zo zemského povrchu. Toto teplo predstavuje ďalšiu energiu, ktorú častice
vzduchu využívajú k stúpaniu do väčšej výšky. Pokiaľ je tohto tepla dostatok
(dochádza k tomu najmä v prípadoch veľkej vzdušnej vlhkosti a vysokej
počiatočnej teploty vzduchu, napríklad pri 30 °C a 80 % vlhkosti vzduchu), bublina
vzduchu pokračuje vo svojom výstupe, čím kopovitá oblačnosť neustále narastá až
dosiahne výšku, nad ktorou sa už v oblaku začínajú vytvárať ľadové kryštáliky.
Tie sú predpokladom vzniku intenzívnejších zrážok. Rastúci búrkový oblak
„nasáva“ do seba stále viac vlhkého vzduchu z okolia, čím jeho vodný obsah
narastá. Na povrchu ľadových jadier prebieha kondenzácia vodnej pary rýchlejšie
(lavínovito) ako na povrchu vodných kvapôčok, čím zväčšujú svoj objem a
hmotnosť nepomerne rýchlejšie (v prípade, že by v oblaku boli prítomné len
vodné kvapôčky, prebiehala by kondenzácia niekoľkonásobne pomalšie). Ich
hmotnosť je v určitom momente až taká veľká, že ich už výstupné prúdy vzduchu
nedokážu udržať vo vzduchu a začínajú padať voľným pádom smerom k zemskému
povrchu. Pri svojom páde sa väčšie kvapky vplyvom odporu výstupného prúdenia
vzduchu trieštia na menšie a tie sú strhávané vystupujúcim prúdom vzduchu
smerom nahor. Pri tomto procese triedenia veľkých a malých zrážkových častíc
dochádza k veľmi špecifickému prerozdeľovaniu elektrického náboja vo vnútri
búrkového oblaku, čím vznikajú podmienky pre vznik elektrostatických výbojov –
bleskov. V momente, kedy udrie prvý blesk a je počuť prvý akustický zvuk –
hrom, je možné vyhlásiť, že ide skutočne o búrku.
Búrka dosahuje vrchol rozvoja akonáhle výstupný prúd vzduchu dosiahne
tzv. tropopauzu, ktorá ďalší výstup blokuje. Tým je vzduch a oblačnosť
vytláčaná do strán, čím vzniká veľmi špecifický tvar hornej časti búrkového
oblaku – tzv. nákova (je veľmi dobre rozpoznateľná najmä z väčšej
vzdialenosti). V tomto štádiu je búrka najintenzívnejšia a prejavuje sa celým
radom sprievodných javov, okrem už spomínaných bleskových výbojov ide ďalej
najmä o intenzívne zrážky, vypadávajúce z pohľadu postupujúcej búrky v jej
zadne časti, ďalej silný nárazový vietor (húľava) a v extrémnejších prípadoch
krupobitie.
Obr. 4: (hore) Búrka je spojená s výskytom oblačnosti typ cumulonimbus
– ide o hustý, kopovitý oblak s veľmi tmavou až takmer čiernou základňou, ktorá
sa nachádza vo výške okolo 1-2 km na zemským povrchom. Cumulonimbus vzniká postupným
narastaním oblakov typu cumulus a po dosiahnutí svojho maximálneho rozvoja je z
väčšej vzdialenosti veľmi ľahko rozpoznateľný na základe výraznej vejárovitej
nákovy, ktorá sa vytvára v jeho vrcholovej časti. Niekedy sa táto časť
búrkového oblaku roztiahne po celej oblohe a pripomína oblak typu cirrostratus.
Rozvíjajúca sa oblačná nákova je vo svojej hornej časti plochá – je to dôsledok
toho, že v tejto výške zastavuje vertikálny vývoj búrkového oblaku tzv.
tropopauza, kde sa takmer vždy vyskytuje inverzná vrstva, ktorá vytláča
oblačnosť do strán. Ak sa však nachádza pozorovateľ priamo pod búrkovým
oblakom, pôsobí oblačnosť kvôli svojej veľkej vertikálnej mohutnosti obvykle
ako tmavá a málo štruktúrovaná masa; (dole) zachytenie konvektívnej aktivity v blízkosti Lisabonu (Portugalsko; 5.4.2013; Foto: Vojtěch Bližňák)
Typizácia búrok
Rozoznávame viacero typov búrok. Poznáme tzv. frontálne búrky a búrky z
tepla. Frontálne búrky sú viazané na prechody výrazných, najmä studených
poveternostných frontov, ktoré pomerne často zasahujú v letnom období aj naše
územie. Na rozdiel od búrok z tepla nie sú až tak výrazne závislé od dennej
doby, teda môžu sa vyskytnúť aj v priebehu noci, prípadne v skorých ranných
hodinách. Ich príchod je pomerne ľahko predpovedateľný (na základe postupu
frontálnej línie).
Búrky z tepla sú výraznejšie závislé od denného vývoja
konvekcie, teda aj denného režimu teploty vzduchu. Obyčajne sa začínajú
vytvárať okolo poludnia a vrchol dosahujú v popoludňajších hodinách, v období
maxima teploty vzduchu. Ich postup je často krát veľmi pomalý a presný čas a
miesto výskytu sú, vzhľadom na to, že sa neviažu na žiadny poveternostný front,
ťažko predikovateľné. Z tohto dôvodu predstavujú búrky z tepla ďaleko väčšie
nebezpečenstvo, vzhľadom na ich takmer nepredvídateľný výskyt. Avšak aj v
takomto prípade je možné si pomôcť a nepotrebujete na to ani dlhoročné
skúsenosti meteorológa. V prípade, že si plánujete výlet do prírody, je
potrebné na základe skúseností z predošlých dní (pokiaľ sa vyskytli búrky),
priebežne sledovať situáciu na oblohe (a samozrejme sledovať výstrahy vydávané
meteorologickou službou). V prípade, že dochádza k vzniku prvých kopovitých
oblakov, ktoré narastajú do väčších rozmerov, je najlepšie odložiť výlet na
neskorší termín. Búrka by vás mohla vo voľnej prírode nepríjemne prekvapiť. Z
hľadiska intenzity a možných následkov sú veľmi nebezpečné tzv. supercelárne
búrky (Obr. 5-6), ktoré sa vyznačujú dlhou životnosťou (aj niekoľko hodín) a často krát sú
sprevádzané tými najnebezpečnejšími sprievodnými javmi – tornádami a mimoriadne
veľkými krúpami.
Obr. 5: Supercelárne búrky majú veľmi špecifickú štruktúru, ktorej základom je výrazne rotutjúci (okolo vertikály) výstupný prúd teplého a vlhkého vzduchu do výšky - tento mechanizmus udržuje búrku v jej aktívnej forme aj niekoľko hodín (tým sa supercelárne búrky odlišujú od klasických konvektívnych búrok; Zdroj: Wallace a Hobbs, 2006)
Obr. 6: (vľavo hore) Systém masívnych supercelárnych búrok na JV USA dňa 27. apríla
2011 pri pohľade z meteorologickej družice (Zdroj); (vpravo hore) - príklad supercelárnej búrky so zreteľne nápadnou rotáciou búrkového oblaku v spodných a stredných výškových hladinách (Zdroj); (dole) supercela postupujúca nad severným Kansasom dňa 8. mája 2001 (Zdroj: Wallace a Hobbs, 2006)
Konvektívne búrky a vznik
prívalových zrážok
Prívalové zrážky sú v teplejšej časti roka takmer výlučne spojené s
rozvojom intenzívnych konvektívnych búrok, s ktorými sa v tomto období
stretávame pomerne často aj na našom území. Bývajú hlavnou príčinou vzniku
lokálnych prívalových povodní, pre ktoré sa tiež zvykne používať oveľa
populárnejší názov „bleskové povodne“, ktorý vznikol nie príliš vhodným
prekladom anglického výrazu „flash floods“. Ako sme už spomenuli, pre konvektívne búrky sú typické
výstupné pohyby teplého a vlhkého vzduchu, ktorý sa následne v dôsledku svojej
expanzie spojenej s poklesom tlaku ochladzuje a vlhkosť sa transformuje (kondenzuje) na
zrážkovú vodu. Nie všetka vodná para, ktorá vstupuje do výstupného prúdu
konvektívnej búrky, skondenzuje, a dokonca iba menšia časť z tohto množstva dopadá na
zemský povrch vo forme dažďa. Výsledné množstvo zrážok na zemskom povrchu
ovplyvňuje tzv. zrážková účinnosť. Tá vyjadruje, aký podiel množstva vodnej
pary vstupujúceho do búrkového oblaku je transformovaný na zrážky dopadajúce na
zemský povrch. Zrážková účinnosť izolovaných búrok býva väčšinou len okolo 20
%. Treba si však uvedomiť, že niektoré typy búrok, ako napríklad supercely
(supercelárne búrky), dokážu vyvolať silné prívalové zrážky aj pri nízkej
zrážkovej účinnosti.
Všeobecne platí, že najvyššie úhrny zrážok sa vyskytujú
tam, kde je najvyššia intenzita, a súčasne najdlhšie trvanie zrážok. Intenzita
dažďa, najčastejšie vyjadrená množstvom spadnutej zrážkovej vody (napr. v mm)
za určitý čas (napr. za 15 minút), závisí najmä od dynamiky procesov tvorby
zrážkových častíc, ako aj rýchlosti výstupných pohybov vzduchu v búrkovom
oblaku. Vysoké intenzity krátkodobých dažďov možno očakávať vo všetkých
typoch konvektívnych búrok (napr. multicelárne, supercelárne,...),
ako aj pri ich väčších variantoch, tzv. mezosynoptických konvektívnych
systémoch, ktorých zrážkové polia dosahujú až 100 km v priemere, či dokonca
viac. Dĺžku trvania intenzívnych zrážok v určitom mieste určuje predovšetkým
rýchlosť a smer pohybu búrkového systému. Je preto úplne prirodzené, že
najvyššie úhrny zrážok je možné registrovať v prípade pomaly sa pohybujúcich,
resp. kvázistacionárnych búrkových systémov. V extrémnych prípadoch môže nastať
situácia, kedy danú lokalitu zasiahne celá séria za sebou postupujúcich búrok.
Celkový úhrn zrážok môže vtedy dosiahnuť aj hodnoty vysoko nad 100 mm (100 litrov
na meter štvorcový) za 24 hodín. Potom už závisí najmä od času, v priebehu ktorého takto
veľké zrážky na konkrétnom mieste spadli. Čím je tento časový úsek kratší, tým
sú následky prívalových zrážok závažnejšie, a rastie tak pravdepodobnosť vzniku
prívalových povodní. Jedným z najlepších príkladov takejto povodne na Slovensku
bola situácia z 20. júla 1998, kedy horné povodie Malej Svinky v priestore
pohoria Bachureň zasiahla mimoriadne intenzívna prietrž mračien. V priebehu
necelej hodiny tu spadlo až 100 mm vody, čo vyvolalo prívalovú vlnu vysokú až 4
metre. Najtragickejšie bola postihnutá obec Jarovnice, kde vodný živel so sebou
strhol a usmrtil takmer 50 ľudí.
Supercelárne búrky, tromby a
tornáda
So vznikom tornád alebo všeobecnejšie tromb (tromba je všeobecné
pomenovanie pre lievikovitý oblačný útvar, najčastejšie viditeľný v spodnej
časti búrkového oblaku, a výrazne rotujúci okolo vertikálnej alebo čiastočne
zvislej osi rotácie, tromba sa mení na tornádo až vo chvíli, keď sa dotkne
zemského povrchu) súvisí vývoj intenzívnych a silných búrok, ktoré sa zvyknú v
meteorológii označovať ako supercelárne (alebo jednoducho supercely). Ide o
veľmi špecifický typ búrok, ktorý sa vo všetkých podstatných znakoch odlišuje
od „klasických“ búrok.
Obr. 7: Masívne tornádo sily F5 zachytené v oblasti mesta Tuscaloosa v Alabame 27. apríla 2011 (Zdroj)
Supercely vznikajú najčastejšie v podmienkach, kedy sa
podstatná časť búrkového oblaku v dôsledku silného horizontálneho (bočného)
prúdenia vzduchu v stredných a vyšších hladinách troposféry doslova „roztočí“
okolo vertikálnej osi. V klimatických a prírodných podmienkach strednej,
prípadne aj západnej Európy môže ku vzniku supercelárnych búrok a tornád dôjsť
hlavne v jarných a letných mesiacoch, najčastejšie pri prechode rýchlo
postupujúcich studených frontov, oddeľujúcich teplotne a vlhkostne značne
kontrastné vzduchové hmoty. Ďalšou veľmi dôležitou podmienkou vývoja supercel je
existencia veľmi výraznej zmeny smeru (a rýchlosti) horizontálneho prúdenia
vzduchu vo vertikálnom smere (tzv. vertikálny strih vetra). Z vyššie uvedeného
vyplýva, že tornáda sa môžu vyskytnúť, s výnimkou polárnych regiónov, takmer
všade, to znamená aj na Slovensku. Zato, že saich celkový ročný počet na Slovensku a v Európe ani z ďaleka
nepribližuje ich počtu na americkom stredozápade, môžeme vďačiť najmä polohe
hlavných horských masívov (Alpy, Karpaty, Pyreneje), ktoré sú usporiadané
prevažne do východno-západných línií. Tie, laicky povedané, zabraňujú tomu, aby
sa v relatívne krátkom čase, v bezprostrednej blízkosti ocitli vzduchové hmoty
s krajne odlišnými charakteristikami teploty, vlhkosti, prípadne výškového
prúdenia. V prípade, že k tomuto „stretu“ predsa len dôjde,
môže to vyústiť do vzniku a vývoja veľmi silných búrok, z ktorých niektoré môžu
byť dokonca až supercelárne. Vznik tornád však nemusí byť vždy bezprostredne
spojený len s vývojom supercelárnych búrok. V prípade, že sú sprievodným javov
obyčajných konvektívnych búrok, bývajú tornáda alebo tromby spravidla slabšie a
menej výrazne.
Video 1: Masívne tornádo pravdepodobne sily F3 v meste Springfield v americkom štáte Massachusetts 1. júna 2011
Ako rozpoznať tornádo
Hlavným rozpoznávacím znakom tornáda je bezpochyby jeho vzhľad v podobe
lievikovitého chobota alebo stĺpu, ktorý vzniká v dôsledku kondenzácie vodnej
pary v rýchlo rotujúcom vzduchu. Tornádo najčastejšie rotuje vprotismere pohybu hodinových ručičiek a na
jeho kontakt so zemským povrchom upozorňujú najmä zvírený prach a trosky rôznych
predmetov, ktoré sú vo väčšine prípadov hlavnou príčinou úmrtí ľudí alebo
zvierat. Občas dochádza aj k prípadom, kedy na periférii samotného tornáda
vznikajú tzv. podružné alebo sekundárne sacie víry, ktoré často krát svojou
silou prevyšujú intenzitu hlavného tornáda. Našťastie, doba ich životnosti
je relatívne krátka (maximálne niekoľko desiatok sekúnd). O až nepredstaviteľných rýchlostiach rotujúceho vzduchu v najsilnejších tornádach svedčí
predovšetkým ohromný rozsah škôd a ich fatálne následky v postihnutých
oblastiach. Najvyššie namerané rýchlosti rotácie tornád sa šplhajú až k 500
km/h. Deštrukčný potenciál tornád býva najčastejšie výslednicou rýchlosti
postupu a rotácie atmosférického víru, pričom nezanedbateľným faktorom je aj
celková doba, počas ktorej pôsobí na konkrétny objekt. Pre odhad sily a
intenzity tornáda používajú meteorológovia najčastejšie tzv. Fujitovu stupnicu,
ktorá rýchlosť víru kategorizuje na základe charakteru vzniknutých škôd.
Najslabším tornádam sa prisudzuje označuje F0, tým najsilnejším F5. Rýchlosti
rotácie tornáda, uvedené v tejto klasifikácii, je však potrebné považovať v
stredoeurópskych podmienkach len za orientačné hodnoty, pretože Fujita
zohľadňoval odlišný typ stavebných konštrukcií, ktoré sú typické pre oblasť
USA. Najväčší rozsah škôd vzniká najmä v dôsledku pôsobenia tlaku rýchlo
rotujúceho vzduchu. Netreba však zabúdať, že tornádo má, vzhľadom na svoje
silné vztlakové sily, schopnosť prenášať rôzne veľké predmety do veľkých výšok
a značných vzdialeností.
Video 2: Silné tornádo v talianskom meste Benátky 12. júna 2012
Video 3: Príklady tornád zachytené nad územím Českej republiky
Tornáda na Slovensku
Tornáda, resp. im odpovedajúci rozsah škôd, už boli na Slovensku
viackrát zaznamenané. Väčšinou však chýba priamy obrazový alebo iný
fotodokumentačný materiál, ktorý by zachytil tornádo priamo pri jeho vyčíňaní.
Ich výskyt je teda najčastejšie určený len nepriamo, na základe dostupných
informácií z „druhej“ ruky (výpovede svedkov, rozsah a charakter škôd, ...).
Podmienky vzniku tornáda môžu byť čiastočne identifikované aj na základe údajov z meteorologických radarov, pomocou ktorých dokáže meteorológ odhaliť
vývoj veľmi špecifickej štruktúry supercelárnej búrky.
Medzi posledné
dokumentované prípady výskytu tornáda alebo tromby na území Slovenska patria
dve zaznamenané tornáda z roku 2004. Prvé sa vykytlo 1. júna 2004 v okolí obce
Veľké Zálužie a podľa dostupných infomácií trvalo až päť minút. Druhé bolo
pozorované 19. júla 2004 v okolí Brezovej pod Bradlom. V oboch prípadoch išlo o
výskyt tromby, ktorá sa preukázateľne dotkla zemského povrchu (podľa definície
teda už ide o tornádo), no vzhľadom na jej nízku intenzitu (stupeň F0 až F1),
nespôsobila významnejšie škody. K vzniku tromby a tornáda určite nechýbalo veľa
ani pri nedávnej sérii búrok (pravdepodobne so supercelárnym vývojom) z 15.
augusta 2008 v okolí stredného Považia, ktorej vývoj pravdepodobne vyvrcholil v
oblasti južného Poľska, kde bolo pozorované tornádo zanechávajúce za sebou
značné škody a podľa informácií v médiách dosiahlo intenzitu F2 až F3.
Aj napriek tomu, že väčšina z nás pravdepodobne nikdy nebude mať to
šťastie, prípadne nešťastie zažiť tornádo takpovediac na „vlastnej koži“, môžu
sa informácie o tom, ako sa správať a čo robiť v takejto situácii, vcelku
hodiť. V prípade, že sa k vám tornádo blíži a zhodou okolností sa nachádzate v
blízkosti nejakej budovy, najlepšou možnosťou je schovať sa do miestnosti bez
okien, prípadne do podzemnej garáže. V prípade, že sa nachádzate vo svojom
byte, dobre urobíte, ak sa ukryjete do bytového jadra (kúpelňa,...). Rozhodne
sa vyhýbajte stodolám, autám, prívesom, prípadne iným neukotveným objektom,
ktoré už na prvý pohľad nevyzerajú dvakrát bezpečne. Ak vás zastihne tornádo v
prírode, pokúste sa vyhľadať nejakú terénnú depresiu (priekopu alebo val) a
ľahnite si tvárou k zemi. Snažte sa, aby priestor medzi vami a zemou bol čo
najmenší. Určite nevstupujte do lesných porastov. Padajúce kmene stromov by vás
mohli ľahko pripraviť o život.
Zimné búrky - zriedkavé, nie však nezvyčajné Zimné
búrky patria u nás skutočne k javom zriedkavým, avšak ani zďaleka nie
k fenoménom nezvyčajným. O zriedkavosti sa dá hovoriť najmä kvôli ich
krajne ojedinelému výskytu v období od začiatku decembra do konca
februára, kedy registrujeme v priemere len asi 2 % z celkového ročného
počtu búrok. Z dlhodobého pohľadu sa relatívne najčastejšie zvyknú
objavovať práve vo februári, no vzhľadom na to, že v priebehu zimy
obvykle zaznamenáme len jednu, v lepšom prípade dve búrky na celom území
Slovenska, sú obdobné interpretácie štatistických údajov trochu
skresľujúce. Navyše, búrky v zimnom období sú na rozdiel od svojich
letných „rovesníčok“ sprevádzané výrazne nižším počtom bleskov
a akustických prejavov, preto je niekedy zaznamenanie tohto druhu búrok
skôr vecou náhody, a to dokonca aj v prípade, že sú pozorovatelia
dostatočne svedomití a odvádzajú pri sledovaní búrok výbornú prácu.
Monitorovanie búrok sa však v poslednom období výrazne zlepšilo, a to
najmä vďaka pozemným systémom pre detekciu bleskov. Tie sú schopné
zaregistrovať bleskový výboj vzdialený desiatky kilometrov, a to dokonca
aj vo vnútri oblaku, čím sa stávajú údaje o búrkach menej závislými na
subjektívnom pozorovaní obsluhy meteorologickej stanice. Predovšetkým
vďaka tomuto pokroku môžeme už v súčasnosti s istotou tvrdiť, že aj
napriek zriedkavosti zimných búrok ich rozhodne nemožno u nás označovať
za jav nezvyčajný.
Obr. 8: Zimné búrky sú na našom území najčastejšie spôsobené rýchlo postupujúcimi frontálnymi poruchami a hlbokými tlakovými nížami (cyklónami); na zábere je cyklóna Oratia z októbra 2000 (Zdroj)
Menej výrazné „rovesníčky“ letných búrok Keďže
v zime je slnečné žiarenie veľmi slabé, vzhľadom na nízku polohu slnka
nad horizontom a krátky deň, je vznik zimných búrok viazaný takmer
výlučne len na prechody veľmi výrazných poveternostných frontov
(napríklad pri veľmi rýchlom postupe teplejšieho morského vzduchu nad
prechladenú pevninu, Obr. 8). Kvôli nízkemu obsahu vodnej pary vo vzduchu
a teplotnému zvrstveniu atmosféry, ktoré nepraje tvorbe výstupných
pohybov vzduchu (chladnejší vzduch pri zemi a teplejší vo výške) je však
potrebné, aby front postupoval vpred rýchlo (aspoň 50 km/h). Aj napriek tomu, že sa silou či
rozsahom nedajú porovnať so svojimi letnými obdobami, prinášajú zimné
búrky vždy so sebou zásadnú zmenu počasia – husté a intenzívne sneženie,
prudké nárazy vetra, fujavicu. Pomalšie výstupné a zostupné pohyby
vzduchu v búrke majú za následok ešte jednu zaujímavú skutočnosť –
nižšiu elektrickú aktivitu, ktorá má svoj odraz v minimálnom počte
bleskov. Ak však k výbojom vôbec dôjde spravidla sú silnejšie a trvajú
dlhšie ako počas letnej búrky. Ide o ďalšiu pozoruhodnú vlastnosť
zimných búrok.
Budú v budúcnosti častejšie? V súvislosti
s klimatickou zmenou rastú zimné teploty aj u nás, na Slovensku, a to
dokonca rýchlejšie ako v iných sezónach roka. Objavujú sa preto úvahy
o možnom náraste výskytu zimných búrok, keďže sa predpokladá, že
v priemerne teplejšej a vlhšej atmosfére sa zlepšia podmienky pre tvorbu
kopovitej oblačnosti v chladnej časti roka. Lenže nič nie je tak
jednoduché ako sa spočiatku zdá. Klimatologický výskum síce potvrdil
mierny nárast počtu zimných búrok v 90. rokoch v porovnaní s predošlými
desaťročiami, no ďalšia dekáda, 2001-2010, v tonto trende už nevytrvala.
Búrka je vo všeobecnosti príliš zložitý atmosférický jav na to, aby
závisel len od jedného či dvoch meteorologických faktorov. Okrem toho,
ani doposiaľ publikované štúdie zatiaľ nepotvrdili priamu spojitosť
medzi vyššími teplotami a častejším výskytom búrok v zime. Všeobecne
teda neplatí, čím teplejšia zima, tým vyšší počet búrok. Dôkazom je aj
štúdia, ktorá analyzovala neobvykle vysoký počet zimných búrok na
Slovensku počas zimy 1999/2000. Podľa jej záverov bola určujúcim
faktorom častejšej búrkovej činnosti veľmi intenzívna atmosférická
cirkulácia nad Atlantickým oceánom a západnou Európou, pričom teplotne
boli oba mesiace v rámci normálu. Bolo by preto predčasné robiť
akékoľvek závery o rastúcom počte búrok v zime ako aj o možnej
súvislosti medzi ich výskytom v tejto časti roka a klimatickou zmenou.
Ostáva len dúfať, že stále sa zlepšujúce možnosti pozorovania a detekcie
búrok prinesú už v najbližšom období reálnejší pohľad na tento
zaujímavý atmosférický fenomén.
Búrky sú extrémnym prejavom atmosférickej konvekcie,
pri ktorej dochádza k uvoľňovaniu latentného tepla v dôsledku kondenzácie
vodnej pary. Ide o veľmi komplexný atmosférický jav sprevádzaný súborom
extrémnych a nebezpečných prejavov, akými sú bleskové výboje, nárazy vetra,
krupobitie, prívalové zrážky a v niektorých prípadoch aj tornáda. Najmä v
súvislosti s rastom priemernej teploty vzduchu v prevažnej časti strednej
Európy existuje predpoklad, že meniace sa klimatické podmienky môžu už v
najbližších desaťročiach významne ovplyvniť charakter ako aj priestorový a
časový výskyt búrok v našom regióne. Hlavným cieľom príspevku je analyzovať
početnosti búrok a zmeny a premenlivosť ich časového výskytu v jednotlivých
regiónoch Slovenska v rámci obdobia 1951-2010. Pre účely analýzy sme použili
údaje o výskyte dní s búrkou na 16 profesionálnych meteorologických staniciach,
ktoré sme navyše doplnili v rámci kratšieho časového obdobia (1981-2010) údajmi
z približne 500 zrážkomerných staníc na Slovensku. V príspevku sme sa pokúsili
interpretovať hlavné príčiny dlhodobých zmien výskytu búrkovej činnosti. Búrky
sa môžu vyskytovať iba pri splnení určitých podmienok v atmosfére. V našich
prírodných podmienkach bol ich výskyt tradične koncentrovaný do letných
mesiacov, prípadne do obdobia teplého polroka (IV-IX). Vyššia teplota vzduchu,
väčší obsah vodných pár v atmosfére, vyššie úhrny zrážok, sprevádza aj častejší
výskyt búrok. V predkladanom príspevku by sme chceli potvrdiť očakávania, nie
iba o častejšom výskyte búrok, ale aj o rozšírení obdobia ich výskytu, do v
minulosti búrkovo netypických mesiacov roka. Využijeme kritérium výskytu aspoň
jedného búrkového javu na celom území Slovenska. V meniacich sa podmienkach
presnosti registrovania búrok, by mohlo byť toto kritérium, týmito podmienkami,
relatívne menej ovplyvnené. Pre overené profesionálne meteorologické stanice,
ktorých časové rady otestujeme testami homogenity, urobíme aj analýzu trendov v
časových radoch výskytu búrok, pre jednotlivé mesiace, resp. ročné obdobia a
rok.
Úvod
Búrky, patriace nepochybne medzi najatraktívnejšie a
najnebezpečnejšie prírodné javy, sa v poslednom období, podobne ako iné
extrémne prejavy počasia, stávajú stredobodom pozornosti tak odbornej ako aj
laickej verejnosti, a to najmä v súvislosti s očakávanými prejavmi klimatickej
zmeny. Globálna zmena klímy, ktorej hlavným prejavom je zvyšujúca sa teplota
vzduchu ako aj zmena ostatných klimatologických prvkov a charakteristík
prízemnej vrstvy atmosféry, veľmi pravdepodobne ovplyvní v budúcnosti nielen
dynamiku a intenzitu, ale aj priestorový výskyt búrok na Slovensku. Či k týmto
významným zmenám dochádza už aj v súčasnosti, prípadne či súčasný výskyt búrok
v stredoeurópskom priestore je v niečom výnimočný v porovnaní s historickými
údajmi sa stalo predmetom analýzy v niektorých, už publikovaných prácach -
Bielec-Bąkowska (2003), Bielec (2001), Brázdil (1998), Changnon (2001c), Nosova
(1989), Pelz (1977). V podmienkach Slovenska sa klimatologickou analýzou
dlhodobých zmien výskytu búrok zaoberal Pecho (2005), ktorý dlhodobé trendy
interpretoval najmä z hľadiska zmien cirkulačných typov počasia (v rámci
obdobia 1901, resp. 1951-2002). Významný nárast frekvencie výskytu búrok je už
dnes všeobecne akceptovaný fakt preukázaný v mnohých regiónoch Európy. Búrky,
ako potenciálne ničivé atmosférické javy sú relatívne často analyzované z
pohľadu výskytu extrémne vysokých denných úhrnov zrážok alebo mimoriadnych
nárazov vetra (Bielec-Bąkowska, 2003; Changnon 2001a,b; Dupuy, 1995; Kyseľ,
2010). Globálnu analýzu búrkovej činnosti a výskytu konkrétneho typu zrážok
prináša napríklad aj Dai (2001a,b).Zaujímavé výsledky prináša aj výskum zimných búrok, ktorých frekvencia
významne narastá. Tá úzko koreluje predovšetkým so zmenami cirkulačných
podmienok ako aj s polohou konkrétnej meteorologickej stanice (Knudsen, 1974;
Gravier a Roussel, 1995). Zvláštnosťami podmienok výskytu búrok v zimnom období
sa na Slovensku zaoberala Gerová (1994).
Búrka je z meteorologického hľadiska chápaná ako súbor
elektrických, optických i akustických javov vznikajúcich medzi oblakmi typu
Cumulonimbus (skratka „Cb“ alebo inak „búrkový oblak“) navzájom alebo medzi
týmito oblakmi a zemským povrchom, často sprevádzaný ďalšími meteorologickými
javmi, ktoré niekedy bývajú ničivejšie ako samotná búrka (Ahrens, 2008). Letné
obdobie, teda obdobie od začiatku júna do konca augusta, je pre výskyt búrok
veľmi priaznivé hneď z niekoľkých dôvodov. Po prvé, sú to predovšetkým vysoké
denné teploty vzduchu v prízemnej vrstve atmosféry, po druhé veľký obsah
vodných pár obsiahnutých v ovzduší, ktorých kondenzáciou (skvapaľnením) vo
vyšších častiach atmosféry vznikajú intenzívne, niekedy až prívalové zrážky
(lejaky). Ďalšou nevyhnutnou podmienkou vzniku letnej búrky je vhodná
poveternostná situácia spojená napríklad s prechodom studeného frontu (Bednář,
2003). Počas leta sa vyskytujú najčastejšie dva typy búrok, a to frontálne búrky
a búrky z tepla (búrky uprostred vzduchovej hmoty). Frontálne búrky pozorujeme
najmä na studených frontoch, na čele ktorých je podporovaný prudký výstup
teplého a vlhkého vzduchu do výšky. Tak sa vytvára mohutná kopovitá oblačnosť
typu Cumulonimbus (búrkový oblak). Príchod studeného frontu s búrkovou
činnosťou vždy spôsobuje náhlu zmenu počasia a pri zemi silný, nárazový vietor,
intenzívne zrážky alebo krúpy a samozrejme bleskové výboje. Vývoj búrok na
studených frontoch nemusí byť vždy až tak úzko spätý s denným chodom teploty
vzduchu, teda často sa vyskytujú aj v nočných a ranných hodinách, na rozdiel od
búrok z tepla.
Približne v posledných dvoch desaťročiach (1991-2010)
sú búrky u nás, nápadne často spájané s výskytom nebezpečných poveternostných javov
(silný nárazový vietor, intenzívny dážď, krupobitie, veľké množstvo
elektrických výbojov). Leto sa stalo ročným obdobím, kedy určitá časť búrok má
takmer pravidelne v sebe potenciál prírodnej katastrofy. Príčiny treba hľadať
vo vyššej teplote vzduchu, ktorá pri určitých typoch poveternostných situácií,
vytvára predpoklady pre rast obsahu vodných pár v atmosfére a v tejto
súvislosti potom procesy prebiehajúce v atmosfére disponujú väčším energetickým
potenciálom. Ale na výsledku negatívnych účinkov búrky sa podieľa aj stav,
resp. zraniteľnosť, zasiahnutého prostredia a toto môže ničivé účinky búrky
ešte znásobiť.
Metodika a použité údaje
Pre účely analýzy boli použité jednak údaje o počte
dní s búrkou (blízkou aj vzdialenou) z 16 profesionálnych staníc s kvalitnými a
predovšetkým dostatočne dlhými časovými radmi začínajúce rokom 1951 (výnimku
tvorí MS Chopok, kde sa meteorologické pozorovania začali až v roku 1955).
Súbor sme obohatili o ďalších približne 500 zrážkomerných staníc, z ktorých
boli k dispozícii údaje o výskyte búrok za obdobie rokov 1981-2010.
Rozmiestnenie použitých staníc je vidieť na Obr. 2a-b. Vzhľadom na to, že búrky
sú javy s výrazne lokálnym výskytom (nehovoriac už o niektorých sprievodných
fenoménoch, ako napr. krupobitie), kvalita „napozorovaných“ údajov je veľmi
závislá od prístupu konkrétneho pozorovateľa a jeho schopnosti dodržiavať
dohodnutú metodiku pozorovania. Z tohto dôvodu treba pripustiť, že kvalita
údajov dokonca aj na niektorých osvedčených profesionálnych staniciach je v
posledných rokoch veľmi diskutabilná, a to najmä kvôli rušeniu nočných služieb
v meteorologickej prevádzke SHMÚ (výrazne sa tým znižuje počet pozorovaných
búrkových javov v nočných hodinách). Napriek tomu, že búrka sa prejavuje
predovšetkým v noci silnými svetelnými efektmi a podobne ohlušujúcim hrmotom,
sú v pozorovaní a zaznamenávaní búrok isté problémy. Rôzna úroveň
meteorologických staníc, od profesionálnych, cez stanice s dobrovoľným
pozorovateľom a končiac zrážkomernými stanicami, sa prejavuje neporovnateľnou
presnosťou zachytávania búrok a javov s nimi spojenými. Okrem toho aj zmena
pracovného režimu profesionálnych staníc mimo letísk, podobne ako výmena
pozorovateľa, môže spôsobiť nehomogenitu v časovom rade výskytu búrok. Nie je
preto jednoduché urobiť akúkoľvek priestorovú analýzu výskytu búrok.
Meteorologické stanice, či už profesionálne synoptické
alebo zrážkomerné, sú situované v rôznych prírodných podmienkach, od najnižších
polôh na krajnom juhu a juhovýchode až po hrebeňové polohy Vysokých a Nízkych
Tatier (MS Lomnický štít, 2635 m n.n.; MS Chopok, 2005 m n.m.).
Predmetom analýzy bola najmä charakteristika počtu dní
s búrkou (či už blízkou – do 3 km od MS, alebo vzdialenou – viac ako 3 km od
MS). Na okraj treba zdôrazniť, že v študovanom období (1951-2010) nedošlo k
zmene metodiky pozorovania búrkových javov. Okrem štatistických trendov
početností dní s búrkou v jednotlivých mesiacoch, sezónach a roku na vybraných
profesionálnych MS sme sa v analýze zamerali aj na zhodnotenie „sumárneho“ kumulatívneho
počtu búrkových dní na všetkých zrážkomerných MS od roku 1981 (tzv.
„búrko-stanice“). Ako sme už uviedli v abstrakte príspevku, predmetom analýzy
sa stala aj nie príliš štandardná a používaná charakteristika – výskyt aspoň
jedného búrkového dňa v rámci študovaného územia, použitím ktorej by sme radi
poukázali na významnejší časový posun výskytu búrkových javov v akomkoľvek
regióne Slovenska (pri niektorých poveternostných situáciách, a to najmä v
chladnej časti roka (X-III), je akýkoľvek výskyt búrky považovaný za neobvyklý
aj v našich najteplejších oblastiach).
Výsledky a záver
Búrky predstavujúce špecifický nebezpečný
poveternostný jav vykazujú pomerne výraznú priestorovú premenlivosť a súčasne
ich monitorovanie v sieti meteorologických staníc SHMÚ má rôznu úroveň v
závislosti od programu meteorologickej stanice a u dobrovoľných pozorovateľov
od ich možností, ktoré sú určované predovšetkým ich kontinuálnou alebo
prerušovanou prítomnosťou v mieste pozorovania a merania. Preto prihodnotení výsledkov treba zvažovať dva
základné prístupy. Na jednej strane sú to trendy v časových radoch výskytu
charakteristík búrok, pre ktoré platí, že na jednotlivých staniciach sa môžu
dokonca aj v nie veľkých vzdialenostiach rozchádzať vo svojich tendenciách. Na
druhej strane sa môže uplatňovať regionálny prístup, v ktorom sa môžu čiastočne
eliminovať zvláštnosti a nedostatky pozorovania búrok. Práve z regionálneho
prístupu vyplýva, že v mesiacoch máj až august sa len výnimočne vyskytujú dni kedy
sa aspoň niekde na Slovensku nezaregistruje výskyt blízkej, resp. vzdialenej
búrky alebo blýskavice. Veľmi zaujímavý je poznatok, že v období od novembra do
marca je výskyt búrok viazaný na teplotné podmienky a v prípade nadnormálnej
teploty vzduchu sa vyskytuje na Slovensku pomerne veľa búrok aj v tomto pre
neu nás netradičnom čase. V mesiacoch
od apríla do septembra je vyšší výskyt búrok viazaný predovšetkým na obdobia s
nadnormálnymi zrážkami. Iba október je akýsi prechodný mesiac, kde tieto
kritériá jednoznačne neplatia.
Za významný prínos sa môže považovať využitie databázy
zrážok od roku 1981, pričom v tomto príspevku boli prvýkrát spracované záznamy
o búrkach v ucelenom 30 ročnom období, z takého rozsiahleho súboru
meteorologických staníc, aké neobsahuje doteraz žiadna práca analyzujúca búrky
na Slovensku. Tento súbor údajov o búrkach sa, v prípade zachovania súčasného
stavu siete meteorologických staníc SHMÚ, bude v budúcnosti rozširovať a
vytvoria sa ešte lepšie predpoklady pre hodnotenie tohto nebezpečného poveternostného
javu, ktorý má v posledných desaťročiach stále nepriaznivejšie ekonomické
dôsledky, súvisiace s nákladmi na úhradu poistných udalostí súvisiacich s
výskytom búrok.
Z hľadiska hodnotenia ročného režimu výskytu búrok sa
dve tretiny celkového počtu vyskytujú v letnom období (viac ako 65 %), zatiaľ
čo na jar pripadne približne jedna štvrtina (25 %), na jeseň 7 % a v zime sa
vyskytne celkovo len necelých 0,5 % všetkých búrok (Pecho, 2005). Graf na Obr.
3 prináša prehľad relatívnej početnosti búrok pre jednotlivé mesiace v roku
(spracované obdobie 1981-2010). Ako vidieť relatívne najviac búrok sa vyskytuje
v mesiaci jún (24,3 %). Nasleduje júl s takmer 22 % a máj s 20,6 %. Takmer
žiadne búrky sa nevyskytujú v decembri (0,1 %) a v januári (0,2 %).
Dlhodobé zmeny počtu dní s búrkou (na aspoň jednej MS
v danom dni) v jednotlivých dekádach, počnúc desaťročím 1951-1960 sú uvedené v
Tabuľke 1. K pozoruhodnému a štatisticky významnému nárastu došlo najmä v
jarných a letných mesiacoch, a to predovšetkým v apríli a júli. Vzhľadom na
značnú časovú variabilitu výskytu búrok v niektorých jesenných a najmä zimných
mesiacoch sú trendy v tomto období len málo významné (napr. december, január,
prípadne október). Vzhľadom na pomerne výrazný nárast podielu aprílových a júlových
búrok, nie je žiadnym prekvapením pomerne významný pokles počtu búrkových dní v
júni (v období 1981-2010), do ktorého sa spolu s júlom koncentruje dlhodobo
najvyšší podiel búrok. Dlhodobé priemery a vybrané štatistické ukazovatele tej
istej charakteristiky búrok prinášajú pre vybrané periódy (napr. 1951-2010,
alebo 1951-1980 a 1981-2010) a sezóny (I-XII, IV-IX, X-III, prípadne I-VIII)
grafy na Obr. 4-6. V porovnaní s výsledkami z Tabuľky 1 majú zmeny dlhodobého
počtu búrkových dní z Obr. 5-6 mierne konzistnejší charakter a prinášajú
komplexnejšiu informáciu o štatistickej povahe oboch porovnávaných období
(1951-1980 a 1981-2010), či už pre jednotlivé mesiace alebo sezóny. Popri
významne rastúcich tendenciách v jarných mesiacoch (júl a jún v tomto porovnaní
zaznamenali len minimálne zmeny) si možno napríklad všimnúť aj zreteľný nárast
rozptylu, resp. interkvartilového rozpätia (rozdiel medzi horným a dolným
kvartilom) v prípade apríla, čo signalizuje zvýšenie početnosti tých prípadov
(v porovnaní s predošlým obdobím), kedy sa v apríli vyskytuje významne vyšší
počet búrkových dní než v rokoch s priemerným alebo nízkym počtom búrok. K
zásadnejším zmenám toho istého charakteru došlo aj v ďalších dvoch jarných
mesiacoch, marci a máji (Obr. 5).
Za povšimnutie stoja aj dlhodobé zmeny ročného a
sezónneho počtu dní s búrkou medzi obdobiami 1951-1980 a 1980-2020 prezentované
na Obr. 6. S výnimkou chladného polroku (X-III) všetky vybrané sezóny a rok
zaznamenali významný nárast absolútneho počtu dní s búrkou, ktorý je však na
druhej strane „kompenzovaný“ výrazným a významným poklesom rozptylu hodnôt. Ide
o dôsledok poklesu medziročnej premenlivosti počtu búrkových dní a
charakteristickým posunom k vyšším hodnotám. Uvedené zmeny je možné
identifikovať aj na Obr. 9, na ktorom sú zachytené časové rady a trendová
analýza ročného a sezónneho počtu dní s búrkou v rámci obdobia 1951-2011. Na
Obr. 9a prinášame trendovú analýzu časových radov mesačného počtu búrkových dní
na území Slovenska v rámci rovnakého obdobia. Zvýraznené (s preložením
lineárneho trendu) sú vybrané tri mesiace (február, apríl a júl). Mesiac s
najvýraznejším pozorovaným trendom je apríl, v rámci ktorého sa počet dní s
búrkou podľa lineárneho trendu zvýšil v období 1951-2011 o 3 dni
(obdobne aj v júli), čo predstavuje nárast o takmer 30 %.
Veľmi zaujímavý obraz zmien prináša analýza celkového
počtu dní s búrkou na všetkých zrážkomerných staniciach zobraných do úvahy v
rámci obdobia 1981-2010 (Obr. 9c). Ročný počet tzv. „búrko-staníc“ vzrástol v
uvažovanom období z hodnoty necelých 8 000 v roku 1981 na vyše 11 000 v roku
2010. Aj keď ide o nárast veľmi výrazný a je veľmi pravdepodobne podmienený
najmä skutočným nárastom početností dní s búrkou, treba na druhej strane
pripustiť, že výsledný trend je do určitej miery ovplyvnený významne nižším
počtom „búrko-staníc“ na začiatku 80. rokov, ktorý bol pravdepodobne
zapríčinený prevádzkovými zmenami v rámci SHMÚ.
Na Obr. 10-13 sú uvedené výsledky trendovej analýzy
počtu dní s búrkou pre vybrané mesiace, rok a sezóny na piatich
klimatologických staniciach (Bratislava-Koliba, Hurbanovo, Oravská Lesná,
Lomnický štít a Košice-letisko). Ide len o príklady dlhodobého vývoja a
premenlivosti počtu dní s búrkou, nemožno teda jednoznačne len na základe
týchto bodových informácií robiť akékoľvek závery o tom, či vo všeobecnosti
búrkových dní pribúda alebo naopak ubúda. Ako vidieť z uvedených grafov, až na
výnimku MS Oravská Lesná, všetky ostatné stanice, vrátane Hurbanova,
zaznamenali pomerne výrazný pokles celkového (ročného) počtu dni s búrkou.
Okrem niektorých jarných mesiacov sa to týka aj mesačných hodnôt. Vzhľadom na
značnú medziročnú premenlivosť sú dosiahnuté trendy v prípade staníc
Bratislava-Koliba a Lomnický štít štatistický nevýznamné (aj na úrovní väčšiny
mesiacov). Výsledky sú v celku konzistentné s prácou Pecho (2005), ktorá
dospela k podobným záverom týkajúcicm sa regionálnych zmien početnosti dní s
búrkou v rámci obdobia 1951-2002 – výraznejší pokles v južnejších, nížinných a
kotlinových polohách, naopak celkový nárast v horských oblastiach severného a
východného Slovenska.
Literatúra
Ahrens, C. AD. 2008. Meteorology today. 9. vydanie. St. Paul. West
Publishing Company, New York, 2008, 624 p.
Bednář, J. 2003. Meteorologie: úvod do studia dejů v zemské atmosféře.
Prvé vydanie, Portál, Praha, 2003, 224 p.
Bielec, Z. 2001. Long-term variability of thunderstorms and
thunderstorm precipitation occurrence in Cracow, Polan, in the period
1896-1995. Atmospheric research, 56 (2001), 161-170.
Brázdil, R. 1998. Časová a prostorová analýza bouřek, krupobití a
extrémních srážek v jižní části Moravy v období 1946– 1995. Meteorol. Zpr. 51,
45–52.
Dai, A. 2001a. Global precipitation and thunderstorm frequencies. Part
I: Seasonal and interannual variations. Journal of Climate. Vol. 14, No. 6,
2001, pp. 1092-1111.
Dai, A. 2001b. Global precipitation and thunderstorm frequencies. Part
II: Diurnal variations. In: Journal of Climate. Vol. 14, No. 5, 2001, pp.
1012-1028.
Dupuy, J. 1995. Precipitations orageusses dans l’agglomeration
Lilloise. Cahiers de Geographie Physique, vol. 10. Universite des Sciences et
Technologies de Lille, pp. 17– 32.
Gravier, J., Roussel, I. 1995. Les orages hivernaux a Nancy et a Tours
1964– 1993. Cahiers de Geographie Physique, vol. 10. Universite des Sciences et
Technologies de Lille, pp. 5 –16.
Changnon, S.A. 2001a. Damaging thunderstorm activity in the United
States. Bull. Am. Meteorol. Soc. 82, 597–608.
Changnon, S.A. 2001b. Thunderstorm rainfall in the conterminous United
States. Bull. Am. Meteorol. Soc. 82, 1925–1940.
Changnon, S.A. 2001c. Long-term fluctuations in thunderstorm activity
in the United States. Clim. Change 50, 489–503.
Gerová, E. 1994. Búrky na Slovensku so zreteľom na zvláštnosti
podmienok ich výskytu v zimnom období. Diplomová práca. FMFI UK, Bratislava.
Knudsen, J. 1974. Winter thunderstorm in southern Norway. Meteorol.
Ann. 6 (9), 170– 271.
Oravec, D. 2000. Búrkové pomery na Horehroní. Diplomová práca. PRIF UK,
Bratislave, 2000, p. 17-48.
Pecho, J. 2005. Možný vplyv klimatickej zmeny na výskyt búrok na
Slovensku. Diplomová práca. PRIF UK, Bratislava, 87 p.
Pelz, J. 1977. Die Gewitter im Berliner Raum. Meteorol. Abh., Ser. A
Monogr. 1 (3) (Berlin). Řezáčová, D., Novák, P., Kašpar, M., Setvák, M. 2007. Fyzika oblaků a srážek. Academia, Praha, 2007. 574 s. Wallace, J. M., Hobbs, P. V. 2006. Atmospheric Science - An Introductory Survey. Second edition, University of Washington, Adademic Press, 488 s.