Creșterea temperaturilor globale ar putea cauza furtunile de grindină să devină mai violente, cu bucăți mai mari de gheață și ploi mai intense. Dar cât de mare poate ajunge o piatră de grindină?
Era culmea verii în Marea Britanie și țara s-a trezit în strânsoarea unui val de căldură. În Leicestershire, în mijlocul Angliei, copiii din vacanțele școlare s-au jucat în piscine pentru a se răcori. Apoi cerul s-a întunecat.
În seara devreme a zilei de 21 iulie 2021, din cer s-a aruncat brusc grindină de mărimea unor mingi de golf , spărgând geamurile și lovind mașinile. Grădinile care au fost cu câteva clipe mai devreme pline de oameni care se bucurau de soarele serii, au fost lăsate grav avariate de ploaia de gheață.
În timp ce furtuna de grindină – cauzată de curenți ascendenți puternici de nor în atmosferă – a fost neobișnuită ca severitate, a fost ușoară în comparație cu o furtună de grindină care a lovit Calgary în Canada în iunie 2020 . Pietrele de grindină de dimensiunea mingilor de tenis au provocat daune la cel puțin 70.000 de case și vehicule, au distrus culturile și au lăsat zona în fața unei facturi de reparații de 1,2 miliarde de dolari canadieni (940 de milioane de dolari SUA/720 de milioane de lire sterline). Furtuna de grindină de 20 de minute a fost unul dintre cele mai costisitoare evenimente meteorologice din țară .
Iar schimbările climatice modifică tiparul furtunilor de grindină . În Texas , Colorado și Alabama , recordurile pentru cea mai mare grindină au fost doborâte în ultimii trei ani, atingând dimensiuni de până la 16 cm (6,2 inchi) în diametru. În 2020, Tripoli, capitala Libiei, a fost lovită de pietre de grindină de aproape 18 cm (7,1 inchi) .
În timp ce pietrele de grindină gigantice – clasificate ca cele cu un diametru mai mare de 10 cm (3,9 inchi) – sunt extrem de rare, ele sunt un indicator, iar daunele cauzate de grindină în SUA sunt acum în medie de peste 10 miliarde de dolari (7,6 miliarde de lire sterline) pe an.
Dar de ce ar putea încălzirea globală să cauzeze o creștere a cantității de gheață care cade din cer? Și limitele lor sunt cât de mare poate crește o piatră de grindină?
Grindina se formează pe măsură ce picăturile de apă sunt transportate în sus într-o furtună. Fluxurile de aer le transportă în părți ale atmosferei unde aerul este suficient de rece pentru a îngheța picăturile. Umiditatea din aer se acumulează pe exteriorul picăturilor de gheață pe măsură ce se mișcă prin aer, determinând grindina să crească în straturi asemănătoare ceapei.
Cât de repede crește o piatră de grindină depinde de cantitatea de umiditate din aer. Va continua să crească până când curentul ascendent nu va mai fi suficient de puternic pentru a-l menține în sus. O curentă ascendentă de 103 km/h (64 mph) acceptă grindină de dimensiunea unei mingi de golf , în timp ce una cu 27% mai rapidă poate crea grindină de mărimea mingii de baseball, conform Administrației Naționale pentru Oceane și Atmosfere din SUA (deși, așa cum vom vedea într-un moment, dimensiunea unei pietre de grindină nu este întotdeauna direct legată de greutatea sa). Aerul mai umed și curenți mai puternici vor aduce grindină mai mare. Adesea, grindină mai mare va cădea mai aproape de curent ascendent, în timp ce grindină mai mică va cădea mai departe, adesea suflată acolo de vânturile transversale.
Furtunile distructive care produc grindină cu un diametru mai mare de 25 mm (1 inch) necesită un set specific de condiții, spune Julian Brimelow de la Universitatea Manitoba, din Winnipeg, Canada, care a studiat modul în care schimbările climatice afectează formarea grindinii. Au nevoie de suficientă umiditate, curenți puternici și un „factor declanșator”, de obicei un front meteorologic. Acesta este motivul pentru care furtunile grave de grindină sunt de obicei limitate la anumite regiuni, cum ar fi Marele Câmpii din SUA și Coasta de Aur a Australiei. De obicei, astfel de regiuni au aer rece și uscat în atmosfera superioară deasupra aerului de suprafață cald și umed. Această situație instabilă duce la ascensiuni puternice și la formarea de furtuni.
Asemenea locații sunt deosebit de predispuse la un tip de furtună cunoscut sub numele de supercelule , care pot produce grindină foarte mare din cauza curentilor de aer puternic rotativi pe care le creează.
Dar, pe măsură ce schimbările climatice modifică temperatura atmosferei Pământului, la fel este și cantitatea de umiditate din aer. Aerul mai cald poate reține mai mulți vapori de apă, în timp ce temperaturile mai ridicate înseamnă, de asemenea, că se evaporă mai multă apă de pe suprafața Pământului. Se preconizează că acest lucru va duce la precipitații mai abundente și la mai multe furtuni extreme în anumite părți ale lumii.
„Pe măsură ce planeta continuă să se încălzească, zonele în care sunt favorizate furtunile cu grindină sunt susceptibile să se schimbe”, spune Brimelow. „O zonă în care acum suficientă umiditate este un factor limitator poate deveni mai umedă și, în consecință, frecvența grindinii poate crește.”
O combinație de observații ale schimbărilor care au loc deja și modelarea climei i-a determinat pe cercetători să concluzioneze că furtunile cu grindină vor deveni mai frecvente în Australia și Europa, dar va exista o scădere în Asia de Est și America de Nord. Dar au descoperit și că furtunile cu grindină vor deveni în general mai intense.
Și, în timp ce furtunile de grindină ar putea deveni mai puțin frecvente în America de Nord, grindina atunci când cad este, de asemenea, probabil să devină mai mare , potrivit unui studiu separat al lui Brimelow și colegii săi care a analizat modul în care condițiile de grindină din America de Nord s-ar putea schimba într-o lume mai caldă.
Unul dintre motive este că înălțimea la care grindina încep să se topească pe măsură ce cad va fi ridicată , astfel încât grindina mică se va topi în ploaie înainte de a atinge pământul, dar pietrele mai mari trec prea repede prin zona caldă pentru a se topi. mare efect asupra lor.
„De fapt, am văzut deja dovezi în acest sens, cu date de grindină în Franța indicând o schimbare în distribuția mărimii grindinei ”, spune Brimelow. Tampoanele de grindină sunt blocuri de material moale care sunt lăsate afară în timpul furtunii și se deformează atunci când sunt lovite de grindină pentru a da o înregistrare a dimensiunii și numărului de grindină din zonă. „Au fost observate mai puține zile cu grindină mică cu încălzire, dar au fost mai multe zile cu grindină mai mare”.
Ar putea însemna că daunele anuale cauzate de grindină ar putea crește și ele. Dar este dificil să stabilim exact care zone vor avea daune crescute de la grindină, spune Brimelow.
În zonele în care sunt de așteptat daune cauzate de grindină, structurile pot fi evaluate pentru rezistența la grindină. Metoda actuală folosește bile de oțel care pot fi scăpate sau trase dintr-un lansator pneumatic pentru a simula impactul, dar creșterea dimensiunii pietrelor de grindină nu crește daunele la fel de simplu cum v-ați aștepta. Un studiu din 2020 al Universității Texas Tech a explorat de ce predicția este atât de dificilă și de ce furtunile cu grindină pot fi mult mai dăunătoare decât se aștepta.
Temperatura și nivelul de umiditate din aerul în care se formează grindină pot influența cât de dens este. În aerul foarte rece, apa îngheață imediat ce se ciocnește de grindina, dar acest lucru poate duce la o mulțime de aer și la amestecarea cu gheața. Dacă apa îngheață mai lent, poate pentru că aerul este mai cald sau cantitatea de umiditate din aer este mare, adică nu toată îngheață instantaneu, bulele de aer au timp să scape. Acest lucru duce la gheață limpede, care tinde să fie mai densă. Grindină mică este doar la jumătate la fel de densă ca gheața pură , deoarece au mult aer amestecat, deoarece tind să se miște rapid în sus prin atmosferă înainte de a cădea din nou.
Cele mai mari pietre de grindină sunt adesea compuse dintr-un amestec complex de straturi de gheață care se formează pe măsură ce se deplasează în coloana de aer. Privirea unei secțiuni transversale de gheață poate dezvălui multe despre modul în care s-a format , în timp ce lopeți și structuri asemănătoare țurțurilor de pe exteriorul grindinei oferă, de asemenea, indicii asupra modului în care s-ar fi putut roti atunci când a fost aruncată în furtună.
O piatră de grindină mare, cu o lungime de 17 cm (7 inchi) care a fost examinată după ce a căzut în timpul unei furtuni în Aurora, Nebraska, în 2003 , de exemplu, s-a descoperit că avea un tip de gheață „spongioasă” umplută cu aer în miez și gheață densă și limpede. straturile exterioare. Dacă ar fi fost făcută din gheață pură, oamenii de știință care l-au studiat spun că grindina de mărimea unei mingi de volei ar fi trebuit să cântărească aproximativ 2,5 kg (5,5 lbs), dar de fapt cântărea doar 500 g (1,1 lbs) datorită miezului cu densitate mai mică . Ei au ajuns la concluzia că grindina s-a format inițial pe măsură ce s-a ridicat rapid printre nori, înainte de a fi aruncată din curent ascendent de vânturile laterale, înainte de a cădea din nou în ea, și de data aceasta ridicându-se mai încet datorită dimensiunii sale mai mari și, astfel, crescând cu o densitate mai mare. gheaţă.
Densitatea grindinei influențează, de asemenea, cât de mare poate crește. Cu cât este mai greu, cu atât este mai probabil să cadă dintr-un curent ascendent. Și, de asemenea, va cădea mai repede, pentru că cu cât o piatră de grindină este mai mare, cu atât are mai puțină rezistență pe unitate de greutate. Grindină cu diametrul mai mic de 25 mm (1 inch) cad de obicei la 4-11 m/s (9-25 mph), în timp ce cele de 25-45 mm (1-1,7 inch) cad la 11-18 m/s (25-40 mph). Cea mai grea piatră de grindină înregistrată vreodată a căzut în districtul Gopalganj din Bangladesh în 1986, cântărind 1,02 kg (2,25 lbs). Furtuna de grindină a ucis 40 de persoane și a rănit alte 400 , conform rapoartelor de la acea vreme, dar rapoartele ulterioare sugerează că până la 92 de persoane și-ar fi pierdut viața .
Dar viteza cu care cade grindina este departe de a fi simplă. Cercetătorii au presupus în trecut că grindina sunt aproximativ sferice, în timp ce cercetările recente au arătat că sunt mai mult ca mingi de rugby turtite, ceea ce poate duce la o rezistență sporită a aerului pe măsură ce cad. De asemenea, devin mai inegale pe măsură ce devin mai mari, formându-se noduli și lobi. Ambii acești factori le afectează aerodinamica și cât de repede cad și, prin urmare, cât de multe daune provoacă atunci când în cele din urmă lovesc solul.
În cele din urmă, viteza cu care lovește o piatră de grindină nu este aceeași cu viteza de cădere. În primul rând, poate exista o componentă orizontală – vânturile laterale pot crește viteza de impact a unei pietre de grindină în comparație cu dacă ar fi lovit în cădere liberă. Cele mai dăunătoare evenimente de grindină sunt exploziile descendente, cauzate de curente puternice – în care aerul coboară rapid din furtuni și se răspândește spre exterior atunci când lovesc solul , producând viteze foarte mari ale vântului. Rafalele în jos au de obicei doar câțiva kilometri sau mile și durează câteva minute, dar pot prezenta viteze verticale ale vântului de 70-80 m/s (156-179 mph) cu grindină distructivă corespunzător.
Grindină mare care călătorește cu acest tip de viteză are puterea de a străpunge țiglele de acoperiș, de a sparge geamurile mașinilor și de a rupe placarea clădirilor . Ele pot devasta culturile , pot răni oameni și animale. Ele reprezintă o amenințare deosebită pentru aeronave .
(Am asistat odată la o explozie în Mendoza, Argentina în urmă cu câțiva ani – a doborât copaci, iar grindina s-a îngrămădit după aceea, deși era o zi caldă).
Toți acești factori, împreună, înseamnă că grindină extinsă poate provoca daune semnificativ mai mari decât se aștepta.
În 2018, orașul Villa Carlos Paz din Argentina a fost lovit de pietre de dimensiuni fără precedent, unele măsurând 18 cm (7,1 inchi) în diametru, dar ar fi putut exista niște pietre de grindină, posibil chiar și până la 23,7 cm (9,3 inchi) . Deși se crede că astfel de dimensiuni sunt apropiate de recordul mondial ca mărime pentru o piatră de grindină, este greu de sigur. În primul rând, pietrele de grindină gigantice sunt rareori recuperate intacte, deoarece tind să lovească cu o forță zdrobitoare.
Meteorologul Matthew Kumjian de la Universitatea de Stat din Pennsylvania a venit cu estimarea pietrelor de grindină căzute pe Villa Carlos Paz după ce a analizat numeroasele imagini postate pe rețelele de socializare după furtună. Apoi a vizitat locul și a măsurat stâlpi de iluminat, copertine și alte obiecte de fundal pentru a obține o scară exactă, precum și a intervievat martorii. De asemenea, a reușit să inspecteze o piatră păstrată într-un congelator care măsura 11,4 cm (4 inchi).
Kumijan observă că rapoartele de grindină uriașă au devenit mai frecvente în ultimii ani.
„În ultimele două decenii, au existat aproximativ 10 rapoarte de grindină de aproximativ șase inci (15 cm) în dimensiune maximă sau mai mare în SUA”, spune Kumjian. „Acestea sunt excepțional de rare”.
Recordurile au scăzut în ultimii ani. O piatră de grindină care măsoară 16 cm (6,4 inchi) și cântărește 590 g (1,3 lbs), de exemplu, a fost colectată după o furtună lângă Hondo, Texas, în aprilie anul trecut. Grindina a fost păstrată într-un congelator și ulterior confirmată ca un nou record în stat.
Dar cât de mare poate ajunge o piatră de grindină? Kumjian estimează cea mai mare piatră de grindină posibilă la 27 cm (10,6 inchi) sau „dimensiunea unei mingi de bowling”, pe baza datelor din simulări de modelare, a masei maxime a unei pietre de grindină care trebuie raportată (aproximativ 1 kg/2,2 lbs) și a cercetării asupra formei. Cu toate acestea, nimic atât de mare nu a fost încă înregistrat și el spune că lucrează cu unii colegi pentru a rafina estimarea. În timp ce 27 cm (10,6 inchi) se află la capătul superior al estimărilor, o piatră de grindină de acele proporții ar avea o formă foarte neregulată. Dar el spune că ingredientele necesare pentru a crea o grindină atât de mare – curenți ascendenți puternici, multă apă lichidă suprarăcită și mult timp petrecut călătorind în aer rece – există astăzi.
„Furtunile puternice „supercelule” care produc cele mai mari pietre de grindină din lume au multe dintre aceste ingrediente deja reunite, așa că cea mai puternică dintre aceste furtuni de astăzi este probabil capabilă să producă o piatră supergigant”, spune el.
Cu toate acestea, pietrele de grindină sunt adesea valori aberante în furtunile care conțin grindină mult mai abundentă, mai mici, care sunt încă capabile să provoace daune pe scară largă. Cu toate acestea, din cauza potențialului lor de a ucide animale și oameni și de a deteriora grav proprietățile, grindina gigantică este semnificativă, deși sunt rare.
La 9 iunie 2006, un avion de linie Airbus 321 din Coreea de Sud a întâlnit o furtună puternică de grindină care a smuls radomul (structura de pe nasul care protejează radarul) și a distrus radarul. Grindină a lovit marginile aripilor și stabilizatorii, iar părți ale radomului au fost ingerate de un motor, deteriorându-l. Echipajul a avut de-a face cu un baraj de mesaje de avertizare automate declanșate de toate pagubele. În cele din urmă, au reușit să aterizeze în siguranță, dar numai după două apropieri ratate din cauza vizibilității slabe.
Avioanele au fost întotdeauna expuse riscului de grindină, cu 20 de incidente înregistrate în perioada 2017-2019 . Parbrizele lor sunt suficient de puternice pentru a rezista loviturilor cu păsările, așa că de obicei grindina nu le dăunează, dar daunele provocate de grindină pot întuneca parbrizul, făcând aterizarea mai dificilă, ca în incidentul din Coreea de Sud.
Radarul meteo le permite aeronavelor să evite furtunile cu grindină, dar grindina la mare altitudine – șapte dintre incidentele înregistrate între 2017-2019 au avut loc peste 30.000 de picioare (9.144 m) – tinde să fie uscată, deoarece temperaturile extrem de scăzute înseamnă că toată umiditatea este înghețată. Aceasta înseamnă că reflectă slab radarul și este greu de observat. Și, așa cum vă puteți aștepta, grindina mai mare este mai periculoasă decât cele mici.
Pe teren, două structuri noi și din ce în ce mai comune sunt în mod deosebit în pericol: panourile solare și turbinele eoliene.
Un studiu din 2019 al Institutului pentru Studii de Mediu din Amsterdam a arătat că mai multe panouri solare înseamnă mai multe daune cauzate de grindină . O inițiativă a UE urmărește să aibă un milion de case cu emisii zero până în 2023, iar energia solară devine mult mai comună, dar cercetătorii au remarcat că există o lipsă de reguli și standarde care să se asigure că panourile sunt rezistente la grindină. Grindină distructivă declanșată de schimbările climatice poate distruge panourile solare menite să contracareze schimbările climatice.
Daunele cauzate de grindină erodează, de asemenea, palele turbinelor eoliene , crescând costurile de întreținere și crescând pierderile de energie din parcurile eoliene. Acest lucru se datorează faptului că marginea anterioară a turbinei eoliene trebuie să fie foarte aerodinamică, tăind aerul cu o rezistență minimă.
Marginea este de obicei un laminat curbat polimer ranforsat cu fibră de sticlă, cu o acoperire fragilă pe bază de poliuretan. Chiar și ploaia se uzează la această margine, dar grindina are literalmente mai mult impact și loviturile repetate o vor sparge. Orice deteriorare a lamei afectează fluxul de aer și crește rezistența, făcând turbina mai puțin eficientă. Un studiu danez din 2017 sugerează că daunele cauzate de grindină pot fi reduse pur și simplu prin oprirea palelor turbinei în timpul evenimentelor meteorologice extreme pentru a reduce viteza impactului.
În timp ce mai multe pietre de grindină pot veni în calea noastră, pagubele nu sunt neapărat inevitabile. O opțiune este emiterea de avertismente de grindină în zonele afectate. În Africa de Sud, companiile de asigurări trimit deja alerte text care avertizează despre grindină, oferind oamenilor șansa de a-și pune mașinile sau alte proprietăți sub acoperire.
Plasa de grindină din polietilenă monofilament poate proteja fructele vulnerabile, cum ar fi merele și strugurii, prind toate grindile, cu excepția celor mai mari. Plase similare sunt acum instalate și la unele dealeri de mașini din SUA – un sector care, notează Brimelow, reprezintă o proporție semnificativă a daunelor de asigurare împotriva grindinii .
Un studiu din 2021 condus de Leila Tolderlund de la Universitatea din Colorado a evidențiat, de asemenea, potențialul acoperișurilor verzi ca protecție împotriva grindinii . Acesta constă dintr-o membrană impermeabilă cu un strat gros de pământ plantat cu vegetație. Acoperișurile verzi oferă izolație, reduc căldura vara și absorb CO2, dar se dovedesc și a fi o armură excelentă pentru grindină. Studiul a constatat că într-o furtună puternică de grindină simulată, toate suprafețele acoperișului neprotejate au fost deteriorate, în timp ce cele cu acoperiș verde au rămas nevătămate.
Au existat, de asemenea, încercări de a prezice dimensiunea pietrelor de grindină care ar putea fi generate de anumite furtuni, dar multe dintre acestea nu au acuratețe . După cum notează Brimelow, este prea devreme pentru a spune exact unde vor avea loc daunele cauzate de grindină în viitor. Dar din munca lui și al altora reiese clar că lucrurile cu adevărat importante vor continua să ne arunce. Tot ce putem face este să ne pregătim și să găsim un adăpost decent.
