Grad wielkości grejpfruta. Kulki mogą mieć 3 cm średnicy

Pod koniec kwietnia potężna burza gradowa przeszła nad amerykańskim Springfield w stanie Missouri. Z nieba spadały bryły lodu wielkości piłek baseballowych, a niektóre osiągały rozmiary porównywane do grejpfrutów. Uszkodzone zostały samochody, dachy domów, a obrażeń doznały zarówno zwierzęta, jak i ludzie. Takie zjawiska coraz częściej trafiają na pierwsze strony gazet.

Grad od dawna należy do najbardziej kosztownych zjawisk pogodowych. To właśnie on odpowiada za znaczną część szkód powodowanych przez gwałtowne burze. W ostatnich dwóch latach wielomiliardowe straty odnotowano między innymi po burzach gradowych w Denver, Pekinie i Paryżu. W dwóch ostatnich przypadkach były to wydarzenia bez precedensu w historii lokalnych pomiarów.

Naukowcy z Uniwersytetu Pekińskiego oraz Central Michigan University postanowili sprawdzić, jak zmiany klimatu wpłyną na grad w drugiej połowie XXI wieku. W tym celu opracowali model opisujący wzrost gradzin w chmurach burzowych i przetestowali go na ponad 14 tys. rzeczywistych burz gradowych z całego świata z lat 2014-2021. Następnie wykorzystali go do symulacji przyszłych warunków klimatycznych.

Wyniki okazały się niejednoznaczne, ale zarazem niepokojące. W cieplejszym klimacie ma rosnąć liczba dużych gradzin, podczas gdy liczba małych będzie spadać.

Dlaczego cieplejszy świat może produkować większy grad?

Na pierwszy rzut oka wydaje się to sprzeczne z logiką. Skoro temperatura rośnie, lód powinien topnieć szybciej.

Problem polega na tym, że atmosfera reaguje na ocieplenie na kilka sposobów jednocześnie. Cieplejsze powietrze może zatrzymywać więcej pary wodnej. To oznacza więcej materiału, z którego mogą powstawać gradziny. Jednocześnie silniejsze nagrzewanie powierzchni zwiększa energię dostępnych prądów wznoszących wewnątrz chmur burzowych. Takie prądy potrafią utrzymywać gradziny w powietrzu przez dłuższy czas, pozwalając im rosnąć.

Qinghong Zhang z Uniwersytetu Pekińskiego, kierująca badaniami, tłumaczy, że duże gradziny również się topią, ale mają większe szanse dotrzeć do powierzchni. Mniejsze bryły lodu są znacznie bardziej narażone na całkowite stopienie jeszcze podczas spadania.

To właśnie dlatego badacze przewidują jednoczesny spadek liczby małych gradzin i wzrost liczby dużych.

Według symulacji częstość występowania gradzin o średnicy co najmniej 30 mm może wzrosnąć globalnie o 37,9-51,8 proc. do końca stulecia, zależnie od scenariusza emisji gazów cieplarnianych. Jednocześnie liczba gradzin mniejszych niż 30 mm ma spaść o 4,2-12,3 proc.

Szkody będą rosły szybciej niż liczba burz

Najważniejszym wnioskiem badania nie jest jednak sama wielkość gradzin, lecz skala przyszłych strat. Autorzy oszacowali tzw. potencjał szkód powodowanych przez grad. Uwzględnia on nie tylko częstotliwość występowania burz, ale również energię uderzenia gradzin. Ponieważ masa rośnie bardzo szybko wraz z rozmiarem, nawet niewielki wzrost średnicy może oznaczać znacząco większe zniszczenia.

Według badania globalny potencjał szkód związanych z gradem wzrośnie do końca wieku o 36,5-42,1 proc. w zależności od scenariusza klimatycznego. Oznacza to więcej uszkodzonych dachów, samochodów, instalacji fotowoltaicznych i upraw rolnych. Szczególnie dotkliwe mogą być skutki dla regionów, które nie są przygotowane na tak duże gradziny.

Davide Faranda z francuskiego Narodowego Centrum Badań Naukowych, który nie uczestniczył w badaniu, ocenia w rozmowie z portalem Science News, że praca stanowi ważny wkład w zrozumienie wpływu zmian klimatu na zagrożenia związane z gradem. Jednocześnie podkreśla, że lokalne prognozy pozostają obarczone niepewnością, ponieważ grad jest zjawiskiem bardzo lokalnym, a globalne modele klimatyczne nie potrafią bezpośrednio odwzorować pojedynczych burz gradowych.

Nie wszystkie regiony będą zagrożone tak samo

Jednym z najbardziej zaskakujących wyników jest nierównomierny rozkład ryzyka.

Największy wzrost zagrożenia przewidywany jest dla średnich i wysokich szerokości geograficznych. To między innymi Europa, północne Chiny oraz duża część Stanów Zjednoczonych. W tych regionach ocieplenie atmosfery ma być na tyle silne, że dodatkowa energia dostępna dla burz przewyższy wpływ topnienia gradzin.

W strefach tropikalnych i monsunowych sytuacja może wyglądać inaczej. Tam wzrost temperatur ma być słabszy, a wzrost wilgotności większy. Według modelu może to ograniczać rozwój największych gradzin i prowadzić do spadku potencjału szkód.

To ważne przypomnienie, że skutki zmian klimatu nie są identyczne na całym świecie. Ten sam proces może zwiększać zagrożenie w jednym regionie i zmniejszać je w innym.

Co to oznacza dla Polski?

Polska znajduje się w grupie regionów, które według nowych badań mogą należeć do obszarów zwiększonego ryzyka. Europa została wskazana jako jeden z regionów, gdzie potencjał szkód powodowanych przez grad będzie rósł wraz z ociepleniem klimatu. W analizach obejmujących kontynent autorzy przewidują wzrost tego wskaźnika o ponad 40 proc. w scenariuszu wysokich emisji.

Dla Polski oznacza to przede wszystkim większe ryzyko kosztownych szkód majątkowych. W ostatnich latach coraz więcej domów wyposażanych jest w instalacje fotowoltaiczne, które są szczególnie wrażliwe na uderzenia dużych gradzin. Rosną także powierzchnie upraw wymagających ochrony przed ekstremalnymi zjawiskami pogodowymi.

Nie oznacza to, że każda letnia burza będzie przynosić grad wielkości piłki tenisowej. Badanie sugeruje jednak, że najbardziej niszczycielskie zdarzenia mogą stawać się częstsze. To właśnie one odpowiadają za większość strat ekonomicznych.

Autorzy podkreślają, że ich wyniki powinny być traktowane jako ostrzeżenie dla planistów, ubezpieczycieli i służb odpowiedzialnych za zarządzanie ryzykiem. W świecie, który nadal się ociepla, zagrożenie ze strony gradu może rosnąć nawet wtedy, gdy samych gradzin będzie mniej. Coraz większe znaczenie będzie miało bowiem nie to, jak często spadają z nieba bryłki lodu, lecz jak duże są w chwili uderzenia o ziemię.