Zašto WRF model pregrijava doline noću — i kako smo to popravili u zadnjoj verziji

Ako ste ikada gledali prognozu minimalne temperature za neku alpsku dolinu ili kotlinu u unutrašnjosti i pomislili da model griješi na topliju stranu — vjerojatno ste bili u pravu. Problem nije u lošim početnim uvjetima niti u pogrešnoj parametrizaciji zračenja. Problem je dublje: u samoj geometriji koordinatnog sustava koji WRF koristi.

Sigma koordinate: praktične, ali nesavršene

WRF, kao i većina regionalnih numeričkih modela, koristi sigma koordinate — sustav u kojem se modelske razine prilagođavaju terenu. Zamislite da preko brda i dolina prebacite elastičnu mrežu koja prati oblik tla: pri dnu mreža je deformirana točno po obliku terena, a prema vrhu atmosfere postupno se izravnava u horizontalne plohe.

Ovo je elegantno rješenje za osnovni problem numeričkog modeliranja nad složenim terenom — ne morate se mučiti s time kako predstaviti planinu unutar pravokutne mreže. No cijena dolazi noću, u stabilnim uvjetima, upravo tamo gdje nam točnost najviše treba.

Problem: lažno miješanje na nagnutim plohama

Tijekom vedre, mirne noći tlo se hladi dugovalnim zračenjem, a hladan zrak se slijeva u doline i kotline formirajući temperaturnu inverziju — najtopliji zrak više nije pri tlu, već na nešto većoj visini. To je jedan od najvažnijih meteoroloških procesa za prognozu minimalne temperature, magle i kvalitete zraka.

No u sigma koordinatama, modelske razine iznad strmih padina nisu horizontalne — one su nagnute. Shema za planetarni granični sloj (PBL shema) računa turbulentno miješanje duž tih nagnutih ploha, a ne duž stvarnih horizontalnih površina. U praksi to znači da model miješa topliji zrak s padina prema hladnijem zraku u dolini, duž koordinatne plohe koja presijeca slojeve različitih temperatura. PBL shema taj umjetni gradijent interpretira kao legitimnu turbulenciju i dodaje zagrijavanje pri tlu.

Rezultat: inverzija se u modelu razgradi prerano, minimalne temperature su previsoke, a magla koja bi se u stvarnosti formirala — izostaje.

Rješenje: kontrola energetskog budžeta

Naš pristup ne pokušava prepisati koordinatni sustav niti zamijeniti PBL shemu. Zamjena PBL sheme ne donosi generalno ništa, jer ona nije kriva sama po sebi za problem. A novi koordinatni sustav znači i novi model, pa to onda više nije WRF. Umjesto toga, postavlja jednostavno fizikalno pitanje: koliko zagrijavanja PBL shema smije dodati s obzirom na to koliko površinu hladi zračenje?

Tijekom noći nad kopnom, energetski budžet pri tlu je jasan — dugovalnim zračenjem površina gubi energiju, a PBL shema može dodati tek manji dio topline natrag kroz turbulentni tok osjetne topline. Ako PBL shema dodaje više topline nego što se može fizikalno opravdati praćenjem dijagnostike stanja modela, taj višak gotovo sigurno dolazi od numeričke pogreške sigma koordinata i za tu točku mreže se diže “red flag” te se pali zaštitni mehanizam kojem je cilj onemogućiti da to nefizikalno zagrijavanje uopće počne.

Korekcija radi ovako: svaki vremenski korak, na svakoj kopnenoj točki mreže u složenom terenu, uspoređujemo dvije tendencije koje WRF ionako računa:

• Dugovalnu tendenciju izračivanja — koliko zračenje hladi najniže slojeve (uvijek negativna noću)
• PBL tendenciju — koliko PBL shema zagrijava te iste slojeve

Dopuštamo da PBL shema zagrije do 30% vrijednosti hlađenja izračivanjem — to je realan doprinos turbulentnog toka topline u mirnoj, stabilnoj atmosferi. Sve iznad toga proglašavamo viškom i uklanjamo 70% tog viška iz tendencije potencijalne temperature u najnižih pet modelskih razina. I tu informaciju šaljemo PBL shemi prije nego ju ona primijeni na temperaturno stanje. Drugim riječima, monitoriranjem stanja modela, po detekciji nefizikalnog stanja kad izračunate vrijednosti različitih varijabli u sustavu bezrazložno postaju proturječne, proaktivno se ne dopušta izlazak varijabli modela iz granica normale.

Nije svaki slučaj isti: sigurnosni uvjeti

Korekcija se ne primjenjuje slijepo. Aktivira se samo kada su zadovoljeni svi sljedeći uvjeti:

Kopnena točka — morska površina i kopnena dinamika funkcioniraju po drugačijim pravilima, nad morem se ne miješamo u ove procese. To radi dobro.

Stabilna stratifikacija — mjerena Richardsonovim brojem (Ri). Ako je atmosfera turbulentna, miješanje je stvarno i korekcija nema što ispravljati. Prag je Ri 0,25 — klasična granica iznad koje turbulencija slabi. Ako je Ri ispod 0,25, zaštitni mehanizam se ne aktivira.

Složen teren — nagib terena mora biti barem 0,08 m/m ili topografski pozicijski indeks (TPI) barem 100 m. TPI mjeri koliko je neka točka niža ili viša od svoje okolice: visok pozitivan TPI znači dolinu ili kotlinu, negativan znači greben. Upravo u kotlinama inverzije “sjede” i upravo tamo je korekcija najpotrebnija.

Slab vjetar — ispod 8 m/s. Npr. kad puše bura ili foehn, miješanje je stvarno i snažno. Korektivni modul prepoznaje da u takvim uvjetima nema što ispravljati — model tada radi dobro i korekcija ne smije limitirati adijabatsko zagrijavanje zraka pri spuštanju.

Uz sve to, umjesto binarnog pristupa gdje pojedini prag predstavlja “da ili ne” odluku, intenzitet korekcije se glatko smanjuje kako se približavamo svakom pragu, a apsolutno je ograničen na 0,002 K/s kako nikada ne bi nadglasao stvarnu fiziku.

Suradnja s katabatičkim protokom

Ova termička korekcija nije jedina modifikacija koju primjenjujemo. Paralelno koristimo i shemu za katabatički (drenažni) protok — gravitacijski tok hladnog zraka niz padine koji sigma koordinate također loše razrješavaju.

Dva zahvata ispravljaju različite stvari:

• Drenažni protok ispravlja količinu gibanja — dodaje komponentu niz padinu koju ravne koordinatne plohe ne mogu uhvatiti.
• Koordinatna korekcija ispravlja termodinamiku — uklanja lažno zagrijavanje koje sprječava produbljivanje inverzije.

Zajedno daju bitno bolje rezultate za zimske noćne situacije nego svaki zasebno — što i ima smisla, jer su oba zahvata odgovor na isti temeljni problem: nesavršenost sigma koordinata nad složenim terenom.

Što to znači za prognozu?

Za krajnjeg korisnika, ova korekcija znači realističnije minimalne temperature u kotlinama i dolinama, bolje uvjete za prognozu magle i mraza, te pouzdaniju procjenu kvalitete zraka u zimskim noćnim situacijama kada se onečišćenje nakuplja ispod inverzije.

Za nas kao modelere, to je primjer pristupa koji ne zahtijeva drastične promjene u modelu poput izmjene cijelog koordinatnog sustava modela. Ne pretvaramo WRF u COSMO ili HARMONIE, ne pišemo bezbrojne nove PBL sheme koje ako rade ispravno ionako neće pomoći ukloniti stvaran uzrok – samo postavljamo fizikalnu zaštitu koja prepoznaje kada numerika proizvodi nešto što fizikalni zakoni ne dopuštaju, i diskretno to ispravlja.

---

Ivan Toman

Kako generativna AI brusi vremensku prognozu

Zamislite da gledate satelitsku sliku nekog područja, ali je razlučivost toliko gruba da jedva raspoznajete obrise otoka ili planina. Znate da negdje ispod te mutne slike postoji bogatstvo detalja — oštre obalne linije, planinski prijevoji, lokalne doline u kojima se skuplja hladan zrak. Upravo tako izgleda razlika između globalne vremenske prognoze rezolucije 25 km i regionalne prognoze na 2 km. A upravo tu razliku sada pokušava premostiti jedan od najzanimljivijih pristupa u suvremenoj numeričkoj meteorologiji — korektivni difuzijski model nazvan CorrDiff.

Problem: globalno je pregrubo, regionalno je preskupo

Suvremeni globalni vremenski modeli temeljeni na strojnom učenju — poput FourCastNeta, Panguea ili AIFS-a — revolucionirali su globalnu prognozu. Treniraju se na reanalizi ERA5 Europskog centra za srednjoročnu prognozu (ECMWF) i sposobni su proizvesti prognoze na razini cijelog planeta za djelić računalnog troška klasičnih numeričkih modela. No, njihova tipična prostorna razlučivost od oko 25 km jednostavno nije dovoljna za mnoge primjene: procjenu rizika od poplava, detaljno praćenje olujnih sustava ili predviđanje lokalnih učinaka topografije na vjetar i oborine.

Klasičan odgovor na ovaj problem je dinamičko spuštanje skale (dynamical downscaling) — pokretanje regionalnog numeričkog modela visoke rezolucije (npr. WRF) unutar okvira koji postavlja globalni model. Rezultati su izvrsni, ali cijena je visoka: ti regionalni modeli zahtijevaju enormne računalne resurse, što ograničava broj ansambalskih članova i duljinu simulacija. Upravo zato raste interes za statističko spuštanje skale (statistical downscaling), a posebice za njegove moderne varijante temeljene na dubokom učenju.

CorrDiff: dvostupanjski pristup s difuzijskim modelom

Tim istraživača iz NVIDIA-e i Tajvanske središnje meteorološke uprave (CWA) razvio je model nazvan CorrDiff (Corrective Diffusion), objavljen 2025. godine u časopisu Communications Earth & Environment. Ideja je elegantno jednostavna u konceptu, a sofisticirana u izvedbi.

Prvi korak je deterministički: regresijska neuronska mreža (arhitekture UNet) prima grubu sliku atmosfere — 12 kanala iz ERA5 reanalize na 25 km — i predviđa srednju vrijednost visoko rezolucijskog polja na 2 km za četiri izlazne varijable: temperaturu na 2 m, kinematičku energiju vjetra na 10 m, te sintetiziranu radarsku reflektivnost.

Drugi korak je generativni: difuzijski model uči distribuciju reziduala — razlike između stvarnog visoko rezolucijskog polja i predviđene srednje vrijednosti. Ovaj pristup inspiriran je Reynoldsovom dekompozicijom iz dinamike fluida, gdje se fizikalno polje rastavlja na srednji tok i fluktuacije. Difuzijski model tako ne mora naučiti cijelu složenost visoko rezolucijskog polja, već samo njegovu finiju strukturu — a to je bitno lakši zadatak.

Zašto baš difuzijski modeli?

Difuzijski modeli (engl. diffusion models) spadaju u obitelj generativnih modela koji su posljednjih godina postigli izvanredne rezultate u generiranju slika. Njihov princip rada temelji se na dva procesa: napredni (postupno dodavanje šuma podatcima dok ne postanu neraspoznatljivi od čistog šuma) i povratni (neuronska mreža uči obrnuti taj proces, korak po korak uklanjajući šum i rekonstruirajući realistične podatke). U kontekstu meteorologije, to znači da model može generirati ansambl fizikalno konzistentnih realizacija visoko rezolucijskog polja — a ne samo jednu determinističku prognozu.

Raniji pokušaji s generativnim suparničkim mrežama (GAN-ovima) pokazali su obećavajuće rezultate u spuštanju skale oborina, ali uz dobro poznate probleme: nestabilnost treninga, kolaps modova i poteškoće u hvatanju dugih repova distribucija — upravo onih ekstremnih vrijednosti koje su za meteorologiju najvažnije. Difuzijski modeli nude veću stabilnost treninga i bolju sposobnost reprodukcije punih distribucija.

Testiranje na Tajvanu: od hladnih fronti do tajfuna

CorrDiff je treniran na trogodišnjem skupu podataka (2018.–2020.) operativnog WRF modela tajvanskog CWA na rezoluciji od 2 km — dakle na podatcima koji su nastali klasičnim dinamičkim spuštanjem skale. Validacija je provedena na 205 nasumično odabranih termina iz 2021. godine, uz dodatne studije slučaja iz 2022. i 2023.

Rezultati su ohrabrujući na više razina:

Spektri i distribucije. CorrDiff uspješno reproducira energetske spektre po potenciji (power spectra) za sve varijable, uključujući i na malim prostornim skalama (ispod 50 km) gdje deterministički UNet značajno podcjenjuje varijabilnost. Posebno je impresivna sposobnost modela da sintetizira radarsku reflektivnost — varijablu koja uopće ne postoji u ulaznom ERA5 skupu podataka — uz realistične repove distribucije koji opisuju intenzivne oborine.

Hladne fronte. U studiji slučaja hladne fronte iz veljače 2022., CorrDiff je uspješno izoštrio horizontalne gradijente temperature i vjetra na frontalnoj granici, istodobno generirajući prostorno konzistentne oborine uz frontu. Ključno je da model održava fizikalnu konzistentnost između varijabli — tamo gdje temperatura naglo pada, vjetar mijenja smjer, a pojavljuje se i pojačana radarska reflektivnost.

Tajfun Haikui (2023). Ovo je bio posebno zahtjevan test. Tropski cikloni u ERA5 reanalizi na 25 km izgledaju kao razmazane, preširoke strukture s preslabim vjetrovima — srednji radijus maksimalnog vjetra u ERA5 iznosi oko 75 km, dok je u WRF-u samo 25 km. CorrDiff uspijeva suziti radijus na oko 50 km i pojačati maksimalne brzine vjetra s 22 m/s (ERA5) na 33 m/s, prema 45 m/s u WRF-u. Model također generira kvalitativno realistične strukture kišnih pojaseva tipične za tropske ciklone. Ipak, autori priznaju da CorrDiff pretjerano kontrahira horizontalnu strukturu ciklona i predviđa statistički premalen radijus maksimalnog vjetra — što je razumljivo s obzirom na to da su tajfuni izrazito rijetki događaji u trogodišnjem skupu za kvalitetan trening.

Brzina i učinkovitost

Jedan od najupečatljivijih rezultata je računalna učinkovitost. CorrDiff na jednom GPU-u radi 22 puta brže i troši 1300 puta manje energije nego operativni WRF model na 928 CPU jezgri. To otvara vrata generiranju velikih ansamblova — u ovom radu korišten je ansambl od 32 člana — što je za klasične regionalne modele gotovo nezamisliv luksuz.

Važno je naglasiti: CorrDiff nije zamjena za fizikalne modele. On je treniran na njihovim izlazima i bez njih ne može postojati. No, jednom naučen, može multiplicirati vrijednost tih skupih simulacija generiranjem probabilističkih prognoza uz zanemariv dodatni trošak.

Otvorena pitanja i budući smjerovi

Autori identificiraju nekoliko ključnih izazova:

Kalibracija nesigurnosti. Ansambli CorrDiff-a su trenutačno subdisperzivni — njihov raspon je preskučan u usporedbi sa stvarnom nesigurnošću. Opažene vrijednosti često padaju izvan raspona ansambla. Optimalna kalibracija stohastičke nesigurnosti ostaje otvoren problem.

Temporalna koherencija. Trenutačni model tretira svaki vremenski termin neovisno. Za praktičnu primjenu, prognoze na susjednim vremenskim koracima moraju biti fizikalno konzistentne — oluja se ne smije “teleportirati” između dva termina. Autori predlažu povezivanje s difuzijskim modelima za video ili autoregresivnom dinamikom na km-skali.

Generalizacija na druga područja. Model je demonstriran samo za Tajvan. Primjena na veće domene ili područja s manje dostupnih visoko rezolucijskih podataka za trening zahtijeva daljnje istraživanje skalabilnosti pristupa.

Klimatske projekcije. Posebno intrigantna je mogućnost korištenja CorrDiff-a za spuštanje skale klimatskih simulacija — no to otvara pitanje može li model treniran na sadašnjoj klimi vjerno reprezentirati buduće uvjete, osobito za ekstremne događaje.

Šira slika: prema globalnom regionalnom prognoziranju

CorrDiff je dio šireg trenda u atmosferskim znanostima koji bismo mogli nazvati hibridnim pristupom — spoj fizikalnih modela i strojnog učenja. Globalni AI modeli poput GenCast-a (DeepMind) ili NeuralGCM-a već pokazuju da strojno učenje može konkurirati klasičnim numeričkim modelima na globalnoj razini. CorrDiff dodaje sljedeću kariku u lanac: učinkovito spuštanje tih globalnih prognoza na regionalnu razinu s očuvanom fizikalnom konzistentnošću i probabilističkom informacijom.

Vizija je jasna — sustav u kojemu globalni AI model daje prognozu za cijeli planet, a regionalni difuzijski model potom tu prognozu “izoštruje” na razinu potrebnu za lokalne korisnike, sve uz kvantificiranu nesigurnost i uz zanemariv računalni trošak u usporedbi s klasičnim pristupom. Do pune realizacije te vizije preostaje još mnogo posla, ali CorrDiff pokazuje da smjer je obećavajući.

---

Izvori

1. Mardani, M., Brenowitz, N., Cohen, Y. et al. Residual corrective diffusion modeling for km-scale atmospheric downscaling. Communications Earth & Environment 6, 124 (2025). https://doi.org/10.1038/s43247-025-02042-5
2. Pathak, J. et al. FourCastNet: A global data-driven high-resolution weather model using adaptive fourier neural operators. arXiv preprint arXiv:2202.11214 (2022).
3. Price, I. et al. Probabilistic weather forecasting with machine learning. Nature 637, 84–90 (2025).
4. Leinonen, J. et al. Stochastic super-resolution for downscaling time-evolving atmospheric fields with a generative adversarial network. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing 59, 7211–7223 (2020).
5. Ben-Bouallegue, Z. et al. The rise of data-driven weather forecasting. arXiv:2307.10128 (2023).
6. Hersbach, H. et al. The ERA5 global reanalysis. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society 146(730), 1999–2049 (2020).

Ivan Toman

12. je veljače. Ponovo ciklonalna plima! Kao da more ima svoje raspoloženje i ovih dana nije baš najsretnije. Ribari i pomorci to znaju oduvijek — more raste kad zapuše jugo, a pada kad udari bura. Iza tog iskustvenog znanja stoji elegantna fizika koju vrijedi razumjeti.

U ovom tekstu bavimo se kratkotrajnim promjenama razine mora — onima koje se mjere u satima i danima, a uzrokuje ih atmosfera. Točnije rečeno, prostorne i vremenske promjene u atmosferi. Dugoročne promjene vezane uz klimu i tektoniku ostavit ćemo za drugu priliku.

Atmosfera kao nevidljivi teret morskog površini

Mi živimo „na dnu oceana” zraka. Masa atmosfere iznad svakog kvadratnog metra Zemljine površine iznosi otprilike 10 tona. Ta masa pritišće morsku površinu silom koja odgovara standardnom atmosferskom tlaku od 1013,25 hPa (hPa ili mbar – hektopaskal ili milibar, identična je mjerna jedinica za tlak). More, kao svaki fluid, na taj tlak reagira — i to na iznenađujuće jednostavan način.

Zamislite posudu s vodom i klip iznad nje. Pritisnete li klip jače, razina vode se spusti. Olabavite li pritisak, voda se podigne. Atmosfera se ponaša upravo poput tog klipa, samo što njezine promjene tlaka nisu lokalne i trenutne, već se kreću u prostoru kao veliki valovi — ciklone i anticiklone — čiji promjeri dosežu stotine i tisuće kilometara.

Inverzni barometarski efekt: 1 hPa = 1 cm

Veza između tlaka zraka i razine mora nosi ime inverzni barometarski efekt, a izvod je školski primjer hidrostatike.

Krenimo od osnovnog hidrostatičkog zakona. Tlak na nekoj dubini u fluidu određen je težinom stupca fluida iznad te točke:

gdje je p tlak, ρ gustoća fluida, g gravitacijsko ubrzanje, a h visina stupca fluida. Ako se atmosferski tlak iznad morske površine promijeni za iznos Δp, morska površina mora se pomaknuti za Δh kako bi se uspostavila nova ravnoteža:

Preuredimo li za Δh:

Sada uvrstimo brojke. Gustoća morske vode iznosi približno 1025 kg/m³, gravitacijsko ubrzanje 9,81 m/s². Za promjenu tlaka od 1 hPa (što je 100 Pa) dobivamo:

Ovim kratkim fizikalnim izvodom smo pokazali kako pad tlaka od 1 hPa podiže razinu mora za približno 1 centimetar, a rast tlaka od 1 hPa spušta je za isti iznos. Odnos je inverzan — otuda ime.

Duboka ciklona sa središnjim tlakom od 970 hPa, u usporedbi s okolnim područjem na 1013 hPa, stvara razliku od 43 hPa, što znači da more ispod središta ciklone stoji čak 43 cm više nego u okolini. No to nije sve, tlak rijetko djeluje sam – u izolaciji – na razinu mora kako je pokazano dosad.

Uloga vjetra u razini mora

Vjetar je drugi veliki igrač u ovoj priči, i često važniji od samog tlaka. Dok tlak djeluje kao vertikalni pritisak na morsku površinu, vjetar gura more horizontalno — proizvodi takozvani vjetreni nanos (engleski wind setup ili wind surge).

Mehanizam je intuitivan. Vjetar koji puše konstantno u jednom smjeru prenosi impuls na površinske slojeve mora putem trenja. Voda se gomila uz obalu prema kojoj vjetar puše, dok s nasuprotne strane razina pada. Što je vjetar jači, dulji i dosljedniji u smjeru, to je učinak izraženiji. Plitka mora posebno su osjetljiva jer se ista količina pogurane vode raspoređuje na manji volumen — pa razina raste više. Ovdje nije moguće jednostavnom matematičkom relacijom opisati odnos vjetra i razine mora, stvari su sad prilično komplicirane.

Olujni uspor kao savršena oluja za obalu

Olujni uspor (storm surge) jest ono što se dogodi kada se učinci niskog tlaka i snažnog vjetra zbroje i pojačaju. Definiramo ga kao razliku između stvarne razine mora i one koju bismo očekivali samo na temelju astronomske plime/oseke.

Olujni uspor nastaje u pravilu uz duboke ciklone koji donose jak vjetar usmjeren prema obali. Ako se tome pridoda plimni val — pogotovo ako oluja naiđe u vrijeme astronomski visoke plime — rezultati mogu biti katastrofalni. Takvo poklapanje nazivamo olujnom plimom (storm tide).

Neki od najrazornijih olujnih uspora u povijesti:

• Sjeverno more, 1953. godine — olujni uspor od preko 3 metra pogodio je Nizozemsku i istočnu Englesku, odnijevši gotovo 2500 života. Ta je katastrofa potaknula Nizozemce na izgradnju čuvenog sustava Delta.
• Tropski ciklon Katrina, 2005. — olujni uspor od gotovo 8,5 metara devastirao je obalu Mississippija.
• Ciklon Bhola, 1970. — u plitkom Bengalskom zaljevu olujni uspor je dosegnuo 10 metara. Poginulo je između 300.000 i 500.000 ljudi, što ga čini jednom od najgorih prirodnih katastrofa u modernoj povijesti.

Specifičnosti Jadrana

Jadran je u kontekstu olujnog uspora iznimno zanimljiv sustav. Relativno je malo, duguljasto, poluzatvoreno more s izrazitim gradijentom dubine — duboko je na jugu (do 1233 m u Južnojadranaskoj kotlini), ali izrazito plitko na sjeveru, osobito u Tršćanskom zaljevu i Venecijanskoj laguni, gdje dubine jedva prelaze 20-ak metara.

Oblik Jadrana nalikuje dugačkoj kadi nagnutoj prema jugu. Upravo taj oblik čini ga gotovo savršenim rezonatorom za određene atmosferske poremećaje.

Jadranska klackalica zvana seš

Jadran ima vlastitu prirodnu frekvenciju oscilacije — poput vode u kadi koju nagnete i pustite. Ta slobodna oscilacija naziva se seš, a za Jadran kao cjelinu fundamentalni period iznosi otprilike 21-22 sata. To znači da nakon početnog poremećaja (primjerice naglog prolaska ciklone ili jakog vjetrenog impulsa) more oscilira naprijed-natrag duž osi Jadrana s periodom nešto kraćim od jednog dana, što se lako uočava na mareografu kao rezidual nakon eliminacije astronomske plime i oseke.

Kada atmosferski poremećaj ima vremensku skalu blisku tom periodu, dolazi do rezonancije — more se ljulja sve snažnije s svakim novim impulsom. Zamislite to kao nekoga na ljuljačci koju guramo u pravom ritmu. Svaki sljedeći potisak stvara sve veću amplitudu ljuljanja. To je jedan od razloga zašto neke situacije na Jadranu produciraju iznenađujuće visoke razine mora.

Kad jugo „napuni” Jadran

Jugo (široko poznat i kao scirocco) puše iz smjera jugoistoka duž cijele osi Jadrana, od Otrantskih vrata prema sjeverozapadu. Za razinu mora, ovo je najnepovoljniji mogući smjer.

Jugo djeluje poput ruke koja gura vodu prema zatvorenom kraju kade. More se gomila na sjevernom kraju Jadrana, a istodobno se razina na južnom dijelu blago spušta. Nagib površine (kut) je izuzetno malen, ali na duljinu Jadrana nakupi se osjetna razlika u visini sjevernog i južnog Jadrana. Učinak je pojačan dodatno zbog toga što se sjever Jadrana postupno plići — voda koja pristigne iz dubokog južnog Jadrana nema kamo osim prema gore.

No jugo kao vjetar rijetko dolazi sam. Gotovo uvijek ga prati ciklonalna aktivnost — nizak tlak nad Jadranom ili u njegovoj blizini (Genovska ciklona). Dakle, u tipičnoj situaciji jakog juga istovremeno djeluju dva mehanizma podizanja razine mora:

1. Inverzni barometarski efekt — nizak tlak podiže razinu za 20-40 cm (ovisno o dubini ciklone).
2. Vjetreni nanos — jugo nagomilava vodu na sjevernom Jadranu, što može dodati još 50-100 cm, ponekad i više.

Kada se tome pribroji astronomska plima (koja na sjevernom Jadranu doseže 50-ak cm) i eventualna rezonancija seša, razine mogu doseći izuzetno visoke vrijednosti.

Bura: vjetar koji prazni i komplicira situaciju

Bura puše s kopna prema moru, iz smjera sjeveroistoka. Njezin utjecaj na razinu mora suprotan je od juga — u pravilu gura površinsku vodu od obale, što uz hrvatsku obalu dovodi do pada razine mora.

No bura je daleko od jednolične. Njezina mahovita narav — s udarima koji mogu biti i dvostruko jači od srednje brzine — stvara kaotično stanje na moru. Bura je pritom izrazito lokalna; propuhuje kroz kanale i prijevoje Velebita, Dinare i Biokova, stvarajući pojaseve ekstremnog vjetra naizmjenično s relativno zaštićenim područjima. Ta neravnomjernost znači da razina mora može varirati i duž relativno kratkog odsječka obale.

Važan detalj: bura obično dolazi s anticiklonom, što znači i visok tlak zraka. Inverzni barometarski efekt i vjetreni učinak tada djeluju u istom smjeru — oboje spuštaju razinu mora uz hrvatsku obalu. Zato za bure more zna biti izrazito nisko, a razina Jadrana se na sjevernom kraju može spustiti i za pola metra ispod normalnog stanja.

Venecijanski vječni sukob s morem

Nijedan tekst o razini mora na Jadranu ne bi bio potpun bez Acqua alte — visokih voda koje periodično plavlju Veneciju. Acqua alta je zapravo savršena demonstracija svega o čemu smo do sada govorili.

Venecija leži na samom sjevernom vrhu Jadrana, u izrazito plitkoj laguni, na samo 80-ak centimetara nadmorske visine (Trg sv. Marka čak niže). Sve što podiže razinu mora sjevernog Jadrana — a vidjeli smo koliko mehanizama to može — pogađa Veneciju s punom snagom.

Tipičan scenarij Acqua alte izgleda ovako: duboka ciklona prolazi preko zapadnog Sredozemlja ili sjevernog Jadrana. Pad tlaka podiže razinu za 20-40 cm. Istodobno, jugo puše od Otrantskih vrata prema sjeveru, gurajući ogromne količine vode prema Veneciji — to dodaje još 40-80 cm. Ako se to dogodi u trenutku astronomski visoke plime (dodatnih 40-50 cm), a uz to se poklopi i s fazom jadranskog seša koja gura vodu prema sjeveru — zbroj svih komponenti lako prelazi 150 cm iznad normalnog srednjeg nivoa mora.

Događaj iz studenoga 2019. ostao je u sjećanju — razina je dosegla 189 cm, što je drugi najviši ikada zabilježeni nivo, odmah iza katastrofalnih 194 cm iz 1966. godine. Trg sv. Marka bio je pod više od jedan metar vode.

Upravo zbog Acqua alte izgrađen je sustav MOSE (MOdulo Sperimentale Elettromeccanico) — niz pokretnih brana na ulazima u Venecijansku lagunu koje se podižu kada predviđena razina prijeđe 110 cm. Sustav je operativan od 2020. godine i dosad je uspješno zaustavio više desetaka poplava, premda nije bez kontroverzi oko cijene, održavanja i ekološkog utjecaja na lagunu.

More kao barometar

More je, na neki način, najveći barometar na svijetu. Svaka promjena atmosferskog tlaka, svaki vjetar koji zapuše, ostavlja „otisak” na njegovoj površini. Na otvorenom oceanu te se promjene rasprostru i razblaže. No u zatvorenim, plitkim bazenima poput sjevernog Jadrana, akumuliraju se i pojačavaju — ponekad s dramatičnim posljedicama.

Razumijevanje fizike iza ovih procesa je osnovna lekcija za buduće oceanografe ali i pomorce na sveučilištima. Za stanovnike jadranskih gradova, za luke i ribare, za urbaniste i građevinare — to je praktično znanje koje oblikuje svakodnevicu. Na Jadranu, nebo i more su fizikalni sustav vezan jednadžbama koje, kad ih razumijemo, čine razliku između pripravnosti i iznenađenja.

Ivan Toman

Kad viktorijanski termometar “laže”: skrivena nesigurnost mjerenja noćnih temperatura

Je li ljetna noć bila tropska ili nije? Odgovor može ovisiti o tome kako mjerite temperaturu – a razlika od samo par desetinki stupnja može promijeniti sve.

---

Tko je ikada pokušao zaspati tijekom srpanjske žege na dalmatinskoj obali ili zagrebačkom stanu bez klime, dobro zna što znači tropska noć. No što ako vam kažem da naš najčešći način mjerenja temperature zraka – onaj isti koji se koristi na meteorološkim postajama diljem svijeta već više od 160 godina – ponekad može krivo procijeniti noćnu temperaturu zraka?

Upravo to pitanje postavili su britanski meteorolozi R. Giles Harrison i Stephen D. Burt sa Sveučilišta u Readingu u nedavno objavljenom članku u časopisu Weather. Njihovi nalazi nisu samo akademska zanimljivost – oni imaju izravne implikacije za klimatsku statistiku, praćenje klimatskih promjena, pa i za javnozdravstvene politike.

Tropske noći: više od neugodnog spavanja

Tropska noć definira se kao noć tijekom koje minimalna temperatura zraka ne pada ispod 20 °C. Na prvi pogled, čini se kao jednostavan klimatološki indeks – prebrojite koliko takvih noći godišnje imate i gotovo. No iza te jednostavnosti kriju se ozbiljne zdravstvene implikacije.

Kada noću temperatura ne padne dovoljno, ljudsko tijelo se ne može oporaviti od dnevnog toplinskog stresa. Srce nastavlja raditi ubrzano, tjelesna temperatura ostaje povišena, san postaje isprekidan i nekvalitetan. Europska agencija za okoliš bilježi da su visoke noćne temperature jedan od ključnih čimbenika toplinskog opterećenja stanovništva.

U Hrvatskoj situacija postaje sve ozbiljnija. Prema podacima DHMZ-a, u kontinentalnoj Hrvatskoj tijekom 1990-ih praktički nije bilo tropskih noći, dok ih posljednjih godina bilježimo i do deset godišnje. Na jadranskoj obali brojke su još dramatičnije – u Dubrovniku i Splitu čak 91 posto ljetnih noći 2004. godine klasificirano je kao tople noći. Klimatske projekcije pokazuju da će broj tropskih noći u Hrvatskoj porasti za 20 do 22 posto do sredine stoljeća, što će dodatno opteretiti zdravlje stanovništva, posebice u urbanim sredinama gdje efekt toplinskog otoka može povisiti temperaturu za dodatnih 10 °C u odnosu na okolicu. No je li ta statistika uopće točna?

Stevensonov zaklon: viktorijanski instrument za moderno doba

Ali kako uopće mjerimo temperaturu zraka? Odgovor se krije u bijeloj drvenoj kutiji s lamelama koju možete vidjeti na gotovo svakoj meteorološkoj postaji na svijetu. Taj uređaj nosi ime Stevensonov zaklon (engleski: Stevenson screen), a dizajnirao ga je 1864. godine škotski inženjer Thomas Stevenson – otac slavnog književnika Roberta Louisa Stevensona, autora “Otoka s blagom”. U meteorologiji, smatra se “zlatnim standardom” zaklona za mjerenje temperature zraka.

Stevensonov zaklon je jednostavan, ali genijalan koncept. Bijela boja odbija sunčevo zračenje, a lamele omogućuju protok zraka kroz kutiju. Dvostruki krov i stijenke sprječavaju zagrijavanje unutrašnjosti od primitka izravnog sunčevog zračenja ili od topline okolnih površina. Termometar unutar zaklona tako mjeri temperaturu okolnog zraka, a ne temperature površina zagrijanih Suncem ili ohlađenih noćnim zračenjem.

Problem je u tome što ovaj sustav ovisi o prirodnoj ventilaciji – zrak mora sam strujati kroz zaklon da bi termometar mogao pratiti promjene temperature u okolišu. Kada puše vjetar, sve funkcionira izvrsno. Ali što se događa kada je vjetar slab ili ga uopće nema?

Tiha noć, problematično mjerenje

Upravo to je istražio tim iz Readinga tijekom noći 1. srpnja 2025. Na njihovom Atmosferskom opservatoriju istovremeno su radila tri različita sustava za mjerenje temperature:

1. Klasični termometar u Stevensonovu zaklonu – prirodno ventiliran, kakav se koristi na većini meteoroloških postaja
2. Aspirirani termometar – s prisilnom ventilacijom pomoću ventilatora, koji osigurava konstantan protok zraka preko senzora
3. Finožični termometar – izuzetno tanak platinasti senzor koji može reagirati na temperaturne promjene u djeliću sekunde

Rezultati su bili iznenađujući. Termometar u Stevensonovu zaklonu zabilježio je minimalnu temperaturu od točno 20,0 °C – što znači da je noć prema službenoj definiciji bila tropska. No aspirirani termometar, postavljen nedaleko, izmjerio je minimum od samo 19,6 °C – što ne zadovoljava kriterij tropske noći.

Razlika od 0,4 °C možda zvuči minorno, ali u kontekstu pragova i klimatske statistike to je ogromna pogreška. Prema mjerenju iz Stevensonova zaklona, ta noć ulazi u statistiku tropskih noći; prema preciznijoj metodi, ne ulazi.

Zašto se to događa?

Ključ problema leži u onome što se događa kada vjetar potpuno stane puhati. Analiza podataka pokazala je da su upravo u trenutku bilježenja minimalne temperature brzine vjetra bile praktički nula. U takvim uvjetima zaklon se ponaša kao izolirani sustav – nema protoka zraka koji bi ujednačio temperaturu unutar zaklona s temperaturom okolnog zraka.

Finožični termometar, koji reagira gotovo trenutno na promjene temperature, zabilježio je kratki “impuls” hlađenja oko 4:34 ujutro. Aspirirani termometar, s prisilnom ventilacijom, također je taj impuls registrirao. No termometar u Stevensonovu zaklonu, bez dovoljne prirodne ventilacije, nije stigao reagirati na taj kratki pad temperature – njegova termalna inercija “zagladila” je fluktuaciju.

Istraživači su provjerili i uvjete izračivanja tla prema Svemiru. Te noći oblaci su se razišli oko 3:15, a neto zračenje u trenutku minimuma bilo je blizu nule – što znači da zaklon nije gubio toplinu zračenjem prema vedrom nebu niti ju je primao od oblaka. U takvim uvjetima, bez ventilacije i bez značajnog hlađenja zračenjem, zaklon jednostavno zadržava temperaturu višu od stvarne temperature okolnog zraka.

Koliko je to čest problem?

Tim iz Readinga analizirao je gotovo tri desetljeća podataka (od 1997. godine) kako bi procijenio koliko su često uvjeti slabe ventilacije prisutni upravo u trenutku noćnog minimuma temperature. Rezultati su zabrinjavajući: distribucija brzina vjetra u vrijeme noćnog minimuma pokazuje da je mod distribucije (najčešća vrijednost) upravo 0 m/s – dakle, potpuna tišina.

To znači da se upravo u trenutku kada je minimalna noćna temperatura najvažnija za klimatološku statistiku, Stevensonov zaklon nalazi u najnepovoljnijim uvjetima za točno mjerenje.

Dodatna analiza 20 najtoplijih noći u razdoblju 2023.–2025. pokazala je da je u 8 slučajeva zaklon zabilježio višu temperaturu od aspiriranog termometra (medijan razlike +0,15 °C), dok je u 12 slučajeva zabilježio nižu (medijan razlike −0,09 °C). Slučajevi precijenjene temperature u zaklonu bili su konzistentno povezani s nižim brzinama vjetra (medijan 0,4 m/s) u usporedbi sa slučajevima podcijenjene temperature (medijan 1,0 m/s).

U slučaju izraženog strujanja kako pokazuje slika iznad, prisutno je značajno turbulentno miješanje vanjskog zraka s onim unutar zaklona. To omogućuje da temperatura unutarnjeg zraka bude identična vanjskoj i Stevensonov zaklon tad radi ispravno. No onda kad je strujanje zraka slabo ili nikakvo, nastaju problemi kako je ilustrirano na sljedeće dvije slike.

Na slici (b) je prikazana situacija sa slabim vjetrom i vedrim nebom. Uslijed dugovalnog zračenja, stijenke zaklona gube toplinsku energiju i predaju ju u više slojeve zraka. Time materijal zaklona postaje hladniji od okolnog zraka, spuštajući unutrašnju temperaturu na nižu vrijednost od one izvan zaklona. Rezultat je podcijenjena minimalna noćna temperatura.

Slika (c) prikazuje situaciju kad Stevensonov zaklon dovodi do precjenjivanja minimalne noćne temperature. Ponovo imamo situaciju sa slabim vjetrom, ali sad se umjesto vedrog neba, bilježi naoblaka. Poznato je da oblaci stvaraju protuzračenje, odnosno vraćaju velik dio izračene energije s tla natrag i time onemogućavaju efektno hlađenje površine. Stijenke zaklona ostaju toplije i precjenjuju noćnu temperaturu zraka.

Izvor slika (a), (b) i (c): Harrison i Burt (2026).

Implikacije za klimatsku znanost

Ovo istraživanje otvara nekoliko važnih pitanja. Prvo, koliko je naših povijesnih podataka o tropskim noćima zapravo pouzdano? Stevensonov zaklon koristi se kao standard već više od stoljeća i pol, a svi klimatski nizovi temelje se na tim mjerenjima. Retroaktivno korigiranje podataka bilo bi iznimno složeno.

Drugo, kako osigurati konzistentnost između starih i novih mjerenja ako prijeđemo na preciznije metode? Klimatologija ovisi o dugim, neprekidnim nizovima podataka – nagle promjene metodologije mogu stvoriti umjetne “skokove” u podacima koji nemaju veze s pravim klimatskim promjenama.

Harrison i Burt predlažu pragmatična rješenja. Jedno je jednostavno: uz temperaturu bilježiti i brzinu vjetra te koristiti tu informaciju za procjenu pouzdanosti mjerenja. Čak i gruba procjena prema Beaufortovoj skali – “tišina”, “lahor”, … – bila bi korisna za identifikaciju problematičnih situacija. Drugo, ambicioznije rješenje jest postupna zamjena Stevensonovih zaklona aspiriranim termometrima, što Svjetska meteorološka organizacija već preporučuje.

Zaključak: preciznost koja nam izmiče

Ironija je u tome što tropske noći postaju sve češće upravo zbog klimatskih promjena – a naš najrašireniji alat za njihovo praćenje ima inherentna ograničenja upravo u uvjetima koji su tipični za tople, mirne ljetne noći. Nije problem samo ljeti, isti nedostatak Stevensonovog zaklona primjećuje se uvijek kad je brzina vjetra vrlo mala.

To ne znači da su naši klimatski podaci bezvrijedni. Stevensonov zaklon, kako pokazuju i drugi radovi istih autora, u većini situacija radi izuzetno dobro – 50 posto mjerenja unutar ±0,1 °C od referentne vrijednosti, a samo 2 posto s pogreškom većom od ±0,5 °C. Ali u rubnim slučajevima, kada primjerice desetinka stupnja odlučuje između “tropske” i “netropske” noći, moramo biti svjesni nesigurnosti.

Za nas u Hrvatskoj, gdje se broj tropskih noći povećava uz sve veći toplinski stres – posebno u urbanim sredinama gdje postoje i značajni efekti toplinskih otoka -, ovo istraživanje podsjeća na važnost kvalitetnih meteoroloških mjerenja. Jer ako želimo donositi informirane odluke o prilagodbi na klimatske promjene – od urbanističkog planiranja do javnozdravstvenih strategija – moramo biti sigurni da naši podaci govore istinu. Ili barem znati koliko su nepouzdani.

---

Izvori

1. Harrison, R. G., & Burt, S. D. (2026). A midsummer night’s screen. Weather. https://doi.org/10.1002/wea.70025
2. Copernicus Climate Change Service (C3S). (2025). European State of the Climate 2024. https://climate.copernicus.eu/esotc/2024
3. European Environment Agency. Tropical Nights indicator. https://climate-adapt.eea.europa.eu/en/metadata/indicators/tropical-nights
4. DHMZ (2025). Klimatske projekcije za Hrvatsku do 2070. Izvještaj Odjela za klimatske promjene i biometeorologiju.
5. World Health Organization (2024). Heat and health fact sheet. https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/climate-change-heat-and-health
6. Harrison, R. G. (2024). Victorian technology for measuring the weather is still remarkably accurate – new research. The Conversation.
7. Rippstein, V., de Schrijver, E., Eckert, S., & Vicedo-Cabrera, A. M. (2023). Trends in tropical nights and their effects on mortality in Switzerland across 50 years. PLOS Climate.

Ivan Toman

Mediteranski rekord visine valova i povijesna oluja koja je pogodila jug Italije u siječnju 2026.

Poslijepodne utorka, 20. siječnja 2026. godine, upisalo se u anale sredozemne meteorologije i oceanografije događajem bez presedana. U Sicilijanskom prolazu, u akvatoriju između Portopala di Capo Passero i otoka Malte, izmjeren je val maksimalne visine od čak 16,66 metara – najviše ikada zabilježeno instrumentalnim mjerenjima u Sredozemnom moru. Mjerenje je obavila plutača Nacionalne valomjerne mreže (RON), kojom upravlja talijanski Institut za zaštitu okoliša i istraživanja (ISPRA).

Ovaj je podatak nadmašio dosadašnji rekord od 14,2 metra, zabilježen uz španjolske obale tijekom oluje Gloria u siječnju 2020. godine. Ciklona Harry nije bila samo meteorološki kuriozitet – njezina razorna snaga nažalost je ostavila duboke tragove na obalnoj infrastrukturi južne Italije, od Sicilije preko Kalabrije do Sardinije.

Sinoptička situacija: savršena oluja

Sredozemlja ciklona Harry, ime koje je dobila prema nomenklaturi projekta Storm Naming mreže EUMETNET (u kojemu sudjeluje i Talijanska meteorolška služba), započela je svoj životni ciklus 17. siječnja kao plitko područje niskog tlaka u blizini Valencije u Španjolskoj, sa središnjim tlakom od oko 1008 hPa. Tijekom sljedeća dva dana sustav se premjestio prema jugu, pozicioniravši se između Tunisa i Libije, gdje je tlak pao na oko 1002 hPa. Ključni trenutak intenziviranja ciklogeneze dogodio se kada se središte ciklone smjestilo u Sicilijanski prolaz, gdje je tlak dosegao 995 hPa.

Posebnost ove situacije bio je iznimno jak gradijent tlaka – nagli pad tlaka na relativno malom prostoru; nešto slično cikloni Dorothy iz studenog 2004. godine. Uz naravno, drugačiji geografski položaj i putanju. Dok je u središtu Harryja vladao niski tlak, nad Balkanom se prostiralo snažno anticiklonalno polje s tlakom preko 1040 hPa. Ova razlika od gotovo 50 hPa na razmjerno kratkoj udaljenosti generirala je vjetrove orkanske snage. Udari su lokalno premašivali 135 km/h (kod Campogrande di Tripi u provinciji Messini izmjereno je čak 136 km/h), a na otvorenom moru vjetar je kontinuirano puhao brzinom koja se kod tropskih ciklona klasificira kao kategorija 1 do 2 na Saffir-Simpsonovoj ljestvici.

Ciklogeneza je bila potpomognuta kontrastom između hladne zračne mase arktičkog podrijetla, koja je nadirala s istoka, i relativno tople površine Sredozemnog mora. Temperatura mora na tom području bila je iznadprosječno visoka – anomalije su u nekim zonama prelazile +2,5 °C iznad klimatološkog prosjeka. Ovaj termički kontrast dodatno je pojačao konvektivne procese i osigurao snažnu opskrbu toplim i vlažnim zrakom s juga Sredozemlja, stvarajući idealne uvjete za intenzivne oborine.

Fizika rekordnih valova

Prije nego razmotrimo detaljnije rekordnu visinu vala, važno je razumjeti razliku između dviju ključnih oceanografskih veličina: maksimalne visine vala (Hmax) i značajne visine vala (Hs).

Značajna visina vala (Hs) statistički je parametar koji predstavlja srednju visinu trećine najviših valova izmjerenih u određenom vremenskom intervalu (obično 20-30 minuta). Ovaj je parametar najčešće korišten u pomorskim prognozama jer najbolje opisuje stanje mora kakvo percipira iskusni promatrač ili pomorac na brodu. Tijekom prolaska ciklone Harry, značajna visina vala dosezala je 5-6 metara, što odgovara stupnju 7 Douglasove ljestvice (opisom: “jako uzburkano more”).

Maksimalna visina vala (Hmax) predstavlja vertikalnu udaljenost između najviše grebena i najdubljeg dola vala u promatranom razdoblju – to je onaj pojedinačni “zid vode” koji se iznenada izdigne iz mora. Pojedinačni valovi mogu biti i dvostruko viši od značajne visine, što se upravo i dogodilo tijekom ciklone Harry.

Izmjerenih 16,66 metara predstavlja upravo maksimalnu visinu – izuzetno visok val koji se pojavio unutar već ekstremno uzburkanog mora. Kako je moguće da se takav val visine zgrade 5 do 6 katova, uopće formira nedaleko od Jadrana?

Odgovor leži u fenomenu poznatom kao konstruktivna interferencija. Kada se dva ili više sustava valova superponiraju “u fazi” – odnosno kada se njihovi grebeni poklope – njihove se energije i amplitude zbrajaju. U slučaju ciklone Harry stvorila se prava “savršena oluja” na moru. S jedne strane postojao je dominantan i snažan “swell” (tj. mrtvo more, valovi generirani daleko od mjesta promatranja) dolazeći iz smjera istok-jugoistok, stvoren duž staze puhanja (fetch) od oko 750 kilometara. To je udaljenost otvorenog mora nad kojom vjetar puše relativno konstantnom brzinom i smjerom – što je ona veća, to se više energije prenosi na morsku površinu. S druge strane, postojao je sekundarni, “mlađi” swell iz smjera istok-sjeveroistok, nastao rotacijom vjetrova oko centra niskog tlaka smještenog iznad Jonskoga mora.

Kada su se ova dva valna sustava susrela ispred sicilijanske obale, njihove su se energije/amplitude zbrojile, generirajući pojedinačne monstruozne valove skrivene među prosječnim valovima. Dodatni čimbenik bila je batimetrija (morfologija morskog dna) Jonskoga mora: naglo povećanje dubine prema pučini omogućilo je valovima da zadrže gotovo svu svoju snagu sve do neposredne blizine obale, gdje su tu energiju ispraznili izravno na obalnu infrastrukturu.

Razorne posljedice

Kako je opisao Fabio Ciciliano, čelnik talijanskog Odjela civilne zaštite prilikom obilaska pogođenih područja: ionske obale pogodili su “valovi ekvivalentni masi vode visokoj poput četverokatnice, koja je satima udarala o obalu”. Štete su bile goleme i geografski rasprostranjene.

Na Siciliji je situacija bila kritična na više lokacija. Kod Scalette Zanclee (provincija Messina) kombinacija snažnih valova i obilnih oborina uzrokovala je klizište koje je zahvatilo željezničku prugu. Desetak metara tračnica ostalo je doslovno visjeti u zraku, što je prisililo na prekid prometa na liniji Messina-Catania. U Letojanniju je ovo proglašeno najjačom maritimnom olujom u 40 godina. U Kataniji su valovi preskočili lukobran i prodrli u same lučke bazene, prisiljavajući vlasti na ograničenje rada luke i kontinuirani nadzor infrastrukture. Posebno je dramatičan bio prizor u naselju San Giovanni li Cuti, gdje su valovi preskočili stjenovitu obalu i poplavili prostorije povijesnog restorana.

Kalabrija je također teško nastradala. U Melito Porto Salvo (provincija Reggio Calabria) erozivno djelovanje mora uzrokovalo je urušavanje oko 250 metara šetnice “Passeggiata dei Mille”. Civilna zaštita je morala u potpunosti zabraniti pristup tom području. U Catanzaro Lidu valovi visoki i do 6 metara preskakali su zaštitne barijere i plavili parkirališta, ulice i poslovne prostore u lučkom kvartu.

Oborine su bile jednako ekstremne. U pojedinim područjima akumulacije kiše su premašile 500 mm u 72 sata – količina ekvivalentna višemjesečnoj prosječnoj oborini. U Fondachelli Fantini (provincija Messina) zabilježeni su rekordi dnevnih oborina. Na planinama Etne palo je preko metar snijega. Evakuirano je oko 190 osoba na Siciliji i 150 na Sardiniji, a ukupna šteta na samoj Siciliji procijenjena je na više od 500 milijuna eura.

Klimatski kontekst: znak vremena?

Je li ciklona Harry izoliran događaj ili simptom širih promjena? Prema fizičaru Antoniju Pasiniju iz talijanskog CNR-a, ovakav ciklonalni sustav karakteristikama više nalikuje jesenskim nego zimskim pojavama. Međutim, globalno zatopljenje podiže granicu snijega, što znači da oborine koje bi ranije padale kao snijeg sada padaju kao kiša – i uz to su koncentrirane u kraćem vremenu, povećavajući rizik od brdskih poplava čak i usred zime.

Sredozemno more danas je značajno toplije od ne tako davnog prosjeka. Toplije more znači više isparavanja, više vlage u atmosferi i više energije dostupne za ciklogeneze.

Istraživanje objavljeno u časopisu Climate Dynamics, čiji je glavni autor Marco Reale iz Nacionalnog instituta za oceanografiju i eksperimentalnu geofiziku (OGS), analizira projekcije buduće aktivnosti ciklona u mediteranskoj regiji. Prema tom istraživanju, očekuje se smanjenje ukupnog broja ciklona koji prolaze Sredozemljem, ali uz moguće povećanje intenziteta pojedinačnih sustava – upravo obrazac koji smo vidjeli s ciklonom Harry.

Zaključak

Ciklona Harry ušla je u povijest kao jedan od najsnažnijih mediteranskih ciklonalnih sustava zabilježenih u instrumentalnom razdoblju. Val od 16,66 metara predstavlja apsolutni rekord za Sredozemno more i dokaz da ovo “zatvoreno” more, često percipirano kao mirnije od oceana, može generirati valove usporedive s onima na otvorenim oceanima kada se steknu pravi uvjeti. Na oceanima su izmjereni valovi visine i preko 20 metara.

Za znanstvenu zajednicu, Harry predstavlja izvanredan slučaj za proučavanje – od ciklogeneze i dinamike valova do utjecaja klimatskih promjena na ekstremne događaje te će na ovu temu zasigurno biti objavljen veći broj radova u znanstvenim časopisima. Za obalne zajednice južne Italije, to je dobar podsjetnik na ranjivost pred snagama prirode i potrebu za ulaganjem u prilagodbu i otpornost infrastrukture.

Kao što je jedan talijanski meteorolog primijetio: “Sredozemlje nije jezerce. Kada je ciklona dobro organizirana i ustrajna, more može postati doista ekstremno.” Harry je to nesumnjivo dokazala.

Izvori

1. iLMeteo.it – “Onda di 16,6 metri nel Mediterraneo: il ciclone Harry entra nella storia” (24.01.2026.)

2. iLMeteo.it – “Reportage Mareggiata Storica in Sicilia e Calabria: i Video e l’Analisi tecnica del Ciclone Harry” (24.01.2026.)

3. MeteoWeb.eu – “La furia del Mega Ciclone Harry nelle onde record al Sud Italia” (23.01.2026.)

4. Aeronautica Militare Italiana – “La tempesta Harry” (meteoam.it)

5. Geopop.it – “Perché le mareggiate in Sicilia sono state così devastanti”

6. IconaMeteo.it – “Ciclone Harry: come si è formato e cosa c’entra il cambiamento climatico”

7. Il Fatto Quotidiano – “Ciclone Harry, onde record e mareggiate devastano coste del Sud” (21.01.2026.)

8. TrasportoEuropa – “Il ciclone Harry devasta il trasporto dell’Italia meridionale”

9. ISPRA – Rete Ondametrica Nazionale (RON)

Ivan Toman

Zašto postoje dva polarna vrtloga i što to znači za ekstremne vremenske prilike

---

Siječanj 2014. godine obilježio je početak jedne od najhladnijih zima u novijoj povijesti istočnih Sjedinjenih Država.Temperature su padale daleko ispod uobičajenih vrijednosti, a mediji su ubrzo pronašli krivca — polarni vrtlog. No ono što je uslijedilo bio je pravi komunikacijski kaos: termin je “preuzeo život” mimo svoje znanstvene definicije, a javnost, pa čak i dio stručne zajednice, počeo je koristiti izraz na način koji nije sasvim odgovarao stvarnosti i znanstvenoj preciznosti. Uskoro je termin odjeknuo poput “bombe” i “prešao granice” SAD, te je tako danas jedan od najkorištenijih meteo-termina u medijima tijekom hladnijeg dijela godine. Usudit ćemo se reći – potpuno bez razloga.

U ovom tekstu pokušat ćemo razjasniti što polarni vrtlog doista jest, zašto zapravo postoje dva zasebna polarna vrtloga, te kako su povezani s ekstremnim vremenskim prilikama koje povremeno zahvaćaju srednje zemljopisne širine.

Dva vrtloga, a ne jedan

Kada u meteorološkoj literaturi naiđemo na pojam polar vortex, on se najčešće koristi kao skraćenica za circumpolar vortex — planetarnu zapadnu cirkulaciju koja okružuje pol u srednjim i visokim geografskim širinama. No ono što se rijetko ističe jest činjenica da u Zemljinoj atmosferi postoje dva bitno različita polarna vrtloga: jedan u troposferi i drugi u stratosferi (Waugh i sur., 2017).

Ova distinkcija nije trivijalna. Troposferski i stratosferski polarni vrtlog razlikuju se po svojoj strukturi, sezonalnosti, dinamici i utjecaju na vrijeme pri tlu. Zamislimo to ovako: troposferski vrtlog je poput širokog, plitkog bazena koji postoji cijele godine, dok je stratosferski vrtlog duboka, uska “bušotina” koja se formira tek tijekom jeseni i zime, a potom se raspada u proljeće kada Sunčeva svjetlost ponovno dosegne polarna područja.

Stratosferski polarni vrtlog

Znanje o cirkumpolarnim zapadnim vjetrovima u stratosferi seže u kasne 1940-e godine (Scherhag, 1948; Gutenberg, 1949). Izraz polar vortex počeo se u znanstvenim krugovima redovito koristiti krajem 1950-ih i tijekom 1960-ih.

Snažni cirkumpolarni zapadnjaci koji definiraju stratosferski polarni vrtlog dosežu maksimum na otprilike 60° geografske širine, od područja neposredno iznad tropopauze (oko 100 hPa) pa sve do mezosfere (iznad 1 hPa). Vrtlog se može definirati na temelju koherentne regije niskog geopotencijalnog polja koje je okruženo zapadnim vjetrovima, ali većina suvremenih istraživanja definira ga kroz područje visoke potencijalne vrtložnosti (engl. potential vorticity, PV).

Potencijalna vrtložnost proporcionalna je umnošku vrtložnosti (mjere brzine rotacije česti zraka) i stratifikacije (mjere tendencije česti zraka da se vrate u početni položaj nakon vertikalnog pomaka). PV ima nekoliko korisnih svojstava za razumijevanje dinamike vrtloga: materijalno je očuvan za strujanje bez dijabatskog grijanja ili trenja, a gradijenti PV-a na rubu vrtloga osiguravaju povratni mehanizam za propagaciju Rossbyjevih valova — temeljnih niskofrekventnih poremećaja u vantropskoj troposferi i stratosferi.

Stratosferski polarni vrtlog nastaje svake zime kao posljedica velikih temperaturnih gradijenata između srednjih širina i pola. Formira se u jesen kada polarna područja ne primaju Sunčevu svjetlost, jača tijekom zime, a zatim se raspada u proljeće kada se Sunčeva energija vraća. Rossbyevi valovi pobuđeni u troposferi propagiraju se u stratosferu i perturbuju vrtlog, slabe ga i deformiraju njegov inače kružni oblik.

Veći topografski i kopneno-morski kontrasti na sjevernoj hemisferi generiraju snažnije valove koji propagiraju prema gore nego na južnoj hemisferi, zbog čega je sjeverni stratosferski vrtlog slabiji i više deformiran od svog južnog pandana. To također uzrokuje veću vremensku varijabilnost sjevernog vrtloga, uključujući takozvana nagla stratosferska zatopljenja (engl. sudden stratospheric warmings, SSW) — nagle poraste polarnih temperatura i raspad stratosferskog vrtloga usred zime. SSW događaji javljaju se u prosjeku otprilike jednom svake dvije godine na sjevernoj hemisferi (Charlton i Polvani, 2007), dok je na južnoj hemisferi zabilježen samo jedan takav događaj — u rujnu 2002. godine.

Troposferski polarni vrtlog

Iako je meteorološka literatura o troposferi znatno opsežnija od one o stratosferi, pojam polar vortex puno je rjeđi u troposferskoj literaturi. Ipak, najraniji znanstveni radovi koji opisuju troposfersko cirkumpolarno strujanje kao vrtlog jednako su stari kao i oni koji opisuju stratosferski vrtlog — datiraju iz kasnih 1940-ih i ranih 1950-ih (Rossby i Willett, 1948; LaSeur, 1954).

Rub troposferskog vrtloga obično se definira pomoću specificiranih kontura geopotencijalne visine na razinama tlaka od 300 ili 500 hPa, koje tipično leže unutar jezgre zapadnjaka. Rub vrtloga općenito se nalazi između 40° i 50° sjeverne geografske širine. Na mjesečnim ili duljim vremenskim skalama troposferski vrtlog obično ima jedan ili dva centra, no na dnevnim skalama može imati nekoliko centara.

Klimatološki zimski vrtlog sjeverne hemisfere ima dva centra: jedan blizu otoka Baffin i drugi nad sjeveroistočnim Sibirom — povezani s islandskom i aleutskom prizemnom ciklonom. Slična asimetrija obično se ne nalazi u klimatološkom vrtlogu južne hemisfere.

Za razliku od stratosferskog vrtloga koji postoji samo od jeseni do proljeća, troposferski polarni vrtlog postoji tijekom cijele godine.

Povezanost s ekstremnim vremenskim prilikama

Iako su troposferski i stratosferski polarni vrtlog jasno odijeljeni, oni mogu imati interakciju u određenim okolnostima, a oba vrtloga mogu biti pod utjecajem istih velikoskalnih valnih događaja. Nadalje, oba vrtloga mogu u određenim situacijama igrati ulogu u ekstremnim vremenskim događajima pri površini, premda je troposferski vrtlog općenito važniji za vrijeme pri tlu.

Koherentna regija visoke potencijalne vrtložnosti povezana sa stratosferskim polarnim vrtlogom nalazi se u stratosferi, no može utjecati na troposfersko strujanje ispod nje. Taj utjecaj uključuje trendove u ljetnoj cirkulaciji i vremenu na južnoj hemisferi uzrokovane jačanjem antarktičkog polarnog vrtloga zbog ozonske rupe (Thompson i sur., 2011), kao i veze između slabih i jakih događaja arktičkog stratosferskog vrtloga i ekstremnog vremena pri površini (Baldwin i Dunkerton, 2001).

Arktička poveznica uključuje premještanje izrazito hladne zračne mase iz polarnih područja u srednje širine pri površini — tzv. prodore hladnog zraka (engl. cold-air outbreaks). Pokazano je da vjerojatnost takvih događaja raste nakon razdoblja kada je stratosferski vrtlog jako poremećen i oslabljen (Thompson i sur., 2002; Kolstad i sur., 2010). No unatoč ovoj statističkoj povezanosti, ne postoji odnos jedan-na-jedan između prodora hladnog zraka i slabih stratosferskih vrtloga. Prodori hladnog zraka fundamentalno su troposferski događaji i mogu se, te često i javljaju, u odsutnosti bilo kakvog detektabilnog stratosferskog utjecaja. Stoga, aktivnost i njezine promjene u stratosferskom vrtlogu, rijetko imaju jasne poveznice sa prizemnim vremenskim obrascima i ne mogu služiti za pouzdano predviđanje prodora polarne zračne mase u niže zemljopisne širine.

Slučaj siječnja 2014.

Događaj hladnog prodora nad istočnim Sjedinjenim Državama početkom siječnja 2014., koji je uveo pojam polar vortex u opći vokabular, bio je rezultat sustava grebena i doline velike amplitude nad SAD-om, pri čemu je dolina donijela izrazito hladan zrak prema jugu preko istočnih Sjedinjenih Država 6. siječnja.

Iako se često pripisivao pomicanju cijelog polarnog vrtloga, ovaj se događaj ne može izravno pripisati promjenama stratosferskog vrtloga niti hemisferskim promjenama troposferskog vrtloga. Međutim, može ga se opisati u terminima valova na rubu troposferskog vrtloga i deformacije dijela tog vrtloga (ili “režnja”) nad istočnim Sjedinjenim Državama.

Klimatske promjene i polarni vrtlog

No, novija istraživanja ukazuju na moguće veze između globalnog zatopljenja i ponašanja polarnog vrtloga. Arktik se zagrijava otprilike četiri puta brže od ostatka planeta (tzv. Arktička amplifikacija), što znači da se temperaturna razlika između polarnih i umjerenih širina smanjuje (Francis, 2025). Arktički morski led se smanjuje, posebice u blizini Barentsovog mora, što smanjuje albedo površine i oslobađa više topline oceana u atmosferu.

Studija iz 2024. godine (Hamouda i sur.) pokazala je da je oko 65% događaja slabog polarnog vrtloga prethođeno specifičnim troposferskim anomalijama tlaka — niskim tlakom nad sjevernim Pacifikom i visokim tlakom nad Euroazijom. Takva distribucija potaknuta je zagrijavanjem oceana na visokim geografskim širinama i gubitkom morskog leda u Barentsovom i Karskom moru. Ovi rezultati potencijalno mogu pomoći u predviđanju vjerojatnosti poremećaja polarnog vrtloga tijekom zime.

Zima 2024./2025. na sjevernoj hemisferi donijela je zanimljive slučajeve. Prema analizi Climate Impact Company (veljača 2025.), dogodila su se dva kratka događaja stratosferskog zatopljenja — jedan sredinom siječnja i drugi sredinom veljače — od kojih je svaki uzrokovao epizodu polarnog vrtloga u Sjevernoj Americi. Više od jednog događaja polarnog vrtloga u istoj sezoni posljednji je put zabilježeno tijekom zima 2013./14. i 2014./15.

NOAA Climate.gov (travanj 2025.) izvijestio je o ranom završetku sezone polarnog vrtloga 2024./25. — oko 9. ožujka 2025. vjetrovi na ključnoj lokaciji promijenili su smjer, što je označilo značajan poremećaj. U drugoj polovici ožujka vjetrovi su tri puta neuspješno pokušali obnoviti svoj zapadni smjer, pri čemu su zabilježene najjače “suprotne” brzine vjetra polarnog vrtloga za to doba godine od 1991.

Preporuke za pravilno korištenje termina

Waugh, Sobel i Polvani (2017) u svom članku objavljenom u Bulletin of the American Meteorological Society pružaju korisne smjernice za sve koji koriste termin polar vortex:

1. Jasno razlikovati stratosferski od troposferskog polarnog vrtloga. Mnogi događaji vremena pri površini uključuju samo troposferski vrtlog, no većina znanstvene literature koja koristi termin polar vortex odnosi se na stratosferu. Stratosferski vrtlog može igrati ulogu u nekim događajima, no ta je uloga tipično suptilnija i neizravnija te zahtijeva dodatno specifično objašnjenje.
2. Jasno istaknuti da bilo koji pojedinačni ekstremni vremenski događaj nije posljedica samog postojanja ili općih svojstava bilo kojeg od polarnih vrtloga — bili oni troposferski ili stratosferski — budući da su oba vrtloga normalne klimatološke značajke Zemljine atmosferske cirkulacije. Događaji od interesa tipično su povezani samo s prolaznim i lokaliziranim pomacima ruba troposferskog vrtloga.

Naslovi poput “Polarni vrtlog se vratio!” sugeriraju dramatičniju promjenu globalne troposferske cirkulacije nego što se zapravo dogodila. Oba polarna vrtloga su trajne značajke — nisu nešto što “dolazi i odlazi.”

---

Zaključak

Polarni vrtlog postao je dijelom svakodnevnog vokabulara, no njegovo razumijevanje ostaje fragmentirano. Ključna poruka jest da postoje dva zasebna polarna vrtloga s bitno različitim karakteristikama, te da ekstremni vremenski događaji u srednjim širinama najčešće proizlaze iz deformacija ruba troposferskog vrtloga — tradicionalno opisivanih kao grebeni i doline ili valovi koji propagiraju duž mlazne struje — a ne iz hemisferskih promjena bilo kojeg od vrtloga.

U kontekstu klimatskih promjena, istraživanja sugeriraju da zagrijavanje Arktika može učiniti poremećaje polarnog vrtloga češćima, što bi paradoksalno (možda!) moglo značiti više prodora hladnog zraka u umjerene širine unatoč općem zatopljenju. No ovo područje ostaje aktivno polje istraživanja s mnogo otvorenih pitanja.

Za operativne meteorologe i javnost, najvažnije je razumjeti da polarni vrtlog nije nešto egzotično ili izvanredno — to je bazična značajka Zemljine klimatologije. A kada sljedeći put čujete da “stiže polarni vrtlog,” zapitajte se: o kojem vrtlogu zapravo govorimo?

---

Izvori

1. Waugh, D. W., Sobel, A. H., & Polvani, L. M. (2017). What Is the Polar Vortex and How Does It Influence Weather? Bulletin of the American Meteorological Society, 98(1), 37–44. https://doi.org/10.1175/BAMS-D-15-00212.1
2. Baldwin, M. P., & Dunkerton, T. J. (2001). Stratospheric harbingers of anomalous weather regimes. Science, 294(5542), 581–584.
3. Charlton, A. J., & Polvani, L. M. (2007). A new look at stratospheric sudden warmings. Part I: Climatology and modeling benchmarks. Journal of Climate, 20(3), 449–469.
4. Thompson, D. W. J., Baldwin, M. P., & Wallace, J. M. (2002). Stratospheric connection to Northern Hemisphere wintertime weather: Implications for prediction. Journal of Climate, 15(12), 1421–1428.
5. Thompson, D. W. J., Solomon, S., Kushner, P. J., England, M. H., Grise, K. M., & Karoly, D. J. (2011). Signatures of the Antarctic ozone hole in Southern Hemisphere surface climate change. Nature Geoscience, 4(11), 741–749.
6. Kolstad, E. W., Breiteig, T., & Scaife, A. A. (2010). The association between stratospheric weak polar vortex events and cold air outbreaks in the Northern Hemisphere. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 136(649), 886–893.
7. Hamouda, M. E., & Pasquero, C. (2024). Polar Vortex Disruptions by High Latitude Ocean Warming. Geophysical Research Letters, 51, e2023GL107567.
8. NOAA Climate.gov. (2025, April 3). An early but interesting end to the 2024-25 polar vortex season. https://www.climate.gov/news-features/blogs/polar-vortex/
9. Climate Impact Company. (2025, February 21). Explaining North America Winter 2024-25 Polar Vortex Events.
10. Francis, J. (2025). Citirano u: Borenstein, S. How cold blasts are paradoxically caused by global warming, as freezing polar vortex sweeps America. Fortune.

---

Ivan Toman