kaščio bangà, kaitrà, itin karštų orų laikotarpis; ekstremalus meteorologinis reiškinys. Kriterijai priklauso nuo regiono ir jame įprastos oro temperatūros (vieningo, visam pasauliui tinkančio apibrėžimo nėra). Temperatūra, kuri karštesnio klimato srityse laikoma normalia, vėsesniuose regionuose gali būti vadinama (jei ji esmingai skiriasi nuo įprasto tos vietovės klimato) karščio banga. Karščio bangoms būdingos ne tik karštos dienos, bet ir šiltos tropinės naktys (minimali paros temperatūra nenukrinta žemiau 20 °C). Jūrinio klimato šalyse tokių sąlygų laikotarpį gali lydėti didelė drėgmė. Kad susidarytų karščio banga, kaitra turėtų trukti bent vieną dieną, tačiau įprastai jos trukmė būna nuo kelių dienų iki kelių savaičių. Šis reiškinys kelia pavojų žmonių sveikatai ir gyvybei, gali pakenkti ekosistemoms ir infrastruktūrai. Nacionalinės meteorologijos tarnybos iš anksto perspėja apie artėjančias karščio bangas, vertina jų intensyvumą ir pavojaus lygį.
karščio bangos oro temperatūra užregistruota Šiaurės Prancūzijoje (2015 07 01)
Apibrėžimai ir kriterijai
Pirmąjį karščio bangos apibrėžimą – 3 ar daugiau dienų laikotarpis, per kurį maksimali oro temperatūra pasiekia arba viršija 32,2 °C (90 °F) – suformulavo (1900) Jungtinių Amerikos Valstijų klimatologas A. T. Burrowsas. Pasaulinė meteorologijos organizacija ją apibrėžia kaip 5 (ar daugiau) dienų iš eilės trunkančią kaitrą, kai paros maksimali oro temperatūra yra 5 °C (ar daugiau) aukštesnė už vidutinę maksimalią temperatūrą, tačiau įvairiose šalyse būna nustatyti savi kriterijai.
karščio banga Niujorke (2021 08 12); oro temperatūra siekė 38 °C
Nyderlanduose, Belgijoje ir Liuksemburge karščio banga laikomas mažiausiai 5 d. iš eilės trunkantis laikotarpis, kai maksimali oro temperatūra viršija 25 °C ir per šį laikotarpį bent 3 d. maksimali oro temperatūra viršija 30 °C, Danijoje – mažiausiai 3 d. iš eilės maksimali oro temperatūra būna aukštesnė nei 28 °C (didesnėje nei 50 % šalies teritorijoje), Švedijoje – bent 5 d. iš eilės maksimali oro temperatūra viršija 25 °C, Graikijoje – daugiau nei 3 d. iš eilės maksimali oro temperatūra yra 39 °C (arba aukštesnė), o minimali 26 °C (arba aukštesnė; tuo pačiu laikotarpiu). Jungtinėse Amerikos Valstijose karščio bangos apibrėžimai skirtinguose regionuose skiriasi, tačiau paprastai tai būna mažiausiai 2 d. karštų orų laikotarpis; pvz., šalies šiaurės rytuose – kai 3 d. (ar daugiau) iš eilės oro temperatūra pasiekia arba viršija 32,2 °C (90 °F), Kalifornijoje – 37,8 °C (100 °F) dideliame plote (dešimtyse tūkstančių kvadratinių mylių).
Pietų Australijoje karščio banga laikomas 5 d. iš eilės trunkantis laikotarpis, kai oro temperatūra pasiekia 35 °C (arba daugiau) arba 3 d. iš eilės trunkantis laikotarpis, kai oro temperatūra pakyla iki 40 °C (arba daugiau).
Kai kuriose šalyse karščio bangos pavojingumui įvertinti dar naudojami specialūs fiziologiniai kriterijai: juntamoji temperatūra arba šilumos indeksas (vėjo greičio, oro temperatūros ir oro drėgnio deriniai), trukmė (pvz., minimali 3 ar 5 d. trukmė; 1 d. žemiau karščio slenksčio karščio bangos nenutraukia) arba intensyvumas (aukščiausia išmatuota oro temperatūra per visą karščio bangos laikotarpį, vidutinė maksimali oro temperatūra visose matavimo stotyse visame karščio bangos apimtame rajone, vidutinis ir didžiausias oro temperatūros nuokrypis nuo daugiamečio vidurkio ir panašiai).
Atliekant karščio bangų įvertinimo analizę pasauliniu mastu skaičiuojami universalūs indeksai (vertinama karščio bangos intensyvumas ir trukmė per metus); pvz., karščio bangos temperatūrinis slenkstis (3 ir daugiau iš eilės einančių dienų maksimalios oro temperatūros 90 arba 95 procentilis, t. y. 10 arba 5 % maksimalios temperatūros atvejų). Tokie indeksai leidžia įvertinti karščio bangų pasikartojimo dinamiką įvairiuose pasaulio regionuose. Nustatyta, kad nuo 21 a. pradžios karščio bangos pasaulyje pasitaiko vidutiniškai 2,8 karto dažniau nei iki globalinio klimato atšilimo pradžios.
Susidarymas
Klasikinę vidutinių platumų vasaros karščio bangą sukelia aukšto slėgio sritis (anticiklonas) ir intensyvi Saulės spinduliuotė. Jei anticiklonas yra aukštas (iki 5 000–7 600 m, t. y. susiformavęs ryškus aukštuminis gūbrys) ir užpildytas tropinio oro, jis gali regione išsilaikyti nuo kelių dienų iki kelių savaičių. Tai įprasta vasarą (tiek Šiaurės, tiek Pietų pusrutulyje). Į Europą karštos ir sausos tropinės oro masės dažniausiai atkeliauja iš Šiaurės Afrikos.
Esant aukštam slėgiui, oras leidžiasi Žemės paviršiaus link, adiabatiškai sušyla ir sausėja, slopina konvekciją ir neleidžia susidaryti debesims. Mažas debesuotumas ilgomis vasaros dienomis sudaro sąlygas didesniems Saulės spinduliuotės kiekiams pasiekti paviršių ir dar labiau įkaitinti orą. Oro įšilimą gali dar sustiprinti reljefo poveikis, kai oras kalnų šlaitais leidžiasi į žemesnes vietoves ir įšyla (feno efektas).
Europoje palankiausios sąlygos karštam orui plūsti į šiaurę susidaro didelių, iš Azorų salų regiono į Vakarų Europą išplitusių anticiklonų vakarinėje dalyje (pvz., 1975 ir 2022 karščio bangos). Šie anticiklonai būna mažai judrūs, todėl gali sukelti nuo vienos iki kelių savaičių trunkančias karščio bangas. Kita palanki situacija susidaro didelės, Vakarų Europoje esančios žemo slėgio srities priekinėje (rytinėje) dalyje, kai šiltieji frontai pasiekia net subtropinę juostą ir prieš juos prasideda milžiniškų šilto oro masių pernaša į šiaurę. Dažniausiai tai būna trumpalaikiai, kelias dienas trunkantys šilto oro pliūpsniai. Jie galimi ir žiemą. Ypač intensyvi karščio banga susidaro, kai aukšto ir žemo slėgio sūkuriai suformuoja vadinamąją Omega situaciją (kai anticikloną Vidurio Europoje iš rytų ir vakarų suspaudžia gilūs ciklonai; pvz., 2010 vasara). Tokiomis sąlygomis karštas oras į šiaurę veržiasi dar intensyviau.
karščio bangos Europoje temperatūrų (vaizduojamos nuo 25°C) pasiskirstymo žemėlapis (2019-06-27)
Visais atvejais būdingos labai didelės poliarinės sraujymės deformacijos ir vakarų pernašos blokavimas. Vyksta intensyvus šilumos pernešimas iš tropinių platumų į poliarines, todėl karščio banga gali pasiekti net ir poliarinį ratą. Prie karščio bangų sustiprėjimo gali prisidėti ir dirvožemio drėgmės stygius. Esant mažai drėgmės sumažėja arba visai išnyksta vėsinantis garavimo poveikis, todėl paviršiaus temperatūra pakyla. Stiprios oro tėkmės vidurinėje troposferoje iš Šiaurės Afrikos į Europą dažnai atneša ir Sacharos dulkių (pvz., 2013 vasara).
Poliarinių sraujymių deformacijoms ir karščio bangų susidarymui didelę reikšmę turi dėl klimato atšilimo kintanti bendroji atmosferos ir vandenyno cirkuliacija, poliarinių sričių leduotumo sumažėjimas, El Nino reiškinio fliuktuacijos.
Nuo 20 a. vidurio dėl klimato kaitos beveik visuose pasaulio regionuose karščio bangos virš sausumos tapo dažnesnės ir intensyvesnės. Be to, jos dažniau kyla kartu su sausromis. Atskirų karščio bangų intensyvumas t. p. gali būti siejamas su globaliu klimato atšilimu. Toliau šylant klimatui, jos dažnės. Per karščio bangas ir sausras ekosistemose sumažėja anglies pasisavinimas ir biologinis produktyvumas, o kylantys gaisrai sunaikina didelius miškų ir krūmynų plotus. Dėl to dar padidėja anglies dioksido emisija į atmosferą ir spartėja atšilimas.
Karščio bangos Lietuvoje
Lietuvoje karščio bangos terminas nėra oficialiai įtvirtintas. Prie stichinių, katastrofinių meteorologinių ir hidrologinių reiškinių yra priskiriama stichinė kaitra, kai 3 iš eilės ir daugiau parų maksimali oro temperatūra būna lygi arba aukštesnė nei 30 °C. Tokie rodikliai iš esmės atitinka karščio bangos kriterijus.
karštų dienų (paros maksimali oro temperatūra ≥ 30 °C) pasikartojimas Vilniuje, Kaune ir Klaipėdoje per 1961–2021 laikotarpį
Vertinant karštų dienų (paros maksimali oro temperatūra lygi arba aukštesnė nei 30 °C) statistiką (nuo 1961) nustatyta, kad pastaraisiais dešimtmečiais karštų dienų daugėja. Pvz., Vilniuje 1961–90 laikotarpiu vidutiniškai būdavo vos 1,6 karštos dienos per metus (pasitaikydavo ne kasmet), 1991–2020 šis skaičius jau siekė 5,1 d. (daugiau nei 3 kartus padidėjo, palyginti su ankstesniu laikotarpiu), o 2012–21 – net 7,1 d. (4 kartus padidėjo, palyginti su 1961–1990 laikotarpiu). Kaune 1961–90 t. p. vidutiniškai būdavo 1,6 karštos dienos per metus, 1991–2020 – 5 d., o 2012–21 – 6,6 dienos. Klaipėdoje karštų dienų pasitaiko rečiau: 1961–90 laikotarpiu vidutiniškai būdavo 1 d. per 2 m., o 1991–2020 padaugėjo iki 3,2 d. (t. y. net daugiau kaip 6 kartus), 2012–21 – iki 5,7 d. per metus. Panašios karštų dienų pasikartojimo tendencijos būdingos daugumai vidutinių platumų regionų. Kai kuriais metais karštų dienų būna daugiau nei 10. Daugiausia jų buvo fiksuojama 1994, 2002, 2010, 2014 ir 2021.
1163