Молнии, бури, грозы и проливные ливни стали нормой для многих регионов Германии в последние несколько дней и недель. И это может происходить еще чаще в будущем. Потому что вероятность возникновения гроз в атмосфере увеличивается, как и количество сильных штормов. Причиной этого является связанное с климатом повышение приземной температуры и влажности. Это определили ученые из Центра технологий управления стихийными бедствиями и снижения рисков (CEDIM) в рамках проекта HARIS-CC (HAil RISk in a Changing Climate).
Только в Баден-Вюртемберге ежегодный ущерб зданиям от града составляет более 30 миллионов евро, что составляет около 25 процентов всего ущерба, нанесенного зданиям стихийными бедствиями. Потенциальный ущерб от отдельных сильных гроз может во много раз превышать средний годовой показатель: сильный град в июне 2006 г. в Филлинген-Швеннингене и Троссингене нанес зданиям ущерб на сумму около 200 миллионов евро. А после самого дорогого на сегодняшний день града в Германии, в Мюнхене в июле 1984 года, общий экономический ущерб составил 1,5 миллиарда евро.
Однако обычные системы наблюдения, такие как простые наземные измерительные станции, не в состоянии полностью регистрировать грозы и связанные с ними экстремальные явления, такие как град, порывы ветра или даже торнадо. «Это связано с их ограниченным распространением на местном уровне», - объясняет руководитель проекта Майкл Кунц из Института метеорологии и исследований климата (IMK) и CEDIM.
Увеличение грозового потенциала
Измерение значений конвекции, учитывающих температуру и влажность вблизи земли, тем более важно. По словам Кунца, они показывают четкую тенденцию за период с 1974 по 2003 год: потенциал гроз увеличился. Это находит отражение в ежегодном количестве сильных градобитий, которое также значительно увеличилось за аналогичный период. Доказательство: если в 1986 году число дней, связанных с ущербом от града, составляло пять, то к 2004 году оно увеличилось до 34 дней.
Чтобы иметь возможность лучше оценивать текущую и будущую опасность от града, исследователи из Технологического института Карлсруэ (KIT) разрабатывают новые методы, в которых радарные и страховые данные оцениваются в сочетании: Такая оценка риска необходима для предупреждений о погоде, мер по предотвращению и управлению стихийными бедствиями», - объясняет Кунц.
Сочетание данных о повреждениях и радара осадков
Сопоставив данные об ущербе от SV Sparkassenversicherung с данными измерений радара осадков, работающего в IMK, ученые выяснили, какие ливни с градом в период с 1997 по 2007 год нанесли наибольший ущерб большей части Баден-Вюртемберга. По словам Кунца, радарные данные обладают большим преимуществом в том, что они имеют очень высокое пространственное и временное разрешение, «но сигнал, который принимается с высоты от одного до четырех километров, не может напрямую указывать на град на земле».
Данные страховых компаний показали прямое воздействие града. Однако значения относятся только к областям почтовых индексов и одному дню, и они учитывают только населенные пункты. В сочетании ученые теперь используют преимущества обоих наборов данных. Они разделили Баден-Вюртемберг на ячейки сетки размером в десять километров и с помощью статистических методов рассчитали временные интервалы, в которые случаются штормы определенной силы.
Поэтому район вокруг Штутгарта подвергается наибольшему риску, в то время как град редко выпадает в долине Рейна, над Шварцвальдом и Швабской Юрой. «Причиной этого являются орографические влияния», - объясняет Кунц: «Определенные типы местности, такие как горные склоны, отклоняют поток ветра таким образом, что атмосферные возмущения усиливаются.
Изменение климата означает более частые грозы
Кроме того, результаты дают начальные указания на связь между градом и антропогенным изменением климата: в последние несколько десятилетий не только температура на уровне земли, но и температура воздуха на уровне земли влажность на юго-западе Германии значительно увеличилась. В более высоких слоях атмосферы, примерно с 1,5 километров, повышения температуры и влажности не наблюдается.
Следствием этого является то, что содержание энергии для конвекции - например, восходящие потоки с нестабильным распределением температуры или влажности - увеличивается в атмосфере. «Но это также увеличивает вероятность образования гроз в атмосфере», - объясняет Кунц. И действительно, на юго-западе Германии чаще и интенсивнее бывают грозы и град.
Ученые, участвующие в проекте HARIS-CC, хотят использовать климатические расчеты, чтобы определить, как будет развиваться вероятность грозы и града в будущем. Они переносят разработанные методы на моделирование различных региональных моделей климата высокого разрешения, так как они сейчас разрабатываются в ИМК.