Zjawisko atmosferyczne powstało 29 grudnia 2018 roku na południowo-zachodnim Pacyfiku. Obserwacje silnej burzy umożliwił satelita NOAA-20, który posiada zestaw radiometrów do obrazowania w podczerwieni (VIIRS).
Zespół badawczy, którym kierował dr Simon Proud z Departamentu Fizyki Narodowego Centrum Obserwacji Ziemi, przygotował szczegółową analizę tego wydarzenia, która została opublikowana 22 marca 2021 roku w czasopiśmie Geophysical Research Letters.
Czym są wierzchołki górowania?
Konwekcja, czyli przenoszenie ciepłego powietrza z niskich wysokości na wyższe, jest kluczowym procesem meteorologicznym, odpowiedzialnym za niebezpieczne i gwałtowne zjawiska pogodowe, takie jak błyskawice, grad i ekstremalne opady deszczu.
Izolowane komórki konwekcyjne są powszechne na całym świecie, często przybierają charakterystyczny kształt kowadła, w którym powietrze unosi się do tropopauzy, gdzie dochodzi do inwersji - powietrze rozprzestrzenia się poziomo, tworząc dużą chmurę o stosunkowo płaskim wierzchołku.
Wystarczająco silny prąd powietrza może przepchnąć chmurę przez tropopauzę do niższych partii stratosfery. W wyniku tego procesu powstaje tzw. wierzchołek górowania (overshooting top - OT), który może wystawać nawet kilka kilometrów ponad kowadło. Tego typu chmury zapowiadają potężne burze, dlatego są wykorzystywane do przewidywania niebezpiecznej pogody.
W miarę wznoszenia się wierzchołek górowania się schładza. Zjawisko to można dostrzec na zdjęciach satelitarnych, gdyż chmura wygląda na chłodniejszą niż otaczające ją kowadło czy powietrze stratosferyczne. W niektórych przypadkach wierzchołek górowania może utworzyć "pióropusz" z cienkiej chmury lodowej w stratosferze. Na zdjęciach satelitarnych wygląda to tak, jakby pióropusz był cieplejszy od samego kowadła.
W skali regionalnej wiele komórek konwekcyjnych może organizować się i tworzyć mezoskalowy układ konwekcyjny. W odpowiednich warunkach i lokalizacjach, np. nad ciepłą otwartą wodą, zorganizowane komórki konwekcyjne zaczną się obracać, tworząc cyklon tropikalny. Warunki panujące na zachodnim Pacyfiku są wręcz idealne dla formowania się potężnych cyklonów. W tym regionie tropopauza jest szczególnie wysoka i zimna, co sprzyja pionowemu wzrostowi sztormów.
Na Pacyfiku zarejestrowano najniższą temperaturę na świecie
Przez potężną burzę, która wystąpiła 29 grudnia 2018 roku około 400 km na południe od wyspy Nauru w Mikronezji, przeleciał satelita NOAA-20. Zjawisko to było tak potężne, że wierzchołek górowania sięgał dolnej stratosfery. Chmura osiągnęła wysokość 20,5 km nad poziomem morza. Najniższa temperatura, jaką wtedy zarejestrowano, wyniosła rekordowe temp -111 stopni Celsjusza. To ponad 30 stopni mniej niż przy typowych chmurach burzowych obserwowanych podczas silnych letnich burz czy systemów tropikalnych - wskazuje serwis severe-weather.eu.
Wierzchołki górowania są dość powszechne. Czasami mamy je również nad Wielką Brytanią - jak w sierpniu zeszłego roku, kiedy mieliśmy kilka potężnych burz. Jednak to był bardzo duży wierzchołek górowania. Zwykle wierzchołek górowania chłodzi się o około 7 stopni Celsjusza na każdy kilometr, który przekracza tropopauzę; a ten był o około 13 stopni Celsjusza lub 14 stopni Celsjusza chłodniejszy niż tropopauza - więc był to dość duży wierzchołek górowania
- powiedział dla BBC News dr Simon Proud.
Ocieplenie oceanów sprawi, że mogą zostać pobite kolejne rekordy zimna
Zjawiska zwane Oscylacjami Maddena-Juliana (MJO) wspierają aktywność konwekcyjną. Są to przemieszczające się na wschód fale burz, chmur, deszczu i silnego wiatru, które okrążają Ziemię na równiku w ciągu 30-60 dni. Jest to największe i najbardziej dominujące źródło krótkoterminowej zmienności tropikalnej. Oscylacje Maddena-Juliana wzmacniają aktywność burzową, a w połączeniu z ciepłymi wodami morskimi zwiększają szansę na powstanie niebezpiecznych zjawisk meteorologicznych.
Naukowcy wykazali również, że ocieplenie wód oceanu może skutkować jeszcze większą częstotliwością występowania potężnych burz, których wierzchołki chmur mogą mieć temperaturę niższą niż -100 stopni Celsjusza.
Wydaje się, że w ciągu ostatnich 20 lat, bardzo zimne burze stają się coraz częstsze. Ciekawe, że w tej części świata tropopauza faktycznie się ociepla, więc możemy spodziewać się cieplejszych chmur, a nie zimniejszych, co prawdopodobnie oznacza, że obserwujemy bardziej intensywne burze, ponieważ obserwujemy jeszcze większe wierzchołki górowania niż te, do których się przyzwyczailiśmy
- powiedział dr Simon Proud.
