TOPLINSKI valovi, dugotrajni periodi temperatura viših od uobičajenih, postaju sve učestaliji i trajniji fenomen diljem svijeta. U Hrvatskoj je jedan upravo u tijeku.

Za srijedu je oglašeno umjereno upozorenje za kontinentalnu Hrvatsku, uključujući Liku, a za četvrtak za cijelu zemlju.

Za petak je proglašeno crveno, najviše upozorenje za širu kninsku, splitsku i dubrovačku regiju koje označava vrlo veliku opasnost od toplinskog vala (grafika dolje).

>Izdana nova upozorenja za toplinski val. Za petak crveni alarm, a to nije kraj

Prije toga ekstremni toplinski valovi zabilježeni su u Indiji, Saudijskoj Arabiji i Grčkoj.

U Indiji su temperature nedavno dosezale gotovo 50°C uzrokujući ozbiljne zdravstvene probleme i poremećaje u svakodnevnom životu. U Saudijskoj Arabiji temperature su tijekom Hadža bile iznad prosjeka dosežući oko 44°C u Meki i Medini, što je uzrokovalo smrt desetaka hodočasnika.

Grčka je početkom lipnja zabilježila rekordne temperature za to razdoblje, koje su u nekoliko područja prelazile 39°C. Ovi primjeri jasno pokazuju da klimatske promjene povećavaju učestalost i intenzitet toplinskih valova širom svijeta, što ima ozbiljne posljedice na zdravlje ljudi, okoliš i infrastrukturu.

Jedan od ključnih uzroka ovih ekstremnih vremenskih pojava je fenomen poznat kao toplinska kupola.

Što je toplinska kupola?

Toplinska kupola je meteorološki fenomen u kojem se velika masa vrućeg zraka zarobljava iznad određenog područja, što uzrokuje ekstremne temperature. Uobičajeno topli zrak, budući da je rjeđi od hladnog, ima tendenciju da se diže u vis.

Međutim, snažan sustav visokog tlaka može spriječiti to dizanje i širenje i prisiliti topli zrak da ostane zarobljen blizu površine u određenom području.

Kako nastaje toplinska kupola?

Sustavi visokog tlaka u tom smislu djeluju poput poklopca ili kupole nad određenim područjem.

Atmosferski fizičar Branko Grisogono, profesor sa zagrebačkog PMF-a, tumači da "pojačana supsidencija u jakom anticiklonalnom polju zraka ne dozvoljava duboku mokru konvekciju i isparavanje, već svojim jakim 'poklopcem' čini obrnuto – koči miješanje zraka i provjetravanje".

"To se najčešće događa kad je mlazna struja, polarna ili suptropska, preslaba, a to slabljenje je nešto što se zbiva u ovim aktualnim klimatskim promjenama", dodaje Grisogono.

Začarani krug

Sunčeva energija zagrijava tlo, a to zagrijano tlo potom zagrijava zrak iznad sebe. Bez mogućnosti da se podigne i rasprši, zagrijani zrak ostaje blizu tla, gdje se nastavlja zagrijavati. On se pod kupolom zbija, a kako je njegova ukupna toplina zarobljena u manjem volumenu, temperatura mu dodatno raste.

Visoki tlak također sprječava formiranje oblaka i oborina, što znači da područje pod toplinskom kupolom ostaje suho i sunčano, a to, pak, dodatno povećava temperaturu.

Primjeri toplinskih kupola

Jedan od ekstremnih primjera toplinske kupole dogodio se 2021. godine u Sjevernoj Americi, kada su zapadni dijelovi SAD-a i Kanade doživjeli rekordne temperature koje su premašivale 40°C uzrokujući brojne zdravstvene probleme ljudi i šumske požare.

Toplinske kupole postajat će sve češće i trajnije

Razumijevanje toplinskih kupola ključno je za pripremu i odgovor na toplinske valove, koji će s klimatskim promjenama postajati sve učestaliji i intenzivniji.

Studija objavljena u časopisu Nature Climate Change analizirala je toplinsku kupolu iz 2021. godine u zapadnoj Kanadi i SAD-u te zaključila da su klimatske promjene značajno povećale vjerojatnost takvih događaja. Prema toj studiji, ako globalne temperature porastu za 2°C iznad predindustrijske razine, toplinske kupole, poput one iz 2021., mogle bi se pojavljivati svakih deset godina.

"Veza između ekstremnih vrućina i prosječne temperature može se djelomično objasniti povratnom spregom između vlažnosti tla i atmosfere. Očekuje se da će se vjerojatnost ekstremnih vrućina sličnih onima iz 2021. godine povećati zbog općeg zagrijavanja, pojačane povratne sprege između vlažnosti tla i atmosfere te slabe, ali ipak značajno povećane vjerojatnosti cirkulacije slične toplinskoj kupoli", pišu autori u sažetku.

Toplinske kupole već su postale vjerojatnije

Bulletin of the Atomic Scientists objavio je 2023. da su zbog klimatskih promjena toplinske kupole postale pet puta vjerojatnije.

Klimatske promjene utječu na dinamiku atmosfere, uključujući promjene u obrascima visokog i niskog tlaka. Jači i trajniji sustavi visokog tlaka mogu dovesti do češćeg formiranja toplinskih kupola. Također, klimatske promjene mogu oslabiti mlazne struje, odnosno jet streams, što omogućuje sustavima visokog tlaka da dulje ostanu na jednom mjestu.

Smanjenje reflektivnosti (albeda)

Kako se polarni ledeni pokrovi tope, a površine pokrivene šumama i travnjacima zamjenjuju površinama poput asfalta i betona, reflektivnost Zemljine površine se smanjuje. Tamnije površine reflektiraju manje topline u svemir, odnosno apsorbiraju je više, zbog čega se zrak iznad njih snažnije zagrijava. To, pak, može potaknuti češće formiranje i dulje trajanje toplinskih kupola.

Urbanizacija povećava vjerojatnost toplinskih kupola

Gradovi zbog urbanog toplinskog efekta dodatno pogoršavaju učinke toplinskih kupola. Beton, asfalt i drugi građevinski materijali apsorbiraju i zadržavaju više topline od travnjaka i šuma, što može pojačati intenzitet toplinskih valova unutar urbanih područja.

Suša i smanjenje vlažnosti tla

Klimatske promjene također pridonose učestalijim i jačim sušama. Suho tlo i manjak vlage smanjuju mogućnost hlađenja površine kroz isparavanje, što opet pojačava učinak toplinskih kupola. Manjak vlage u zraku također smanjuje količinu oblaka, što omogućava da još više sunčeve energije dođe do tla i zagrije ga.

Trajanje toplinskih kupola

Toplinske kupole s klimatskim bi promjenama mogle postajati sve dugotrajnije.

Kako smo već naveli, klimatske promjene mogu uzrokovati slabljenje visinske struje i smanjenje razlike u temperaturama i tlaku između polarnih i tropskih krajeva jer se polarni krajevi zbog otapanja refleksivnog leda brže zagrijavaju.

To, pak, može uzrokovati sporije gibanje atmosferskih sustava, što znači da se sustavi visokog tlaka, koji stvaraju toplinske kupole, mogu dulje zadržavati iznad određenih područja.

Produljene suše smanjuju količinu vlage u tlu, što dodatno stabilizira visoki tlak i omogućuje toplinskim kupolama da dulje traju.