Ekstremalne zjawiska meteorologiczne w Polsce i na świecie

Zjawiska meteorologiczne stają się ekstremalne wtedy, gdy ich natężenie wykracza daleko poza normę danego regionu. Sama nazwa zjawiska niczego nie przesądza, bo do jednej grupy należą zarówno łagodna mżawka, jak i ulewa niszcząca uprawy. Ulewa zwyczajna w tropikach byłaby w Polsce klęską, a syberyjski mróz zagrażałby tu życiu.

Kiedy zjawisko meteorologiczne staje się ekstremalne?

Zjawisko meteorologiczne to każdy obserwowalny przejaw procesów zachodzących w atmosferze, od kropli rosy na trawie po front burzowy. Klasyfikacja stosowana w obserwacjach meteorologicznych dzieli je na cztery grupy.

• Hydrometeory – woda w stanie ciekłym lub stałym: deszcz, śnieg, grad, mgła, szadź.
• Litometeory – cząstki stałe inne niż woda, czyli pył, dym i piasek unoszony przez wiatr.
• Fotometeory – efekty świetlne, takie jak tęcza, halo i miraż.
• Elektrometeory – przejawy elektryczności atmosferycznej: błyskawica, grzmot, ognie świętego Elma.

Sama grupa nie przesądza jeszcze o zagrożeniu. Zjawiska optyczne w atmosferze powstają z załamania i odbicia światła, więc same nikomu nie szkodzą. Wśród hydrometeorów mieszczą się z kolei zarówno mżawka, jak i ulewa niszcząca uprawy, a różnica między nimi leży w natężeniu.

Kiedy więc zjawisko przestaje być zwyczajne? Zarówno opad, jak i zjawiska elektryczne w atmosferze stają się ekstremalne, gdy ich intensywność wykracza daleko poza normę danego regionu. Ulewa typowa dla tropików byłaby w Polsce klęską, a mróz zwyczajny na Syberii zagrażałby tu życiu.

W praktyce zagrożenie sygnalizują progi, od których służby ostrzegają ludność. Kryteria ostrzeżeń IMGW-PIB zaczynają się od wiatru o średniej prędkości powyżej 55 km/h. Dla porywów progiem jest prędkość powyżej 70 km/h. Upał liczy się od 30°C przez minimum dwa kolejne dni, silny mróz od −15°C w dół, intensywny deszcz od opadu powyżej 30 mm na dobę. Progi poszczególnych stopni zależą od prognozowanego natężenia zjawiska albo czasu jego trwania na danym obszarze. Stopień pierwszy ma kolor żółty, drugi pomarańczowy, a trzeci czerwony.

Ekstremalne zjawiska pogodowe w Polsce

Polska ma klimat przejściowy: nad krajem ścierają się wilgotne masy powietrza znad Atlantyku z suchymi znad wnętrza Eurazji, a arktyczne ze zwrotnikowymi. Dlatego w jednym kraju występują nawałnice, mrozy i susze, często w odstępie kilku miesięcy.

Nawałnice, orkany i halny

Rozległe szkody wiatrowe przynoszą w Polsce mezoskalowe układy konwekcyjne (MCS), czyli zespoły komórek burzowych ciągnące się na setki kilometrów. Z ich chmur cumulonimbus wychodzi downburst – gwałtowny prąd zstępujący, który po uderzeniu w ziemię rozlewa się na boki i kładzie las pasami. Prostoliniowy downburst różni się od trąby powietrznej, w której wiatr wiruje, choć szkody bywają podobne. Ten wir kształtuje wygląd trąby powietrznej, czyli lej sięgający od podstawy chmury do ziemi. Poza sezonem burzowym groźne są orkany, czyli głębokie niże znad Atlantyku, a na Podhalu wiatr halny – ciepły wiatr fenowy spływający z Tatr.

Skalę tych zjawisk pokazała noc z 11 na 12 sierpnia 2017 roku. Burza typu bow echo, która przeszła przez Wielkopolskę, Kujawy i Pomorze, przyniosła porywy przekraczające 150 km/h. Lasy Państwowe uznały ją za największy kataklizm w swojej historii. Na obozie w Suszku zginęły dwie harcerki. Miejsca uderzenia takiej nawałnicy nie da się wskazać z wyprzedzeniem, dlatego ostrzeżenie obejmuje cały obszar, na którym warunki sprzyjają jej powstaniu.

Powodzie opadowe, roztopowe i sztormowe

Rządowe Centrum Bezpieczeństwa zalicza powódź do najczęściej występujących zagrożeń naturalnych. Trzy z jej głównych typów mają w Polsce własne obszary największego ryzyka.

• Powódź opadowa – skutek ulew lub wielodniowego deszczu, najgroźniejsza w województwach południowych: małopolskim, podkarpackim, śląskim, opolskim, świętokrzyskim i dolnośląskim.
• Powódź roztopowa – efekt gwałtownego topnienia śniegu na zamarzniętym gruncie, groźna na dużych rzekach nizinnych od końca lutego do połowy kwietnia.
• Powódź sztormowa – wiatr od morza spiętrza wodę w zalewach i ujściach rzek, zagrażając wybrzeżu i depresyjnym Żuławom Wiślanym, najczęściej od grudnia do lutego.

Najcięższy przypadek ostatnich dekad to powódź pierwszego typu. W lipcu 1997 roku wielodniowe opady nad Sudetami i Beskidami wywołały powódź tysiąclecia, której fala zalała m.in. Kłodzko nad Nysą Kłodzką, Opole i część Wrocławia.

Upały, susze i mrozy

Rozpiętość polskich rekordów temperatury przekracza 80 stopni. Według danych operacyjnych IMGW-PIB 28 czerwca 2026 roku w Słubicach zmierzono 40,5°C, o 0,3 stopnia więcej niż w Prószkowie w lipcu 1921 roku. Na drugim biegunie stoi −41,0°C z Siedlec z 11 stycznia 1940 roku, nadal podawane przez instytut jako oficjalny rekord zimna.

Dlaczego te ekstrema rzadziej trafiają na czołówki niż nawałnice? Fala upałów, susza czy zima z zawiejami śnieżnymi rozwijają się tygodniami i nie mają jednego momentu uderzenia. Tymczasem to susze i przymrozki wiosenne odpowiadają za znaczną część strat w rolnictwie. Kilka mroźnych nocy w czasie kwitnienia potrafi zniszczyć zawiązki owoców w całych sadach.

Huragany, tornada i fale upałów

Największe cyklony i tornada świata wymagają warunków, których Polska nie zapewnia, czyli ciepłego oceanu i rozległych równin otwartych na powietrze znad ciepłego morza. Fale upałów mają inny mechanizm i dotykają także Polski.

Cyklony tropikalne

Huragan, tajfun i cyklon to jedno zjawisko – cyklon tropikalny – nazywane według oceanu, nad którym powstaje. Nad Atlantykiem i północno-wschodnim Pacyfikiem mówi się o huraganach, nad północno-zachodnim Pacyfikiem o tajfunach, a nad Oceanem Indyjskim o cyklonach. Energię daje parowanie ciepłych wód oceanicznych o temperaturze co najmniej 26,5°C. Para wodna skrapla się w chmurach i uwalnia ciepło, które napędza wir.

Siłę huraganów określa skala Saffira-Simpsona. Kategoria 1 zaczyna się od wiatru trwałego 119 km/h, a kategoria 5 od 252 km/h. Bałtyk nie ma ani takiej temperatury, ani tropikalnego położenia, więc cyklon tropikalny do Polski nie dociera. Orkany, nazywane huraganami ze względu na prędkość wiatru, to opisane wyżej niże znad Atlantyku.

Tornada

Tornado i polska trąba powietrzna to to samo zjawisko pod dwiema nazwami. Najwięcej tornad na świecie powstaje w Alei Tornad, na równinach środkowych Stanów Zjednoczonych. Wilgotne, ciepłe powietrze znad Zatoki Meksykańskiej spotyka się tam z suchym i chłodnym z północy. Brak równoleżnikowego pasma górskiego pozwala im zderzać się bez przeszkód. Z tego zderzenia rodzą się superkomórki, czyli burze z obracającym się prądem wstępującym, zdolne długo podtrzymywać wir.

Siłę mierzy ulepszona skala Fujity (EF): od EF0, z wiatrem od 105 km/h, do EF5, z wiatrem powyżej 322 km/h. Stany Zjednoczone notują rocznie wielokrotnie więcej tornad niż cała Europa. W Polsce najsilniejsza udokumentowana trąba przeszła nad Lublinem w 1931 roku i otrzymała kategorię F4 w dawnej skali Fujity.

Fale upałów i susze

W skali świata to upały, a nie widowiskowe burze, często należą do najbardziej śmiercionośnych zjawisk. Fala z lata 2003 roku przyniosła w 16 krajach europejskich ponad 70 000 zgonów nadmiarowych, głównie wśród osób starszych. Upał utrzymuje wyż blokujący: stacjonarny układ wysokiego ciśnienia odpycha niże. Osiadające powietrze nagrzewa się i wysusza glebę. Susza i upał podsycają się wtedy nawzajem.

Najwyższe temperatury zmierzono na pustyniach. Oficjalny rekord świata to 56,7°C z Doliny Śmierci w Kalifornii, z lipca 1913 roku. Rekordy zweryfikowane przez WMO stawiają na drugim miejscu 55,0°C z Kebili w Tunezji, z lipca 1931 roku. Obie wartości pochodzą z pierwszej połowy XX wieku, sprzed ery stacji automatycznych.

Czy ekstremalnych zjawisk pogodowych przybywa przez zmianę klimatu?

Części ekstremów rzeczywiście przybywa, a mechanizm jest w dużej mierze fizyczny. Każdy 1°C ocieplenia zwiększa zdolność powietrza do zatrzymywania pary wodnej o około 7%, co wynika z równania Clausiusa-Clapeyrona. Według oceny IPCC roczne maksima opadu dobowego zmieniają się proporcjonalnie do średniej temperatury globalnej. Zmiana wynosi około 7% na 1°C ocieplenia.

Wilgotność to jednak tylko połowa obrazu. Na zmiany zjawisk ekstremalnych wpływają procesy termodynamiczne, związane z wilgotnością, i dynamiczne, związane z cyrkulacją. Do tych drugich należy prąd strumieniowy, którego silne meandrowanie może utrwalić opisany wyżej wyż blokujący. Kierunek zmian cyrkulacji jest przy tym znacznie mniej pewny niż wzrost wilgotności.

Czy zatem wszystkiego jest więcej? Najpewniejszy wzrost dotyczy upałów i opadów nawalnych, zależnych bezpośrednio od temperatury. Według WMO zmiana klimatu i wzrost temperatury wywołały falę zgłoszeń rekordowych ekstremów, zwłaszcza upałów. IPCC ocenia też jako bardzo prawdopodobne, że średnie natężenie opadów w cyklonach tropikalnych wzrośnie wraz z ociepleniem.

Burze w Polsce tak jednoznacznego obrazu nie dają. Analiza dni burzowych objęła 24 stacje z lat 1949–2006. Nie wykazała wyraźnego trendu liczby dni z burzą ani z gradem. Na większości stacji na północny zachód od linii Śnieżka–Suwałki dni burzowych ubywało, najszybciej w Słubicach: o 1,3 dnia na 10 lat.

Ocena trendu wymaga też oddzielenia zmienności naturalnej. El Niño, okresowe ocieplenie wód wschodniego Pacyfiku, podnosi temperaturę globalną na rok lub dwa i przesuwa szlaki opadów niezależnie od ocieplenia. Dlatego atrybucja zdarzeń ekstremalnych nie rozstrzyga, czy zmiana klimatu spowodowała pojedynczą falę upałów. Szacuje natomiast, o ile zmieniło się prawdopodobieństwo albo natężenie takiego zdarzenia w porównaniu z klimatem bez ocieplenia.