Grad – niebezpieczne zjawisko pogodowe

Już przeszło 5 lat minęło od dnia pobicia rekordu w wielkości gradziny, która została stworzona przez komórkę burzową nad Polską. Wcześniejszy, dziesięciocentymetrowy rekord został pobity o 2 cm przez burzę superkomórkową, która 11 czerwca 2019 r. przeszła nad Gorzowem Wielkopolskim. Był to ewenement na skalę ogólnopolską, a nawet europejską, ponieważ wcześniej nie odnotowywano gradzin większych niż 10 cm. Niestety, w wyniku zmieniającego się klimatu obserwujemy na terenie Europy coraz częściej opady gigantycznych gradzin, a rekord z Gorzowa Wielkopolskiego został pobity o kolejne 1,5 cm dwa lata później w Tomaszowie Mazowieckim.

Już od kilku lat zdjęcia gradowych kul wielkości kilku centymetrów co chwila obiegają media i nikogo nie dziwią, a ostrzeżenia meteorologiczne zawierają stałe określenie „możliwe burze z gradem”. Jednak czy rzeczywiście takich zjawisk jest więcej? Czy tylko, dzięki mediom społecznościowym, częściej się o nich dowiadujemy? A może portale internetowe, które prześcigają się w coraz to bardziej chwytliwych nagłówkach, za często nas straszą i ostatecznie zmniejszają czujność odbiorców na niebezpieczne zjawiska?

Czym jest grad?

Grad jest opadem bryłek lodu o średnicy powyżej 5 mm. Gradziny są nieforemne, a w ich przekroju mogą być widoczne naprzemienne warstwy przezroczystego lodu i nieprzezroczystego śniegu. Powstaje on w chmurach burzowych Cumulonimbus lub mocno rozbudowanych chmurach Cumulus congestus. Opady gradu na ogół występują w ciepłej porze roku, przy temperaturze przy powierzchni gruntu znacznie powyżej 0°C, jednak epizodycznie obserwowane bywają też w chłodniejszym czasie. Maksimum częstości występuje w maju i utrzymuje się na wysokim poziomie do sierpnia. W Polsce opady gradu najczęściej obserwowane są w gorącej i wilgotnej masie powietrza zwrotnikowego lub podczas przechodzenia chłodnych frontów atmosferycznych, wypychających zalegające powietrze zwrotnikowe.

Specyficzne ukształtowanie i pokrycie powierzchni skutkują tym, że w niektórych rejonach Polski opady gradu zdarzają się częściej niż w innych. Dzięki wieloletnim obserwacjom już w latach 90. XX w. wyznaczono w Polsce szlaki gradowe. Określono, że najczęściej burze z gradem występowały w Polsce południowo-wschodniej – w pasie od Krakowa do Chełma oraz na Pojezierzu Kaszubskim. Z doświadczeń meteorologów wynika, że chmury burzowe najbardziej niebezpieczne są w godzinach od 15.00 do 19.00, potem temperatura zaczyna się obniżać i prawdopodobieństwo powstawania gradu zanika.

Wielkość i kształt gradzin jest zróżnicowany, jednak wszystkie mogą powodować straty i zniszczenia. Pędząca z prędkością do 160 km/h grudka lodu o wielkości 2 cm może powodować straty w rolnictwie, łamiąc gałązki, obijając owoce czy powodować przemarzanie roślin. Większe gradziny (2-3 cm) wgniatają karoserię, uszkadzają szyby, a przy średnicy 3-5 cm tłuką szyby i dachówki, a także ranią ludzi i zwierzęta. Opad, osiągając wielkość 5-7 cm, może przebijać karoserię, poważnie ranić ludzi i zabijać zwierzęta, a powyżej 7 cm może zabić człowieka i powodować uszkodzenia w konstrukcji budynków i infrastrukturze.

Jak powstaje grad?

By powstała gradzina, konieczne są warunki sprzyjające tworzeniu się wysoko wypiętrzonych chmur burzowych – duży zasób energii w postaci rozgrzanego i wilgotnego powietrza oraz uwarunkowania umożliwiające jego szybkie wznoszenie się. Gradziny tworzą się w środkowej części chmury kłębiastej, z reguły wokół jąder kondensacji, które mogą przybierać postać swobodnie unoszącej się w chmurze krupy śnieżnej lub ziarna lodowego. Po trafieniu na prąd wstępujący wędruje ku górze, przemierzając naprzemienne warstwy suchego i wilgotnego powietrza. Po przekroczeniu bariery -15°C zalążek gradziny zbiera krople przechłodzonej wody, które po zetknięciu z nim momentalnie zamarzają.

Wędrując dalej w prądzie wstępującym, gromadzi kryształki lodu i krople wody, zwiększając swoją wagę i średnicę. Gdy jest zbyt ciężki, by siła prądu wstępującego przeciwstawiła się grawitacji, zaczyna opadać, tworząc razem z innymi gradzinami i niejednokrotnie opadem deszczu silny prąd zstępujący. Po drodze w dalszym ciągu zbiera kryształki lodu i krople przechłodzonej wody, dalej się powiększając, aż do przekroczenia granicy temperatury dodatniej. Wielkość kul gradowych zależy w dużej mierze od wilgotności oraz rozkładu temperatury w chmurze burzowej. Im większa wilgotność i większe kontrasty termiczne, tym większe mogą formować się gradziny.

Chociaż mały grad może powstać w każdej burzy, większość przypadków o średnicy większej niż 4 cm jest związana z burzami superkomórkowymi, czyli takimi, które powstają w bardzo wilgotnym, gorącym i zasobnym w energię potencjalną środowisku oraz charakteryzują się głębokim i trwałym wirującym prądem w rdzeniu chmury burzowej. Dzięki wirującemu prądowi w superkomórce burzowej oraz separacji prądów wstępujących i zstępujących gradziny mogą długo pozostawać w obrębie wilgotnych i przechłodzonych warstw powietrza, zwiększając swój rozmiar. Żywotność takiej komórki burzowej liczona jest w godzinach – w porównaniu do kilkudziesięciu minut w przypadku mniej intensywnych burz. Ma ona charakterystyczny kształt przecinka lub haczyka i może przemierzyć za swojego życia kilkaset kilometrów.

Czy opady gradu są coraz częstsze?

Porównując dane historyczne dotyczące częstości występowania gradu z obecnymi doniesieniami serwisów medialnych czy baz danych o przypadkach ekstremalnej pogody, można zaobserwować lawinowy wzrost liczby burz z gradem. Jednak należy brać pod uwagę, że dane klimatologiczne dotyczące opadu gradu publikowane przez IMGW-PIB nadal bazują na obserwacjach z synoptycznych stacji naziemnych, których liczba uległa zmniejszeniu, a pracę obserwatora niejednokrotnie zastąpiono automatycznymi przyrządami. Nie pozwala to obecnie i nie pozwalało w przeszłości na wykrycie wszystkich przypadków burz z gradem na obszarze Polski czy nawet w najbliższej okolicy stacji obserwacyjnej.

Obecnie niemalże w każdym miejscu mamy obserwatora meteorologicznego z aparatem fotograficznym, który w ciągu kilku minut umieszcza zdjęcie gradobicia, rozmiaru gradziny i spowodowanych szkód w mediach społecznościowych czy na ogólnodostępnych stronach Europejskiej Bazy Danych o Gwałtownych Zjawiskach Atmosferycznych (ESWD). W serwisie od 2010 r. zbierane i weryfikowane są raporty m.in. o dużych gradzinach w Polsce. Dzięki weryfikacji baza ta staje się wiarygodna. Dodatkowo dzięki obrazom z radarów meteorologicznych można na bieżąco śledzić rozwój potencjalnych chmur burzowych i monitorować zjawiska z nimi związane.

Jednak faktem jest, że na zwiększenie ilości przypadków gradobicia i wielkości gradzin w Polsce nie wpływa jedynie rozwój technologii umożliwiającej śledzenie tego zjawiska. Przyczyniają się też do tego niewątpliwie zmieniający się klimat i coraz częstsze napływy nad Polskę mas gorącego i wilgotnego powietrza, które sprzyjają powstawaniu gradu.

Rekordy

Jak już wspomniano, największa gradzina w Polsce spadła w okolicy Tomaszowa Mazowieckiego w 2021 r. i miała 13,5 cm średnicy. Natomiast we Włoszech w 2023 r. zaobserwowano dziewiętnastocentymetrową bryłkę, która obecnie stanowi nieoficjalny rekord Europy. Ustępują one miejsca światowym rekordom z Bangladeszu, gdzie w latach 80. XX w. zanotowano zamrożony zlepek gradzin ważący ponad 4 kg oraz rekordowy grad z 2010 r. z USA mierzący 20 cm średnicy i ważący prawie 1 kg. Niestety, jak wykazują obserwacje, wielkość gradzin wzrasta, więc można się spodziewać bicia kolejnych rekordów w Europie i na świecie.

Ostrzeżenia i wypadki

Gradobicia potrafią być niszczycielskim i śmiercionośnym zjawiskiem. W 2023 r. w Niemczech gradobicie doprowadziło do śmierci kilkunastu jeleni, a we Włoszech grad wielkości piłek tenisowych spowodował obrażenia u ponad 100 osób. Przypadki śmiertelne wśród ludzi zdarzają się dość rzadko, jednak historycznie były odnotowywane na obszarze Polski.

Grad przyczynia się też do potężnych strat w budownictwie oraz niszczy samochody. Może też być przyczyną wypadków lotniczych. Gradobicie połączone z ulewą przyczyniło się 1988 r. do awarii obu silników Boeinga 737 linii TACA Airlines i awaryjnego lądowania na wale przeciwpowodziowym na południu USA. W 2018 r. w Teksasie w wyniku uszkodzenia gradem awaryjnie lądował A319 linii American Airlines. Ostatni głośny incydent lotniczy zdarzył się, gdy Airbus A320 linii Austrian Airlines stracił przednią część kadłuba oraz szyby chroniące kokpit po tym, jak wleciał w superkomórkę burzową.

Jak widać nawet w dzisiejszych czasach gradobicie może być niebezpieczne i nieść ze sobą niszczycielskie skutki. Warto więc śledzić na bieżąco alerty pogodowe, ostrzeżenia meteorologiczne czy przestrzegać zaleceń zawartych w SMSach od Rządowego Centrum Bezpieczeństwa. I co jakiś czas spojrzeć w niebo, by w porę dostrzec czarny wał najniebezpieczniejszych chmur burzowych.

W artykule korzystałam m.in. z prac:

https://lowcyburz.pl/2024/06/11/5-lat-po-rekordowym-opadzie-gradu-w-gorzowie-wielkopolskim/ (dostęp 17.06.2024)
https://obserwatorzy.info/grad-czyli-nie-tylko-wiatr-i-pioruny-sa-grozne/ (dostęp 16.06.2024)
https://pl.wikipedia.org/wiki/Grad (dostęp 17.06.2024)
https://lowcyburz.pl/2024/06/11/5-lat-po-rekordowym-opadzie-gradu-w-gorzowie-wielkopolskim/ (dostęp 17.06.2024)
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169809523002405 (dostęp 17.06.2024)
https://imgw.isok.gov.pl/mapy-zagrozen-i-ryzyka/zagrozenia-meteorologiczne/burze-z-gradem/wyroznione-progi-zagrozen.html (dostęp 17.06.2024)
https://www.essl.org/cms/hailstorms-of-2023/ (dostęp 17.06.2024)