Termin planetarna rezonancija može zvučati kao nešto iz SF filmova ili iz teorija urota kao što su one o klimatskom oružju koje navodno kriju projekti poput HAARP-a. No zapravo je riječ o prirodnim, ali nedovoljno istraženim pojavama u atmosferi, predviđenim znanstvenim teorijama.

Kako djeluju rezonancije planetarnih valova?

U novoj studiji, predstavljenoj u prestižnom časopisu Science, autori pišu da je balkansku regiju 2014. zahvatio Vb-tip ciklone kakve obično kreću iz Mediterana, gdje apsorbiraju velike količine vlažnog i toplog zraka, da bi migrirale na sjever prema istočnoj i središnjoj Europi gdje često uzrokuju poplave.

'Ekstremne kiše rastu na globalnoj razini, a u tom procesu sudjeluju i termodinamički i dinamički mehanizmi. Dok su termodinamički uglavnom dobro razjašnjeni, oko sadašnjih i budućih promjena u dinamičkima postoje velike nesigurnosti', pišu u uvodu studije autori pa pojašnjavaju:

'Istražili smo klimatske i meteorološke čimbenike koji su utjecali na katastrofalne poplave na Balkanu pri čemu smo se usredotočili na cirkulacije velikih razmjera. Pokazali smo da je Vb ciklona bila neuobičajeno stacionarna, da je donijela ekstremne oborine koje su trajale nekoliko dana za redom te da je ta situacija vjerojatno povezana s kvazi-stacionarnim planetarnim Rossbyjevim valovima. Predstavili smo dokaze koji potvrđuju da je te kvazistacionarne valove pojačala valna rezonancija. Statističke analize dnevnih proljetnih oborina nad Balkanom otkrivaju značajne trendove povećanja od 1950. do 2014. osobito u velikim količinama kakve su relevantne za poplave. Ove promjene ne mogu se objasniti samo termodinamičkim argumentima i stoga tvrdimo da su u povećanim rizicima od poplava na Balkanu ulogu imali i dinamički procesi', pojašnjavaju autori.

Atmosferski Rossbyjevi valovi nastaju zbog okretanja Zemlje, odnosno zbog promjene Coriolisove sile s geografskom širinom. Coriolisova sila nastaje zbog rotiranja sustava Zemlje u odnosu na referentni sustav - sustav kretanja zraka od toplog juga prema hladnom sjeveru, a posljedica je zakretanje čestica udesno na sjevernoj Zemljinoj polutci, te ulijevo na južnoj. Na sjevernoj hemisferi Rossbyjevi valovi uzrokuju snažno krivudanje, odnosno meandriranje visinske struje zraka (jet stream) koja se kreće od zapada prema istoku te veći dio godine iz istog smjera donosi promjene vremena. Prvi ju je 1939. otkrio švedski znanstvenik Carl-Gustaf Arvid Rossby (pogledajte video dolje).

Autori nove studije ističu da je nekoliko slučajeva ekstremnog vremena na sjevernoj hemisferi, uključujući i obilne oborine, povezano s neuobičajenim, kvazistacionarnim Rossbyjevim valovima visokih amplituda te da su kao njihovi ključni pojačivači predložene valne rezonancije.

'Pod posebnim okolnostima utjecaja vjetra u atmosferi se može razviti vodič vala koji reflektira planetarne valove na sjevernim i južnim geografskim širinama i na taj način ih hvata u zamku unutar srednjih geografskih širina, omogućujući im da rezoniraju', pišu autori.

Ističu da je jedna takva rezonancija, predviđena teorijom, zabilježena u ljeto 1997. tijekom velikih poplava u Europi, a slična se ponovila 2014. nad Balkanom.

Naš poznati atmosferski fizičar dr. sc. Branko Grisogono tumači da u geofizičkim fluidima kao što su oceani, mora, jezera, atmosfera itd., može doći do približne ili subrezonancije slično kao u glazbenim instrumentima, građevinama kao što su mostovi ili zgrade, u automobilima itd.

'Pri rezonanciji poremećaji u promatranom mediju, recimo u atmosferi, brzo rastu u vremenu i stoga postaju vrlo očiti. Ograničeni su trenjem i drugim mehanizmima koji raspršuju spomenute narasle poremećaje te promjenom forsiranja', kaže Grisogono.

'Veliki, dugi planetarni valovi u atmosferi, valne duljine od nekoliko tisuća km, kakvih nekoliko može opasati Zemlju, može zarezonirati u određenom pojasu zemljopisnih širina. Oni su važna komponenta opće cirkulacije atmosfere. U prikladnim uvjetima, određene valne duljine kao da se nađu u nekom 'valovodu', iako ne postoje čvrste granice na sjeveru i jugu, već samo prema tlu. U takvim situacijama jedna ili dvije takve valne duljine mogu rezonirati s terenom i termalnim efektima, npr. zbog kontrasta more-kopno. Ostali kraći i dulji valovi se slobodno gibaju i relativno brzo se rasprše uokolo. Takvi subrezonantni uvjeti mogu dovesti do izrazitog meandriranja mlazne struje te jako pojačane razmjene topline i količine gibanja u smjeru sjever - jug. To pak dovodi do izrazitih varijacija u vremenu. Vjerojatno je takva subrezonancija prethodila i postojala u vrijeme katastrofalnih poplava u svibnju 2014. u BiH, Hrvatskoj i Srbiji, kada je preko tog područja vrlo sporo prolazila duboka ciklona iznad Mediterana, preko Jadrana do poplavljenog područja pa na sjever do Poljske', pojasnio je naš atmosferski fizičar.

Grisogono kaže da se za tu klasu ciklona zna već relativno dugo.

'Mada nisu jako česte, ako se poklope s ostalim rezonantnim prilikama, one dovode do vremenskih katastrofa. Istraživači iz DHMZ-a znaju puno o toj putanji ciklona i međudjelovanju s podlogom i ostalim efektima', zaključio je Grisogono.

Balkan visoko na listi rizika

Na Balkanu su u svibnju 2014. bile zabilježene rekordne oborine, u BiH najveće u zadnjih 120 godina, koliko postoje mjerenja. U dva dana, 13. i 14. svibnja u nekim dijelovima susjedne zemlje palo je oko 150 litara kiše po četvornom metru. Iz korita su se izlile Bosna, Drina, Sana, Sava, Vrbas i druge rijeke. U poplavama je tri zemlje regije život izgubila najmanje 31 osoba, a ukupne štete procijenjene su na oko 3,5 milijardi dolara.

Prema procjenama Organizacije Germanwatch, koja sastavlja izvješća o rizicima šteta u svijetu (Global Climate Risk Index), čak tri balkanske države našle su se među šest zemalja svijeta koje su u 2014. pretrpjele najveće štete uzrokovane ekstremnim vremenskim prilikama. Srbija je zauzela prvo mjesto, BiH treće, a Bugarska šesto.

U dužem razdoblju od 1993. do 2012. Hrvatska je ukupno završila na visokom četvrtom mjestu među istočnoeuropskim zemljama. Od nje su gore prošle samo Rusija, Rumunjska i Moldavija. Prema Germanwatchu Hrvatska ima prilično visoku prosječnu smrtnost u ekstremnim vremenskim nepogodama od 0,79 osoba na 100.000 godišnje, a ima i relativno velike štete po osobi od 86,52 dolara po glavi stanovnika godišnje kada se one usklade s kupovnom moći.