Валенсия ни разкри как екстремно метеорологично явление се превръща в бедствие

Супер-интензивните феномени на времето могат рязко да променят живота ни и ние не сме подготвени

Димитър Иванов е завършил физика със специализация по метеорология във Физическия факултет на СУ “Климент Охридски”. От 1981 до 1992 г. работи като синоптик и научен сътрудник в НИМХ-БАН. От 1992 до 2001 г. оглавява авиационната метеорологична служба към Ръководство на въздушното движение. От 2002 до 2009 г. е експерт по авиационна метеорология към Международната организация за гражданско въздухоплаване (ИКАО), в регионалните офиси в Банкок и Париж. От 2009 до 2021 г. работи в Световната метеорологична организация (СМО) в Женева, където заема постовете на регионален представител за Европа, ръководител на отдела по авиационна метеорология, директор на офиса за публично-частни партньорства в метеорологията. През 20-те си години опит към двете агенции на ООН, ИКАО и СМО, участва в редица международни програми, проекти и инициативи, покриващи почти всички дялове на метеорологията, хидрологията и климатологията.

През изминалите седмици, медиите разказваха за Испания с апокалиптични картини и трагични сведения за стотици загинали хора и огромни щети. Какво всъщност е ДАНА и каква е връзката ѝ с климатичните промени? DANA не е име на циклон, а сложно метеорологично явление, което, подсилено от изменящия се климат, се превръща в мащабно бедствие. Метеоролозите разполагат с все по-съвършени средства да прогнозират опасните явления, но системите за ранно предупреждение се провалят, когато институциите не си взаимодействат. Средиземноморският басейн ще става все по-често сцена на перфектни бури. Тези прогнози засягат и България заради влиянието на Черно море и планините, което налага спешен анализ на риска и мерки за справяне. Инфраструктурата ни не е планирана за „новото нормално“, необходими са спешни адаптационни мерки, за да избегнем още по-мащабни икономически щети и загуба на живот.

Какво се случи?

На 29-ти октомври в района на Валенсия се разви извънредно мощна купесто-дъждовна (конвективна) облачност, под влияние на циклон в средната тропосфера. В доста медии явлението се представяше като циклон с името „Дана“ или „Ла Дана“, защото свикнахме, че по подобие на тропическите циклони, бурите над Европа също получават човешки имена. 

В този случай DANA е съкращението, с което испанските метеоролози обозначават явлението Depresión Aislada en Niveles Altos, т.е., изолирана депресия във високите нива в атмосферата, популярно още като ‘gota fria’ или „студена капка“ – високо разположена зона с по-студен от околния въздух. 

Екстремните валежи по време на DANA, се определят от комплекс от фактори, свързани с динамиката на високия циклон, вертикалния профил на вятъра, топлата морска повърхност, изобилната влага, както и от формите на релефа. Всички те „си избират“ място, където се съчетават за перфектната буря, в случая в околността на градчето Чива (Chiva), Валенсия. Районът се вижда от картата на валежите на 29-ти октомври като обширна област с количества над 200 и дори над 300 литра на квадрат паднали за едно денонощие (Фиг. 1).

Фигура 1: Карта на количеството на валежите в литри на квадратен метър за едно денонощие на 29 октомври. Източник: АЕМЕТ (Agencia Estatal de Meteorologia)

За да илюстрираме мащаба на стихията, сравняваме със София, където средното годишно количество на валежа е под 600 литра на квадрат т.е. това е очакването за нормален валеж в продължение на 365 дни.

Как се формира DANA?

Структурата на DANA се вижда и от анализите на Европейския център за средносрочни прогнози за времето (ECMWF). В средната тропосфера, на ниво 500 хектопаскала (около 5 – 5.5 км над морско ниво) се намира добре изразен изолиран или откъснат от основния поток циклон (cut-off low) с много силна струя от юг-югоизток от Африка към Испания (Фиг. 2). Този циклон във височина остава почти неподвижен за 2-3 дни блокиран от област на високо налягане от север. В предната част на циклона се вижда мощен пренос на въздух от Северна Африка към Испания с много силни ветрове.

Фигура 2: Карта на вятъра и геопотенциалната височина в 12 UTC на 29 октомври. С тъмнозелено е означена зоната с най-силни ветрове (над 30 м/с (108 км/ч)). Източник: ECMWF

В близост до земната повърхност няма дълбок циклон, но изразен вихър, със силни източни и североизточни ветрове, вкарва топъл и влажен въздух от морето към сушата и захранва развитието на купесто-дъждовната облачност. Фиг. 3 показва „конвергенцията“, т.е. срещането на ветрове от североизток и от югоизток което води до усилване на възходящия вертикален поток – идеален случай за развитие на мощна конвекция. Допълнителен вертикален тласък дава и хълмистият терен на запад от Валенсия, когато въздушният поток срещне склоновете му.

Фигура 3: Картата на приземното налягане и вятъра на 100 м надморско ниво. Източник: ECMWF

Спътниковата снимка от Европейския геостационарен метеорологичен спътник METEOSAT (Фиг. 4) показва DANA, в която се откроява зоната около Валенсия, очертана с червено (указана с червена стрелка). Там температура на горната граница на облака е по-ниска от минус 65 градуса (brightness temperature), което е индикатор, че облакът се е развил до много голяма височина над 15 км над морско ниво. Това е супер процес, който освен това остава почти неподвижен в продължение на часове. Така силният възходящ поток непрекъснато всмуква нови обеми от топъл и влажен въздух, които захранват интензивните валежи. На няколко места дори е имало торнадо, според базата данни на Европейската лаборатория по силни бури (ESSL). 

Фигура 4: Спътникова снимка от METEOSAT от 29 октомври в 14.00 UTC, показваща зоните с най-мощна купесто-дъждовна облачност в района на Валенсия. Източник: EUMETSAT. 

От спътниковата снимка личи и мощно въвличане на пустинен прах (бежовото оцветяване на югоизток от Испания, Фиг. 4), причинено от ветровата циркулация на височинния циклон. Това е видно също от модела на специализирания център за прогнозиране на прах в атмосферата в Барселона (фиг. 5). Тепърва ще се оценява, дали този пренос на прах влияе върху развитието на процеса над Валенсия, но изследвания показват, че праховите частици стимулират ледообразуването в преохладената част на облака, с последващо усилване на валежа. 

Фигура 5: Карта с прогноза на преноса на пустинен прах от Сахара към Испания; прогнозата е за 00:00 UTC на 30 октомври. Източник: Barcelona Dust Forecast Centre (https://dust.aemet.es/)

Испанската Метеорологична Агенция (AEMET) измерва рекордно количеството валежи в Турис (фиг. 6) на около 40 км западно от Валенсия. В продължение на 14 часа на 29 октомври падат 771.8 литра на кв.м., като само за един час има 184.6 литра – нов рекорд за Испания (предишният рекорд е бил във Винариос (Кастелон) – 159 литра за един час през октомври 2018 г.). Още по-впечатляващи са измерените 42 л за 10 мин – това прави 42 кубика вода на декар. 

Фигура 6: Описание на рекордното количество дъжд на 29 октомври, регистрирано в станция Турис. Източник: АЕМЕТ

При такава интензивност на валежа, която е рядко срещана дори при тропическите циклони, нормалното оттичане на водата и поемането ѝ от почвата е невъзможно. 

Образуват се поройни потоци, реките преливат и, в крайна сметка, внезапни помитащи наводнения в ниските места на терена. Световните медии се изпълниха с апокалиптични картини от иначе спокойните испански градчета, в които стръмните улички се превръщат в буйни реки, отнасящи всичко по пътя си. 

Фиг. 7: Пострадали от наводненията във Валенсия, Испания. Кредит снимка: Габриел Гало, Грийнпийс

Случило се е рядко екстремно и особено опасно явление донесло мащабно бедствие тъй като засегнатият район е гъсто населен и с развита инфраструктура. Броят на човешките жертви очертава може би най-трагичния инцидент в Испания, причинен от подобни бури. В началото се говореше за около 70 загинали, след това за около 100, докато на 2 ноември броят на жертвите надхвърли 200 и все още се уточнява. 

Как се справяме – безпомощни ли сме?

Когато говорим за екстремно явление, като това във Валенсия, в статистически смисъл, имаме предвид крайно рядко, много далеч от стандартните средни отклонения (т.нар. outlier). В подобни измерения човешките ни представи за това, какво е възможно да се случи, се променят, а понякога и не съществуват, тъй като няма с какво да ги сравним.
Въпреки това, прогнозите за този DANA епизод бяха забележително добри.

Европейският център за средносрочни прогнози за времето (ECMWF) индикира анормално силни валежи в Източна и Югоизточна Испания 4-5 дни напред. Два дни преди събитието, прогнозата за общите валежи много точно показва къде се очакват изключителни количества дъжд (фиг. 8).

Фигура 8: Прогностична карта за акумулираното количество валеж за периода от 00:00 UTC на 27 Октомври до 18:00 UTC на 29 октомври. Виждат се зоните с прогнозирани количества до 300 л/м2 по Източното крайбрежие. Източник: ECMWF

Локални модели с голяма хоризонтална резолюция прецизират още по-добре къде е най-голямата заплаха от екстремни количества, които неминуемо ще доведат до внезапни наводнения и водни разливи на големи площи.
Издадени са предупреждения с червен код за района на Валенсия и други части на Испания. Предупрежденията се разпространяват чрез уебсайта на АЕМЕТ, както и чрез социални мрежи като фейсбук и Х, така че много хора са имали информация за идващото в следващите 12 или 24 часа. Точната прогноза и предупрежденията вероятно помагат на много хора да избегнат последствията от бедствието, но това не е достатъчно. 

Местните органи за гражданска защита не действат адекватно – те активират предупреждение по мобилната мрежа чак към 20:15 часа на 29 октомври, когато наводнението е в разгара си. По това време, много от градчетата и селата в района са вече наводнени и водата продължава да идва и руши. Показателно за закъснението е, че още в 13 часа поне една станция на АЕМЕТ вече е измерила 100 литра валеж.
Когато на 30-ти сутринта медиите започват да показват картините от библейското наводнение, струпаните коли като играчки една върху друга, и се разбира, че има над 100 жертви, критиките към локалните власти избухват.
Защо хората не са алармирани по-рано? Още повече, че става ясно, че червеният код е бил подаден навреме от метеоролозите. С постепенното разкриване на мащаба на бедствието, се появява ярост у хората, която избива на повърхността, при злополучното посещение на испанското кралско семейство в района на бедствието, по време на което разгневени хора замерват официалните лица с кал.

Хосе Анхел Нуньес, директор на регионалния център на АЕМЕТ, Валенсия, заяви с известна самокритичност: 

„Нашите предупреждения са били или недостатъчни, или не са били чути. Във вторник още от сутринта беше активиран червен код, но животът в града си течеше абсолютно нормално“

Зачестилите екстремни валежи в Европа

Само десетина дни преди бедствието в Испания, се случват най-силните наводнения в Централна Франция за последните 40 години. На 17 октомври, в 6 френски департамента на юг от Лион падат изключителни валежи, на места над 600 литра. Най-големите количества са измерени в Ардеш над планинския район Севен, до 700 мм за 48 часа, като от тях – 500 падат за 24 часа. 

Този случай е под влияние на система с ниско налягане от Атлантическия океан в източната част, към която нахлува топъл, влажен въздух от юг. Във Франция явлението е известно като „средиземноморски епизод“. Подобно на случая във Валенсия, обилните валежи са допълнително повлияни от релефа на Ардеш, както и от задържането на облачната система в продължение на 2-3 денонощия. 

В началото на октомври порои и внезапни наводнения отнеха 26 живота в Босна и Херцеговина. Ако се върнем още 2-3 седмици назад, стигаме до циклона „Борис“, който между 13 и 16 септември премина от запад на изток през страните от Централна Европа и донесе рекордни валежи. Това причини силни наводнения в Австрия, Чехия, Словакия, Полша, Унгария и Румъния. Щетите се оценяват на милиарди евро, жертвите бяха 27, хиляди хора останаха без подслон. От метеорологична гледна точка, пак говорим за рекордни валежи, като най-високата измерена стойност беше 442 литра в планините в Северна Чехия.

Да приключим този бърз исторически преглед с циклона Даниел (катергоризиран като медикейн) през септември миналата година. Този случай, който засегна периферно и нашата страна, е добре описан, както научно, така и като бедствие с огромни щети. Тук ще дадем само няколко данни за сравнение със случилото се във Валенсия. 

При Даниел, прави впечатление продължителността на циклона, който се мести в различни части на централното и източното Средиземноморие от 3 до 12 септември. Отново имаме „блокиран“ синоптичен процес с характерната конфигурация наподобяваща буквата омега – Ω. Най-големите количества валеж падат в района на Тесалия, Централна Гърция, особено в планинския полуостров Пелион, в Загора. Там за 3 дни небето излива 1096 литра, във Волос 617 литра, а в обширна област в Тесалия има измерени над 300 литра между 4 и 8 септември. За щастие, за мащаба на събитието броят на жертвите не е голям – в Гърция има отбелязани 18 жертви от наводненията, но размерът на залетите площи, щетите по инфраструктурата, селскостопанската продукция и животни са колосални. 

В България, на 5-ти септември, количества, надвишаващи месечните норми са измерени в Странджа (село Кости 330 литра за денонощие), а наводнението в Царево, за нещастие, отне няколко човешки живота.

Какво свързва тези зачестили случаи на екстремни валежи и дали те са причинени от климатичните промени?

Описаните до тук явления по-скоро демонстрират изменението на климата и това се вижда от многобройните статистики и климатични изследвания.
По-същественият въпрос е, до каква степен наблюдаваните промени в поведението на екстремните явления (честота, интензивност, повторяемост) се дължат на антропогенния фактор. Въпреки характерната за IPCC предпазливост в оценките, последният им доклад ясно твърди, че увеличаването на интензитета на екстремните валежи не подлежи на съмнение. 

Най-редките събития с голямо въздействие стават по-вероятни, но локалният им характер затруднява установяването на ясна обща тенденция. Затова, за всеки такъв случай е особено важно да се провеждат детайлни атрибутивни изследвания

И така, DANA в Испания, „средиземноморският епизод“ във Франция, циклонът Борис, зародил се над Средиземно море и медикейнът Даниел – какво свързва тези екстремни и разрушителни събития.

Кои са трите основни фактора, които определят очакванията, че такива събития ще се случват все по-често в Средиземноморския регион?

Повечето учени са убедени, че „перфектни бури“ с екстремните валежи, ще се случват все по-често и че Средиземноморският басейн ще е един от районите с най-значими последствия. Три фактора, действащи в комбинация, дават основание за това. 

Температурата на повърхността на Средиземно море

През 2023 г. температурата на водата в Средиземно море беше рекордно висока. Тази година стойностите отново са аномално високи. В планетарен мащаб, повече от 90% от допълнителната топлина, причинена от парникови газове се поглъща от океаните. По-топлите морски води означават повече влага в атмосферата, което създава нестабилни атмосферни условия и подхранващи т.нар. свръх-заредени бури („super-charged storms”). 

По-топлата атмосфера задържа повече влага

Известно е свойството на по-топлата атмосфера да задържа повече влага – на всеки градус затопляне атмосферата задържа 7% повече влажност преди достигане на състояние на насищане. Така че, нормално е да очакваме при сегашното повишение на глобалната средна температура, което вече надмина 1 °C в сравнение с до-индустриалния период, да имаме по-големи количества валежи, когато се развиват благоприятни валежни процеси.

Затоплящата се Арктика

Северната полярна област – Арктика, се затопля 4 пъти по-бързо от всяко друго място на планетата. Така температурната разлика между екватора и полюса намалява, което отнема тяга от струйното течение над средните географски ширини и то отслабва. Заради това динамиката на атмосферните процеси се нарушава в посока към по-чести случаи на откъсване и блокиране на циклони в средната тропосфера – те остават почти неподвижни за нетипично дълго време. Така екстремните метеорологични условия продължават дни и дори седмици. Това могат да бъдат, както продължителни засушавания, така и невиждани валежи.

Към тези три фактора, всичките свързани с антропогенното затопляне, се добавя и вида на релефа, който локализира местоположението на най-екстремните аномалии валежи. Хълмистите и планински възвишения в близост до воден басейн (източника на влажен и топъл въздух) действат като катализатор на тези процеси. Така стана в Испания в края на октомври тази година и в Гърция в началото на септември миналата.

За това уверено може да се твърди, че Средиземноморският басейн ще бъде арена на още перфектни бури, а местата, където те с най-голяма вероятност могат да се случат са сравнително добре известни на метеоролозите. Тези очаквания засягат и България, поради влиянието на Черно море и планините, затова е необходим спешен анализ на риска от подобни явления и набелязване на мерки за справянето с тях.

Какви са поуките – подготовка, предупреждения, превенция

В часовете и дните непосредствено след бедствието интервюираните пострадали в района на Валенсия изразяваха какво чувстват с три думи, започващи с „без“ – „безпомощност, „беззащитност“, „безнадеждност“.
Упреците към местната и централната власт са много силни и с право, при този голям брой жертви, при късната реакция за подпомагане на бедстващите с най-необходимото – вода, храна, извеждане от наводнените къщи и осигуряване на временен подслон. Видя се, че хората в най-засегнатите райони, освен всичко друго, остават и без всякаква комуникация: електрическото захранване е прекъснато, мобилните мрежи също отпадат, а придвижването е невъзможно, поради разрушената инфраструктура. След всяко мащабно бедствие се броят жертвите, изчисляват се икономическите загуби. Но това което не може да се остойности в пари са огромната психологическа травма у хората загубили членове от семействата си, дома си, или бизнеса си.

Бедствието във Валенсия, както и подобните случаи на валежи и наводнения в Европа, а и във всички останали континенти, недвусмислено показват, че живеем в една нова нормалност, в която екстремните метеорологични и хидрологични явления са по-чести и по-интензивни. При това, „по-интензивни“ не с 5 – 10%, а с потенциал за катастрофални превишения от предишните норми. 

Екстремни явления, които бяха с период на повторяемост от един път на 20 години или един път на 50 години, сега могат да се очакват 3-4 пъти по-често. 

Тези констатации са изключително важни за живота и благосъстоянието на хората, на всеки от нас, защото е илюзия да очакваме, че екстремните метеорологични събития ще ни отминат. Трябва да се действа изпреварващо, за да могат да се намалят щетите и, най-важното, да се намали рискът за човешкия живот, когато стихиите ударят. Мерките са комплексни и скъпи, защото изискват преоценка на цялостната ни инфраструктура и нейната издръжливост при хипотези за стихии, излизащи далеч извън предишните климатични норми. Необходима е цялостна национална политика, подкрепена от солидна научна база, за да се предприемат адекватни превантивни действия, и то не еднократно, а с дългосрочно и динамично адаптиране към променящите се условия.

Системите за ранно предупреждение за екстремни явления са ключ към намаляване на щетите и спасяване на човешки живот

Едно от действията за адаптиране към климатичните промени е да се подобрят системите за ранно предупреждение. Това е установено като препоръка и от IPCC, като част от националното адаптационни планиране.
Такива системи биха допринесли за по-адекватни действия, от горе надолу по веригата за вземане на решения в кризисни ситуации.
В международен план редица организации работят активно да се координират усилията на държавите-членки по усъвършенстването на техните системи (Световната метеорологична организация, офисът на ООН за намаляване на риска от бедствия, Международна федерация на Червения кръст и Червения полумесец). Необходимо е да се осъзнае, че ефективността на системите за ранно предупреждение, които в национален план включват множество организации и институции, е критично зависим от изграждането на такива връзки между участниците, които да позволяват информирани решения в крайно кризисни ситуации и недостиг на време. 

Това беше демонстрирано и от случая във Валенсия, в който, може да се каже, че системата за алармиране на хората почти напълно пропадна, което доведе и до мащабната загуба на живот. В други случаи, бихме нарекли успех това, че, както АЕМЕТ, така и международните центрове като Европейския център за средносрочни прогнози за времето, успяха много добре да прогнозират екстремната метеорологичната обстановка с изпреварване от поне 3-4 дни. Това сега е по-скоро една тъжна констатация, че нашите възможности за наблюдение, моделиране и прогнозиране на такива редки процеси, които в миналото се проявяваха като „черни лебеди“ без никакво предизвестие, са много подобрени и адекватни към наблюдаваните климатични изменения, но в цялостната система за ранно предупреждение все още има дефекти, които неглижират тези успехи в тясно метеорологичен план.

Случилото се във Валенсия е ярко напомняне за това какво е заложено на карта

Докато все още текат възстановителните работи във Валенсия, нов DANA епизод се случи над Южна и Източна Испания. На 12 ноември АЕМЕТ обяви червен код за интензивни дъждове и бури в 9 области от Каталуния, Балеарските острови, части от Валенсия и Андалусия. Макар че прогнозите за степента на опасност бяха по-ниски от тези за Валенсия, DANA отново причини нарушения на нормалния живот, включително и в места, страдащи от последствията от октомврийската буря. 

Тук е мястото да напомним, че преди тези силни дъждове, Испания беше поразена от продължителна суша, причинена от рекордно високи температури през 2022 г., поредица от горещи вълни през 2023 г. и почти 3 години под нормални валежи. В цялата страна водните резервоари бяха изчерпани; в най-засегнатите райони те бяха на по-малко от 20% от капацитета си.

„Сушите и наводненията са двете страни на една и съща монета на изменението на климата“, казва Стефано Материа, италиански климатолог в Суперкомпютърния център в Барселона. Промените в атмосферната циркулация, които водят до DANA, в други случаи причиняват продължителните сухи и горещи периоди. Испания, както и другите страни в Средиземноморския басейн, вече трайно изпитват ефекта на тези климатични промени, затова, в своята реч пред световните лидери на срещата в Баку (COP-29), испанският премиер Педро Санчес не спести силни думи да изрази чувствата на своите сънародници.

„Дойдох тук, за да ви кажа, че изменението на климата убива във Валенсия и погуби 220 мои сънародници. Някои все още се съмняват в научните доказателства за изменението на климата(…)Нека не се бавим. Виждали сме правителства да се колебаят и да вървят назад, само за да направят богатите по-богати. Тази формула ни води към катастрофа.“

Санчес каза още, че са необходими „драстични мерки“ от всички страни за справянето с въздействието на изменението на климата, от супер бурите до интензивните горски пожари. Градовете също трябва да бъдат променени, за да издържат на най-лошото от това, което предстои.


Кредит заглавна снимка: Габриел Гало, Грийнпийс


В статията са използвани материали от:

  1. Материали от уебсайта на АЕМЕТ
  2. Climate change kills’: Spain faces new flood threat as leaders highlight extreme weather at COP29, 
  3. What is DANA, the weather system that brought Spain a year’s worth of rain in one day and its worst natural disaster in modern history?
  4. Why what happens at the North Pole can cause destructive storms in Spain 
  5. Kарти от числените модели на ECMWF
  6. Спътникова информация от EUMETSAT, eumetsat
  7. European Severe Storms Data Base
  8. Barcelona Dust Forecast Centre 
  9. Какви са причините за екстремните валежи, причинили наводненията по Южното Черноморие?, д-р Валентин Симеонов, Климатека, септември, 2023 г.
  10. В България нарастват интензивните валежи, а те са най-честата причина за наводненията у нас, д-р Валентин Симеонов и проф. Емил Гачев, Климатека, септември, 2024 г.
  11. Материали от пресата: El Pais, Guardian, New York Times, Reuters, Euronews