W całej południowo-wschodniej Australii ludzie budzą się dziś rano, aby zobaczyć prognozy gorącego powietrza na nadchodzący tydzień. Gracze i widzowie zmierzający na Australian Open powinni przygotować się na kilka piekąco gorących dni przy tenisie: 35C dzisiaj, wzrastająca do 41C we wtorek, z temperaturami w wysokich 30 lub niskich 40 spodziewanych do weekendu.

Po stosunkowo łagodnym letnim weekendzie, wielu z nas będzie się zastanawiać, dlaczego zrobiło się tak gorąco, tak szybko.

To było pytanie, które moi koledzy i ja zadaliśmy sobie rok temu, kiedy zaczęliśmy badać przyczyny poważnych fal upałów. W szczególności chcieliśmy się dowiedzieć, co sprawiło, że letnia fala upałów w 2009 roku – która ustanowiła nowe rekordy dla największej liczby dni z temperaturą powyżej 40°C w wielu częściach południowo-wschodniej Australii i która zabiła setki ludzi – była tak śmiertelna. Czy byli jacyś ukryci winowajcy za rekordową falą upałów?

Odkryliśmy, że pozornie niepowiązany cyklon tropikalny u wybrzeży Zachodniej Australii przyczynił się do pogorszenia fali upałów w południowo-wschodniej Australii.

A to, co ma się wydarzyć z upałami w tym tygodniu, jest podręcznikowym przykładem tego, co znaleźliśmy.

Obserwowanie dzikiej pogody na zachodzie

W tym tygodniu prognozuje się intensyfikację niżu tropikalnego nad północną Australią Zachodnią, a rynna rozciągać się będzie z północnego zachodu na południowy wschód przez cały stan. Niezależnie od tego, czy cyklon tropikalny rozwinie się, czy nie, skutki tych układów niskiego ciśnienia będą odczuwalne tak daleko jak Melbourne i Hobart.

Nasze badania w recenzowanym międzynarodowym czasopiśmie Geophysical Research Letters wyjaśniają, jak niże tropikalne i cyklony tropikalne wpływają na fale upałów w południowo-wschodniej Australii.

Pod koniec stycznia 2009 roku cyklon tropikalny Dominic uderzył w wybrzeże Australii Zachodniej, powodując niewielkie szkody strukturalne i zrywając linie energetyczne w małym miasteczku Onslow w regionie Pilbara. Zalanie pobliskiej rzeki spowodowało znaczne szkody w uprawach i doprowadziło do wykolejenia się pociągu w pobliżu Kalgoorlie.

Ale jak na cyklon, Dominic nie był taki zły: w szczytowym momencie cyklon osiągnął jedynie status kategorii 2, znacznie poniżej najpoważniejszego poziomu kategorii 5.

Jak wykazały nasze badania, nawet na tym poziomie, cyklon w Zachodniej Australii nadal miał potężne skutki uboczne w postaci ekstremalnej fali upałów w Południowej Australii, południowej Nowej Południowej Walii, Wiktorii i Tasmanii pod koniec stycznia i na początku lutego 2009 roku.

Podczas tej fali ciepła, Ambulans Victoria został zasypany rekordową liczbą połączeń alarmowych, podczas gdy w kostnicy w Adelajdzie zabrakło miejsca.

Później, Wiktoriański Departament Zdrowia oszacował, że „nadmiar zgonów” wystąpił w tygodniu od 26 stycznia do 1 lutego 2009 roku. Chociaż nie jest możliwe bezpośrednie przypisanie śmiertelności wyłącznie fali upałów, był to wyraźny skok powyżej normalnego wskaźnika zgonów, podkreślający ryzyko zdrowotne związane z falami upałów, szczególnie dla osób starszych.

Jak więc cyklon tropikalny Dominic zwiększył intensywność tej fali upałów? I w jaki sposób niż tropikalny na zachodzie Australii – taki jak ten, który obserwujemy ponownie w tym tygodniu – wpływa na pogodę tak daleko, jak południowo-wschodnia Australia?

Gdy ciśnienie jest na

Okazuje się, że położenie cyklonu tropikalnego, a nie jego rozmiar lub nasilenie, jest tym, co naprawdę robi różnicę.

Nie musi to być nawet pełny cyklon; jak teraz widzimy, nawet niż tropikalny może mieć duży wpływ na pogodę w południowo-wschodniej Australii.

Fale upałów w Wiktorii są związane z wolno poruszającymi się układami wysokiego ciśnienia, lub antycyklonami. Te powierzchniowe wyże wiszą nad Morzem Tasmana przez kilka dni, przynosząc gorące północne wiatry z wnętrza kontynentu.

Podczas fal upałów w Wiktorii, podobny antycyklon występuje również na wyższych poziomach atmosfery.

Te antycyklony górnego poziomu tworzą się, gdy bardzo długie, planetarne fale w atmosferze (znane jako fale Rossby’ego) rozbijają się na południe od Australii.

Nasze badania pokazały po raz pierwszy w Australii, jak te antycyklony górnego poziomu były obecne we wszystkich najcięższych falach upałów w Wiktorii w ciągu ostatnich dwóch dekad.

Jak działają cyklony

Krążenie wokół cyklonów tropikalnych na niskich poziomach jest cykloniczne, jako że powietrze spiralnie zmierza w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara (na półkuli południowej; spiralnie w drugą stronę na półkuli północnej) do centrum burzy, gdzie ciśnienie jest najniższe.

Na wyższych poziomach, powietrze ponownie wypływa z centrum, a jego natura zmienia się na antycyklonalną, zmieniając kierunek na przeciwny do ruchu wskazówek zegara.

To wypływające powietrze może zintensyfikować fale upałów nad Wiktorią na dwa sposoby. Pierwszy z nich ma miejsce, gdy wypływające powietrze „szturcha” strumień jet na wyższym poziomie, czyli pasmo silnych zachodnich wiatrów, które okrążają kulę ziemską na średnich szerokościach geograficznych na obu półkulach.

Gdy wypływające powietrze z cyklonu tropikalnego szturcha strumień jet na południe od zachodniej Australii, zaburzenie generuje więcej fal. To skutkuje silniejszym antycyklonem górnego poziomu nad Wiktorią.

Drugi sposób, w jaki może nastąpić intensyfikacja jest bezpośrednim wynikiem antycyklonalnych właściwości wypływającego powietrza. Wypływające powietrze może być przenoszone przez wiatry bezpośrednio do antycyklonu górnego poziomu nad Wiktorią.

Im bardziej intensywny jest antycyklon górnego poziomu nad Wiktorią, tym bardziej będzie on trwały. To sprawia, że jest bardziej prawdopodobne, że fala upałów utworzy się, gdy wyższe temperatury będą utrzymywać się przez kilka dni.

Możesz to sobie wyobrazić trochę jak wkładanie kamyka do strumienia. Im większy kamyk, tym trudniej będzie wodzie go przesunąć i tym bardziej prawdopodobne jest, że pozostanie on na swoim miejscu przez jakiś czas, gdy woda będzie przepływać wokół niego.

Cyklon skutecznie sprawia, że kamyk, który jest antycyklonem, staje się nieco większy, dzięki czemu pozostaje nieruchomy na dłużej.

Nasze lepsze zrozumienie tego, jak tworzą się fale upałów, powinno pomóc prognostykom pogody lepiej przewidzieć, kiedy ekstremalne fale upałów uderzą w Victorię.

Pomoże to również w badaniach nad tym, jak intensywność i czas trwania upałówhttp://www.theguardian.com/sport/2014/jan/15/australian-open-2014-heat-withdrawalswaves może się zmienić w przyszłości z powodu zmian klimatycznych.

Ale w perspektywie krótkoterminowej, kiedy upał jest na Rod Laver Arena w tym tygodniu: spójrz daleko na zachód – i uważaj na te cyklony.

Tess Parker była wspierana częściowo przez Australian Research Council Centre of Excellence for Climate System Science. Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w The Conversation.

Zapoznaj się z oryginalnym artykułem.