Ekstremalne zjawiska pogodowe – fale upałów, ulewne deszcze czy gwałtowne wichury – należą do największych wyzwań związanych ze zmianami klimatu. To właśnie one powodują największe straty społeczne i gospodarcze, dlatego ich wiarygodne odwzorowanie w reanalizach meteorologicznych ma kluczowe znaczenie dla oceny ryzyka i planowania działań adaptacyjnych. Odpowiedzi na pytanie, jak dobrze współczesne reanalizy radzą sobie z odtwarzaniem takich zdarzeń w Polsce, dostarcza najnowsza publikacja autorstwa Kinga Kuleszy, Macieja Jefimowa i Joanny Strużewskiej z Zakładu Modelowania Atmosfery i Klimatu (ZMAiK) Instytutu Ochrony Środowiska – Państwowego Instytutu Badawczego, opublikowana na łamach czasopisma International Journal of Climatology.
Autorzy porównali trzy powszechnie wykorzystywane zbiory danych: globalne reanalizy ERA5 i ERA5-Land oraz wysokorozdzielczą europejską reanalizę CERRA (Copernicus European Regional ReAnalysis). Badanie objęło lata 1991–2020 i zostało oparte na długoterminowych obserwacjach pomiarowych z Polski. Oprócz analizy statystycznej anomalnych i skrajnych wartości temperatury, opadów i prędkości wiatru, autorzy szczegółowo przeanalizowali trzy historyczne zdarzenia o dużym znaczeniu społecznym: falę upałów z lipca 2010 roku, katastrofalne opady prowadzące do powodzi w maju 2010 roku oraz wichurę związaną z orkanem Cyryl w styczniu 2007 roku.
Wyniki pokazują, że wszystkie analizowane reanalizy (ERA5, ERA5-Land oraz CERRA) mają tendencję do niedoszacowywania ekstremów temperatury i opadów. Dotyczy to szczególnie regionów górskich i nadmorskich, gdzie lokalne uwarunkowania terenowe utrudniają wierne odwzorowanie rzeczywistych warunków atmosferycznych. Jednocześnie, niemal we wszystkich analizowanych przypadkach CERRA osiąga lepsze wyniki niż ERA5 i ERA5-Land.
Szczególnie wyraźnie widać to na przykładzie opadów ekstremalnych. Podczas powodzi z maja 2010 roku, wywołanej przez aktywny niż genueński, lokalnie notowano sumy opadów przekraczające 80 mm na dobę. W publikacji pokazano, że CERRA znacznie lepiej niż globalne reanalizy odwzorowała zarówno zasięg przestrzenny, jak i intensywność tego zjawiska. Różnice pomiędzy danymi modelowymi a obserwacjami były wyraźnie mniejsze, co ma duże znaczenie dla zastosowań związanych z oceną ryzyka powodziowego.
Podobne rezultaty uzyskano dla fal upałów. W czasie ekstremalnie gorącego lipca 2010 roku, gdy temperatury w wielu regionach Polski przekraczały 30°C, CERRA charakteryzowała się najmniejszym błędem względem danych pomiarowych. Autorzy podkreślają jednak, że zarówno CERRA, jak i ERA5 dobrze odtwarzały ogólny przebieg i rozwój długotrwałej sytuacji synoptycznej odpowiedzialnej za falę upałów.
Największym wyzwaniem pozostaje natomiast odwzorowanie ekstremalnych prędkości wiatru. Szczegółowa analiza wichury związanej z orkanem Cyryl wykazała jedynie niewielką przewagę CERRA nad globalnymi reanalizami. Szczególnie trudne okazały się obszary wysokogórskie, gdzie wszystkie analizowane reanalizy znacząco zaniżały rzeczywiste wartości prędkości wiatru, co wynika z ograniczeń modeli w odwzorowywaniu bardzo złożonej rzeźby terenu.
Zdaniem autorów wyniki potwierdzają, że rozwój wysokorozdzielczych regionalnych reanaliz meteorologicznych – takich jak CERRA – znacząco poprawia możliwości monitorowania i analizowania ekstremalnych zjawisk pogodowych. Jest to szczególnie istotne w kontekście postępujących zmian klimatu, które zwiększają częstotliwość i intensywność wielu niebezpiecznych zjawisk atmosferycznych. Publikacja stanowi ważny wkład w rozwój metod oceny jakości danych klimatologicznych, wykorzystywanych w badaniach naukowych, a także planowaniu działań adaptacyjnych. Wyniki mogą znaleźć praktyczne zastosowanie m.in. w analizach ryzyka powodziowego, ocenie skutków fal upałów czy opracowywaniu strategii adaptacji do zmian klimatu na poziomie krajowym i regionalnym.
Link do pełnego tekstu:
https://rmets.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/joc.70451
