Lényeges szempont: a légköri inverzió szerepe
Az MIT kutatói most egy kulcsfontosságú tényezőt azonosítottak, amely meghatározza, milyen forró és párás lehet egy vidék, illetve mennyire szélsőséges viharok alakulhatnak ki. Ez pedig az atmoszferikus inverzió: amikor egy meleg légréteg telepedik a hidegebb levegő fölé, mint egyfajta takaró. Mindezek dacára az inverziót eddig leginkább a légszennyezés csapdázásával hozták összefüggésbe, most viszont világossá vált, hogy a hőt és a nedvességet is képes a felszínen tartani, különösen a mérsékelt övezetekben.
A tartós inverzió hatására egyre forróbbá és párásabbá válik a földfelszín-közeli levegő, ami hosszabb ideig elnyúló, fojtogató hőhullámokat eredményez. Amikor az inverzió végül meggyengül, a felhalmozódott energia gyors konvekcióhoz vezet: a forró, nedves levegő felfelé tör, és heves zivatarokat, intenzív csapadékot produkál.
Hőhullámok és viharok fizikai alapjai
A légkör általában felfelé haladva egyre hidegebb. Egy szokványos hőhullám idején a földfelszínnél melegedik a levegő — ez a meleg levegő könnyebb, így elindul felfelé, miközben a magasból hidegebb levegő áramlik lefelé, vagyis elindul a konvekció. Az ilyen mozgás során, amikor a meleg levegő eléri a felső, hidegebb rétegeket, kicsapódik benne a pára, amiből záporeső, gyakran vihar keletkezik, és ennek köszönhetően enyhül a hőség.
Az MIT kutatói azt vizsgálták, mi az a pont, amikor a földfelszíni meleg levegő annyi energiát gyűjtött össze, hogy elinduljon a konvekció, és véget vessen a hőhullámnak. Kétféle energiatartalmat különítettek el: a száraz (hőmérsékletből származó) és a nedves (rejtett, kondenzációból keletkező) energiát. Végül megállapították, hogy egy adott légtömeg annál hamarabb kezd feláramlani és esőt hozni, minél több nedvességet tartalmaz, illetve minél több energia koncentrálódik benne.
Az inverzió mint gát: hogyan képződik?
Az elemzések azt mutatják, hogy az inverzió jelenléte és ereje határozza meg, mennyi energia (hő és pára) tud felgyülemleni a felszín közelében. Ha a felső, melegebb légréteg huzamosabb időre helyezkedik a hidegebb felszíni levegő fölé, akkor a forróság és a pára sokáig rekedhet a talaj közelében. Ezért ha az inverzió tartós, akkor a hőhullám is hosszan elhúzódik és extrém mértékű lehet. Amint viszont a gát megszűnik, a hirtelen felszabaduló felhalmozott energia extrém, erős viharokat idéz elő.
Az inverzió többféleképpen is kialakulhat: éjjel a felszín gyors lehűlésével, tenger felől érkező hűvös légtömeggel, vagy amikor a nap által felmelegített hegytetők fölötti levegő áramlik le a hidegebb síkságra, gátat képezve.
Például az USA középnyugati részén a Sziklás-hegység is elősegíti a tartós inverziókat: a hegységhez kapcsolódó magasabb, melegebb légtömegek gyakran a hidegebb felszíni levegő fölé sodródnak, hosszú ideig zárva le azt.
Következmények: új veszélyzónák a klímaváltozás nyomán
Lényeges szempont, hogy a tartós inverziók révén ezek a régiók — például az USA középső és keleti része, Kelet-Ázsia — új gócpontjaivá válhatnak a párás, extrém hőhullámoknak és a minden korábbit felülmúló viharoknak. Ha a jövőben a klímaváltozás miatt még tartósabbá és nehezebben felszámolhatóvá válik az inverzió, akkor ezek a rendkívüli időjárási helyzetek rendszeresebbé, sőt, veszélyesebbé válhatnak. Nem kizárt, hogy olyan közösségek találják majd magukat hőhullám- és viharközpontban, amelyek eddig mindezt elkerülték.
