Zaskakujące odkrycie naukowców: śnieg i deszcz potrafią wyglądać tak samo
Co dokładnie spada z nieba zimą – śnieg czy deszcz? To pytanie zadają sobie nie tylko kierowcy, ale też naukowcy. Sprawdź, jak próbują je rozwiązać.
Spis treści: Dlaczego pogoda nie daje jednoznacznych odpowiedzi Wiadra i bajty Nic nie zastąpi ludzkiego oka Naukowcy wykorzystują lasery, satelity, a nawet dźwięk, żeby ustalić, co spada z nieba. Mimo to najlepszym narzędziem wciąż może być ludzkie oko. Od dzieci, które marzą o zjeżdżaniu na sankach, po dorosłych chcących uniknąć śliskich dróg – północne zimy budzą sporo emocji związanych z opadami śniegu. Jednak proste pytanie „Czy pada śnieg?” jest dużo bardziej skomplikowane, niż się wydaje. Na odległym górskim szczycie w Kolorado, w Storm Peak Laboratory, zimą panują dość osobliwe warunki. Naukowcy krzątają się, rozmieszczając ponad 30 urządzeń radarowych i próbników w różnych częściach góry. Ustawiają je też na różnych częstotliwościach, by odpowiedzieć na jedno pozornie proste pytanie: co dokładnie spada z nieba? Jakie są rozmiary i kształty płatków śniegu? I kiedy te opady są w istocie deszczem? Dlaczego pogoda nie daje jednoznacznych odpowiedzi Człowiek potrafi zerknąć przez okno i bardzo szybko ocenić, czy pada śnieg. Dla technologii – nawet tej zaawansowanej – to dużo trudniejsze, a skutki są poważne. Miasta muszą wiedzieć, ile śniegu spada i jaką ma gęstość, żeby zdecydować, czy tankować pługi i wysyłać je w teren. Dokładne pomiary są ważne także dla zarządców dróg, którzy podejmują decyzje o zamknięciach tras. Z kolei zarządzający zasobami wodnymi muszą wiedzieć, co spada z nieba, bo zimowa pokrywa śnieżna często zamienia się później w wodę zasilającą rolnictwo. Deszcz natomiast zwykle szybko spływa w dół rzek. Opady śniegu od dziesięcioleci intrygują naukowców. – To powinien być naprawdę prosty problem – mówi Keith Jennings, dyrektor ds. badań w Water Resources Institute na University of Vermont. – Pada deszcz czy śnieg? Część trudności polega na tym, że sama temperatura nie przesądza o tym, co spadnie. W zakresie różnicy około 5°C opad może być deszczem albo śniegiem – zależnie od tego, jakie warunki napotka wyżej w atmosferze. Dzięki nowym technologiom i narzędziom badacze każdej zimy mierzą się z tym odwiecznym wyzwaniem. Są coraz bliżej modeli i metod, które trafnie określają, co spada z nieba. Okazuje się jednak, że jedne z najlepszych rozwiązań wciąż mogą wymagać prostego udziału człowieka. Wiadra i bajty Dlaczego po prostu nie wystawić wiadra i nie zważyć tego, co do niego wpadnie? Claire Pettersen, badaczka z University of Michigan, słyszy to pytanie często. Problem w tym – jak mówi – że nawet lekki podmuch wiatru wywiewa płatki, szczególnie te puszyste i lekkie. – Wystarczy machnąć ręką w powietrzu, a śnieg zacznie się przemieszczać na wszystkie strony, kiedy spada – mówi. Jedno z jej ostatnich badań wykorzystywało wideo-dysdrometr, czyli urządzenie z kamerami o bardzo wysokiej prędkości, które rejestrowały opad z różnych kątów. Te dane, połączone z uczeniem maszynowym, pokazały, że między deszczem a śniegiem istnieje dziewięć różnych typów opadu – od mżawki po intensywne opady śniegu. Każdy z nich ma swój unikalny wzorzec. Pettersen uważa, że łączenie metod – tak jak w eksperymentach w Storm Peak Laboratory – może dawać najdokładniejsze odpowiedzi na pytanie, co spada z nieba. Od satelitów na orbicie po lasery na ziemi, których wiązki mogą być rozpraszane przez spadające płatki, a także po samoloty przelatujące przez burze, by zrozumieć procesy związane z obfitymi opadami śniegu. – Najlepszy scenariusz jest taki, że masz pod ręką wiele różnych instrumentów – mówi. Są też bardziej eksperymentalne sposoby pomiaru opadów. Inna grupa badawcza z University of Vermont wykorzystuje czujniki akustyczne, aby określić cechy dźwięku różnych typów opadu. Utrzymanie sprzętu w działaniu bywa trudne. W takich regionach jak Nowa Anglia marznące deszcze często uszkadzają czujniki i technologię. – Możesz mieć świetny sprzęt, wnieść go w góry, gdzie chcesz robić pomiary, a potem przejdzie potężna burza lodowa. Musisz wtedy pędzić z powrotem na górę i skuwać lód z urządzeń – to potrafi być naprawdę żmudny proces – mówi Jennings. Jak dodaje, w przyszłości może pojawić się więcej zautomatyzowanych obserwacji, które nie będą wymagały udziału ludzi. Nic nie zastąpi ludzkiego oka Czasem to ludzie wciąż są najlepsi w rozpoznawaniu pogody. Gdy temperatura mieści się mniej więcej między 0°C a 7°C, modelom komputerowym trudno stwierdzić, co spada z nieba. Ten „zimowy miszmasz” może oznaczać wszystko pomiędzy deszczem a śniegiem. Pięć lat temu Jennings i jego współpracownicy uruchomili projekt nauki obywatelskiej Mountain Rain or Snow. Chodziło o to, by poprzez aplikację zbierać wizualne zgłoszenia: deszcz, śnieg albo opad mieszany w rejonach górskich. Liczyli, że raporty od ludzi pomogą ulepszyć modele. Do tej pory zebrali niemal 100 000 obserwacji od 1700 obserwatorów na całym świecie. Kiedy badacze przetestowali trzy algorytmy AI na danych od wolontariuszy, w połączeniu z historycznymi danymi pogodowymi, narzędzia technologiczne okazały się tylko nieznacznie lepsze od tradycyjnych metod meteorologicznych w sytuacji, gdy temperatura była bliska zamarzania. – Kilka lat po rozpoczęciu projektu nadal, i być może nawet bardziej niż kiedykolwiek, uważamy, że najlepszym sposobem monitorowania rodzaju opadu tam, gdzie on spada, są obserwatorzy ludzie – mówi Jennings. – To ekscytujące i może trochę nieintuicyjne w epoce sztucznej inteligencji, ale ludzie nadal odgrywają ogromną rolę. Gdy śnieg leży już na ziemi, ludzie także są przydatni. Podstawowa technologia pomiaru śniegu wciąż jest zaskakująco prosta: linijka, szpatułka, deszczomierz i płaska biała deska. Ponad 20 000 Amerykanów pomaga, mierząc opady w ramach Community Collaborative Rain, Hail and Snow Network, założonej w 1998 roku. Zbierane dane trafiają do centralnej bazy i są wykorzystywane przez National Weather Service, a także w federalnych działaniach monitorujących susze i wspierających zarządzanie zasobami wodnymi. W miarę jak technologia i modele się poprawiają, badacze próbują jednocześnie nadążyć za zmianami klimatu. Góry należą do obszarów szczególnie nimi dotkniętychi, co często oznacza, że śnieg coraz częściej przechodzi w deszcz. Jennings wskazuje tu dwa wyzwania. Po pierwsze, w tych rejonach brakuje dobrych danych historycznych, więc trudno ustalić punkt odniesienia. Po drugie, regiony te przechodzą w kierunku klimatu bardziej deszczowego, a deszcze mogą wypłukiwać i redukować zimową pokrywę śnieżną. – To wciąż ogromna niewiadoma, jak będzie wyglądać przesunięcie od śniegu do deszczu w ciągu najbliższych 50–100 lat – mówi. Źródło: National Geographic
Inwersja, przechłodzenie i „czarny lód”. Gołoledź potrafi dać w kość, ale jest dużo ciekawsza, niż się wydaje
Zima ma wiele twarzy, lecz żadna nie jest tak zwodnicza jak gołoledź. Przychodzi najczęściej pod osłoną nocy, by o poranku sparaliżować drogi i łamać gałęzie drzew obciążone lodem. Za jej powstawanie odpowiada kilka niezwykle ciekawych procesów atmosferycznych.
Za cienką, przezroczystą warstwą lodu kryją się zaskakujące i sprzeczne z intuicją procesy fizyczne, które obalają nasze wyobrażenia o wodzie i zimnie. Gołoledź najczęściej nie jest „zwykłym” zamarzaniem wody. To raczej skomplikowany taniec termodynamiki, meteorologii i fizyki. Woda nie zawsze zamarza przy 0 st. Celsjusza Wbrew powszechnemu przekonaniu, woda nie przechodzi w stan stały natychmiast po osiągnięciu temperatury 0 st. Celsjusza. Do zainicjowania zamarzania potrzebuje tzw. zarodków krystalizacji – mikroskopijnych cząstek, które działają jak włącznik dla tworzącej się siatki krystalicznej. Tam, gdzie takich cząstek brakuje, woda może pozostać w stanie ciekłym w temperaturach znacznie niższych od zera. Zjawisko to nazywa się przechłodzeniem (ang. supercooling). W chmurach krople wody mogą istnieć w stanie płynnym nawet przy -40 st. Celsjusza. Wystarczy, że taka przechłodzona kropla deszczu uderzy w twardą powierzchnię, taką jak asfalt, gałąź czy karoseria samochodu, a proces zamarzania – i tworzenia się gołoledzi – rozpoczyna się natychmiast. Inwersja, czyli atmosferyczny przekładaniec Aby powstała gołoledź, najczęściej potrzebna jest specyficzna, warstwowa struktura atmosfery, z inwersją temperatury. W normalnych warunkach temperatura spada wraz z wysokością, ale podczas inwersji ten porządek zostaje odwrócony, tworząc układ zimno-ciepło-zimno, niczym pogodowa „kanapka”. Wysoko w chmurach, gdzie temperatura jest ujemna, tworzą się płatki śniegu. Śnieg opada w warstwę cieplejszego powietrza, gdzie topnieje i zamienia się w deszcz. Krople deszczu wlatują w przyziemną warstwę mroźnego powietrza, gdzie ulegają przechłodzeniu. Resztę już znamy. Ostrożnie na moście i w tunelu! Specyficzny rodzaj gołoledzi może się pojawić nawet przy bezchmurnym niebie. Powstaje w warunkach cykli zamarzania i odmarzania, gdy temperatura oscyluje wokół 0°C. Woda z topniejącego śniegu lub mgły zamarza nocą, gdy temperatura spada poniżej zera. Może pojawić się nawet wtedy, gdy temperatura powietrza jest dodatnia, ale sama powierzchnia ziemi (lub nawierzchnia) pozostaje zimniejsza. Najczęściej tworzy się na mostach i wiaduktach, które szybciej się wychładzają, bo nie ogrzewa ich ciepło gruntu, w tunelach i pod wiaduktami, na drogach zacienionych przez drzewa oraz w obniżeniach terenu, gdzie gromadzi się wilgoć. „Czarny lód” – dlaczego gołoledź jest tak przezroczysta? Głównym powodem przejrzystości gołoledzi jest brak uwięzionych pęcherzyków powietrza, które w innych rodzajach lodu (np. w szadzi), rozpraszają światło i nadają mu matowy wygląd. Proces ten rozpoczyna się w momencie uderzenia kropli o zimne podłoże. Wydzielona wtedy energia podnosi temperaturę kropli, sprawiając że w ułamku sekundy zamarza jedynie niewielka część jej masy. Większość wody pozostaje początkowo płynna, co pozwala jej swobodnie rozlać się po powierzchni i wypełnić wszelkie szczeliny przed stopniowym stwardnieniem. Efektem jest lita, jednorodna struktura o gęstości bliskiej maksimum dla wody zamarzniętej (ok. 900 kg/m3), co zapewnia idealną przezroczystość. Właśnie dzięki niej angielskie określenie gołoledzi to „black ice” (czarny lód) – czyli taki, przez który wszystko widać.
Deszcz nawalny, ulewny, silny, oberwanie chmury, nawałnica – czym się różnią?
Deszcz nawalny to zjawisko, które coraz częściej pojawia się w ostrzeżeniach RCB. Warto wiedzieć, czym różni się od ulewy, silnych opadów czy klasycznego oberwania chmury – te różnice są istotne dla naszego bezpieczeństwa.
Spis treści Deszcz nawalny i oberwanie chmury – co naprawdę oznaczają? Deszcz ulewny a deszcz silny Nawałnica – kiedy deszcz łączy siły z wiatrem Określenia na zjawiska pogodowe bywają mocno pomieszane. Od fachowych terminów meteorologicznych po potoczne, nierzadko z długą tradycją. Meteorologia definiuje je jednak dość ściśle, choćby dlatego, żeby precyzyjnie formułować ostrzeżenia. Przyjrzyjmy się zjawisku, które w najbliższych dniach dotknie większości z nas – opadom deszczu nawalnego. Deszcz nawalny i oberwanie chmury – co naprawdę oznaczają? Alert Rządowego Centrum Bezpieczeństwa ostrzega przed „opadami nawalnymi”, związanymi z nadciągającym nad Polskę niżem genueńskim. To bardzo konkretny rodzaj deszczu: opady przekraczające 20 mm. Wysokość opadu, którą wyraża się w milimetrach, oznacza grubość warstwy wody, jaka utworzyłaby się na powierzchni ziemi o polu 1 metra kwadratowego, gdyby woda pochodząca z opadu nie spływała, nie wsiąkała i nie parowała. Innymi słowy, deszcz nawalny to opad co najmniej 20 mililitrów wody na metr kwadratowy. Może to być jednak dużo więcej – nawet 100 mm. Opady nawalne są nie tylko obfite, ale także nagłe i krótkie. Tak szybki przybór wody częściej niż przy innych rodzajach opadów powoduje zalania, podtopienia, obsunięcia ziemi, a nawet powodzie błyskawiczne. To rodzaj deszczu występujący w Polsce (i najczęściej w strefie umiarkowanej) głównie latem. Trwa od kilku do kilkudziesięciu minut i jest trudny do precyzyjnego przewidzenia. Prognozy podają tylko jego prawdopodobieństwo. Podczas deszczu nawalnego ulice zamieniają się w potoki, studzienki nie nadążają z odbiorem wody, najbliższe potoki i cieki wodne gwałtownie się podnoszą, miejskie nieczystości zostają spłukane i trafiają do rzek. Deszcze nawalne padają z chmur burzowych typu cumulonibus i są często powiązane z burzami i towarzyszącymi im wiatrami. Potoczna i trafna nazwa na taki deszcz to „oberwanie chmury”. Jeśli wystąpi – raczej nie ma innego wyjścia niż schronienie się pod najbliższym dachem. Jeśli towarzyszy mu burza, najlepiej ukryć się w budynku. Deszcz ulewny a deszcz silny Według definicji Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej deszcz ulewny to opad o sumie pomiędzy 10 a 20 mm. To dużo, ale wszystko zależy, w jakim czasie te 20 mm spadnie. Jeśli pada wolno, przez kilka godzin, ziemia ma szanse przyjąć całą wodę i do żadnych zalań i podtopień nie dojdzie. Nagłe i krótkie ulewy mogą jednak mieć skutki podobne do deszczu nawalnego. Deszcz silny to opad między 5 a 10 mm. Taki deszcz rzadko bywa groźny, a jego regularne występowanie pozwala na odpowiednie nawodnienie gleby. Nawałnica – kiedy deszcz łączy siły z wiatrem To określenie potoczne na gwałtowną burzę z silnym wiatrem, której często towarzyszy deszcz. Meteorolodzy mówią raczej o szkwale, czyli nagłym wzroście prędkości wiatru, związanym z przemieszczającą się chmurą burzową. Szkwał trwa krótko, do kilku minut i może nieść ze sobą śnieg lub deszcz. Powstaje zazwyczaj tam, gdzie stykają się dwie masy powietrza o dużej różnicy temperatur. Bardzo często to zjawisko związane jest z chmurą cumulonimbus. Szkwał to wzrost prędkości wiatru o co najmniej 8 m/s. Szczególnym jego rodzajem jest tzw. biały szkwał, kiedy obecność chmur nie poprzedza nagłego wzrostu prędkości wiatru. Ciekawym zjawiskiem z nim związanym jest wał szkwałowy, czyli groźnie, choć malowniczo wyglądający „taran” z chmur, wysuwający się na czoło chmury burzowej, rzadziej kłębiastej. Nasza autorka Magdalena Rudzka Dziennikarka „National Geographic Traveler" i „Kaleidoscope". Przez wiele lat również fotoedytorka w agencjach fotograficznych i magazynach. W National-Geographic.pl pisze przede wszystkim o przyrodzie. Lubi podróże po nieoczywistych miejscach, mięso i wino.
Grad: co to jest i jak powstaje grad? Gdzie i kiedy powstaje gradobicie?
Grad pojawia się w wielu miejscach na świecie, także w Polsce. Jak powstaje grad? Gdzie może wystąpić? Na te i inne pytania odpowiadamy poniżej.
W tym artykule: Co to jest grad? Skutki opadów gradu Jak powstaje grad? Gdzie i kiedy powstaje gradobicie? Jak zabezpieczyć auto przed gradem? Najczęściej grad nie osiąga zbyt dużej średnicy, więc nie stanowi istotnego zagrożenia. Nie można jednak traktować tego jako obowiązującą regułę. Zdarzają się gradobicia, które w jednej chwili są w stanie wyrządzić ogromne szkody. Jeżeli gradziny osiągną duży rozmiar, mogą nawet stanowić zagrożenie dla zdrowia i życia. Zmiany klimatyczne postępują w niezwykle dynamicznym tempie. W przeszłości, grad był dość rzadkim zjawiskiem w naszej strefie klimatycznej. Obecnie gradobicia zdarzają się coraz częściej – przerażające jak burza śnieżna i niszczycielskie jak tajfun. Mówimy tu o jednym z najbardziej niepożądanych zjawisk pogodowych, przed którym trudno jest zabezpieczyć mienie, tym bardziej, że gradobicie zwykle ma gwałtowny charakter. Co to jest grad? Grad jest opadem atmosferycznym o szczególnych właściwościach. Pod pojęciem gradu (gradzin, gradowiny) należy rozumieć lodowe bryły o nieregularnym kształcie, których średnica przekracza 5 mm. Najczęściej powstaje w miesiącach letnich, w warunkach konwekcyjnych. Definiując pojęcie gradu, warto zwrócić szczególną uwagę na minimalną średnicę lodowego opadu. Dość często zdarza się bowiem, że grad jest mylony z innymi zjawiskami pogodowymi, zwłaszcza z w przejściowych porach roku. W strefie klimatu umiarkowanego może wystąpić wówczas zjawisko krupy lodowej lub śnieżnej. Jednak w takim przypadku średnica ziaren nigdy nie przekracza 5 mm. Pogoda na życzenie: Czy słońcem i deszczem można manipulować? Pogodą można sterować na różne sposoby: jodkiem srebra rozprasza się mgłę wokół lotnisk, powstrzymuje grad i burze śnieżne, a przede wszystkim wywołuje deszcz. Należy wyraźnie podkreślić, że opady gradu zaliczane są do najbardziej ekstremalnych zjawisk pogodowych. W dosłownie kilka chwil gradobicie może zniszczyć uprawy rolne, drzewostan leśny, budynki mieszkalne i pojazdy mechaniczne. Mało tego, intensywne opady gradu o dużej średnicy mogą realnie zagrażać zdrowiu i życiu ludzi i zwierząt. Za niebezpieczne należy uznać bryłki lodu o średnicy przekraczającej 2 cm. Taki rozmiar gradziny pozwala klasyfikować występujące zjawisko jako groźną lub ekstremalną burzę gradową. Największe zagrożenie stanowią gradziny, których średnica przekracza 5 cm. Taki opad może wywołać uraz tkanek lub nawet trwały uszczerbek na zdrowiu. Trzeba jednak wiedzieć, że bryły lodu mogą osiągać znacznie większy rozmiar. Rekordowy opad wystąpił 23 lipca 2010 roku, w Stanach Zjednoczonych (w mieście Vivian w Dakocie Południowej). Wówczas z nieba spadły gradziny o średnicy 20 cm i wadze ok. 1 kg. Opady gradu występują sporadycznie w ciągu roku. Pojawiają się na niewielkim obszarze i najczęściej szybko przemijają. Mimo to, w ciągu nawet kilku minut mogą wyrządzić ogromne zniszczenia. Skutki opadów gradu Niemal każdego roku pojawiają się informacje o ogromnych stratach wywołanych przez grad. W Europie najbardziej niszczycielskie opady pojawiły się 12 lipca 1984 roku w Bawarii. Straty spowodowane wystąpieniem burzy gradowej oszacowano wówczas na 750 mln euro. Ekstremalne zjawiska związane z gradem występują także w Polsce. 20 lipca 2007 roku nad powiatem częstochowskim przeszła trąba powietrzna, której towarzyszyło gradobicie. Średnica lodowych brył przekraczała wówczas 5 cm. Doszło wówczas do poważnego uszkodzenia mienia prywatnego, infrastruktury drogowej oraz upraw – rolnych i leśnych. Trzęsienia ziemi, tornada, tsunami. Największe katastrofy naturalne na świecie i w Polsce Katastrofy naturalne to zjawiska wywołane działaniem sił natury, w wyniku których na dotkniętym nimi obszarze powstają szkody przyrodnicze i ekonomiczne. Jeżeli na ich skutek giną ludzie, w... 5 sierpnia 2012 roku niszczycielskie gradobicie nawiedziło gminę Bogoria (woj. świętokrzyskie). Jak wynika z relacji mieszkańców, grad osiągał wielkość gęsich jaj. Tak ekstremalne opady doprowadziły do zniszczenia dachów i elewacji zabudowań mieszkalnych i gospodarczych, upraw rolnych i środków transportu. Wiele osób doznało uszkodzeń ciała. Jak powstaje grad? Proces powstawania gradu jest skomplikowany i wciąż nie do końca poznany. Żeby wystąpił grad, muszą zaistnieć określone warunki, takie jak: wyższa niż zwykle minimalna temperatura powietrza, niestabilna równowaga atmosfery, wysoko rozwinięte chmury cumulonimbus, wysoka zawartość wilgoci w dolnych obszarach troposfery, obecność pionowego uskoku wiatru, obecność prądów wstępujących i zstępujących, niskie zaleganie izotermy 0 stopni Celsjusza. Wśród tych czynników, kluczowe znaczenie ma niestabilna (chwiejna) równowaga atmosfery. To zjawisko najczęściej jest następstwem silnego nagrzania podłoża. Dochodzi wówczas do wystąpienia burz termicznych. Jednak naukowcy podkreślają że warunki odpowiednie dla rozwoju gradzin wykazuje jedynie 60 proc. komórek burzowych. Czy zastanawialiście się kiedyś, jakie dźwięki wydaje lód? Perito Moreno wszystko mi wyszeptał Głuche westchnienia, pełne mocy pomruki, a może złowieszczy hałas? Takie dźwięki można usłyszeć na lodowcu tylko wtedy, gdy człowiek wyciszy głowę, zamilkną rozmowy i przestanie wiać... W początkowym etapie powstawania gradu, kula gradowa jest zwykłą kroplą wody. Gdy zostaje porwana przez prąd wstępujący przemieszczający się wewnątrz chmury, zderza się z innymi przechłodzonymi cząstkami. Te przywierają do niej, tworząc w ten sposób warstwę lodu. Wraz ze wzrostem wysokości w obłoku, kropla jest poddawana działaniu coraz niższych temperatur. Wzrost rozmiaru gradziny jest więc uzależniony od siły prądu. Proces formowania gradzin rozpoczyna się na wysokości 5–6 km, na której temperatura powietrza osiąga wartość ok. minus 20 stopni Celsjusza. Wraz z przyrostem wagi, bryły opadają do niższych partii chmury, gdzie panuje wyższa temperatura i występuje więcej wilgoci. W tym momencie na powierzchni gradzin osadza się skroplona para wodna. Jeżeli prąd wznoszący jest silniejszy niż opadanie grawitacyjne, nieregularne bryłki ponownie trafiają do wyższych partii chmury. Ponownie następuje przyrost ich wagi. Na ziemię spadają najcięższe gradziny, gdy siła prądów wstępujących nie jest wstanie utrzymać ich wewnątrz chmury. Gdzie i kiedy powstaje gradobicie? Ze względu na warunki, które muszą zaistnieć, by wystąpił mechanizm formowania się gradziny, opady gradu zwykle występują w ciepłych miesiącach i towarzyszą burzom lub intensywnym opadom deszczu. Wysoka temperatura inicjuje zjawisko parowania wody z gruntu. Para wodna dostaje się do kolejnych warstw atmosfery i zmienia swój stan skupienia, początkowo na ciekły, następnie na stały. Dane historyczne udowadniają, że opady gradu najczęściej występują w okresie od maja do października, zwykle między godziną 15.00 a 19.00. Właśnie wtedy występują najdogodniejsze warunki sprzyjające pojawianiu się tego ekstremalnego zjawiska. Porozmawiajmy o pogodzie! 6 zaskakujących ciekawostek Polacy mówią „leje jak z cebra”, ale u Anglików z nieba padają psy i koty. Jak dotąd nie udokumentowano nigdzie psiego ani kociego opadu, za to z deszczem spadały już na ziemię ryby, ż... O ile czynniki meteorologiczne mają kluczowe znaczenie w procesie powstawania gradu, to należy podkreślić, że nie bez znaczenia jest też fizyczno-geograficzna charakterystyka obszaru. Zjawiskom tym sprzyja nieregularna rzeźba terenu. Wynika to ze znacznych różnic w jego pokryciu i ekspozycji oraz wilgotności podłoża. Te czynniki sprawiają, że proces wymiany energii między podłożem i atmosferą w warstwie granicznej ma niejednakowy przebieg. Oprócz tego silnie rozwinięte wiatry dolinne i górskie mogą doprowadzić do wystąpienia stref zbieżności, w obszarze których występuje wilgotna i głęboka konwekcja. Inne czynniki pozameteorologiczne to: bliskie sąsiedztwo dużych zbiorników wodnych, niejednolite pokrycie terenu. Naukowcy nie określają w sposób liczbowy zależności między warunkami fizycznogeograficznymi o częstością i intensywnością opadów gradu. Jednak nie ulega wątpliwości, że te czynniki nie pozostają bez wpływu na te zjawiska. Jak zabezpieczyć auto przed gradem? Intensywne gradobicie może w istotny sposób uszkodzić lub nawet trwale zniszczyć prywatne mienie. Jeżeli zjawiska gradowe występują w obszarach miejskich, stanowią największe zagrożenie dla samochodów. Jak zabezpieczyć auto, gdy zaczyna padać grad? Najlepszym sposobem uchronienia pojazdu przed uszkodzeniem jest zaparkowanie w garażu lub pod wiatą. Jeżeli jednak samochód jest parkowany „pod chmurką”, warto poszukać podziemnego lub zadaszonego parkingu, np. przy galerii handlowej. 10 przysłów i powiedzeń o pogodzie. Ile w nich naukowej prawdy? Czy ludowe powiedzenia o pogodzie mogą być prawdziwe? Naukowcy twierdzą, że tak Co w sytuacji, gdy w okolicy nie ma takiego obiektu? Wówczas pozostaje nam podjęcie działań minimalizujących skutki występujących zjawisk. Dość dobrą ochroną dla karoserii i szyb okazują się specjalne pokrowce przeciwgradowe (im grubsze, tym lepsze). Jeżeli nie dysponujemy takim akcesorium, do zabezpieczenia auta można wykorzystać gruby koc, kołdrę lub firanę. W pierwszej kolejności, należy skupić się na dachu. To właśnie ten element jest najtrudniejszy i najbardziej kosztowny w naprawie. Jeżeli wystarczy nam materiału, zabezpieczamy także maskę, szybę czołową i tylną. Pamiętaj, w pierwszej kolejności należy mieć na względzie własne bezpieczeństwo. Jeżeli gradobicie przybiera duży rozmiar i gdy towarzyszą mu wyładowania atmosferyczne, nie wychodź z domu. Nasz ekspert Artur Białek Dziennikarz i redaktor. Wcześniej związany z redakcjami regionalnymi, technologicznymi i motoryzacyjnymi. W „National Geographic” pisze przede wszystkim o historii, kosmosie i przyrodzie, ale nie boi się żadnego tematu. Uwielbia podróżować, zwłaszcza rowerem na dystansach ultra. Zamiast wygodnego łóżka w hotelu, wybiera tarp i hamak. Prywatnie miłośnik literatury.
„Tornado robaków” z Hoboken zaskoczyło naukowców. „Nigdy czegoś takiego nie widziałem”
Niedawne ulewne deszcze w New Jersey mogły zmusić dżdżownice do połączenia się w stado. Ale czemu ułożyły się akurat w kształt przypominający oko cyklonu? To już nie jest tak oczywiste.
Wiosenne deszcze często zachęcają dżdżownice do wyjścia na powierzchnię, gdzie pełzną po trawie i chodnikach. Ale po ostatnich ulewach w New Jersey tamtejszych mieszkańców zaskoczył nietypowy i niepokojący widok – setki wijących się robaków zaczęło kręcić się w kółko. Zjawisko szybko okrzyknięto „tornadem robaków”. Jako pierwsza na dziwny spektakl natrafiła mieszkanka Hoboken. W czasie porannego spaceru w pobliżu rzeki Hudson kobieta zauważyła setki robaków pełznących wzdłuż chodnika. Chociaż zaskakująca była już sama mnogość dżdżownic, które postanowiły wyjść na powierzchnię, to jeszcze dziwniejsze okazało się ich zachowanie. Robaki zaczęły krążyć, tworząc spiralny kształt przypominający cyklon. Kobieta zrobiła zdjęcia dziwnie zachowującym się dżdżownicom. Następnie wysłała fotografie Tiffanie Fisher, członkini rady miasta Hoboken, która udostępniła je na Facebooku. "Czegoś takiego nigdy nie widziałam” - napisała Fisher w poście. Widok „tornada robaków” podziałał na wyobraźnię komentujących. Tym bardziej, że 28 marca – kilka dni po uchwyceniu nietypowego widowiska – miała miejsce pełnia zwana Robaczym Księżycem lub Księżycem Robaków. Inni próbowali doszukiwać się analogii do szczurów uciekających z pokładu tonącego statku. Czyżby dżdżownice uciekały spod ziemi zwiastując jakąś nadchodzącą katastrofę? Niespotykane stado dżdżownic Poproszeni o komentarz do „robaczego tornada” naukowcy z Uniwersytetu Wisconsin wyjaśniają, że dżdżownice oddychają przez skórę, więc kiedy ulewny lub uporczywy deszcz nasyca glebę wodą, muszą wyjść na powierzchnię by nie ryzykować utonięcie. Co ciekawe, dżdżownice zazwyczaj prowadzą samotny tryb życia, ale czasami – szczególnie, gdy muszą wyjść na powierzchnię – formują tymczasowe stada. Wówczas gromadzą się w grupach i komunikują między sobą o tym, w jakim kierunku powinny się poruszać – wyjaśnia artykuł z 2010 roku, który ukazał się w „International Journal of Behavioral Biology”. W tym samym badaniu naukowcy opisali, że dżdżownice z gatunku Eisenia fetida (Kompostowiec różowy) mogą tworzyć skupiska i „wpływać na siebie nawzajem, aby wybrać wspólny kierunek migracji”. Wpływają na siebie, a więc komunikują się za pomocą dotyku, a nie sygnałów chemicznych. To zbiorowe zachowanie może pomóc dżdżownicom w przetrwaniu na powierzchni lub w uniknięciu zagrożeń środowiskowych, takich jak powodzie lub susze, a także może być wykorzystywane jako strategia obrony przed drapieżnikami lub patogenami. Niedawne ulewne deszcze w New Jersey mogły zmusić dżdżownice do połączenia się w stado – to jasne. Ale czemu ułożyły się akurat w kształt przypominający oko cyklonu? To już nie jest tak oczywiste, a profesor Kyungsoo Yoo z Wydziału Gleby, Wody i Klimatu na Uniwersytecie Minnesota przyznaje, że „nigdy wcześniej nie widział, aby dżdżownice tworzyły spiralę”. Ucieczka przed powodzią Naukowcy z Bhalma Lab w Georgii opisują robaki wodne, takie jak robak kalifornijski (Lumbriculus variegatus), które w obliczu zagrożenia mogą tworzyć olbrzymi „żywy węzeł” składający nawet z 50 000 osobników. W ten sposób chronią się przed nadmiernym wyschnięciem, które jest dla nich śmiertelnie niebezpieczne. Ciasno upakowana plama robaków to mniejsze prawdopodobieństwo wyschnięcia niż w przypadku jednego samodzielnie poruszającego się robaka. Składające się na węzeł robaki rozciągają się i kurczą, wprawiając całość w ruch. Zdaniem Saada Bhamla z Georgia Tech nagłe zmiany poziomu wody w glebie na terenie Hoboken, w połączeniu z ukształtowaniem tamtejszego terenu, mogą wyjaśniać pojawienie się spiralnego węzła złożonego z podążających za sobą dżdżownic. – Ziemia mogła zostać zalana, a gdy woda spływała po powodzi, robaki mogły podążać za gradientem wody – uważa Bhalma. Badacz przyznaje, że trudno jest rozpoznać gatunek robaków na podstawie zamieszczonych na Facebooku zdjęć, ale podkreśla, że zaobserwowane w Hoboken zjawisko przypomina zachowanie, które Bhalma zaobserwował u badanych przez siebie robaków wodnych. – Widzieliśmy, jak podążają za wodą i tworzą wszelkiego rodzaju ścieżki i struktury. Te skupiska pojawiały się, gdy woda opadała i opuszczała grunt – wyjaśnia Bhamla. Dodał jednak, że ponieważ nie wiadomo, jaki rodzaj robaków stworzył spiralę ze zdjęcia, wszelkie wnioski dotyczące ich zachowania pozostają spekulacjami. Lokalne prognozy pogody dla New Jersey zapowiadały obfite opady deszczu w noc poprzedzającą wykonanie zdjęć. Spaść miało nawet 2,5 cm deszczu. – To spowodowałoby, że wiele dżdżownic wyszłoby z ziemi w poszukiwaniu powietrza. Myślę, że spiralny wzór bardziej wskazuje na odprowadzanie wody, niż na typ lokomocji behawioralnej robaków. Może w tym miejscu tworzy się lej krasowy? Byłoby interesujące, gdyby grupa dżdżownic dała znak o formującej się dziurze – twierdzi z kolei Harry Tuazon, doktorant z Interdisciplinary Bioengineering Graduate Programme w Georgia Tech. Dziwne zachowanie dżdżownic z New Jersey wciąż pozostaje więc zagadką. Tym bardziej, że gdy zachęcona licznymi rekcjami spacerowiczka postanowiła po kilku godzinach wrócić do parku i zrobić kilka dodatkowych zdjęć, tornado robaków zniknęło.
Grozi nam powódź? W całym kraju ogłoszono stany alarmowe i ostrzeżenia
Utrzymujące się od kilku dni deszcze już przyniosły skutki. Na Opolszczyźnie ogłoszono alarm powodziowy, a w trzech województwach – pogotowie powodziowe. Niemal w całym kraju obowiązują ostrzeżenia hydrologiczne trzeciego i drugiego stopnia.
„O godz. 09:00 czasu lokalnego na 51 stacjach przekroczony jest stan alarmowy, natomiast w 86 profilach stan ostrzegawczy. Najwięcej z tych stacji znajduje się na południu kraju: w woj. śląskim, dolnośląskim, małopolskim i opolskim. Wody cały czas przybywa. Dla zlewni Przemszy w woj. śląskim stopień ostrzeżenia został podniesiony z 2 na 3. Wzrastają stany wody na wodowskazach morskich. Na Żuławach i Zalewie Wiślanym stopień ostrzeżenia został podniesiony z 2 na 3. UWAGA na sztorm na Bałtyku” – podaje Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej. IMGW przypomina też o obowiązujących na terenie kraju ostrzeżeniach meteorologicznych – przed intensywnymi opadami deszczu do 90 mm w czasie 24 h oraz przed silnym wiatrem do 90 km/h, a także hydrologicznych – przed przekroczeniem stanów ostrzegawczych i stanów alarmowych. Instytut podaje, że takie warunki pogodowe są „nietypowe” jak na ten okres roku. „Jest to sytuacja nietypowa jak na październik. Zalecamy szczególną ostrożność oraz dostosowanie swoich planów do obserwowanych i prognozowanych warunków atmosferycznych” – czytamy na profilu IMGW. W poniedziałek, 12 października, nad obszar Polski z południa nasunęła się strefa ciągłych, długotrwałych opadów deszczu, która swym zasięgiem objęła głównie południową i centralną część kraju. Najwyższą dobową sumę opadów zanotowano w Tatrach, na posterunku opadowym Morskie Oko – 58 mm. Na południowym wschodzie województwa małopolskiego, w rejonie Krynicy Górskiej oraz Piwnicznej na kilku stacjach dobowa suma opadów przekroczyła 40 mm (Łabowa 47,2 mm, Krynica 46,4 mm, Grybów 46,3 mm). W województwie śląskim najwięcej deszczu spadło w Brennej (powiat cieszyński) i Pilicy (powiat zawierciański) – 39,3 mm. Intensywnie padało również na Lubelszczyźnie (Puławy – 36,2 mm), w województwie świętokrzyskim (Brody Iłżeckie – 34,6 mm) i podkarpackim (Chorzelów – 33,4 mm) oraz na Mazowszu (Ruszkowice – 31,5 mm) – podaje IMGW w podsumowaniu za 12 i 13 października. W środę wojewoda opolski ogłosił, że od godziny 10.00 w siedmiu powiatach województwa obowiązuje alarm przeciwpowodziowy. Alarm wprowadzono w powiatach: głubczyckim, kędzierzyńsko-kozielskim, krapkowickim, opolskim, brzeskim, nyskim, m. Opola oraz gmin Gorzów Śląski i Praszka. O ogłoszeniu alarmu zdecydowano po tym, jak niebezpiecznie podniósł się poziom kilku rzek. Alarm przeciwpowodziowy obowiązuje również od dziś, od godziny 4.00 w powiecie kłodzkim w woj. dolnośląskim. W miejscowości Krosnowice doszło do wystąpienia rzeki Nysa Kłodzka z brzegu. Zalane są domy, jednak nie ma potrzeby ewakuacji mieszkańców – podaje TVN Meteo. Z kolei we wtorek wprowadzono pogotowie przeciwpowodziowe w Małopolsce. O jego ogłoszeniu zdecydowali prezydent Oświęcimia i burmistrz Brzeszcz. Także we wtorek pogotowie powodziowe ogłosił wojewoda śląski, objęło ono pięć powiatów – bielski, cieszyński, wodzisławski, raciborski, żywiecki oraz miasto Bielsko-Biała. Niekorzystne prognozy Prognozy na najbliższe dni nie są optymistyczne i wszystko wskazuje na to, że sytuacja może się nadal pogarszać. IMGW zdecydowało o wydaniu ostrzeżeń hydrologicznych drugiego i trzeciego stopnia dla znaczącej części kraju. Ostrzeżenia hydrologiczne trzeciego stopnia oznaczające, że prognozowany stan wody może znaleźć się powyżej stanów alarmowych, wprowadzono w województwach: wielkopolskim – w zlewniach Orli i Baryczy, dolnośląskim – w zlewniach: Kaczawy, Skory, Baryczy, Strzegomki, Nysy Kłodzkiej, Ślęży, Oławy opolskim – w zlewniach: Stobrawy, Małej Panwi, Nysy Kłodzkiej, Bystrzycy, Psiny, Straduni, Osobłogi śląskim – w zlewniach: Małej Wisły, Rudy, Odry, Psiny, Liswarty, Małej Panwi, Kłodnicy, Bierawki, Olzy zachodniopomorskim – w ujściowy odcinku Odry wraz ze zlewnią Zalewu Szczecińskiego. Ostrzeżenia hydrologiczne drugiego stopnia oznaczające, że prognozowany poziom wody przekroczy stan ostrzegawczy, ale pozostanie poniżej stanu alarmowego, obowiązują w województwach: pomorskim – w zlewniach Martwej Wisły, Zalewu Wiślanego, Elbląga warmińsko-mazurskim – w zlewniach Dolnej Narwi i Wkry mazowieckim – w zlewniach Wkry, Wisły, Bzury, Dolnej Narwi, Bugu, Liwca, Świdra, Pilicy, Jeziorki, Radomki, Iłżanki łódzkim – w zlewniach: Bzury, Pilicy, Warty lubelskim – w zlewniach Wisły od Dęblina do ujścia Narwi oraz od ujścia Sanu do ujścia Kamiennej, Bugu, Świdra świętokrzyskim – w zlewniach: Pilicy, Nidy, Czarnej, Świśliny, Kamiennej, Wisły, Koprzywianki opolskim – w zlewni Odry śląskim – w zlewniach: Odry, Rudy, Olzy, Małej Wisły, Kłodnicy, Liswarty, Warty, Przemszy, Soły, Pilicy dolnośląskim – w zlewniach Widawy, Bobru, Czernej Wielkiej, Odry, Kwisy, Nysy Łużyckiej małopolskim – w zlewniach: Dunajca, Czarnej Orawy, Skawy, Raby, Uszwicy, Białej Tarnowskiej, Ropy, Wisły, Radawy i Prądnika, Szreniawy, Przemszy, Breni podkarpackim – w zlewni Wisły od ujścia Czarnej do ujścia Sanu, Breni, Ropy. Większość ostrzeżeń będzie obowiązywać co najmniej do czwartku do godziny 12., część do środy wieczorem, jednak IMGW nie wyklucza ich przedłużenia. „Prognozy meteorologiczne nadal wskazują na występowanie intensywnych opadów deszczu, które mogą spowodować większe wzrosty stanu wody. Najintensywniejszy przebieg zjawisk jest prognozowany w woj. śląskim i małopolskim; spodziewane są dalsze wzrosty i przekroczenia stanu ostrzegawczego oraz alarmowego. Kolejne przekroczenia stanów alarmowych możliwe są w zlewni Wisły na obszarze woj. świętokrzyskiego, a na terenie woj. podkarpackiego i lubelskiego – stanów ostrzegawczych. W zlewni Odry w ciągu najbliższej doby, największych wzrostów spodziewamy się w zlewni górnej Odry oraz na lewostronnych dopływach środkowej Odry tam zostaną przekroczone stany ostrzegawcze, a lokalnie również alarmowe” – ostrzega IMGW. „Zagrożenie gwałtownymi wzrostami wody będzie również w związku ze sztormową pogodą na Bałtyku. Prognozowany jest silny wiatr z kierunku północno-wschodniego. W obrębie woj. zachodniopomorskiego obowiązują ostrzeżenia hydrologiczne 3 stopnia dla Zalewu Szczecińskiego i zachodniego Wybrzeża. Ostrzeżenia 2 stopnia obowiązują dla woj. pomorskiego, gdzie wzrosty są prognozowane w rejonie Zatoki Gdańskiej i wzdłuż Wybrzeża” – podano w komunikacie.
Polska wysycha! Pod względem zasobów wody jesteśmy prawie jak pustynny Egipt! Czy takie alarmistyczne doniesienia są prawdziwe i czy naprawdę powinniśmy się obawiać posuchy w kranach?
Od razu uspokajamy: żaden z rozważanych przez ekspertów scenariuszy wodnych nie jest dla nas katastroficzny. W najbliższych dekadach temperatury na obszarze Polski wzrosną najwyżej o 2,5–3°C, a ilość opadów praktycznie się nie zmieni. Ba! – możemy mieć nawet więcej wody niż dziś. – Biorąc pod uwagę bezwzględne zasoby wód powierzchniowych, faktycznie nie wypadamy najlepiej – mówi dr Tomasz Walczykiewicz z Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej w Krakowie. – Na jednego mieszkańca przypada u nas rocznie ok. 1600 m3, podczas gdy w Europie średnio ok. 4500 m3. Mimo wszystko to jeszcze nie Egipt i z pewnością nie ma mowy o jakiejś katastrofie w zaopatrzeniu. Zgodnie z analizą przygotowaną dla Ministerstwa Środowiska co najmniej do roku 2030 nasz kraj nie będzie zagrożony niedostatkiem wody. Podobnego zdania jest dr Piotr Herbich z Państwowego Instytutu Geologii w Warszawie: – Wody mamy pod dostatkiem i analizując dane zbierane od ponad 50 lat, trudno mi sobie wyobrazić sytuację, w której groziłyby nam braki w zaopatrzeniu – potwierdza. – Dziś pobieramy ledwie 17–18 proc. tego, co moglibyśmy pompować bez uszczerbku dla podziemnych zasobów i bez szkody dla środowiska, czyli ekosystemów, które też z niej korzystają. A trzeba pamiętać, że z podziemnych zbiorników czerpie nie tylko ludność, ale także przemysł. Wystarcza dla wszystkich chętnych. Choć zatem niedobory wody w dającej się przewidzieć przyszłości nam nie grożą, trzeba dbać, by to, co mamy, było dobrej jakości. A z tym są problemy. – Weźmy taki Kraków – wzdycha dr. Walczykiewicz. – Leży nad Wisłą, a zupełnie nie korzysta z jej zasobów. Krakowianie piją wodę z Raby, pompowaną z wybudowanego na potrzeby komunalne zbiornika w Dobczycach. To tańsze niż odsalanie i oczyszczanie wiślanego ścieku. Ścieki to zresztą osobne zagadnienie. Z unijnymi wytycznymi w tej dziedzinie jesteśmy na bakier. Nasz kraj zobowiązał się, że do 2015 r. wybuduje lub zmodernizuje 1734 oczyszczalnie (dla wszystkich miast powyżej 2 tys. tzw. mieszkańców równoważnych) i położy 37 tys. km sieci kanalizacyjnej. Szacowany koszt tych inwestycji to ponad 42 mld zł, ale jeśli ich nie ukończymy, będziemy płacić wysokie kary. Tymczasem opóźnienia są znaczne, m.in. w rozbudowie oczyszczalni „Czajka” w Warszawie. Wstyd przyznać, ale to dziś jedyna europejska stolica, która swoje komunalne ścieki spuszcza wprost do rzeki. Kolejnym problemem jest retencja, czyli zbieranie wody w okresach, gdy jest jej za dużo (sezon jesienno-zimowy), żeby wykorzystać wtedy, gdy z nieba spada jej zbyt mało. – Dziś możemy zmagazynować ledwie ok. 6 proc. rocznego odpływu – mówi dr Walczykiewicz – a to o wiele za mało. Zwłaszcza że oprócz zużycia przez ludzi musimy też uwzględniać zapotrzebowanie na wodę różnych ekosystemów – zastrzega hydrolog. Nie chodzi jednak o budowanie kolejnych ogromnych zbiorników o pojemności zasilanie rozchód Soliny. Dziś w Europie dąży się do ograniczania inwestycji wodnych tylko do tych koniecznych. Prostsze i przyjaźniejsze naturze byłyby małe, za to liczne zbiorniki retencyjne. Ot, zwykłe stawy, jakie kiedyś kopano we wsiach dla celów przeciwpożarowych. Wiosną gromadziłyby wody roztopowe, a latem służyły do nawadniania. – Koszty takich inwestycji nie są wielkie, na przeszkodzie stoją głównie niechęć i niewiedza – wzdycha hydrolog. – Trzeba bardzo dużo rozmawiać z rolnikami i przekonywać ich, że taka inwestycja szybko się zwraca w postaci wyższych plonów. To oznacza zresztą powrót do pierwotnych założeń melioracyjnych w naszym kraju, których celem nie było wcale drenowanie, tylko obniżanie poziomu wody na łąkach wtedy, kiedy trzeba było zbierać siano. W okresie intensywnej wegetacji zastawki podnoszono, żeby zapewnić trawie dobre nawodnienie. Niestety, energii i środków wystarczyło na wybudowanie systemu rowów i zastawek, ale już nie na bieżącą konserwację. Warto podkreślić, że nasze rolnictwo i leśnictwo razem pobierają niecałe 9 proc. z 12 mln m3, jakie zużywamy w gospodarce (ponad 70 proc. przypada na przemysł, a reszta na potrzeby ludności). Na większości areału prowadzi się tzw. „nawadnianie podsiąkowe”, co oznacza, że rośliny wykorzystują wodę, która podsiąknie z okolicznych zbiorników, rzek i strumieni, oraz wody opadowe. Tymczasem na Zachodzie przemysłowe systemy nawadniania zaopatrują nawet 80 proc. upraw. Wbrew pozorom, taka technologia pozwala zmniejszyć ogólne zużycie wody, i to bez uszczerbku dla plonów. Na szczęście tak długo, jak będą padać deszcze, woda będzie wsiąkać w glebę, dzięki grawitacji docierać do warstw wodonośnych i tam się gromadzić. Będzie też powolutku odpływać do rzek i zasilać je, bo nie może bez końca zbierać się w skale; musi znaleźć sobie jakieś ujście. W naszej strefie klimatycznej opady są co prawda zmienne, ale wody podziemne mają zdolność magazynowania i wyrównywania w czasie ich wahań. W okresach, gdy pada mniej, można zatem czerpać więcej wody, niż jej wsiąka, wiedząc, że w miesiącach o wyższej niż przeciętna średniej opadów braki zostaną uzupełnione. W Polsce z zasilania podziemnego pochodzi ok. 40 proc. wody w rzekach. To ważne, bo nasze zasoby wód powierzchniowych są nierównomiernie rozdzielone. Pas środkowych nizin ma niewielkie zasoby własne, tzn. takie, których źródło znajduje się na ich terenach. Tam zaopatrzenie w wodę pochodzi głównie z rzek i zbiorników zasilanych wodami podziemnymi. – W Polsce najwięcej wody opadowej przenika do podziemnych warstw w półroczu zimowym (listopad–kwiecień). – Wcale zresztą nie dlatego, że wtedy najwięcej pada – mówi dr Herbich. – Rzecz w tym, że z powodu niskich temperatur zmniejsza się wtedy parowanie, a zastopowana wegetacja roślinna nie „wyciąga” wody. Ponadto przeorywana jesienią gleba jest w stanie przyjąć jej więcej – dodaje hydrogeolog. – Prowadząc pomiary przez pół wieku, możemy jednak stwierdzić, że choć zmienia się sezonowo i wielosezonowo (lata posuszne/lata mokre), odnawialność zasobów wód podziemnych jest w Polsce stała. Do tego jest mniej więcej równomiernie rozłożona na obszarze całego kraju, nie tak jak we wspomnianym na wstępie Egipcie, w którym ilość dostępnej wody zależy od opadów w Sudanie i Etiopii, gdzie ma swoje źródła Nil. Powszechny pogląd jest taki, że lustro wód gruntowych stale się obniża. Nauka jednak nie potwierdza tych sądów. – Poziom narzekania nie odzwierciedla rzeczywistego poziomu wód gruntowych – uśmiecha się dr Herbich. – W wielu miejscach wynika to z nieudolnie przeprowadzonej melioracji – tak dzieje się np. na Podlasiu. Zresztą poziomy wodonośne nie stanowią warstwy ciągłej. Mają zmienną grubość, głębokość i powierzchnię. Zwykle bywa tak, że nawet gdy obniża się lustro jakiegoś poziomu, z wyższych nadal można korzystać. Narzekania biorą się głównie stąd, że kopalnia czy inny zakład ma obowiązek wypłacić odszkodowanie albo zapewnić dostawy wody na odwadnianym przez siebie terenie. Zaopatrywanie się w wodę z zasobów podziemnych ma wiele zalet, ale nie należy zapominać, że to, co teraz dzieje się na powierzchni, za kilkadziesiąt lat znajdzie swoje odbicie w stanie tych zbiorników. Tymczasem w przeciwieństwie do wód powierzchniowych, tych podziemnych nie da się łatwo oczyścić. Inny problem stanowią tzw. wody chłodnicze. Przed wpuszczeniem do rzeki nie trzeba ich oczyszczać, ale schłodzić do temperatury niższej niż 20OC. To kosztuje, a podgrzana woda się marnuje. Tymczasem np. w Szwajcarii wody chłodnicze wykorzystuje się np. do hodowli jesiotra i ogrzewania szklarni. Dzięki temu firma „wyjściowa” nie musi płacić za instalację do chłodzenia, a hodowcy – za podgrzewanie wody do swoich celów. Tak oto ekonomia i ekologia idą ręka w rękę, ograniczając marnotrawstwo. A to jest spore, bo Europie marnuje się dziś od 6 (Dania) do 30 proc. (Włochy) pobieranej wody. A co z polską tzw. dużą retencją, mającą chronić przed powodziami? Tam gdzie zagrożenie jest realne, inwestycje przeciwpowodziowe będą prowadzone. Do roku 2012 powstanie zbiornik Świna-Poręba na Skawie, który ma chronić przed powodzią m.in. Kraków. Kiedy go planowano, w czasach PRL-u, miał też stanowić źródło wody dla Śląska. Dziś takich potrzeb nie ma. Śląska aglomeracja narzeka, że coraz więcej płaci za wodę pompowaną z odległości kilkudziesięciu kilometrów. Tymczasem sama leży na olbrzymich zasobach wód kopalnianych, bardzo dobrej jakości. Kopalnie jednak zrzucają je do rzek, a miasto pobiera gorszą wodę z dalekich ujęć powierzchniowych. Do tego sieć wodociągowa jest „za obszerna” jak na obecne potrzeby regionu, bo projektowano ją w czasach, gdy wszystko – także zużycie wody – miało u nas stale rosnąć. – Cóż, taka była polityka – wzrusza ramionami dr Herbich. – Magazynowano wody z rzek w zbiornikach i z nich zaopatrywano aglomeracje. Przykładem takiego bezsensu jest zbiornik sulejowski, wybudowany specjalnie dla Łodzi, wraz z magistralą wodociągową. Łódź dziś w ogóle z niego nie korzysta, bierze wodę z systemu podziemnych ujęć. W odległości kilkuset metrów od zbiornika powierzchniowego wiercimy tzw. barierę studzien i czerpiemy z warstwy wodonośnej to, co przesiąka. Taki układ zmniejsza wahania własności fizykochemicznych wody, zwłaszcza jej temperatury. To ważne, bo jak w lecie tłoczy się wodę powierzchniową o temperaturze, powiedzmy, 20OC, w rurach rosną glony. Z oczyszczalni woda może wychodzić krystalicznie czysta, a w rurach i tak zacznie żyć własnym życiem. Świnie-Porębie zostanie zatem retencja i rekreacja. Podobne plany są w odniesieniu do zbiornika Odra-Racibórz, który ma wyrównywać poziom Odry, tzn. zabezpieczać przed powodzią i zapewniać żeglowność przy niskich stanach wody. – Przy tego typu inwestycjach trzeba tylko pamiętać o odpowiednim nadzorze, tak by zbiorniki retencyjne nie stały się z czasem zbiornikami ścieków – przypomina dr Walczykiewicz. Zbiornik włocławski może tu służyć za przestrogę. Wybudowana w latach 70. XX w. tama w założeniach miała być pierwszą z siedmiostopniowego systemu. Jako pojedynczy obiekt nie pracuje optymalnie, a poza tym poniżej zapory zdecydowanie obniża się dno rzeki. Zburzenie tamy mogłoby jednak doprowadzić do katastrofy ekologicznej, z powodu uwolnienia ogromnych ilości zgromadzonych tam toksycznych osadów. Dlatego obecnie najwięcej zwolenników zyskuje koncepcja budowy kolejnej zapory, w Nieszawie. To pozwoliłoby odciążyć Włocławek i ustabilizować dno rzeki między obu stopniami. Ze zbiornikami retencyjnymi problem mają nie tylko decydenci czy społeczności lokalne, ale i ekolodzy. Z jednej strony dobrze byłoby zatrzymywać wodę z okresów, gdy jest jej nadmiar, by wykorzystać ją dla złagodzenia możliwej suszy, z drugiej strony zapory budzą sprzeciw, bo przegradzając bieg rzek, niszczą środowisko życia wielu związanych z wodą stworzeń. Europejskie wytyczne nakazują co prawda dążenie do przywracania ciągłości rzek jako kanałów migracji żywych organizmów, ale nie w każdym przypadku da się zbudować przepławkę (kanał pozwalający rybom na migrację powyżej zapory). W Finlandii koszty takiej przepławki to kilkanaście tys. euro rocznie – wielkość marginalna przy kosztach funkcjonowania całej elektrowni. We Włocławku musiałaby ona jednak być długa na kilkanaście kilometrów. I nie wiadomo, czy ryby dałyby radę ją pokonać. W Finlandii zdarza się, że w okresie tarła ryby przewozi się przez takie zapory specjalnymi windami! U nas trudno to sobie teraz wyobrazić, ale jeśli przy eksploatacji trzeba będzie brać pod uwagę koszty ekologiczne, czyli m.in. wpływ na populacje zwierząt wodnych, to kto wie...
W miarę ocieplania się klimatu czeka nas coraz większa liczba powodzi tam, gdzie i tak jest wilgotno, oraz dotkliwszych susz w miejscach, gdzie wody już dziś brakuje.
Pierwsze imperium w dziejach świata, Akad, zostało założone ok. 4 300 lat temu pomiędzy wodami Eufratu i Tygrysu. Jego władcy sprawowali władzę z miasta pod tą samą nazwą, położonego prawdopodobnie nieco na południe od dzisiejszego Bagdadu, a strefa ich wpływów rozciągała się na północ aż na tereny dzisiejszej Syrii, na zachód do Anatolii, zaś na wschód do Iranu. Akadyjczycy byli bardzo dobrze zorganizowani i świetnie uzbrojeni, a co za tym idzie – także zamożni. W tekstach z tamtego okresu znajdziemy informacje o bogactwach, od rzadkich gatunków drewna po drogie metale, które płynęły do stolicy z odległych krajów. Nagle, około stu lat po swoich narodzinach, imperium akadyjskie upadło. W tym okresie zaledwie trzech lat czterech mężczyzn, jeden po drugim, zgłosiło pretensje do tronu. „Kto był królem? Kto nie był królem?” - takie pytanie znajdziemy w rejestrze znanym jako Sumeryjska Lista Królów. Przez wiele lat naukowcy przypisywali upadek imperium polityce. Jednakże około 10 lat temu klimatolodzy analizujący dane z dna jezior i oceanu zauważyli, że dokładnie w tym czasie, w którym doszło do rozpadu imperium, w regionie gwałtownie zmniejszyła się ilość opadów. Obecnie uważa się, że upadek Akadu został spowodowany suszą. Inne cywilizacje, których koniec został niedawno skojarzony ze zmianami w schemacie opadów, to m.in. egipskie Stare Państwo, które upadło mniej więcej w tym samym czasie co Akad, cywilizacja Tiwanaku, która ponad tysiąc lat kwitła w okolicach jeziora Titicaca w Andach, zanim około roku 1100 n.e. jej pola nie opustoszały, oraz klasyczna cywilizacja Majów, która załamała się u szczytu swojego rozwoju, około 800 roku. Zmiany w ilości opadów, które doprowadziły do ruiny te wczesne cywilizacje, występowały na długo przed industrializacją: zostały wywołane przez naturalne procesy klimatyczne, których podłoże pozostaje niewyjaśnione. W przeciwieństwie do nich zmiany klimatyczne spowodowane nagromadzeniem gazów cieplarnianych to konsekwencja naszego działania. Ono także będzie miało wpływ na zachmurzenie i opady w sposób, który - choć trudny do przewidzenia - może okazać się równie niszczący. Ciepłe powietrze zawiera więcej pary wodnej, która jest gazem cieplarnianym, tak więc cieplejszy świat to świat, w którym atmosfera zawiera więcej wilgoci. (Na każdy stopień Celsjusza wzrostu temperatury w danej jednostce powietrza blisko powierzchni znajduje się około 7 proc. więcej pary wodnej). Nie musi to koniecznie oznaczać więcej deszczu - większość naukowców jest zdania, że faktyczna suma opadów ulegnie jedynie niewielkiemu wzrostowi – jednakże prawdopodobnie wpłynie na zmiany w rozmieszczeniu opadów. Spowoduje wzmocnienie podstawowej dynamiki, której podlegają: w niektórych częściach świata rośnie wilgotność powietrza, jednak wilgoć zamienia się w opady w postaci deszczu lub śniegu w innych rejonach świata. – Podstawowy argument to zwiększająca się wielkość transferów wody - wyjaśnia Isaac Held, naukowiec Laboratorium Dynamiki Cieczy Geofizycznych na Uniwersytecie Princeton w USA. Modele klimatu są generalnie zgodne co do tego, że w ciągu najbliższych stu lat w regionach polarnych i subpolarnych pojawi się więcej opadów, a w strefie subtropikalnej – między strefą tropikalną a umiarkowaną – będzie ich mniej. W skali regionalnej między modelami występują różnice dotyczące niektórych trendów, jednak wszystkie wskazują na to, że basen Morza Śródziemnego stanie się bardziej wysuszony. Podobny los czeka Meksyk, południowo- -zachodnią część Stanów Zjednoczonych, RPA oraz południową Australię. Kanada i północna Europa staną się z kolei wilgotniejsze. Held uważa, że zasada będzie prosta: obszary wilgotne staną się wilgotniejsze, a suche jeszcze bardziej suche. Ponieważ wyższe temperatury prowadzą do zwiększenia parowania, nawet te tereny, na których ogólna ilość opadów nie zmieni się, będą bardziej narażone na susze. Oznacza to szczególne ryzyko dla obszarów już dziś wegetujących przy minimalnej ilości opadów lub też uzależnionych od rolnictwa, które potrzebuje deszczu. – W Afryce jedynie ok. 6 proc. pól uprawnych ma system irygacyjny - zauważa Sandra Postel, ekspert ds. zasobów wody i dyrektor Global Water Policy Project. – To bardzo wrażliwy region - dodaje. Tymczasem kiedy deszcz już się pojawi, będzie prawdopodobnie miał postać intensywnej, nagłej ulewy, która zwiększa ryzyko powodzi – nawet na wysychających obszarach. W ostatnim raporcie przygotowanym przez Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu (IPCC) przy ONZ czytamy, że przewiduje się, iż przypadki intensywnych opadów będą coraz częstsze oraz że zwiększenie liczby takich zdarzeń prawdopodobnie już dziś się przyczynia do katastrofy. W ciągu zaledwie jednej dekady między rokiem 1996 a 2005 wystąpiło dwa razy więcej niszczycielskich powodzi niż w trzech dziesięcioleciach 1950–1980. Pomiar wpływu globalnego ocieplenia na schematy opadów jest nie lada wyzwaniem. Naukowcy nazywają deszcz „hałaśliwym zjawiskiem”, co oznacza, że występują duże wahania między kolejnymi latami. Eksperci twierdzą, że pewne długoterminowe trendy w schematach opadów wyłonią się na tle corocznych różnic dopiero w połowie tego stulecia. Jednakże niektóre zmiany są widoczne już dzisiaj. Od roku 1925 do 1999 na obszarze pomiędzy 40. a 70. równoleżnikiem półkuli północnej opadów było więcej, podczas gdy obszar między równikiem a 30. równoleżnikiem na północy stawał się coraz bardziej suchy. Hiszpańskie Ministerstwo Środowiska szacuje, że z powodu skumulowanego efektu zmian klimatycznych oraz nieefektywnego wykorzystania ziemi jednej trzeciej tego kraju grozi pustynnienie. Z kolei Cypr w lecie 2008 r. wysechł tak, że był zmuszony sprowadzać wodę z Grecji. – Niepokoję się – mówi Charalambos Theopemptou, komisarz ds. środowiska Cypru. – Zespół ds. Zmian Klimatu przy ONZ mówi o 20–30-procentowej redukcji opadów na tym obszarze, co oznacza, że problem się utrzyma. A to w połączeniu z wyższymi temperaturami sprawi, że życie w całym basenie Morza Śródziemnego stanie się bardzo trudne. Inne problemy mogą wynikać nie tyle ze zmian ilości opadów, ile ich rodzaju. Szacuje się, że ponad miliard ludzi mieszka w regionach, gdzie dostępność wody zależy, przynajmniej częściowo, od spływów z lodowców lub sezonowych roztopów. Tymczasem w miarę postępowania globalnego ocieplenia coraz więcej opadów ma postać deszczu, a mniej śniegu, tak więc system gromadzenia wody może się załamać. Na przykład dostawy wody do peruwiańskiego miasto Cusco w okresie letnim zależą w dużej mierze od roztopów pokrywy lodowca Quelccaya. W ostatnich latach, kiedy lodowce topiły się z powodu wzrastających temperatur, Cusco musiało okresowo uciekać się do racjonowania wody. Kilka opublikowanych niedawno raportów przewiduje, że w najbliższych dziesięcioleciach zmiany klimatyczne w znaczącym stopniu wpłyną na polityczną destabilizację. (Być może nie był to zbieg okoliczności, że nękane suszami imperium akadyjskie było w swoim schyłkowym okresie rządzone przez korowód słabych monarchów). Niedobory wody mogą przyczynić się do wywołania lub zaostrzenia międzynarodowych napięć. – Zmiany klimatyczne stały się dzisiaj jednym z głównych czynników powodujących przymusowe przesiedlenia – powiedział António Guterres, Wysoki Komisarz Narodów Zjednoczonych ds. Uchodźców. Mogą być także przyczyną zbrojnych starć. Niektórzy eksperci dostrzegają związek pomiędzy walkami w Darfurze, w których wedle szacunków zginęło 300 tys. osób, a zmianami w schemacie opadów w tym regionie, co doprowadziło do konfliktu pomiędzy koczowniczymi pasterzami i osiadłymi rolnikami. Czy zmiany schematu opadów wpłyną na społeczeństwa tak mocno, jak miało to miejsce w przeszłości? Południowo-zachodnia część USA - by posłużyć się jednym przykładem - była w przeszłości narażona na tak wielkie susze, że mogły one wymieść lokalne wspólnoty. (Uważa się, że taka właśnie megasusza dotknęła region pod koniec XIII w. i przyczyniła się do upadku cywilizacji Anasazi rozwijającej się w miejscu, gdzie obecnie zbiegają się granice stanów Arizona, Kolorado, Nowy Meksyk i Utah). Oczywiście, dziś techniki zarządzania wodą są o wiele bardziej zaawansowane niż w przeszłości, a południowy zachód Stanów Zjednoczonych może liczyć na wsparcie, które Richard Seager, ekspert badający historię klimatu tego regionu, nazywa „hydrauliką na skalę kontynentalną”. Ale na ile ten teren jest odporny na suszę, która prawdopodobnie będzie skutkiem globalnego ocieplenia? – Tego nie wiemy, bo nie byliśmy nigdy wcześniej w takiej sytuacji - zauważa Seager. – Jednak w miarę jak człowiek będzie wpływał na zmianę klimatu, z pewnością zyskamy szansę, by się tego dowiedzieć.