Sezon deszczowy w strefie klimatycznej charakterystycznej dla Indonezji trwa aż pół roku - od października do kwietnia. W tym czasie mieszkańcy nieraz muszą zmagać się z gigantycznymi ulewami, powodziami, groźnymi osunięciami ziemi. W wyniku powodzi w samym styczniu 2019 na wyspie Sulawesi zginęło aż 70 osób.

Jak się okazuje, naukowcy posiadają odpowiednie metody badawcze, które pozwalają odczytać zwiastuny danych zjawisk i oszacować czas ich wystąpienia. Badania realizowane w Instytucie Geofizyki PAN przez doktorantkę Beatę Latos oraz dr. Dariusza Baranowskiego z Zakładu Fizyki Atmosfery w ramach międzynarodowej współpracy (Polska-Francja-USA-Indonezja-Wielka Brytania) wykazały, że za ekstremalne deszcze i niszczycielskie powodzie jest odpowiedzialna rzadko spotykana kombinacja trzech różnych tropikalnych zjawisk pogodowych, które wystąpiły jednocześnie.

Badając zjawiska pogodowe z 2019 roku na wyspie Sulawesi naukowcy zauważyli, że największy z tych tropikalnych systemów pogodowych, znany jako Oscylacja Maddena-Juliana, powoli przemieszczał się na wschód z Oceanu Indyjskiego nad Indonezją. Osadzone w nim dwa mniejsze systemy pogodowe, tzw. fala Kelvina i fala Rossby’ego również rozwinęły się i dotarły nad Sulawesi, co zaowocowało deszczami o niezwykłej sile i natężeniu.

Dalsza analiza danych meteorologicznych zebranych w ciągu 20 lat dowiodła, że prawdopodobieństwo powodzi przy udziale fali Kelvina lub Rossby'ego było dwa razy większe, natomiast przy ich jednoczesnym wystąpieniu wzrastało aż ośmiokrotnie.

"W latach 1999 - 2019, w miesiącach grudzień-styczeń-luty, kumulację dwóch zjawisk: fali Kelvina i fali Rossby'ego zaobserwowaliśmy 30 razy, natomiast prawie połowa z tych interakcji pomiędzy zjawiskami odbyła się w sprzyjających warunkach Oscylacji Maddena-Juliana. Tak więc kulminację tych trzech zjawisk zaobserwowaliśmy 14 razy przez cały ten czas. Analiza była wykonana dla tych wybranych miesięcy, ponieważ to właśnie okres wzmożonych opadów, w tym ekstremalnych opadów i powodzi" - wyjaśnia PAP współautorka badań Beata Latos.

Oscylacją Maddena-Juliana naukowcy nazywają zorganizowane systemy chmur burzowych, przemieszczające się wzdłuż równika, które czasem przechodzą przez Azję Południowo-Wschodnią, w tym Indonezję.

Osadzone w tych systemach fale Kelvina dr Baranowski porównuje do fal powstających po wrzuceniu kamienia do wody. "Ich ruch wynika z zaburzenia pola ciśnienia. Podobna nierównowaga może propagować się również w atmosferze”. Naukowiec dodaje, że w wyniku takiego zaburzenia powstawać mogą różne zjawiska, którymi zajmują się meteorolodzy – w tym właśnie fale Kelvina.

Są one charakterystyczne dla szerokości równikowych. Fale takie obserwuje się zarówno w wodzie, jak i w powietrzu. Poruszają się wzdłuż równika - z zachodu na wschód - z prędkością ok. 12 m/s (43 km/h). Pojawiają się co 5 – 20 dni. Na świecie w ciągu roku obserwuje się ok 130 fal Kelvina. Ich przemieszczanie się można śledzić dzięki obrazowaniu satelitarnemu. W fali Kelvina występują wymuszone taką cyrkulacją prądy wstępujące, które sprzyjają występowaniu chmur burzowych i deszczu.

Trzeci z tropikalnych elementów pogodowych - fale Rossby'ego, to również rodzaj fal atmosferycznych, które osiągają długość od kilkuset do kilku tysięcy kilometrów i są następstwem ruchów obrotowych Ziemi. W troposferze przemieszczają one ogromne masy powietrza wokół globu.

Opierając na prognozach pogody i obserwacjach satelitarnych naukowcy mogą więc z kilkudniowym wyprzedzeniem, przewidzieć te trzy zbliżające się zjawiska (oscylacja Maddena-Juliana, fala Kelvina i fala Rossby’ego), a co za tym idzie ostrzec o potencjalnych zagrożeniach. Taka informacja może być kluczowa dla lokalnych władz i służb ratowniczych, które mogą w porę podjąć odpowiednie kroki w celu zabezpieczenia życia i zdrowia mieszkańców.

Wynikami badań i ich wdrażaniem zainteresowany jest już indonezyjski Instytut Meteorologii i Klimatologii, dokładniej Agency for Meteorology, Climatology and Geophysics of the Republic of Indonesia (BMKG). To odpowiednik polskiego Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej.

"Badania powstały w wyniku międzynarodowej kolaboracji, w której uczestniczyli lokalni meteorolodzy i klimatolodzy. W czasach przedcovidowych, kiedy zaczęłam prowadzenie badań, byłam w Jakarcie i na Sulawesi, gdzie wygłosiłam kilka seminariów dotyczących przewidywania ekstremów pogodowych i wpływu fal tropikalnych na nie. Spotkania były bardzo inspirujące i uczące zarówno dla mnie, jak i dla słuchaczy" - podsumowuje Beata Latos. Obecnie współpraca jest kontynuowana online.

Wyniki badań opublikowano w piśmie Monthly Weather Review (https://doi.org/10.1175/MWR-D-20-0262.1) (PAP)

autorka: Ewelina Krajczyńska

ekr/ zan/