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

Horus: Revolucionarni fazni meteo-radar

Zamislite da pokušavate fotografirati pokretni objekt fotoaparatom koristeći dugu ekspoziciju – dobit ćete mutnu sliku koja jedva naznačuje što se zapravo događa. Upravo taj problem desetljećima muči meteorologe koji pokušavaju pratiti brzo razvijajuće konvektivne oluje, posebice tornada. No novi meteorološki radar razvijen na Sveučilištu u Oklahomi mogao bi to zauvijek promijeniti.

Ograničenja postojeće mreže

Američka mreža Weather Surveillance Radar-1988 Doppler (WSR-88D), poznata i kao NEXRAD, predstavlja okosnicu operativnog meteorološkog radarskog motrenja već više od tri desetljeća. Unatoč neospornoj vrijednosti podataka koje pruža, njezin temeljni dizajn – mehanički rotirajuća antena s jednim snopom – inherentno ograničava vremensku rezoluciju. Kompletno volumno skeniranje tipično traje 4-5 minuta, što je predugo za praćenje brzih promjena u tornadu ili razvojnih faza superćelijske oluje. Slična je situacija s našim radarima u Metmonic projektu, osvježavanje slike je svakih 5 minuta, ali veći problem od toga je što kompletan sken nije dobiven trenutačno, već postupno tijekom tih 5 minuta, što znači da sama slika nije “zamrznut trenutak” već nešto poput “razmazane fotografije” zbog preduge ekspozicije.

Kako ističu Zrnić i suradnici (2007), potreba za agilnijim sustavima prepoznata je još prije dva desetljeća. Radari s faznim nizovima (engl. phased array radars, PAR) nude rješenje elektroničkim upravljanjem snopa zračenja. Pritom se zakretanje snopa zračanja postiže faznim pomakom između pojedinih elemenata antenskog niza (matrice), a bez mehaničkog pomicanja antene. No, iako je to u načelu već dugo poznata teorija, tek potpuno digitalna arhitektura oslobađa puni potencijal ove moderne tehnologije, inače već prikazane i u filmu Twisters (2024).

Što Horus čini posebnim?

Horus je potpuno digitalni S-band polarimetrijski radar s faznim nizom razvijen u Advanced Radar Research Center (ARRC) Sveučilišta u Oklahomi. Ključna razlika u odnosu na prethodne PAR sustave leži u digitalizaciji signala na razini svakog pojedinačnog antenskog elementa, za obje polarizacijske komponente (Palmer i sur., 2023).

Ova arhitektura omogućuje ono što autori nazivaju “softverski definiranim radarom” – sustav čije se karakteristike mogu fleksibilno mijenjati kroz programsku podršku, bez hardverskih modifikacija. U praksi to znači mogućnost implementacije naprednih tehnika oblikovanja snopa koje su nedostižne konvencionalnim ili djelomično digitalnim sustavima.

Napredni načini skeniranja

Članak objavljen u Bulletin of the American Meteorological Society (Schvartzman i sur., 2026) detaljno opisuje tri ključna napredna načina rada:

1. Jednodimenzionalno proširenje snopa (1D spoiling) – Odašiljački snop se elektronički širi u elevacijskom smjeru (po vertikali) dok se antena mehanički rotira u azimutu. Time se postiže brzo uzorkovanje vertikalnog profila atmosfere, s tipičnim vremenima ažuriranja volumena od 10-30 sekundi za punu rotaciju od 360°.

2. Dvodimenzionalno proširenje snopa (2D spoiling) – Snop se elektronički širi i u azimutu i u elevaciji, pokrivajući široki atmosferski sektor jednim skenom. Digitalno oblikovanje prijamnih snopova zatim omogućuje istovremeno prikupljanje podataka iz više smjerova. Ovim načinom Horus može ažurirati sektor od 60° × 30° u svega 3,52 sekunde.

3. Višestruki simultani odašiljački snopovi – Sustav generira više uskih snopova koji se istovremeno odašilju u različitim smjerovima, poboljšavajući vremensku rezoluciju uz održavanje osjetljivosti i kvalitete polarimetrijskih mjerenja.

Svaki od ovih načina ima svoje prednosti i ograničenja. Proširenje snopa smanjuje pojačanje antene i time osjetljivost radarskog sustava – autori navode formulu za procjenu gubitka:

Tako, primjerice, proširenje snopa s 1° na 10° u elevaciji rezultira gubitkom od približno 10 dB u detektabilnosti radarske jeke. Stoga autori preporučuju hibridni pristup: višestruki uski snopovi na niskim elevacijskim kutovima (gdje su jaki gradijenti reflektivnosti i prizemna gustoća čestica u zraku), a prošireni snopovi na višim kutovima gdje je brzo skeniranje prioritet.

Demonstracija u praksi: Tornado kod Normana

Teoretske prednosti lako je nabrojati, no prava vrijednost sustava dokazuje se u operativnim uvjetima. Noć 27./28. travnja 2024. pružila je idealnu priliku – višestruka tornada pogodila su Oklahomu i sjeverni Teksas, uključujući EF1 tornado u blizini Normana.

Horus je, pozicioniran kod Lloyd Noble Centra Sveučilišta u Oklahomi, kontinuirano pratio razvoj situacije. Koristeći 2D proširenje snopa, radar je ostvario volumna ažuriranja svakih 3,52 sekunde – više od 15 puta brže nego klasični radar WSR-88D. Autori navode da su uzastopna skeniranja uhvatila produbljivanje i sužavanje slabo-odjekne rupe (weak-echo hole, WEH) povezane s uzlaznom strujom tornada.

Posebno je zanimljivo zapažanje da su promjene koje bi bile nevidljive s minutnim ažuriranjima postale jasno uočljive – centroid WEH-a se podizao, što ukazuje na jačanje uzlazne struje, dok je smicanje vjetra između susjednih radarskih ćelija raslo, signalizirajući intenzifikaciju vrtloga.

Polarimetrijski podaci – diferencijalna reflektivnost (Z_DR), diferencijalna faza (Φ_DP) i korelacijski koeficijent (ρ_hv) – pokazali su očekivane značajke za tornada, uključujući karakterističan “potpis” letećih krhotina (tornado debris signature, TDS).

Usporedba s referentnim sustavom

Za validaciju kvalitete podataka, Horus je tijekom ranijeg eksperimenta (8. kolovoza 2023.) usporedno djelovao s RaXPol-om (rapid-scan X-band polarimetric Doppler radar), dobro etabliranim istraživačkim radarom. Unatoč razlikama u frekvenciji (S-band vs. X-band), širini snopa i vršnoj snazi odašiljača, polarimetrijske varijable pokazale su visoku korelaciju. Pearsonov koeficijent korelacije iznosio je više od 0,9 za reflektivnost, radijalnu brzinu i diferencijalnu fazu, dok je Z_DR pokazao nešto nižu korelaciju (~0,8), što je konzistentno s poznatom većom varijabilnošću ove varijable između radarskih sustava različitih karakteristika (Ryzhkov i Zrnić, 2019).

Implikacije za operativnu meteorologiju

Američka Nacionalna meteorološka služba (NWS) trenutno provodi program “Radar Next” s ciljem evaluacije tehnologija za zamjenu dotrajalih WSR-88D radara (Gallagher i sur., 2024; Zachman i sur., 2025). Potpuno digitalna arhitektura demonstrirana Horusom predstavlja uvjerljiv model za ovu tranziciju.

Mreža digitalnih radara s faznim nizovima mogla bi ponuditi kontinuirano, adaptivno i visoko-vremenski razlučivo motrenje, značajno poboljšavajući sposobnost praćenja tornada, tuče i drugih opasnih vremenskih pojava. Elektronički upravljani snopovi dramatično bi smanjili vrijeme ažuriranja volumena uz očuvanje kvalitete podataka.

Dodatno, fleksibilnost sustava otvara mogućnosti za multifunkcionalno djelovanje – ista radarska mreža mogla bi istovremeno služiti meteorološkom motrenju, praćenju civilnog zračnog prometa, pa čak i detekciji svemirskih krhotina, što je sve relevantniji izazov s rastućim brojem satelita u orbiti.

Pogled u budućnost

Autori naglašavaju da demonstrirane mogućnosti predstavljaju tek početak razvoja. Budući napori usmjerit će se na adaptivno skeniranje vođeno algoritmima umjetne inteligencije – sustav bi autonomno prepoznavao razvijajuće oluje i automatski prilagođavao strategiju skeniranja, koncentrirajući resurse na područja od najvećeg interesa.

Zamislite radar koji sam prepoznaje nastajuću mezociklonu i automatski prelazi na visoko-frekventno skeniranje upravo tog područja, dok ostatak volumena nastavlja pratiti standardnim tempom. To više nije znanstvena fantastika – komponente za takav sustav već postoje, a Horus je platforma na kojoj će se one integrirati.

---

Za meteorološku zajednicu, a posebice za operativne prognostičare koji donose odluke o upozorenjima u realnom vremenu, ovo predstavlja izniman pomak. Brže i detaljnije informacije o evoluciji oluja mogu se izravno prevesti u ranija i preciznija upozorenja, a time i u spašene živote i imovinu.

---

Izvori

1. Schvartzman, D., Palmer, R.D., Herndon, M., Cheong, B., Bodine, D., Kirstetter, P., Yeary, M., Yu, T.-Y., i Zrnić, D. (2026). Advanced Weather Surveillance Capabilities of the Fully Digital Horus Phased Array Radar. Bulletin of the American Meteorological Society, 107(1), E59-E78. https://doi.org/10.1175/BAMS-D-24-0296.1
2. Palmer, R.D., i sur. (2023). Horus—A fully digital polarimetric phased array radar for next-generation weather observations. IEEE Transactions on Radar Systems, 1, 96-117.
3. Zrnić, D., i sur. (2007). Agile-beam phased array radar for weather observations. Bulletin of the American Meteorological Society, 88, 1753-1766.
4. Ryzhkov, A., i Zrnić, D. (2019). Radar Polarimetry for Weather Observation. Springer International Publishing.
5. Bodine, D.J., i Griffin, C.B. (2024). Meteorological research enabled by rapid-scan radar technology. Monthly Weather Review, 152, 3-37.

Ivan Toman

Dalmatinska zagora je meteorološki vrlo hirovito područje. Iako ne toliko udaljena od mora, meteorološka događanja često znaju biti drukčija nego na obali, nerijetko i ekstremnija. Na granici mediteranske i kontinentalne klime, Zagora je poznata po svojim hladnim i jakim vjetrovima, često iznimnim količinama oborina, a u inverzivnim okolnostima i po niskim noćnim temperaturama. Grad Knin nije iznimka, a njegovi stanovnici posebno će pamtiti blagdan Tri Kralja, 06. siječnja ove godine.

Već smo pisali o prodoru hladnog zraka i jačanju sredozemne ciklone koja je donijela mnogo oborina, kišu na Jadranu i snijeg u unutrašnjosti, te znatno snizila temperature zraka ispod pozitivne granice. Dok su mnogi uživali u snijegu, neki ga i kudili, Knin i dio Dalmatinske zagore toga je popodneva vidio samo led i štetu koju je ovo nevrijeme napravilo.

Što je pošlo po zlu toga dana? Sredozemna ciklona s 999 hpa u centru, ušla je u Jadran malo sjevernije nego što se uglavnom očekivalo i svojim prednjim dijelom gurala topli zrak koji se pred hladnoćom koja je pristizala sa sjevera dizao u više slojeve atmosfere, stvarajući tzv “toplinski klin”. Zbog toga, oborine su padale u obliku kiše do prizemnog sloja gdje su već prevladali hladan zrak i negativne temperature. Dalmatinska obala je još bila temperaturno poviše nule i oborine primala u obliku obične kiše. Zapuhala je jaka do olujna bura.

Na karti vidimo položaj cikone s 999 hpa u centru oko 18h toga dana. Izvor: https://meteocentre.com

Koliko je toplinski klin bio jako izražen najbolje kazuju temperature zraka na vrhovima viših planina u blizini gdje postoje mjerne postaje. Dok je Knin već mjerio -2°C na dva metra visine, najviši vrh Hrvatske Sinjal na Dinari mjerio je +1°C, dok je planinarski dom na Promini koji se nalazi na 850 mnv mjerio +5°C tijekom cijelog popodneva i večeri.

Na kninskom području velika količina padalina jednostavno se ledila u dodiru s tlom, automobilima, objektima, stablima, stvorivši ledenu koru debelu 5-6 cm. Debeli slojevi leda po granama, ledene sige su visile po krovovima, stupovima stvarajući apokaliptični prizor.

Foto: Zvonimir Barišin

Izvor: HRT

Olujna bura lomila je grane stabala opterećene ledom koje su padale po ulicama, zakrčila ceste i željezničke pruge, srušeni su stupovi elektrodistribucijske i telekomunikacijske mreže, pa su dio Knina i većina okolnih sela ostali i bez struje i interneta. Bilo je i oštećenih automobila. Vlak koji je iz Zagreba krenuo u Split, ostao je preko 20 sati “zarobljen” na kninskom kolodvoru zbog oštećenja stakla i neprohodnosti pruge.

Izvor: 24 sata

Malo olakšavajuća okolnost dogodila se tek u ranojutarnjim satima, odmicanjem ciklone dalje prema jugu i dodatnim zahlađivanjem. Viši slojevi bili su sve hladniji i počeo padati običan snijeg na zaleđenu površinu. Prava je sreća u svemu ovome što nije bilo ljudskih žrtava.

Iduća dva dana kninsko područje je zadržalo negativnu temperaturu koja je onemogućila otapanje leda i otežavala popravke i saniranje štete, pa su pojedina mjesta dugo čekala ponovnu uspostavu električne energije i normalizaciju života.

Kolika je stvarna šteta od ovog nevremena na kninskom području kao i još nekim dijelovima Dalmatinske zagore još se procijenjuje, a kiša koja se ledi pri dodiru s tlom ili “ledena kiša”, još je jednom pokazala koliko je opasan i ekstreman meteorološki događaj.

Izvor: HRT (Ilustracija)

Ivica Grbelja

Uslijed vrlo niskih temperatura koje su jutros dosegle i blizu -20°C, izraženi zimski uvjeti nastavit će se i idućih dana. Tlo nad kontinentalnim krajevima prekrivenim snijegom, te s njime i prizemni sloj zraka zadržat će se na temperaturama oko ili ispod nule, a približavanjem atlantske ciklone prema našim će krajevima već danas početi pristizati topliji zrak sa zapada u višim slojevima troposfere. Takva situacija uzrokovat će temperaturnu inverziju (porast temperature s visinom), a uz sve oblačnije vrijeme u petak, već od jutra i oborine.

U takvim uvjetima kad na nekoj visini postoji sloj zraka topliji od 0°C, dovoljne debljine, oborina koja pada prema tlu se topi i pretvara u kišu. Međutim, zadržani hladan prizemni sloj te kapljice prehlađuje, tj. spušta im temperaturu ispod točke ledišta i one se u dodiru s tlom ili objektima na tlu, trenutačno smrzavaju. Tu opasnu i štetnu pojavu nazivamo ledena kiša.

U petak će u značajnom dijelu unutrašnjosti regije postojati takvi uvjeti. Prvenstveno, u središnjoj Hrvatskoj i Slavoniji (vidi kartu ispod).

Na slici je prikazan samo jedan od trenutaka (17 sati po lokalnom vremenu) gdje žuto-crveno obojana područja prikazuju prognoziranu ledenu kišu. Ona je moguća u cijelom nizinskom području unutrašnjosti gdje će se topao zrak koji dolazi u višim slojevima najteže probiti do tla.

Prestanak postojanja uvjeta za ledenu kišu očekuje se u noći na subotu, novim prodorom hladne zračne mase sa sjevera koja će ukloniti slojeve toplije od 0°C. Time će oborina ponovo prijeći u snijeg, a tijekom subote se očekuje i njegov prestanak te mjestimice i kidanje naoblake. U nedjelju još hladnije, a na Jadranu jaka i olujna bura. Noć na ponedjeljak bi mogla ponovo biti pretežno vedra, ponegdje uz maglu, te najniže temperature slične ovima jutros – na kontinentu većinom od -10 do -20°C.

Ivan Toman

Najluđa noć u godini bila je hladna i neugodna za doček na otvorenom. Situaciju je jedino ublažio izostanak bilo kakvog vjetra, pa se uz dobro zabavu lakše izdržalo. Bila je to samo uvertira u prilično turbulentni početak siječnja.

Od samog početka godine, na europski kontinent počeo se spuštati vrlo hladan zrak arktičkog porijekla. Ovo je uzrokovalo hladne dane, uz obilne oborine u istočnoj, sjevernoj i velikom dijelu srednje Europe. Temperature zraka pale su i 10-15°C ispod prosjeka. Prolaskom fronte, na području sjevernog Atlantika ojačalo je polje visokog tlaka zraka, stvarajući tzv. Grenlandski blok. Ovo je hladan zrak gurnulo još više prema jugu Europe, poremetivši uobičajeno zapadno strujanje. S prednje strane počeo je pritjecati topao i vlagom bogat zrak. Ulaskom u Sredozemlje došlo je do stvaranja niza ciklona i frontalnih aktivnosti. Na Jadranu je prvih dana Nove godine bila izražena južina. Do 05. siječnja naši su se krajevi našli pod utjecajem ciklone sa središtem u Tirenskom moru. Iako masa hladnog zraka uglavnom pruža dolinu prema jugozapadu kontinenta, dio je prošao Alpe i ušao u sjeverne djelove naše zemlje. Sudaranje toplih i hladnih zračnih masa uzrokuje turbulentne vremenske prilike. Na Jadranu i područjima uz Jadran imamo dugotrajnu kišu, dok je u višim dijelovima, gorju, ponegdje i u nizinama počeo padati slab do umjeren snijeg, koji se zbog niskih temperatura akumulira na tlu.

Na slici koju je izdao ECMWF jučer u 12h po UTC-u vidimo kartu tlaka zraka, položaj ciklone i kretanje hladne zračne mase kakvo bi trebalo biti danas sredinom dana.

Valja napomenuti kako je u pograničnim područjima Hrvatske i BiH bilo i opasnih pojava kiše koja se ledi pri dodiru sa tlom ili predmetima, uz manje štete na infrastrukturnim objektima.

Što nas čeka u narednim danima? Prema prognozi DHMZ-a, u kontinentalnim dijelovima i gorju, snijeg će i dalje nastaviti padati,uz stvaranje snježnog pokrivača. Na Jadranu će uglavnom padati kiša, ponegdje i obilna, biti će i grmljavine, a niti mogućnost bujičnih poplava ponegdje nije isključena.Zbog jačanja AC grebena, bura će ojačati, pa će na poznatim lokacijama biti i olujna, moguće i orkanska. Južnije od Šibenika, zbog približavanja ciklone i njezinog ulaza u Jadran puhati će jugo, koje može imati i vrlo jake udare. Uz daljni pad temperature zraka snijeg je od sutra popodne i navečer moguć ponegdje i na Sjevernom Jadranu, Dalmatinskoj zagori, te uz obalu sjeverne Dalmacije. U Zagori je moguća i pojava kiše koja se ledi pri tlu. Daljnim prodorom hladnog zraka u niže slojeve, topliji zrak diže se u više. Ova vrlo opasna pojava izaziva poledicu, opasnu za pješake, vozače u prometu i infrastrukturu općenito.

Na gornjoj slici vidimo procjenu količine i vrste oborina u Europi i na našem području, kakva bi trebala biti 7. siječnja, sredinom dana.

Na slici iznad je sinoptička karta tlaka traka na 07.siječnja, po ECMWF modelu.

Vremenske prilike trebale bi se privremeno smirivati 8. siječnja u popodnevnim satima, u vidu slabljenja bure i odmicanjem ciklone dalje od naših krajeva. Napomenimo, da će ovo biti i najhladniji dan ovog razdoblja. Svuda se očekuju negativne temperature zraka, a minusa bi trebalo biti i uz obalu.

DHMZ prognozira tijekom četvrtka okretanje vjetra na zapadne i jugozapadne smjerove. Na Jadranu će bura slabiti i okretati na prvo sjeverni vjetar, a zatim u petak i jugo, koje će jačati na jako, ponegdje i olujno.

Ovo je uvod u novu promjenu vremena.

Na slici vidimo procjenu debljine snježnog prekrivača koja bi ponegdje mogla biti i viša od 10 cm.

Iz subjektivnog kuta gledanja: Ovo je jedna od tipičnih zimskih situacija, karakteristična za siječanj i prvu polovicu zime. Snijega će biti, nekima na radost, nekima na žalost i to vjerojatno i u krajevima gdje duže vrijeme nije bio uobičajena pojava, kao nekad. Po mom mišljenju, za obalu je granična situacija po pitanju snježnih oborina. Možda orografija pojedinog područja bude presudna za prvo pahuljanje nakon duže vremena.

Ivica Grbelja

Razumiju li ljudi probabilističke prognoze vremena?

Svaka vremenska prognoza nosi u sebi neizvjesnost. Ta je činjenica fundamentalna za meteorologiju, a ipak se o njoj rijetko otvoreno govori. Zašto? Postoji uvriježeno mišljenje da “ljudi ne razumiju vjerojatnosti” i da bi ih dodatne informacije o nesigurnosti prognoze samo zbunile. No što ako je ta pretpostavka pogrešna?

Dva nedavno objavljena članka Kena Mylnea iz britanskog Met Officea, publicirana u časopisu Weather Kraljevskog meteorološkog društva, bave se upravo ovom temom — i njihovi zaključci mogli bi promijeniti način na koji razmišljamo o vremenskim prognozama.

Zašto je neizvjesnost neizbježna?

Atmosfera je kaotični sustav. Edward Lorenz, otac teorije kaosa, slikovito je to opisao riječima da “jedan zamah krila leptira može uzrokovati tornado na drugom kraju svijeta”. U praktičnom smislu, to znači da male pogreške u početnim uvjetima — a savršeno poznavanje stanja atmosfere jednostavno nije moguće — mogu rezultirati velikim razlikama u prognozi, osobito na dulje rokove.

Tradicionalna “deterministička” prognoza polazi od jedne procjene trenutnog stanja atmosfere i simulira jedan mogući razvoj događaja. Problem je što takva prognoza ne govori ništa o tome koliko smo sigurni u taj ishod.

Ansambli: od jedne do mnoštva prognoza

Rješenje koje se u operativnoj meteorologiji koristi već više od tri desetljeća jest ansambelsko prognoziranje. Umjesto jedne simulacije, pokreće se više njih — svaka s malo drugačijim početnim uvjetima ili drugačijim podešavanjem modela, koji odražavaju nesigurnost u analizi trenutnog stanja atmosfere ili nesavršenost modela. ECMWF-ov globalni ansambl, primjerice, ima 51 član, dok britanski MOGREPS-UK koristi 18 članova s vremenskim pomacima.

Rezultat je distribucija vjerojatnosti mogućih ishoda. Iz nje se mogu izvući razne informacije: najvjerojatnija vrijednost, raspon mogućih temperatura, vjerojatnost oborine iznad određenog praga ili, što je posebno važno za upozorenja, šansa za ekstremne događaje.

Mylne u prvom članku navodi da verifikacijske studije dosljedno pokazuju kako ansambli imaju veću prognostičku vještinu od determinističkih modela, čak i kad rade na nižoj rezoluciji. Zbog toga su i Met Office i ECMWF odlučili ukinuti zasebne determinističke modele visoke rezolucije i usmjeriti resurse isključivo na ansambelske sustave.

Hoće li javnost to razumjeti?

Ovdje dolazimo do ključnog pitanja drugog članka. Uobičajene brige prognozera i pružatelja usluga uključuju tvrdnje poput: “Ljudi jednostavno moraju donijeti odluku”, “Korisnici žele da mi donesemo odluku umjesto njih” ili “Komunikacija neizvjesnosti potkopat će povjerenje u naše prognoze”.

No istraživanja pokazuju suprotno.

Na Sveučilištu u Exeteru provedena su laboratorijska ispitivanja u kojima su sudionici donosili odluke na temelju različitih prikaza vremenskih prognoza. U jednom eksperimentu (Roulston i Kaplan, 2009.), jedna skupina vidjela je jednostavan linijski graf temperature, dok je druga dobila složeniji prikaz s prikazanim rasponom nesigurnosti. Rezultat? Skupina s dodatnim informacijama o nesigurnosti donosila je ispravne odluke u 85% slučajeva, nasuprot 69% kod kontrolne skupine — i to neovisno o akademskoj pozadini sudionika.

Posebno zanimljiva bila je online igra “Weather Game” (Stephens i sur., 2019.) s preko 8000 sudionika koji su pomagali izmišljenom prodavaču sladoleda Bradu odabrati najbolja vremena i lokacije za prodaju. Zaključci su bili jasni:

• Većina ljudi sposobna je iskoristiti informacije o nesigurnosti
• Složeniji prikazi nisu zbunjivali sudionike
• Čak i uz determinističke prognoze, ljudi su iskazivali manje od 100% povjerenja — intuitivno su pretpostavljali određenu nesigurnost
• Najbolje rezultate postigli su oni s najsloženijim prikazom (kombinacija linije najvjerojatnije vrijednosti s prikazom raspona)

Sustavni pregled literature Ripbergera i suradnika (2022.), koji je obuhvatio 327 studija, dolazi do istog zaključka: prosječni ljudi mogu razumjeti i koristiti probabilističke informacije ako se pazi na način prezentacije, a takve informacije općenito poboljšavaju kvalitetu odluka.

Kako komunicirati nesigurnost?

Istraživanja nude konkretne smjernice. Jezik je važan: riječ “vjerojatnost” (probability) mnogima zvuči matematički i zastrašujuće, dok “šansa” (chance) ili “izgledi” (likelihood) djeluju pristupačnije. Slično tome, “pogreška” (error) u znanstvenom smislu znači odstupanje od točne vrijednosti, ali javnost može to protumačiti kao “grešku” ili nesposobnost.

Posebno je problematično kad ljudi različito tumače što “30% šanse za kišu” uopće znači. Gigerenzer i suradnici (2005.) identificirali su tri česta pogrešna tumačenja: da će kiša padati na 30% područja, da će padati 30% vremena, ili čak da 30% meteorologa misli da će padati. Jasno definiranje na što se vjerojatnost odnosi — tzv. referentna klasa — ključno je za ispravno razumijevanje.

Mylne predlaže dualni pristup: kombinaciju grafičkog prikaza (npr. tortni dijagram ili piktogram) s numeričkom vrijednošću. Tako se istovremeno doseže i one koji preferiraju vizualne informacije i one koji vole brojke.

Događaji visokog učinka, niske vjerojatnosti

Poseban izazov predstavljaju tzv. HILL događaji (High-Impact Low-Likelihood) — rijetki, ali potencijalno katastrofalni vremenski ekstremi. U ansambelskim prognozama oni se često pojavljuju kao “outlieri” — pojedinačni članovi ansambla koji predviđaju znatno drugačiji ishod od većine.

Primjer koji Mylne navodi jest oluja “Beast from the East” koja je početkom ožujka 2018. donijela obilne snježne nanose u jugozapadnu Englesku. Tri i pol dana unaprijed, većina članova ansambla predviđala je nastavak snježnih pljuskova na sjeveroistoku, dok je samo nekoliko članova sugeriralo mogućnost razvoja ciklone s juga koja bi pogodila jugozapad. To je bio signal za izdavanje ranog upozorenja.

Britanski sustav upozorenja koristi matricu koja kombinira razinu učinka s vjerojatnošću. Istraživanje Mu i suradnika (2018.) pokazalo je da ljudi koji dobiju informaciju i o razini učinka i o vjerojatnosti donose bolje odluke od onih koji vide samo boju upozorenja.

Implikacije za praksu

Zaključak ovih istraživanja je jasan: uskraćivanje probabilističkih informacija iz straha da ih javnost neće razumjeti čini medvjeđu uslugu većini korisnika. Prognoza koja govori samo najvjerojatniji ishod onemogućuje korisnicima da prilagode svoje odluke vlastitim potrebama i osjetljivostima.

Razmislite o sljedećem primjeru: prognoza daje 30% šanse za kišu. Automatski sustav koji “svodi” tu informaciju na deterministički zaključak “suho” loše služi svakom korisniku koji je osjetljiv na kišu i radije bi ponio kišobran pri 30% šanse nego riskirao. Slično, vlasnik broda koji bi premjestio plovilo na sigurno već pri 10% šanse za olujne vjetrove — zbog visokog potencijalnog troška štete — bio bi loše uslužen prognozom koja daje samo najvjerojatnije, blaže vjetrove.

Meteorolog nikad ne može znati sve raznovrsne primjene javne prognoze, ali učinkovita komunikacija nesigurnosti otvara mogućnost korisnicima da donesu odluke primjerene njihovim okolnostima.

Pogled naprijed

Ansambli više nisu samo pomoćno sredstvo — postaju srž operativnih prognostičkih sustava. S razvojem sustava poput IMPROVER-a koji kalibrira i kombinira izlaze različitih modela, te s naglim usponom metoda umjetne inteligencije u meteorologiji, mogućnosti se dodatno šire.

No tehnološki napredak sam po sebi nije dovoljan. Da bi se ulaganja u ansambelsko prognoziranje u potpunosti isplatila, ključno je pronaći učinkovite načine za komunikaciju tih informacija korisnicima — ne samo profesionalnim donosiocima odluka, već i širokoj javnosti s njezinom raznolikošću vremenski osjetljivih aktivnosti i različitom averzijom prema riziku.

Istraživanja pokazuju da je taj cilj ostvariv. Većina ljudi nije samo sposobna razumjeti probabilističke prognoze — oni na temelju njih donose bolje odluke. Vrijeme je da im to i omogućimo.

---

Izvori:

Mylne, K.R. (2025). Probability forecasts – Part 1: ensembles and probabilistic forecasts. Weather. https://doi.org/10.1002/wea.70015

Mylne, K.R. (2025). Probability forecasts – Part 2: will people understand? Weather. https://doi.org/10.1002/wea.70016

Ivan Toman