Jak se změny klimatu projeví na velikosti krup?
V posledních týdnech zažíváme časté situace se silnými bouřkami, ve kterých není nouze o intenzivní krupobití. Hlášeny jsou jak případy výskytu velkých krup, tak i tvorby větší vrstvy krup na zemi. Výsledkem jsou každopádně značné škody. A v této souvislosti se množí otázky, jestli se teď krupobití nevyskytuje častěji, případně jestli a jak to souvisí se změnou klimatu. A co lze čekat do budoucna.
Pro vznik krup jsou potřebné dostatečně intenzivní výstupné pohyby v bouřkovém oblaku kumulonimbu, které umožní počátečnímu ledovému krystalku narůst do dostatečně velkého kusu ledu, který při cestě k zemskému povrchu při teplotách nad 0 °C nestihne roztát. Při vhodných situacích může být růst kroupy opravdu rychlý, ze zhruba milimetrového kousku ledu se kroupa o velikosti basebalového míčku stane za 20 až 30 minut. Ty největší kroupy zpravidla přinášejí supercely, které jsou díky své dynamice schopny udržet kroupy v oblačném prostředí velmi dlouho. Asi moc nepřekvapí, že největší pravděpodobnost výskytu velkých krup (přes 2,5 cm) je v oblasti tzv. tornádové aleje ve střední části USA, kde se právě supercelám mimořádně daří. S velkými kroupami se ale poměrně běžně setkávají taky obyvatelé střední Afriky severně od rovníkové oblasti, Bangladéše, pamp v Argentině a v širší oblasti Středomoří. Ve střední Evropě jsou už ale vzácnější.
Průměrná roční pravděpodobnost výskytu (v dnech za rok) velkých krup (nad 2,5 cm v průměru), pro oblasti o velikosti 100x100 km, za období 1979-2015, zdroj: nature.com
Vyhodnocení počtů případů a trendů výskytu krupobití je mimořádně obtížné. Jde totiž o často velmi lokální záležitost, kdy na jedné straně vesnice můžou padat kroupy o velikosti golfových míčků, o pár set metrů dál, na druhém konci vesnice, jen prší. Pozorování krup na meteorologických stanicích je sice poměrně přesné, nicméně problémem je relativně velká vzdálenost stanic od sebe, kdy řada epizod s kroupami stanice vůbec nezasáhne. Zde ale v posledních letech – podobně jako u tornád – situace dramatickým způsobem změnili možnosti dokumentace výskytu krup pomocí fotoaparátů na mobilních zařízeních, čímž mnohonásobně vzrostla hlášení o jejich výskytu. Objektivnější metody detekce nabízí taky dopplerovské, resp. polarimetrické radary, ty jsou ale v Česku k dispozici teprve od roku 2015, nelze je tedy zatím využít pro vyhodnocení trendu. Zatím se jeví, že naměřená data na stanicích jednoznačné statisticky významné trendy v prostoru střední Evropy neposkytují.
Pro určení budoucích trendů vývoje krup je vhodné zmapovat změny základních faktorů, které jsou pro jejich vznik klíčové. Je známo, že s nárůstem teploty stoupá množství vodní páry v atmosféře. To podporuje jednak konvektivní instabilitu, jednak zvyšuje intenzitu výstupných pohybů. Výsledkem by měl být častější výskyt situací vhodných pro tvorbu bouřek, potenciálně umožňujících vývoj větších krup.
Vznik krup v bouřkovém oblaku v současné a budoucí atmosféře. Číslo 1 vpravo odpovídá zvýšení vlhkosti v nižších hladinách, číslo 2 zvýšení polohy hladiny tání, číslo 3 pak změně vertikálního střihu větru, jejíž vliv je ale ve srovnání s 1 a 2 zřejmě zanedbatelný, zdroj: nature.com
Dalším faktorem je nárůst teploty. Při oteplování se ale otepluje nejen vzduch u zemského povrchu, ale i ve vyšších hladinách. A to znamená posun nulové izotermy výše (tedy hladiny, kde je teplota rovna 0 °C). To ve výsledku povede k omezení tloušťky vrstvy, ve které můžou vznikat kroupy, a současně to zvýší pravděpodobnost roztátí menších krup při pádu k zemi. Větší kroupy budou mimo jiné díky své větší pádové rychlosti ovlivněny méně. Celkově tento faktor tedy povede k posunu v rozložení krup směrem k větším velikostem.
Důležitou roli hraje konečně i střih větru – zejména pro vznik supercel. V této oblasti se studie v minulých letech poměrně dramaticky lišily. V současné době se ale předpokládá, že je nepravděpodobné, aby změny vertikálního střihu větru výrazněji ovlivnily bouře s kroupami.
Celkově lze tedy očekávat, že změna klimatu povede k nárůstu instability, síly výstupných pohybů a obsahu vody v oblacích, a tedy i ke snadnějšímu vzniku velkých krup. Naopak oteplování zvýší polohu hladiny tání, což usnadní tání menších krup před dopadem na zem. Frekvence výskytu krup by tak do budoucna sice měla mírně klesat, ale počet situací s velkými (a tedy potenciálně ničivějšími) kroupami nejspíš poroste. Nicméně je nutné počítat s určitými regionálními rozdíly v rámci světa. Podle loňské studie lze do konce století ve střední Evropě čekat zdvojnásobení výskytu velkých krup, podobný nárůst lze čekat i v severní Americe. Naproti tomu ve východní Asii se kvůli zmenšení vlhkosti vlivem změn cirkulace čeká spíš pokles.
Výše uvedené výsledky by měly v blízké budoucnosti potvrdit výstupy detailnějších modelů schopných podrobně řešit chování bouří v budoucím klimatu. Celkově lze ale pravděpodobné čekat rostoucí extremitu zejména silných konvektivních bouří.
Pro vznik krup jsou potřebné dostatečně intenzivní výstupné pohyby v bouřkovém oblaku kumulonimbu, které umožní počátečnímu ledovému krystalku narůst do dostatečně velkého kusu ledu, který při cestě k zemskému povrchu při teplotách nad 0 °C nestihne roztát. Při vhodných situacích může být růst kroupy opravdu rychlý, ze zhruba milimetrového kousku ledu se kroupa o velikosti basebalového míčku stane za 20 až 30 minut. Ty největší kroupy zpravidla přinášejí supercely, které jsou díky své dynamice schopny udržet kroupy v oblačném prostředí velmi dlouho. Asi moc nepřekvapí, že největší pravděpodobnost výskytu velkých krup (přes 2,5 cm) je v oblasti tzv. tornádové aleje ve střední části USA, kde se právě supercelám mimořádně daří. S velkými kroupami se ale poměrně běžně setkávají taky obyvatelé střední Afriky severně od rovníkové oblasti, Bangladéše, pamp v Argentině a v širší oblasti Středomoří. Ve střední Evropě jsou už ale vzácnější.
Průměrná roční pravděpodobnost výskytu (v dnech za rok) velkých krup (nad 2,5 cm v průměru), pro oblasti o velikosti 100x100 km, za období 1979-2015, zdroj: nature.com
Vyhodnocení počtů případů a trendů výskytu krupobití je mimořádně obtížné. Jde totiž o často velmi lokální záležitost, kdy na jedné straně vesnice můžou padat kroupy o velikosti golfových míčků, o pár set metrů dál, na druhém konci vesnice, jen prší. Pozorování krup na meteorologických stanicích je sice poměrně přesné, nicméně problémem je relativně velká vzdálenost stanic od sebe, kdy řada epizod s kroupami stanice vůbec nezasáhne. Zde ale v posledních letech – podobně jako u tornád – situace dramatickým způsobem změnili možnosti dokumentace výskytu krup pomocí fotoaparátů na mobilních zařízeních, čímž mnohonásobně vzrostla hlášení o jejich výskytu. Objektivnější metody detekce nabízí taky dopplerovské, resp. polarimetrické radary, ty jsou ale v Česku k dispozici teprve od roku 2015, nelze je tedy zatím využít pro vyhodnocení trendu. Zatím se jeví, že naměřená data na stanicích jednoznačné statisticky významné trendy v prostoru střední Evropy neposkytují.
Pro určení budoucích trendů vývoje krup je vhodné zmapovat změny základních faktorů, které jsou pro jejich vznik klíčové. Je známo, že s nárůstem teploty stoupá množství vodní páry v atmosféře. To podporuje jednak konvektivní instabilitu, jednak zvyšuje intenzitu výstupných pohybů. Výsledkem by měl být častější výskyt situací vhodných pro tvorbu bouřek, potenciálně umožňujících vývoj větších krup.
Vznik krup v bouřkovém oblaku v současné a budoucí atmosféře. Číslo 1 vpravo odpovídá zvýšení vlhkosti v nižších hladinách, číslo 2 zvýšení polohy hladiny tání, číslo 3 pak změně vertikálního střihu větru, jejíž vliv je ale ve srovnání s 1 a 2 zřejmě zanedbatelný, zdroj: nature.com
Dalším faktorem je nárůst teploty. Při oteplování se ale otepluje nejen vzduch u zemského povrchu, ale i ve vyšších hladinách. A to znamená posun nulové izotermy výše (tedy hladiny, kde je teplota rovna 0 °C). To ve výsledku povede k omezení tloušťky vrstvy, ve které můžou vznikat kroupy, a současně to zvýší pravděpodobnost roztátí menších krup při pádu k zemi. Větší kroupy budou mimo jiné díky své větší pádové rychlosti ovlivněny méně. Celkově tento faktor tedy povede k posunu v rozložení krup směrem k větším velikostem.
Důležitou roli hraje konečně i střih větru – zejména pro vznik supercel. V této oblasti se studie v minulých letech poměrně dramaticky lišily. V současné době se ale předpokládá, že je nepravděpodobné, aby změny vertikálního střihu větru výrazněji ovlivnily bouře s kroupami.
Celkově lze tedy očekávat, že změna klimatu povede k nárůstu instability, síly výstupných pohybů a obsahu vody v oblacích, a tedy i ke snadnějšímu vzniku velkých krup. Naopak oteplování zvýší polohu hladiny tání, což usnadní tání menších krup před dopadem na zem. Frekvence výskytu krup by tak do budoucna sice měla mírně klesat, ale počet situací s velkými (a tedy potenciálně ničivějšími) kroupami nejspíš poroste. Nicméně je nutné počítat s určitými regionálními rozdíly v rámci světa. Podle loňské studie lze do konce století ve střední Evropě čekat zdvojnásobení výskytu velkých krup, podobný nárůst lze čekat i v severní Americe. Naproti tomu ve východní Asii se kvůli zmenšení vlhkosti vlivem změn cirkulace čeká spíš pokles.
Výše uvedené výsledky by měly v blízké budoucnosti potvrdit výstupy detailnějších modelů schopných podrobně řešit chování bouří v budoucím klimatu. Celkově lze ale pravděpodobné čekat rostoucí extremitu zejména silných konvektivních bouří.
