Każdego roku na obszarze Polski występuje około 150 dni z burzą, a system detekcji i lokalizacji wyładowań atmosferycznych PERUN wykrywa około 480 tysięcy wyładowań typu doziemnego. Aktywność elektryczna burz przekłada się również na straty materialne oraz jest bezpośrednim zagrożeniem dla zdrowia i życia ludzkiego. Każdego roku dochodzi do tragicznych zdarzeń z udziałem doziemnych wyładowań atmosferycznych. Jak wynika z bazy danych European Severe Weather Database, tylko na obszarze Polski w latach 2002-2020 w wyniku porażenia piorunem 50 osób straciło życie a 408 zostało rannych.
Ocieplający się klimat ma duże znaczenie dla kształtowania warunków termodynamicznych i kinematycznych środowiska, które sprzyjają powstawaniu burz. Czy wzrost liczby wyładowań na obszarze Polski, potwierdzony w dotychczasowych badaniach, należy łączyć z globalnym wzrostem temperatury powietrza? Na to pytanie starali się odpowiedzieć autorzy publikacji „The kinematic and thermodynamic environment during cloud-to-ground lightning occurrence in Poland”. W swojej pracy wykorzystali dane pochodzące z systemu PERUN (IMGW-PIB) oraz reanalizy meteorologiczne ERA5 (ECMWF).
„Głównym zadaniem było określenie warunków termodynamicznych oraz kinematycznych obecnych podczas występowania wyładowań doziemnych”. – wyjaśnia Sławomir Sulik z Uniwersytetu Mikołaja Kopernika, współautor opracowania. – „Do powstania chmury Cumulonimbus, bezpośrednio związanej ze zjawiskiem burzy niezbędne są trzy podstawowe czynniki: chwiejna masa powietrza, wilgoć zawarta w troposferze oraz korzystne ruchy pionowe określane jako ścinanie wiatru. Koniecznym jest również inicjacja konwekcji, czyli uruchomienie procesów wznoszących wilgotną i niestabilną masę powietrza ku górze. Najczęściej inicjacja konwekcji występuje w przypadku przemieszczania się chłodnego frontu atmosferycznego, przy jednoczesnym wypchnięciu zalegającej gorącej i wilgotnej masy powietrza”.
W wyniku przeprowadzonego badania stwierdzono, że wyładowania doziemne najczęściej występują w środowisku CAPE 1300 J/kg, stosunku zmieszania pary wodnej ok. 13 g/kg oraz ścinaniu wiatru w profilu 0-6 km nad powierzchnią gruntu na poziomie ok. 14 m/s. Dodatkowo, sprzyjającymi warunkami do tworzenia się aktywnych elektrycznie burz są parametry termiczno-wilgotnościowe: temperatura powietrza na wysokości 2 m – ok. 28 st. Celsjusza oraz temperatura punktu rosy zbliżona do 19 st. Celsjusza. Zwiększone sumy powstałych wyładowań doziemnych występują najczęściej w przypadku burz superkomórkowych oraz w komórkach burzowych generujących frakcje gradu ze stosunkowo silnym prądem wstępującym.
Autorzy podkreślają, że prognozowanie niebezpiecznych zjawisk pogodowych jest niezwykle ważne, ale nadal stanowi spore wyzwanie ze względu na zmieniający się klimat. Pomimo ciągłego rozwoju technologii, wydawanych ostrzeżeń i prognoz, nadal pojawiają się doniesienia o osobach zabitych lub rannych przez pioruny, szczególnie w sezonie burzowym, o czym świadczą dane z bazy danych ESWD. Poprawa wiedzy na temat środowiska, w którym powstają doziemne wyładowania atmosferyczne pozwoli na jeszcze dokładniejsze określenie obszaru zagrożonego i większą ochronę ludności.
Więcej na temat wyników badań znajdziecie tutaj https://doi.org/10.26491/mhwm/191798.
Zapraszamy do lektury najnowszego numeru magazynu MHWM, w którym poza opracowaniem polskich naukowców prezentowane są m.in. wyniki badań nad wpływem zmiany klimatu na zasoby wodne i obieg wody w przyrodzie czy niezwykle ciekawe studium o historii, kontrowersjach i implikacjach budowy rurociągu Lake Powell Pipeline w stanie Utah.
