Djelovanjem na vrijeme ciklone Ceres, ponovo smo bili svjedoci kako vrlo male temperaturne razlike čine tanku granicu između pojave snijega, kiše ili kiše koja se smrzava u dodiru s tlom. Uz tri nabrojane vrste oborine, bilo je i ledenih zrnaca, solike, sugradice… sve moguće mješavine oborine. Malom analizom temperaturnih uvjeta po slojevima zraka različite visine, možemo protumačiti tri osnovna tipa oborine, kišu, snijeg i kišu koja se smrzava u dodiru s tlom, odnosno uvjete u kojima nastaje pojedina vrsta oborine.

Posljedice ledene kiše u Lici, 14. siječnja 2009.

U uvjetima normalne raspodjele temperature zraka po visini, na svakih stotinu metara uspona temperatura u prosjeku pada za nešto više od pola Celzijeva stupnja. Međutim to je samo prosječna stopa promjene temperature po visini, dok stvarna promjena u nekom trenutku, nad nekim mjestom i u nekom sloju zraka može znatno varirati. Općenito najveće moguće opadanje temperature s visinom je za 1 Celzijev stupanj na svakih 100 metara i to se događa u uvjetima snažnih vertikalnih strujanja; uzlaznih ili silaznih, kad se zrak vertikalno miješa i pritom uzdizanjem hladi, a spuštanjem zagrijava, upravo za spomenutih 1°C na svakih 100 metara promijenjene visine. Te promjene temperature odvijaju se prema termodinamičkim zakonima, zbog kompresije pri spuštanju kad zrak dolazi u područje većeg tlaka pa se zagrijava, odnosno ekspanzije pri uzdizanju. Primjer za takvo stanje atmosfere je prizemni sloj zraka do visine od oko kilometar-dva, pri vedrim ljetnim danima iznad ravničarskog kraja.

Temperatura s visinom može opadati i sporije od pola stupnja na 100 metara, a ponekad s porastom visine, može čak i rasti. Takvo stanje atmosfere kad temperatura raste s visinom, zovemo temperaturna inverzija. Ovakve situacije uobičajene su u dugim i vedrim zimskim noćima bez vjetra nad kontinentalnim udolinama, kad se hladan i težak zrak slijeva u dolinu i tako skuplja ispod toplijega. Druga situacija u kojoj dolazi do temperaturne inverzije je nailazak tople fronte. U području tople fronte, topla zračna masa napreduje nošena visinskim vjetrovima; gotovo u pravilu s juga prema sjeveru, i penje se nad hladniju zračnu masu koja se nalazi ispred nje. Hladan zrak često tada ostaje dulje vrijeme pri samome tlu, a iznad njega nadire toplo južno strujanje. Ovakve situacije u zimskom periodu znaju donijeti vrlo zanimljive oborinske prilike, koje je često teško precizno prognozirati.

Toplo južno strujanje potiskuje hladnu zračnu masu – 14. siječnja 2013.

Ono što se međutim može sa velikom vjerojatnošću predvidjeti jesu zone oborina, koje je dosta lako prognozirati u slučaju tople fronte. Prognostički modeli to “skidaju” dosta pouzdano, ali problem često nastaje kad su prizemne temperature blizu ili malo ispod nule – vrsta oborine je ono što tad ponajviše zadaje glavobolje prognostičarima. Hoće li padati snijeg, kiša ili kiša koja se smrzava na tlu, često zavisi o vrlo malim razlikama u temperaturi zraka po slojevima od tla do nekih kilometar do dva visine, i potrebno je dosta umijeća da se unaprijed procijeni vrsta oborine.

Ako je temperatura zraka pri tlu viša od nule, i također je “u pozitivi” do visine od nekih 1-2 kilometra, mnogo dvojbi nema – jedina moguća vrsta oborine je kiša. Na snijeg možemo računati ako je cijeli sloj od tla naviše hladniji od ništice. Snijeg može padati i ako je uz tlo sloj zraka topliji od nule, ali nije deblji od ugrubo rečeno 300-tinjak metara. Prolaskom kroz relativno tanak topli sloj zraka, snježne pahulje se ne stignu dovoljno ugrijati da se rastope do tla.

No, kad onda pada kiša koja se smrzava u dodiru s tlom i pritom stvara opasnu ledenu koru na tlu i svim objektima na koje padnu takve prehlađene kišne kapi? Ovakvu ledenu kišu imamo u situaciji temperaturne inverzije barem u nekom od prizemnih slojeva. Naime, ako oborina u krutom agregatnom stanju prolazi kroz topli sloj, debljine od već spomenutih 300-tinjak metara ili više, rastapa se i prelazi u kišu. No, nalazi li se ispod tog toplog sloja hladan sloj dovoljne debljine, hladniji od ništice, postoji mogućnost da se temperatura kišnih kapi spusti ispod točke smrzavanja! Kapljice vode mogu ostati u tekućem stanju čak i kad im je temperatura znatno ispod nule; primjer za to je magla pri temperaturama -20°C i nižima. Međutim, u dodiru s bilo kojim objektom, takva pothlađena voda se trenutačno pretvara u led. U slučaju magle dobijamo inje, a u slučaju kiše koja se smrzava ledenu koru na svim objektima izloženima oborini.

Pravi “školski” primjer pojave ledene kiše možemo potražiti u arhivama mjerenja za dan 14. siječnja 2009. godine, pred točno četiri godine. Visinsko mjerenje temperature zraka obavlja se u Hrvatskoj na dvije lokacije, u Zagrebu i u Zemuniku kod Zadra. Takva mjerenja zovemo sondažama atmosfere. Pogledajmo što je zabilježila sondažna postaja u Zagrebu tog dana u 13 sati po lokalnom vremenu:

-----------------------------------------------------------------------------
PRES   HGHT   TEMP   DWPT   RELH   MIXR   DRCT   SKNT   THTA   THTE   THTV
hPa     m      C      C      %    g/kg    deg   knot     K      K      K
-----------------------------------------------------------------------------
1001.0    128   -3.5   -5.2     88   2.60      0      0  269.6  276.8  270.0
1000.0    135   -3.5   -5.2     88   2.61      0      0  269.6  276.8  270.1
925.0    745   -8.7   -8.8     99   2.13     45     10  270.4  276.4  270.8
924.0    753   -8.7   -8.8     99   2.14     45     10  270.5  276.5  270.8
904.0    923   -8.7   -8.7    100   2.20     75     12  272.2  278.4  272.6
872.0   1209    3.6    3.6    100   5.71    125     16  287.8  304.2  288.8
866.0   1265    4.0    4.0    100   5.92    134     17  288.8  305.8  289.8
850.0   1417    3.2    2.6     96   5.46    160     19  289.5  305.3  290.4
847.0   1445    3.0    2.4     96   5.41    160     19  289.6  305.3  290.6
738.0   2544   -3.3   -4.0     95   3.89    185     29  294.4  306.0  295.0
700.0   2965   -5.7   -6.4     95   3.40    195     27  296.1  306.5  296.8

Od priloženih podataka iz tablice, objasnit ćemo prva tri stupca slijeva, koje su nam interestantna za razumijevanje ledene kiše. U prvom stupcu imamo podatak o tlaku zraka pri kojem je uzeto mjerenje. Drugi stupac označava nadmorsku visinu na kojoj se u tom trenutku nalazila mjerna sonda. Treći stupac nam daje podatak o izmjerenoj temperaturi zraka na toj visini.

Iz tablice je jasno vidljivo, da se temperatura zraka od -3,5 do skoro -9°C nalazi u sloju od tla pa do malo više od 900 metara visine. Međutim, iznad tog vrlo hladnog sloja, “plivao” je znatno topliji sloj zraka, sudeći po prikazanim podacima od oko 1100 metara pa do nekih 2000 metara nadmorske visine, a prema slobodnoj procjeni s obzirom na dostupne podatke iz tablice. Snježna oborina koja je padala kroz sloj od 2000 metara pa do 1100 metara nadmorske visine se topila u kišne kapi,  a nakon toga se vrlo brzo pothlađivala na temperaturu nižu od -5°C, stvarajući debeli ledeni sloj na tlu.

Kiša, snijeg ili kiša koja se smrzava u dodiru s tlom, vječita je dvojba sinoptičara u uvjetima tople fronte, kad se očekuju prizemne temperature oko ili malo ispod ništice. Vidjeli smo kako je za proučavanje razlika u uvjetima nastanka ovih vrsta oborine nužno poznavati temperaturnu raspodjelu po visini, od tla pa do visine oblaka gdje nastaje glavnina oborine. Problem točnog poznavanja profila temperature po visini prisutan je praktično uvijek, jer je mreža visinskih mjerenja vrlo rijetka kako po lokacijama, tako i po učestalosti mjerenja. U Hrvatskoj, kako smo vidjeli postoje tek dvije visinske mjerne postaje, a mjerenja se rade samo dva puta dnevno, jednom u ponoć i jednom u podne po UTC vremenu.

Komentari