Havajské hurikány – rarita aj v budúcnosti?

Prečo sú hurikány na Havajských ostrovoch tak vzácne?

V piatok, 8. augusta, o jednej hodine popoludní svetového času (UTC) zasiahla pobrežie ostrova Havaj tropická búrka Iselle (Obr. 1-2). Aj keď tesne predtým stihla zoslabnúť z kategórie hurikánu najnižšieho stupňa, ľudí žijúcich na najväčšom z havajských ostrovov blížiaca sa búrka predsa len trochu vystrašila. Niet sa čomu čudovať, veď súčasní Havajci, aj napriek tomu, že žijú uprostred Tichého oceánu a k tomu ešte v tropickom pásme, žiadne bohaté skúsenosti s hurikánmi nemajú. Príprava na blížiaci sa hurikán musel byť pre nich celkom určite stresujúci zážitok. A navyše poniektorí si ešte spomínajú na obraz skazy, ktorý po sebe zanechal na ostrove Kauaj hurikán Iniki v septembri 1992.

Iselle celkom určite tak obrovské škody ako Iniki nespôsobil, keďže maximálna rýchlosť vetra v čase príchodu tropickej búrky na ostrov nedosiahla ani 100 km/h. (Výnimkou je len astronomické observatórium na vrchole Mauna Kea vo výške 4205 m n. m., kde zaregistrovali nárazy až 115 km/h.) Väčšie škody než samotný vietor napáchal podľa všetkého skôr silný a intenzívny dážď. V náveterných polohách ostrova Havaj mohlo podľa odhadov miestami spadnúť aj viac ako 300 mm vody (300 litrov na m²), čo v niektorých oblastiach zrejme viedlo k lokálnym povodniam či zosuvom pôdy. 

Obr. 1: Hurikány Iselle (vľavo) a Julio pohybujúce sa nad centrálnym Tichým oceánom dňa 6. augusta 2014 (Zdroj: NASA/Goddard Space Flight Center); Havajské ostrovy vidieť na zábere pri ľavom hornom okraji.

Ani po prechode Iselle si Havajci zatiaľ oddýchnuť nemôžu. Zatiaľ čo sa tá pomaly zaniká nad oceánom západne od súostrovia, od východu sa v jej tesnom závese približuje ďalší hurikán, tento krát Julio (Obr. 1). Podľa predpovedí by síce ostrovy zasiahnuť nemal, no neistoty v predpovediach jeho trajektórie sú natoľko veľké, že minimálne obyvatelia ostrova Maui (susedný ostrov najväčšieho Havaja) by mali ešte niekoľko nasledujúcich dní zostať v pohotovosti. (UPDATE: Julio nakoniec minul súostrovie pomerne výrazne, pričom sa odklonil po dráhe severne od ostrovov a na zemepisnej dĺžke Honolulu sa nachádzal približne 550 km severne od ostrova Maui.)

Odhliadnuc od súčasnej situácie na hlavnom ostrove Havaj, Iselle je v poradí len druhou tropickou búrkou, ktorá za posledných 22 rokov ostrovy zasiahla. Otázkou teda je, prečo sú hurikány v tejto oblasti tak vzácne. 

Obr. 2: Hurikán Iselle na zábere z meteorologickej družice 7. augusta 2014 v čase, kedy bol stále hurikánom 1. kategórie, približne 150 km východne od hlavného ostrova Havaj (Zdroj: NASA/Goddard Space Flight Center)

Obr. 3: Pobrežie ostrova Havaj v dobe príchodu tropickej búrky Iselle (Zdroj)

Asi to bude znieť skutočne zvláštne, ale pre obyvateľov Havajských ostrovov sú hurikány skutočne asi takou raritou, ako pre beduínov búrka uprostred púšte v lete. Naposledy, keď hurikán Iniki (Obr. 4) zasiahol jeden z ostrovov havajského súostrovia, Steven Spielberg dokončoval svoj megahit Jurský park na ostrove Kauaj. Pre obyvateľov ostrova, ale koniec-koncov aj pre celý filmový štáb Universal Picture, to bola doslova katastrofa, keďže Iniki bičoval ostrov vetrami hurikánu 4. kategórie takmer 24 hodín a spôsobil škody vo výške viac ako 2 miliardy amerických dolárov. Ak sa pozrieme trochu hlbšie do histórie zistíme, že Iselle je len štvrtou tropickou cyklónou (TC), ktorá za posledných 65 rokov ostrovy zasiahla, a druhou a súčasne najsilnejšou, ktorá zasiahla ostrov Havaj. Dôvod tejto zriedkavosti TC v okolí Havajských ostrovov súvisí predovšetkým s prevládajúcimi meteorologickými podmienkami, ktoré nakoniec určujú aj napodiv veľmi stabilný klimatický ráz súostrovia. 

Obr. 4: Hurikán Iniki (vľavo pri pohľade z meteorologickej družice) - v novodobej histórii  najsilnejšia TC, ktorá zasiahla Havajské ostrovy (Zdroj: Wikpedia)      

Video: Zdokumentované záznamy devastácie hurikánu Iniki na ostrove Kauaj v septembri 1992 (Zdroj)

Prečo sú hurikány na Havaji tak vzácne?

Centrálny a východný Tichý oceán je pre vznik a vývoj TC doslova „zemou zasľúbenou“. Po väčšinu roka tu panujú veľmi vhodné podmienky pre ich formovanie: dostatočne vysoká teplota oceánu (> 26 °C), dostatok vlhkého vzduchu a k tomu všetkému aj slabé výškové prúdenie. Teda ingrediencie potrebné pre vývoj mohutnej konvekcie, ktorá je základným termodynamickým procesom v hurikánoch. V priemere sa každoročne v tejto oblasti Pacifiku vytvorí až 15 tropických búrok a z toho 8 hurikánov. Po svojom vzniku TC putujú najčastejšie na severozápad až sever, a pri tejto trajektórii občas zasiahnu pobrežie Mexika alebo niektorej zo stredoamerických krajín. Zhruba v polovici prípadov sa TC pohybujú na západ, kde v podstate nemajú čo zasiahnuť alebo koho ohroziť. Jedine, že by prežili cestu dlhú päť tisíc kilometrov a priblížili by sa k Havajským ostrovom. K takejto situácii však dochádza len veľmi zriedkavo. A prečo?

Obr. 5: Zjednodušená schéma prevládajúceho prúdenia vzduchu v prízemných vrstvách atmosféry a priemerná poloha určujúcich tlakových útvarov v priestore Tichého oceánu (Zdroj)

Jedným z dôvodov je veľmi stabilná tlaková výš (na Obr. 5 je označená ako "North Pacific Sub-Tropical High" - NPSH), ktorej centrum leží severovýchodne až severne od ostrovov a svojim prízemným prúdením a prevládajúcimi vetrami od severovýchodu až severu odkláňa všetky potenciálne TC južnejšie od súostrovia. Ďalším faktom je aj relatívne chladnejšia voda v okolí ostrovov (hlavne severne a severovýchode od ostrovov) a z toho plynúci nedostatok vzdušnej vlhkosti pre rozvoj rozsiahlejších konvektívnych systémov. Niet sa preto čomu čudovať, že aktivita TC je v okolí tohto "tropického raja" skutočne minimálna. Ako sme už uviedli vyššie, ak nepočítame Iselle, od roku 1949 zasiahli súostrovie len tri TC, z toho dva hurikány (nepomenovaná tropická búrka v roku 1958, hurikán Dot v auguste 1959 a už tiež spomínaný hurikán Iniki v septembri 1992, ktorý bol súčasne aj najsilnejší, aký kedy Havaj zasiahol; Obr. 6). Súvisí však prechod Iselle, ako aj možná hrozba zo strany hurikánu Julio, len s momentálnym charakterom počasia, resp. je výsledkom "len" aktuálnej synoptickej situácie, alebo je v hre aj niečo iné?

Obr. 6: Trajektórie všetkých pozorovaných TC v blízkosti Havajských ostrovov v období rokov 1949 až 2013 - na obrázku je možné si všimnúť, že prevažná časť TC sa k súostroviu približuje od východu (Zdroj)

Klimatická zmena a havajské hurikány

To, že Havajské ostrovy sú v priebehu jediného týždňa vystavené pôsobeniu hneď dvoch hurikánov, ktoré navyše postupujú jeden za druhým, je aj podľa havajských meteorológov skutočnou zvláštnosťou. Celá situácia vznikla pravdepodobne najmä v dôsledku toho, že tlaková výš (NPSH), ktorá zvykne odkláňať TC na juh od Havaja, je v poslednom období usídlená ďalej na sever od svojej normálnej polohy. Ďalším faktorom môže byť aj relatívne vyššia teplota oceánu východne od hlavného ostrova, čo sa nepochybne podpísalo na tom, že tak Iselle ako aj Julio neslabnú pri svojom postupe k ostrovom tak rýchlo ako meteorológovia očakávali. Zaujímavosťou je však aj to, že k veľmi podobnej situácii došlo už minulý rok, kedy sa severne od súostrovia prehnala tropická búrka Flossie (Obr. 6). Samozrejme, tri TC v priebehu dvoch rokoch ešte nerobia trend, no aj v súvislosti s pomerne zásadnými zmenami teploty oceánov a zmenami globálnej cirkulácie (predovšetkým expanzia tropického pásma) sa vynárajú obavy z toho, že TC by mohli byť v tejto oblasti Pacifiku v budúcnosti častejším fenoménom.

Nedávna štúdia v Nature Climate Change (2013) porovnala historický výskyt TC v blízkosti Havajských ostrovov s modelovými odhadmi počtu a frekvencie TC pre koniec tohto storočia a prišla k zaujímavému záveru. V porovnaní s obdobím rokov 1979 až 2003 je možné očakávať v najbližšom storočí nárast frekvencie výskytu havajských hurikánov o približne dvoj- až trojnásobok. Čo to ale znamená v bežnej reči? Zatiaľ čo doposiaľ sa hurikány v blízkosti súostrovia (vzdialenosť menej ako 160 km) objavovali v priemere len asi každé štyri roky a dokázali zasiahnuť niektorý z ostrovov len každých 27 rokov, v budúcnosti to už môže byť každých 9 až 14 rokov. 

Autori príspevku vidia hlavné príčiny predpokladaného nárastu nie len v posune subtropickej tlakovej výše (NPSH) ďalej na sever, ale aj raste povrchovej teploty oceánu v širšom okolí Havajských ostrovov. Tento predpoklad je v celkovej zhode so štúdiou NOAA (Nature, 2014), ktorá na základe analýzy historických dráh tropických cyklón na celom svete identifikovala zásadný posun geografického rozšírenia TC smerom k obom zemským pólom. Inými slovami, TC na severnej pologuli putujú čím ďalej tým viac na sever (na južnej pologuli smerom na juh) od rovníka, presne v súlade s tým, ako v dôsledku globálneho otepľovania dochádza k rozširovaniu oblasti tropickej cirkulácie. 

Akokoľvek však budeme brať uvedené výsledky do úvahy, pre obyvateľov Havajských ostrovov sa toho nakoniec veľa nezmení, keďže v porovnaní s niektorými inými, viac exponovanými tropickými oblasťami, súostrovie zostane aj naďalej relatívne nedostupné pre hurikány či tropické búrky, a to aj napriek súčasným udalostiam. Veru už je to tak, Havajci si lepšie miesto v trópoch už ani nemohlo vybrať.

Viac informácií o tom, ako činnosť tropických cyklón môže byť v budúcnosti ovplyvnená klimatickou zmenou, je možné nájsť napríklad aj na stránke NOAA (GFDL): Global Warming and Hurricanes. Prípadne aj v dvoch predošlých článkoch na tomto blogu (Keď sa z hurikánov stávajú super-búrky a Teplejší Atlantik zvýši riziko hurikánov v západnej Európe).


Zdroje 
Projected increase in tropical cyclones near Hawaii
http://www.nature.com/nclimate/journal/v3/n8/full/nclimate1890.html
Tropical Cyclones and Climate Change
http://www.aoml.noaa.gov/hrd/Landsea/knutson-et-al-nat-geo.pdf
Why Hurricanes Are So Rare in Hawaii
http://www.climatecentral.org/news/why-hurricanes-are-so-rare-in-hawaii-17870
Climate Change May Increase the Number of Hawaiian Hurricanes
http://www.wunderground.com/blog/JeffMasters/comment.html?entrynum=2749
Rare Twin Hurricanes Headed Towards Hawaii
http://www.wunderground.com/blog/JeffMasters/comment.html?entrynum=2750
Tropical Storm Iselle Hits Hawaii's Big Island
http://www.wunderground.com/blog/JeffMasters/comment.html?entrynum=2753
NOAA-led study: Tropical cyclone 'maximum intensity' is shifting toward poles
http://www.noaanews.noaa.gov/stories2014/20140514_tropicalcyclone_poleward.html

Cena za život v Antropocéne

Paul Crutzen, nositeľ Nobelovej ceny za chémiu, vyslovil v roku 2002 názor, že ľudstvo už približne pred 200 rokmi vstúpilo do novej geologickej éry – Antropocénu. Tú možno v súčasnosti už jasne identifikovať v sedimentárnych záznamoch hornín na celej Zemi a odlíšiť ju tak od predošlej, sotva 12 tisíc rokov trvajúcej periódy, Holocénu. V odbornej komunite tento pojem síce zatiaľ ešte nedostal definitívne zelenú, no na neformálnej úrovni je jeho používanie dnes už tak časté, že je len otázkou času, kedy budeme môcť dať Holocénu, teda súčasnej geologickej ére, ktorá začala na konci poslednej ľadovej doby, definitívne zbohom. Je však jeho vyčlenenie opodstatnené, a máme pre to aj vedecké dôkazy? Celkom určite áno.

Obr. 1: Nesmierne extenzívny (planetárny) rozsah ľudských aktivít je najlepšie viditeľný z obežnej dráhy Zeme

Pochopiteľne, samotná myšlienka vyčleniť novú geologickú éru nespadla vedcom len tak z neba. (Prvou terminologickou lastovičkou bol pokus talianskeho geológia Antonia Stoppaniho zaviesť v roku 1873 termín „Antropozoikum“, o asi polstoročie neskôr jeho ruský kolega, Vladimir Vernadsky, prišiel s nápadom vyčleniť nie novú geologickú éru, ale hneď celú sféru – noosféru, teda sféru ľudí a výsledkov ich aktivít, ktorá by stála popri sfére neživej – geosfére, a sfére živej – biosfére.) Zdôvodnenie opodstatnenosti tohto kroku nachádza dnes už podporu v celom rade pozorovaných javov a rýchlo prebiehajúcich zmien vysledovaných približne od začiatku priemyselnej revolúcie. A napokon aj zoznam dôsledkov našich aktivít na planéte je natoľko dlhý, že by ste sa ani za dobu, počas ktorej čítate tento blog, neprepracovali k jeho záveru. Problém je okrem toho aj v niečom inom. Ľudstvo malo a zdá sa, že v mnohých prípadoch ešte stále má tendenciu zásadne podceňovať veľkosť svojho vplyvu na živú či neživú zložku prírodného prostredia. Proti tomuto „názoru“ ale stojí skutočnosť, že už minimálne od polovice 20. storočia, človek významne ovplyvnil alebo zmenil charakter takmer všetkých existujúcich prírodných prostredí, možno s výnimkou najhlbších častí oceánov. 

Oficiálnym začlenením Antropocénu do stratigrafického systému geologických období by sa preto dosiahla jedna zásadná a prelomová vec. Uznanie veľmi ťažko prijímaného faktu, že človek je ako "geologická" sila v porovnaní s ostatnými faktormi nielen nezanedbateľný, ale v mnohých prípadoch oveľa významnejší či dokonca deštruktívnejší. Prijatie Antropocénu by sa dalo do bežného jazyka nakoniec tlmočiť aj tak, že vedecká komunita by týmto gestom dala svetu konečne najavo to, že z mnohých dôvodov je potrebné brať vplyv ľudstva na planétu Zeme do úvahy a nemožno ho už viac podceňovať. A prečo? Jednoducho preto, že sa nám to nevyplatí, či už ekonomicky alebo ekologicky. Ak teda chceme aj naďalej budovať prosperujúcu spoločnosť a Antropocén nakoniec aj prežiť, bude potrebné od základov naše aktivity a vplyv zásadne prehodnotiť. Mnohí sa asi pýtate „prečo“.  

Obr. 2: Hlavné geologické éry v časovej mierke od začiatku existencie Zeme (vľavo hore) až po súčasnú éru človeka (vpravo dole - "You are here"; Zdroj)

Človek dnes vypúšťa do atmosféry stonásobne viac oxidu uhličitého ako všetky činné sopky na Zemi, presúva viac hornín a sedimentov, než všetky svetové rieky dohromady a spôsobuje minimálne tisícnásobne rýchlejšie vymieranie druhov, ako všetky súčasné prírodné hrozby dovedna. Za posledných približne 10 tisíc rokov sa vplyv človeka presunul z mierky lokálnej až regionálnej na mierku globálnu, čoho najlepším príkladom je súčasná a vo všetkých parametroch bezprecedentná klimatická zmena. Možno aj práve preto sa v poslednom období trochu nedôsledne a povrchne začína termín Antropocén používať ako synonymum klimatickej zmeny, čo je pochopiteľne nesprávne. Námietka k tomuto generalizovaniu vyplýva hlavne z toho, že klimatická zmena v skutočnosti predstavuje len menšiu časť rozsiahlejšieho komplexu globálnych zmien súvisiacich s vývojom modernej spoločnosti – vývojom exponenciálnym v takmer všetkých známych kvantitatívnych ukazovateľoch. 
 

Vzhľadom na súčasný devastačný charakter aktivít ľudského druhu dúfajme, že Antropocén nebude len veľmi krátkou epizódou v dejinách Zeme a že po nás v horninovom zázname zostane niečo pozoruhodnejšie ako len plasty, ťažké kovy či signály katastrofálne zníženej biodiverzity. Mali by sme sa preto spoločne snažiť o to, aby naši potomkovia, ak vôbec nejakí budú, nenašli v zemi len úzky prúžok krajne nesúrodej zmesi syntetických a toxických látok, poukazujúci na našu rozmarnú a zdrojmi plytvajúcu civilizáciu.

Ďalšie zaujímavé články o Antropocéne: 
The Anthropocene: our place in Earth’s history
http://climatica.org.uk/anthropocene-climate-change
A man-made world
http://www.economist.com/node/18741749
Gwynne Dyer: Welcome to the Anthropocene epoch
http://www.straight.com/news/642886/gwynne-dyer-welcome-anthropocene-epoch
Time for a new epoch? – the Anthropocene
http://blogs.scientificamerican.com/history-of-geology/2011/07/22/time-for-a-new-epoch-the-anthropocene/
The cost of living in the Anthropocene
http://www.earth-perspectives.com/content/1/1/2
The New World of the Anthropocene
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/es903118j

Silnejšie pasáty v Tichom oceáne. Môže za to teplejší Atlantik?

Približne od druhej polovice 90. rokov údaje o smere a hlavne rýchlosti vetra poukazujú v tropickej oblasti Tichého oceánu (Pacifiku) na významné zosilnenie stabilného pasátového prúdenia. To so sebou prinieslo celý rad veľmi nápadných dôsledkov – rýchly rast hladiny oceánu v západnej časti Pacifiku, zintenzívnenie morskej cirkulácie v Indo-pacifickej oblasti, zrýchlenie ukladanie tepla z atmosféry do oceánov či nápadne častý výskyt fenoménu La Niña po roku 1998. Výskum nakoniec poodhalil fyzikálne príčiny týchto zmien, pričom výsledky poukazujú na to, že podstatnú časť tejto „záhady“ vysvetľuje rýchlo sa otepľujúci Atlantický oceán.

Uvedený záver prináša nielen najnovšia štúdia zverejnená v Nature, ale pokiaľ si uvedomíme ako funguje tropická cirkulácia, podporuje ho aj teória planetárnej cirkulácie. Tropická cirkulácia sa právom označuje za hlavný motor prúdenia vzduchu na Zemi (Obr. 1). Poháňaná je rýchlym ohrievaním zemského povrchu v dôsledku intenzívneho slnečného žiarenia. Či už nad oceánmi alebo kontinentmi, intenzívne ohrievanie vedie k vzniku silných výstupných pohybov vzduchu (konvekcia). Odhliadnuc od dynamických príčin vzniku konvekcie v trópoch, a hlavne v oblasti tzv. Intertropickej zóny konvergencie (zbiehanie, teda konvergencia prízemného prúdenia v dôsledku „stretu“ pasátov zo severnej a južnej pologule), vo všeobecnosti platí, že pokiaľ je povrch pevniny alebo oceánu teplejší (a voda nie je limitujúcim faktorom), intenzita konvekcie narastá. Dobrým príkladom sú celoročne veľmi silné výstupné pohyby vzduchu nad veľmi teplými vodami západného Pacifiku, v blízkosti Filipín, Indonézie a Austrálie  – hlavným prejavom je permanentne veľká oblačnosť, vysoké ročné úhrny zrážok, ale nakoniec aj vysoký počet tropických cyklón v tomto regióne. Opačným príkladom je oblasť východného Pacifiku (Galapágy, pobrežie Peru, atď.), kde predovšetkým v dôsledku relatívne chladnejšej vody je konvekcia minimálna, prípadne až ojedinelá. 
   

Obr. 1: Schéme planetárnej cirkulácie vzduchu - tropická cirkulácia je reprezentovaná v prízemných vrstvách atmosféry veľmi stabilnou pasátovou cirkuláciou ("trade winds"), ktorá je "spodnou" časťou tzv. Hadleyovej bunky (Zdroj)

Obr. 2: Poludníkový (severo-južný) profil planetárnej cirkulácie vzduchu s veľmi výraznou tropickou cirkulačnou bunkou - "Hadley cell" (Zdroj)

Ak sa na to pozrieme viac z globálnejšej perspektívy, uvedený fyzikálny mechanizmus, ktorý v konečnom dôsledku presúva obrovské objemy teplejšieho vzduchu z trópov do miernych zemepisných šírok, či prípadne až k pólom (obr. 2), má v podstate len jediný účel. Zbavovať trópy prebytočného tepla, ale aj vlhkosti, a pomáhať planéte efektívne vyrovnávať extrémne teplotné rozdiely. Avšak táto výmena vzduchu neprebiehali len pozdĺž poludníkov (teda v severo-južnom smere), ale v rámci tropického pásma sa realizuje aj v smere rovnobežiek. Takýmto spôsobom si všetky tri oceány, Tichý, Atlantický a Indický, medzi sebou navzájom vymieňajú vzduchové hmoty a sú tak prepojené vzájomnými väzbami. Nie je preto žiadnym prekvapením, že akákoľvek meteorologická udalosť v jednom regióne sa po istom čase prejaví „určitým signálom“ v oblasti vzdialenej niekoľko tisíc kilometrov. Táto zonálna cirkulácia pozdĺž rovníka má aj svoj názov: Walkerová cirkulácia. Tu sa nakoniec dostávame aj k tomu, ako je možné, že zmeny cirkulácie nad Atlantikom môžu mať tak zásadný vplyv na pasáty v oblasti Pacifiku. 

Obr. 3a: Zjednodušená schéma Walkerovej cirkulácie v blízkosti rovníka v podmienkach bez výskytu výskytu El Niña alebo La Niña  (Zdroj)

Aby ste si to vedeli lepšie predstaviť, pomôžeme si nasledujúcim obrázkom (Obr. 3 - a, b, c). Na ňom sú schematicky popísané zmeny Walkerovej cirkulačnej bunky (alebo skôr jej jednotlivých buniek) nad všetkými tromi oceánmi, a to v situácii, ktorá by sa dala popísať ako normálna (Neutral conditions; a), a ďalej v situáciách El Niño (b) a La Niña (c). V neutrálnych podmienkach to funguje tak, že oblasť veľmi silnej konvekcie je typická pre západný Pacifik (Obr. 3a), Indonéziu a východnú polovicu Indického oceánu, naopak významné zostupné pohyby sa stabilizujú nad chladnejšími vodami východného Pacifiku. V oblasti Atlantiku, najmä jeho západnej časti a ďalej aj nad Amazóniou, prevládajú opäť výstupné konvektívne pohyby. Podobná situácia platí aj v prípade štádia La Niña, len s tým rozdielom, že toky sú intenzívnejšie. V štádiu El Niño si ale môžeme všimnúť, že v dôsledku abnormálnej teplej vody v centrálnom a východom Pacifiku sa obvyklé centrá konvekcie presúvajú do jeho centrálnej až východnej oblasti, presne v súlade s tým, čo sme popísali vyššie (teplejšie more, intenzívnejšie výstupne pohyby vzduchu a väčšia oblačnosť). 

Ďalej si možno všimnúť aj to, že centrá výstupných (cyklóna) a zostupných (anticyklóna) pohybov vzduchu sú pozdĺž rovníka rozložené podobne ako polia na šachovnici, striedajú sa. To znamená, že ak sa nám nad centrálnym Pacifikom stabilizuje oblasť výstupných pohybov, v západnom Pacifiku a v oblasti Atlantického oceánu a Amazónie sa ako kompenzácia vytvárajú oblasti subsidencie (zostupné pohyby), a naopak (pozri porovnanie s neutrálnymi podmienkami). A z princípov dynamiky prúdenia platí aj to, že čím silnejšie sú výstupné pohyby, tým zákonite vznikajú aj predpoklady pre silnejšie zostupné pohyby. (Pri subsidencii vzduchu dochádza navyše k rastu teploty vzduchu adiabatickým ohrievaním a tým aj zmenšovaniu oblačnosti.)

Obr. 3b: Zjednodušená schéma Walkerovej cirkulácie v blízkosti rovníka v podmienkach výskytu El Niña (Zdroj)

Obr. 3c: Zjednodušená schéma Walkerovej cirkulácie v blízkosti rovníka v podmienkach La Niñe (Zdroj)

A teraz k samotnému výskumu o zosilnených pasátoch nad Tichým oceánom. Zrejme už začínate tušiť, ako môže zmena cirkulácie kdesi nad Atlantikom ovplyvniť tak stabilný systém vetrov, akými sú pasáty v oblasti Pacifiku. Ako uvádzajú aj autori štúdie, Atlantický oceán sa od polovice 90. rokov významne oteplil, dokonca rýchlejšie ako východný Pacifik či iné oceánske oblasti. (Tomuto pravdepodobne dopomohla aj erupcia sopky Mt. Pinatubo v roku 1991, ktorej ochladzujúci efekt z prvej polovice 90. rokov sa prejavil najviac v oblasti Atlantického oceánu – po odoznení dôsledkov erupcie bolo následné otepľovanie Atlantiku rýchlejšie ako v iných oceánoch.)

Táto skutočnosť viedla nakoniec k zosilneniu výstupných pohybov vzduchu v priestore Atlantického oceánu, čo celú Walkerovú cirkulačnú bunku uviedlo do dynamickejšieho režimu a prispelo tak k zosilneniu všetkých jej vetiev, vrátane prízemného pasátového prúdenia. Teda režimu, ktorý je typický skôr pre La Niña situáciu – ako je ukázané aj na Obr. 3c, pretože práve La Niña štádium sa vyznačuje abnormálne silnými pasátmi v oblasti Pacifiku. Autori však vo svojich úvahách idú ďalej a poukazujú na to, že práve väčší teplotný rozdiel medzi Atlantikom a Pacifikom spôsobil takmer permanentné štádium La Niña po roku 1998, čo sa prejavilo aj v rýchlejšej akumulácii tepla vo väčších hĺbkach Tichého oceánu. Žiaľ, skutočnosť rýchlo sa otepľujúceho tropického Atlantického oceánu veľmi pravdepodobne viedla k ešte jednému takpovediac „side efektu“, a to pozoruhodne častému výskytu extrémneho sucha v Brazílii a v oblasti Amazónie (v rokoch 2005 a 2010). 


Zdroje 
Recent Walker circulation strengthening and Pacific cooling amplified by Atlantic warming
http://www.nature.com/nclimate/journal/vaop/ncurrent/full/nclimate2330.html
The Walker Circulation: ENSO's atmospheric buddy
http://www.climate.gov/news-features/blogs/enso/walker-circulation-ensos-atmospheric-buddy
Strong La Niñas recently? Blame the Atlantic—and a volcano
http://arstechnica.com/science/2014/08/strong-la-ninas-recently-blame-the-atlantic-and-a-volcano/

Vstupujeme do éry extrémov

Hosťujúci blog slovenského klimatológa Mgr. Pavla Matejoviča, Ph.D.

O tom, že extrémov v počasí pribúda, nás opäť presvedčila aj tohoročná jar. Viacerí si možno spomenú na vlaňajší marec, keď sa v jeho druhej polovici ochladilo tak výrazne, že teploty v kotlinách severného Slovenska klesli hlboko pod bod mrazu. Ešte aj po jarnej rovnodennosti 24. marca namerali v Oraviciach na severe Slovenska neuveriteľných -23,9 °C. Naopak tohtoročný marec bol pre zmenu najteplejší v histórii meteorologických pozorovaní na našom území. Mimoriadne nadnormálna však bola aj tohtoročná zima, ktorá skončila na Slovensku ako 2. najteplejšia.

Teplotné extrémy však nie sú jediným a tým najväčším „problémom“ aktuálnej klímy, nakoniec vďaka miernej zime možno ušetriť na energiách. Oveľa väčší problém predstavujú mohutné víchrice, prívalové dažde a suchá. Práve nerovnomerné rozloženie zrážok, keď sa striedajú obdobia s nízkymi úhrnmi s obdobiami, keď naopak veľa prší, budú v budúcnosti pre stredoeurópsky región predstavovať najväčšiu hrozbu. Mohli sme sa o tom presvedčiť aj v posledných rokoch. Kým rok 2010 bol v histórii meteorologických pozorovaní najdaždivejším rokom, nasledujúci rok bol v Malých Kosihách na juhu Slovenska najsuchší.

Veľa odborníkov si v tejto súvislosti kladie otázku, či prudké zmeny v počasí a častejší výskyt extrémnych javov možno spájať s antropogénne podmienenou zmenou klímy, alebo či sú tieto javy dôsledkom prirodzenej atmosférickej cirkulácie. Pravdivé sú obe tvrdenia, aj keď si zdanlivo protirečia. Pokúsime sa to stručne vysvetliť.

Obr. 1: Letecký pohľad na rozsiahle záplavy na rieke Sáva v oblasti mesta Brčko (Bosna a Hercegovina) dňa 18. mája 2014 (Zdroj: Weather Underground)

Klimatická zmena má okrem iného vplyv aj na atmosférickú cirkuláciu (prehlbovanie tlakových níží, zmeny v prúdení a pod.), no atmosférické procesy ako také majú a budú mať stále prirodzený charakter. Tak tomu bolo aj uprostred tohtoročného mája, kedy zo severozápadu prenikol do oblasti Stredomoria studený a vlhký vzduch. Kým Stredomorie sa na jar zvykne už intenzívnejšie ohrievať, vo vysokých zemepisných šírkach panuje ešte zima. Vzniká tak výrazný teplotný kontrast, ktorý potom podmieňuje tvorbu tlakových níží. V tomto konkrétnom prípade sa však navyše vznikol aj výrazný teplotný kontrast medzi východnou a západnou časťou Európy (v Rusku sú túto jar prekonávané dlhodobé teplotné rekordy). Uvedené teplotné pomery spôsobili, že tlaková níž, ktorá sa v Stredomorí vytvorila a postupovala nad Balkán, mohla „čerpať“ z teplotne nestabilného prostredia ešte viac energie. Vplyvom všeobecne rastúcej teploty vzduchu sa totiž zvýrazňuje dynamika všetkých atmosférických procesov. Okrem toho sa teplý vzduch správa ako špongia a je schopný prijať oveľa viac vodnej pary, než studený, vplyvom čoho môže potom spadnúť aj viac zrážok. Výsledkom boli mimoriadne vysoké úhrny zrážok najmä na Balkáne (Obr. 1). Prudký tlakový spád, ktorý sa vytvoril na zadnej strane tlakovej níže, zase u nás spôsobil zosilnenie vetra, ktorý mal na mnohých miestach ničivé účinky. Akousi predzvesťou balkánskej níže boli aj silné búrky, ktoré sa v strednej Európe začali tvoriť už v apríli.

S mimoriadne hlbokými tlakovými nížami, ktoré boli sprevádzané mohutnými víchricami a výdatnými zrážkami, boli počas celej uplynulej zimy konfrontovaní najmä obyvatelia Britských ostrovov. Podobnú situáciu sme u nás zažili pred 10 rokmi v novembri 2004, aj vtedy bola hlavným vinníkom hlboká tlaková níž. Klimatológovia a meteorológovia už dlhší čas sledujú a skúmajú zmeny, ktoré v atmosférickej cirkulácii nastávajú vplyvom globálneho otepľovania.

Klimatická zmena sa teda prejavuje predovšetkým vo zvyšovaní frekvencie extrémnych prejavov počasia. Poveternostné situácie, ktoré dnes považujeme za extrémne, sa v budúcnosti stanú „bežným“ javom. Život v ére teplejšej klímy nebude teda ani zďaleka pripomínať pobyt v prímorskej dovolenkovej destinácii.

Tento článok vyšiel v pôvodnej verzii v Pravde dňa 23.5.2014 (http://1url.cz/XVTT)

Mgr. Pavel Matejovič, Ph.D. (Klimatológ, meteorológ, teoretik literatúry a pedagóg. Pôsobil v Slovenskom hydrometeorologickom ústave a Ústave Slovenskej literatúry SAV, a momentálne na Pedagogickej fakulte Trnavskej univerzity. Vlani mu vyšla kniha s názvom Zima A.D. 1500 – 2010. História a podoby zím na Slovensku a v Európe)

Súvisiace články
Rok, kedy neprišla zima
http://www.climatemap.blogspot.cz/2014/03/rok-kedy-neprisla-zima.html
Čakajme neočakávateľné (Realita dopadov extrémov počasia)
http://www.climatemap.blogspot.cz/2014/02/cakajme-neocakavatelne.html
Zvyšujúca sa extrémnosť počasia preverí naše limity adaptácie 
http://www.climatemap.blogspot.cz/2014/02/zvysujuca-sa-extremnost-pocasia-preveri.html
Extrémne počasie a meniaca sa tvár Matky Zeme 
http://www.climatemap.blogspot.cz/2013/04/extremne-pocasie-meniaca-sa-tvar-matky.html
Studený začiatok jari v globálnych súvislostiach
http://www.climatemap.blogspot.cz/2013/04/studeny-zaciatok-jari-v-globalnejsich.html
Realita extrémov 
http://www.climatemap.blogspot.cz/2013/03/realita-extremov.html
Extrémne klimatické anomálie ako priamy dôsledok globálneho otepľovania (?)
http://www.climatemap.blogspot.cz/2013/03/extremne-klimaticke-anomalie-ako-priamy.html