Co to jest grad i dlaczego pogarszają się gradobicie? Badanie wyjaśnia

Gdy złowrogie niebo przesunęło się nad głowami tuż po południu 6 sierpnia, w basenie niedźwiedziej wystawy w Cheyenne Mountain Zoo w Colorado Springs usłyszeliśmy drobny plusk. Chwilę później zaczęła spadać z nieba zapora lodowych baseballów z jednym lub dwoma gradami wielkości softballu. Ludzie i zwierzęta starali się ukryć.

W następstwie ujawniono gniew burzy gradowej: co najmniej osiem osób zostało rannych, pięć zabitych zwierząt i setki samochodów poważnie uszkodzonych na parkingu w zoo.

Niezależnie od tego, czy jesteś rolnikiem zarządzającym setkami akrów kukurydzy, nauczyciel w opiece nad małymi dziećmi w przerwie, czy też niczego niepodejrzewający turysta podekscytowany oglądaniem pokazu delfinów ma znaczenie. Tego lata wydarzenie Colorado Springs jest kolejnym przypomnieniem zniszczenia, jakie może przynieść wielki grad. Te duże wydarzenia gradowe wydają się być coraz bardziej powszechne, co skłoniło naukowców atmosferycznych, takich jak ja, do zbadania tendencji w burzach gradowych, a także innych poważnych zjawisk pogodowych. Lepsze naukowe zrozumienie burzy gradowej może pomóc zwiększyć świadomość społeczną, w tym jak najlepiej chronić swoje życie i własność.

Rok ustanowienia rekordu

Grad to opady opadające w postaci lodu. W kategoriach podstawowych, gradobicie powstaje, gdy woda jest wyciągnięta do górnych zimnych obszarów burzy, gdzie zamarza. Przechłodzona płynna woda na tych wysokościach może nadal dodawać masę do małego gradobicia - w końcu staje się zbyt ciężka i wypada z chmury.

Największe gradobicia występują w silnych burzach, zwanych superkomórkami, które mają wystarczająco silne prądy wstępujące, aby pozwolić gradom dotrzeć do lodowego obszaru chmury, uzyskując w ten sposób większą masę przed wypadnięciem. Superkomórki, a tym samym duży grad, są wspomagane przez ciepłe i wilgotne warunki, które promują silne, soczyste prądy wstępujące, a także pole wiatru, które wzmacnia i skręca z wysokością.

Dla każdego, kto mieszka w Great Plains, ten rok był sezonem upamiętniającym, ponieważ zgłaszano o wiele więcej dużych gradów niż zwykle. Ani całkowita liczba poważnych raportów gradowych - zdefiniowanych przez Centrum Prognoz Storm Weather Service (SPC) jako grad o średnicy powyżej 1 cala - ani liczba dni, w których poważny grad spadł, były nietypowe. Ale w 2018 r. Procent gradobicia o średnicy większej niż 2 cale na pewno był.

Tutaj, w Kolorado, ponad 20 procent poważnych raportów gradowych na początku września wynosi co najmniej 2 cale. Trzy procent to co najmniej 3 cale - większy niż standardowy baseball 2,75 cala. Są to najwyższe wartości procentowe w historii stanu. Co więcej, w Kolorado odnotowano nowy rekord, z gradem większym niż 3 cale średnicy zgłaszanym 10 razy w ciągu siedmiu różnych dni.

Zgodnie ze wstępnymi raportami SPC te trendy utrzymują się również na poziomie krajowym. W całym kraju odsetek dużych gradów należy do najwyższych od przełomu wieku. Geograficznie, bardzo duże raporty gradowe na 2018 rozciągają się od Idaho do Florydy do Connecticut, z maksimum w zachodnich Wielkich Równinach.

Więc co się dzieje?

Nowa normalna?

Coraz większy udział wielkiego gradu nie jest zachęcającym trendem dla właścicieli domów i samochodów.

Baza danych hail SPC jest głównym źródłem raportów o gradach w kraju. Pochodzą z różnych źródeł, w tym przeszkolonych obserwatorów, meteorologów, organów ścigania i ogółu społeczeństwa. W związku z tym baza danych ma pewne nieodłączne błędy raportowania. Na przykład raporty skupiają się wokół miejsc, w których mieszkają ludzie. Ludzie mają tendencję do zgłaszania gradu rozmiarów, które kojarzą ze zwykłymi przedmiotami, takimi jak piłki golfowe lub baseballi.

Trudno jednak uwierzyć, że ludzie nagle stają się bardziej podekscytowani zgłaszaniem jedynie dużego gradobicia, ignorując grad wielkości czwartej, który wciąż może być uciążliwy. W rzeczywistości ten rok może być wskazówką tego, co stanie się powszechne w przyszłości.

Skuteczne symulowanie wzrostu gradu w modelu jest prawie niemożliwe ze względu na skomplikowane procesy mikrofizyczne. Wyobraź sobie trudność polegającą na próbie wyjaśnienia błędnego chybotania gradobicia i upadku w chmurze oraz ciągłego dodawania i utraty wody na jego powierzchni. Jak wisienka na torcie, każdy grad ma unikalny kształt i prawie nigdy nie jest kulisty. Niemniej jednak można przyjrzeć się zmianom zmiennych, które są ważne dla wzrostu gradobicia.

Ostatnie badania oceniały wpływ zmian klimatu na wielkość i częstotliwość gradobicia, wykorzystując model wzrostu gradu ze zmiennymi środowiskowymi dostosowanymi do zmian klimatu. Oczekuje się, że stosunkowo chłodny i suchy region Równin stanie się cieplejszy i bardziej wilgotny w przyszłym klimacie, prowadząc do silniejszych prądów wstępujących i większej dostępności wilgoci. W tych warunkach naukowcy odkryli, że oczekuje się, że zarówno średnia średnica gradu, jak i częstość występowania dużych gradów wzrośnie w centralnej części kraju.

Naukowcy z Narodowego Centrum Badań Atmosferycznych odkryli, że w przyszłym klimacie będą silniejsze burze z piorunami i mniej słabych. Ten wynik ponownie sprzyja wzrostowi większych rozmiarów gradobicia, ponieważ silniejsze burze pozwalają na dłuższe przechodzenie gradu przez warstwę chmur.

Rozplątanie Co napędza trend

Czy zmieniający się klimat jest odpowiedzialny za to, co wydaje się być przesunięciem w kierunku burz z większymi rozmiarami gradobicia, które występują częściej? A co z dynamiką populacji i urbanizacją? W końcu grad można zgłaszać tylko tam, gdzie są ludzie, aby je zmierzyć.

Te pytania skłoniły mnie do moich obecnych badań, których celem jest odróżnienie względnego wpływu zmian klimatycznych i zmian populacji na przyszłe ryzyko gradobicia. Łączę model pogodowy, który projektuje przyszłe zmiany zmiennych, które promują gradobicie z przestrzennymi prognozami populacji NCAR i EPA. Celem jest ocena, gdzie iw jakim stopniu największe ryzyko ludzkie z wielkiego gradu ma być w przyszłości.

W porównaniu z tornadami i huraganami, duży grad otrzymał stosunkowo niewiele uwagi badawczej, ale zaczyna się to zmieniać: w sierpniu 2018 r. Odbyły się duże międzynarodowe warsztaty, na których podzielono się pomysłami i wynikami badań. Osiągnięcie lepszego zrozumienia, w jaki sposób gradobicie może wyglądać w przyszłości i które miejsca mogą stać się bardziej zagrożone, ma wielką wartość dla decydentów, branży ubezpieczeniowej i ogółu społeczeństwa. Miejmy nadzieję, że taka wiedza zaoszczędzi wszystkim - w tym rodzinom w popularnym zoo - koszmar radzenia sobie ze zniszczeniem przez grad wielkości wielkości softballa.

Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w The Conversation przez Samuela Childsa. Przeczytaj oryginalny artykuł tutaj.