Hőkupola és hidegpárna

 

A hőkupola (angolul heat dome) egy meteorológiai jelenség, amely során egy nagy kiterjedésű, stabil magas nyomású anticiklon alatt hő „reked meg” hosszabb időn keresztül. Az ilyen hőkupla során a felszín közelében a hőmérséklet extrém magassá válik, gyakran hőhullámokat okozva.

Mikor és hogyan keletkezik a hőkupola?

1. Erős anticiklon (magas nyomású rendszer) alakul ki

  1. Ez gyakran a subtropikus jet gyengülése vagy áthelyeződése miatt történik.
  2. A magas nyomású rendszer leszálló légmozgásokat hoz létre.

2. Leszálló levegő adiabatikusan melegszik

  1. A süllyedő levegő adiabatikusan összenyomódik, így melegszik.
  2. Ezzel csökken a felhőképződés esélye, tehát tovább erősödik a napsugárzás → még nagyobb felszíni felmelegedés.

3. A meleg levegő "csapdába esik"

  1. A magas nyomású rendszerben a levegő lefelé áramlik, így a felszín közelében nem tud felemelkedni a felmelegedett levegő.
  2. A hő tehát nem tud távozni függőlegesen, és „kupolaként” beborítja a régiót.

4. Melegedő visszacsatolás

  1. A talaj kiszáradása csökkenti a párolgást (hűtés hiánya),
  2. Kevesebb felhő → több sugárzás → még nagyobb hő → még stabilabb rendszer.

Példa hőkupolára:

  1. Észak-Amerika, 2021 június: Kanada és az USA északnyugati részén 49,6 °C-ot mértek (Lytton, Kanada).
  2. Európa, 2022 és 2023 nyara: tartós hőhullámok, melyek mögött stabil hőkuplák álltak.

 

Hidegpárna

A hőkupola téli megfelelője valóban létezik, csak nem meleg, hanem hideg levegőt "csapdáz". Ez hidegpárnának, hőmérsékleti inverziónak vagy blokkolt hideglevegő-tömegnek nevezhető.

Télen: hideg levegő reked meg → extrém hideg, köd, szmog

Téli hidegkupola – hogyan keletkezik?

1. Hőmérsékleti inverzió

  1. Normál esetben a levegő felfelé hűl.
  2. Inverzióban a felszín közelében hideg levegő van, fölötte melegebb → stabil, kevertetés nélküli rétegződés.

2. Anticiklonális időjárás

  1. Télen erős szárazföldi anticiklonok alakulnak ki (pl. Szibériai anticiklon).
  2. Ezek leszálló, sűrű, hideg levegőt hoznak → extrém hideg csapdázása.

3. Talaj kisugárzása

  1. Hosszú, sötét éjszakákon a talaj kisugározza a hőt → hőmérséklet gyorsan csökken.
  2. A hideg levegő beszorul a medencékbe, völgyekbe → hidegpárna.

 

 

Tegyük fel:

  1. Felszíni hőmérséklet a hőkupola alatt: 50 °C = 323 K
  2. Átlagos nyári hőmérséklet ugyanott: 30 °C = 303 K
  3. Hőkupola tehát +20 K melegedést hozott.

Cél: ebből mennyi származik a lesüllyedő levegő adiabatikus melegedéséből, és mennyi a felszíni visszacsatolásokból?

1. Adiabatikus melegedés becslése

Tipp: mennyit „süllyedhet” a levegő?

Tegyük fel, hogy a leszálló levegő:

  1. a 700 hPa-os szintről (kb. 3 km magasság) süllyed le a felszínre

Akkor: ΔTadiabat=9.8⋅3=29.4 KDelta T_{text{adiabat}} = 9.8 cdot 3 = 29.4 , text{K}

Ez azt jelenti, hogy a levegő, ami 3 km-ről száll le, adiabatikusan közel 30 K-t melegszik → ha a levegő ott például 0–5 °C volt, akkor a felszínen elérheti a 30–35 °C-ot csak emiatt.

Tehát: adiabatikus melegedés hozzájárulása ≈ 15–25 K

Viszont:

  1. ez a levegő nem érinti közvetlenül a felszínt (inverzió lehet),
  2. a felszín maga is sugároz, melegszik, így más is hozzáadódik.

2. Napsugárzási visszacsatolások

A hőkupola alatt gyakran:

  1. Nincs felhő → erősebb napsugárzás
  2. Nincs párolgás (szárazság) → nincs elnyelt hő a párolgáshoz
  3. Alacsony albedójú felszín → több elnyelt hő
  4. Szmog és aeroszolréteg visszatartja az infravörös kisugárzást

Ezek összesen 5–10 K plusz melegedést eredményezhetnek a felszíni hőmérsékletben – nem azonnal, de napok alatt.

Ez jól egyezik a megfigyelésekkel, ahol pl. 30–32 °C-os átlagok helyett hőkupola alatt 45–50 °C-ot mérnek.

Fontos megjegyzés:

  1. Az adiabatikus melegedés gyors és fizikai alapú.
  2. A visszacsatolás lassúbb, de kumulatív (napról napra erősödik).
  3. A hőkupola fő motorja az anticiklonális süllyedés – de a visszacsatolás „teszi brutálissá”.

 

HIDEGCSEPPEK

https://www.met.hu/ismeret-tar/erdekessegek_tanulmanyok/index.php?id=699...