Nevrijeme koje je zateklo Sjevernu Ameriku potaklo je i neke vrlo maštovite priče. Spominje se famozni "polarni vortex", koji se predstavlja kao nekakav "veliki tornado" hladnoće, orkanskog vjetra i snijega. Međutim, riječ je o normalnoj cirkulaciji u slobodnoj atmosferi iznad polarnih područja u kojoj hladna zračna masa konstantno kruži oko pola u ciklonalnom smjeru i povremeno se zaputi u niže zemljopisne širine tvoreći tako zimska zahlađenja, piše portal Crometeo.hr.
U medijima se povlače i paralele s popularnim znanstveno-fantastičnim filmom The Day After Tomorrow, čija priča govori o globalnom zahladnjenju i novom ledenom dobu. Je li scenarij iz tog filma moguć?
U filmu je došlo do naglog spuštanja ekstremno hladnog zraka s visine prema tlu. Pri vrhu troposfere, nešto iznad 10 kilometara, temperatura zraka je oko -80 stupnjeva. Jedan način promjene temperature je dovođenje ili odvođenje topline nekom volumenu zraka izvana, a drugi način je termodinamičkim putem, stlačivanjem ili ekspanzijom zraka.
Suhoadijabetski proces spuštanja
Čak i kad bi takav "atmosferski megaspust" i bio moguć, relativna vlažnost spuštajućeg zraka pri tlu bi se smanjila na ekstremno nisku vrijednost
Promjene temperature tlačenjem ili ekspanzijom zovu se adijabatsko zagrijavanje ili adijabatsko hlađenje, pri čemu nema razmjene topline iz volumena zraka koji promatramo s okolinom, već se promjena temperature događa zbog unutarnjih razloga u tom volumenu zraka. Kako je zrak na visini vrlo rijedak i ima mali tlak, a zrak pri tlu je najgušći i ima najveći tlak, to znači da će spuštanjem zraka određeni volumen koji promatramo doći u područje višeg tlaka. Zraku se u procesu kompresije povećava i temperatura.
Može se pokazati da spuštanjem zraka u troposferi prema tlu, njegova temperatura raste zbog gore opisanih principa za 9,8 Celzijevih stupnjeva za svaki kilometar smanjenja visine (0,98°C na svakih 100 m). To se zaokružuje na 10°C/km i naziva suhoadijabatskom stopom zagrijavanja ili ohlađivanja.
Do takve promjene dolazi ako nema procesa pretvorbe vodene pare u tekuće ili kruto stanje, ili obratno. U tom slučaju dolazi do utroška ili oslobađanja topline u volumenu zraka na procesima pretvorbe agregatnog stanja, pa promjena temperature više nije 10°C/km već otprilike dvostruko manja (mokroadijabatski proces). Međutim, spuštanjem zraka vrlo brzo dolazi do isparavanja sve vode ili leda te je proces spuštanja većim dijelom suhoadijabatski.
Požari, a ne zaleđivanje
Kad bi u filmu The Day After Tomorrow proces u prvoj polovici spuštanja bio mokroadijabatski a zatim suhoadijabatski, prosječna stopa promjene temperature bila bi oko 7,5°C na svakih kilometar promjene visine. Uzmemo li da je zrak na vrhu troposfere temperature -80°C a visina 12 kilometara, spuštanjem do tla svakim kilometrom temperatura bi mu porasla za 90 stupnjeva. Ako mu je početna temperatura bila -80°C, dolaskom do tla temperatura će mu porasti na +10°C.
Čak i kad bi takav "atmosferski megaspust" i bio moguć, relativna vlažnost spuštajućeg zraka pri tlu bi se smanjila na ekstremno nisku vrijednost, a umjesto zaleđivanja gradova i mora dobili bismo temperaturu od oko 30°C, relativnu vlažnost vrlo blizu 0% i vjerojatno jake vjetrove, što bi rezultiralo požarima čitavog zahvaćenog područja.