Burza śnieżna – skąd się bierze i jak często pojawia się w Polsce?
Zimą doskwierają nam zazwyczaj śnieżyce i nawałnice, natomiast lato jest tradycyjnie okresem burz z gwałtownymi wyładowaniami atmosferycznymi. Pogoda lubi jednak płatać figle i co jakiś czas zaskakuje ludzkość burzą śnieżną. Błyskawice i pioruny towarzyszą wówczas obfitym opadom śniegu, wprawiając w konsternację niejednego z nas. Co więc sprawia, że powstaje burza śnieżna i gdzie na świecie można ją zobaczyć?
W lutym 2023 r. między Kujawami a północną strefą Górnego Śląska dało się zaobserwować kilka silnych lokalnych burz śnieżnych. W tym samym czasie pioruny, porywisty wiatr i marznące opady zaatakowały czeską stronę Karkonoszy. Owe pogodowe anomalia wzbudziły sporo emocji i zainteresowania – burze śnieżne uważane są rzadki meteorologiczny fenomen w skali całego świata.
Co to jest burza śnieżna?
O burzy śnieżnej mówimy w przypadku burzy, która przebiega z błyskawicami i piorunami, ale zamiast deszczu głównym opadem jest śnieg. Obserwowana jest ona zazwyczaj w regionach silnych prądów wstępujących chłodniejszego klimatu, pomiędzy 30 a 60° szerokości geograficznej. Pod względem termodynamicznym jest analogiczna do klasycznej letniej burzy, ale różni się wysokością chmur. Wierzchołek cumulonimbusa w zimowej wersji burzy z piorunami jest położony znacznie niżej. Nieco inaczej brzmią też pioruny, a to za sprawą padającego śniegu, który tłumi grzmoty. W rezultacie zamiast typowych głośnych uderzeń słyszmy raczej odległe dudnienie.
Metody badania burz śnieżnych
Jeszcze przed kilkoma dekadami burze śnieżne uważane były za ludową legendę. Ze względu na rzadkość ich występowania i brak możliwości przewidywania trudno było zbadać realność ich występowania, a tym bardziej mechanizm powstawania. Przełomem okazało się skonstruowanie w 2017 r. specjalnego narzędzia do obserwacji burz w atmosferze – Geostationary Lightning Mapper (GLM).
GLM umiejscowiony jest na satelicie GEOS i pozwala wykryć wszystkie błyskawice pojawiające się w wybranym regionie w ciągu dnia i nocy. Jego wrażliwość i efektywność są bezprecedensowe w całej historii narzędzi meteorologicznych. Naukowcy z NASA analizujący dane zarejestrowane przez GLM w latach 2018-2020 zidentyfikowali dziesiątki tysięcy przypadków burz śnieżnych w samych tylko Stanach Zjednoczonych. To oczywiście zaledwie ułamek ilości regularnych burz, które odnotowano w tym samym okresie. Dzięki GLM udało się stwierdzić, że błyskawice zimowe są dłuższe i większe niż te letnie. Okazało się też, że chociaż burze śnieżne wiążą się z bardzo wysokimi opadami białego puchu, śnieg de facto najgęściej pada nie w obszarze wyładowań, ale obok.
Jak powstają burze śnieżne?
Letnia burza rozwija się, gdy masy ciepłego, wilgotnego powietrza znad powierzchni ziemi wznoszą się w górę, kondensują i tworzą burzowe chmury. W ich wnętrzu woda zamarza przekształcając się w małe kryształki lodu, które zaczynają wirować i zderzać się intensywnie ze sobą. W efekcie dochodzi do separacji ładunków elektrycznych – ujemne koncentrują się w jednej części chmury, po czym zaczynają gwałtownie przeskakiwać do dodatnio naładowanej części chmury, produkując tym samym wyładowania elektryczne, czyli błyskawice i pioruny. Jak proces ten może zachodzić zimą, gdy powietrze nad ziemią pozostaje chłodne?
Naukowcy uważają, że i w tym przypadku mamy do czynienia ze wznoszeniem się relatywnie cieplejszego powietrza w górę, kondensacją i formowaniem wirujących drobinek lodu. Proces ten zachodzi jednak znacznie trudniej, co wyjaśnia rzadkość śnieżnych burz, i jest wyraźnie powolniejszy. Wyjątkiem od tej reguły jest tzw. efekt jeziora, czyli zjawisko meteorologiczne wyjaśniające gwałtowne ataki zimy w regionach sąsiadujących z dużymi zbiornikami wodnymi.
Wystarczy, że zimny front przejdzie nad powierzchnią wody, która jest od niego cieplejsza. Wzniesie on wilgotność znad wody na wysokość ponad 1500 m (nawet do 3000 m), gdzie zderzy się ona z masami powietrza o temperaturze -30°C i mniej. Zawieszone w nich kryształki lodu wskutek interakcji z chmurą zaczną „iskrzyć”.
Podsumowując, do powstania burzy śnieżnej potrzeba więc czterech składników: wilgoci (która może pochodzić znad wody lub być niesiona wiatrem z dużych odległości), pionowych prądów wstępujących, niestabilnej temperatury (dużych różnic w temperaturze powietrza wraz ze wzrostem wysokości) oraz zimnego powietrza, które sprawia, że zamiast deszczu, podczas burzy pada śnieg.
Historia burz śnieżnych na świecie
Udokumentowane burze śnieżne nie sięgają dalej niż 30 lat wstecz, choć na pewno pojawiały się na Ziemi już przed setkami i tysiącami lat. W XI w. w Chinach wierzono wręcz, że pioruny w towarzystwie śniegu zwiastują atak wroga!
W 1984 i w 2005 r. fenomen śnieżycy z błyskawicami zaobserwowano w Regionie Południowym w Brazylii. W 2004 r. dwie śnieżne burze nawiedziły Wielką Brytanię, paraliżując ruch drogowy, a nawet prowokując tornado w mieście Bath. W 2008 r. kolejna burza uderzyła na Belfast w Północnej Irlandii i przyniosła ze sobą nawet do 15 cm białego puchu. Jeden z piorunów pozbawił wówczas elektryczności ponad 13 tysięcy gospodarstw domowych. Dwa lata wcześniej w Missouri, w USA, burza z piorunami w ciągu pojedynczej nocy „wyprodukowała” aż 38 cm mokrego śniegu! W Stanach Zjednoczonych i Kanadzie burze śnieżne występują przede wszystkim w regionie wielkich jezior, co wiąże się ze wspomnianym wyżej efektem jeziora.
W ostatnich latach w Europie mieliśmy do czynienia z burzami śnieżnymi w Norwegii (2019), Szkocji (2020), Niemczech, Austrii i Holandii (2021) oraz na Wyspach Brytyjskich (2022). W styczniu 2022 r. silna i bardzo rozległa burza śnieżna przeszła nad wschodnią i środkową Polską zaskakując meteorologów nawet 100 uderzeniami gromów na minutę. Rok później zjawisko pojawiło się na południu kraju oraz w sąsiednich Czechach. Mimo, że stosunkowo rzadkie, śnieżyce z piorunami pojawiają się więc również w naszych stronach.
Zagrożenia związane z burzą śnieżną
Burze śnieżne są dla wielu z nas ekscytującym fenomenem pogodowym. Meteorologowie ostrzegają jednak przed poważnymi konsekwencjami. Przede wszystkim same wyładowania elektryczne mogą stanowić zagrożenie dla ludzkiego życia i majątku. Tym bardziej, że w obecności śniegu błyskawice bywają dodatnio naładowane, co zwiększa ich destrukcyjny potencjał. Obfite opady śniegu związane z burzą to także znaczące ryzyko dla transportu drogowego, a co za tym idzie groźba wypadków samochodowych. Burzom towarzyszą też bardzo silne porywy wiatru drastycznie zmniejszające widoczność i powodujące fizyczne szkody. Nic dziwnego, że przewidywanie burz śnieżnych jest obecnie meteorologicznym priorytetem.
- “Burze śnieżne i wichury w Polsce. Aktywny front przesuwa się na południowy wschód. Śnieżyca z wiatrem powoduje paraliż i odcina prąd” Dobrapogoda24.pl, https://dobrapogoda24.pl/artykul/burze-sniezne-i-wichury-w-polsce-aktywny-front-przesuwa-sie-na-poludniowy-wschod-sniezyca-z-wiatrem-powoduje-paraliz-i-odcina-prad, 27/02/2023;
- „The mystery behind thundersnow, a rare winter phenomenon” Amy McKeever, https://www.nationalgeographic.com/environment/article/thundersnow-lightning-winter-weather-phenomenon, 27/02/2023;
- “Scientists learn more about thundersnow from satellite imagery” Catherine Meyers, https://www.insidescience.org/news/satellite-imagery-boosts-scientists-understanding-thundersnow, 27/02/2023;
- “An overview of thundersnow” David M. Schultz, R. James Vavrek, https://www.researchgate.net/publication/228015427_An_overview_of_thundersnow, 27/02/2023;
- “Thunder, Lightning and... Snow” Nikhil Swaminathan, https://www.scientificamerican.com/article/thundersnow-storm-2010/, 27/02/2023;
- “Geographical Distribution of Thundersnow Events and Their Properties From GPM Ku-Band Radar” Abishek Adhikar i in., https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2018JD028839, 27/02/2023;