Intenzivne oluje mogu pomoći ubrizgati vodenu paru visoko u nebo na način sličan načinu na koji se voda iz slavine oporavlja i teče na površini sudopera. Nova otkrića bi mogla pomoći znanstvenicima da preciznije prognoziraju tornada i globalno zatopljenje.

Kada se pojave jake oluje, većina njih brzo raste prema gore iz troposfere, atmosferskog sloja najbliže Zemljine površine. Kada udare u gornje granice troposfere, poznate kao tropopauza, vrhovi oluje obično se izravnavaju, dajući im svoj prepoznatljiv oblik poput nakovnja.

Međutim, najmoćnije grmljavinske oluje mogu generirati intenzivna uzdizanja koja mogu probiti tropopauzu u sloju stratosfere. To može stvoriti cirusne perjanice leda i vodene pare nekoliko kilometara iznad nakovnja, koje se zatim šire niz vjetar.

Ove perjanice često najavljuju jaka tornada i tuču na tlu. Oni također mogu igrati važnu ulogu u kretanju vodene pare u normalno suhu stratosferu, gdje može poslužiti kao moćan staklenički plin i uništiti ozon. Međutim, mnogo je ostalo nepoznatog o tome kako te perjanice funkcioniraju, uključujući potencijalne klimatske učinke.

Kako bi rasvijetlili fiziku tih perjanica, znanstvenici su generirali računalne simulacije velikih atmosferskih vrtloga (eng. eddies) i usporedili ih s radio opažanjima intenzivne tuče iz zraka.

Otkrili su da olujni oblaci koji se uzdižu u stratosferu djeluju poput fizičkih barijera koje odbijaju visinske tokove vjetra. To može generirati takozvani hidraulički skok, sličan onome "možete se ponovno stvoriti u kuhinjskom sudoperu jednostavnim uključivanjem slavine", rekla je glavna autorica studije Morgan O'Neill, atmosferska znanstvenica sa Sveučilišta Stanford.

Kada voda udari u površinu sudopera, unutrašnjost nastalog kruga vode je tanka i brzo teče, ali kako se taj krug širi prema van, naglo se pomiče kako bi postao sporiji, dublji i turbulentniji, ta prijelazna točka je poznata kao hidraulički skok. Slično tome, zrak u tropopauzi iznad snažnih grmljavinskih oluja "kreće se super brzo, preko 100 metara u sekundi u našim simulacijama, sve dok ne postane nestabilan i doživi sličan kaotični turbulentni prijelaz na sporiji protok - hidraulički skok", pojasnila je O'Neill.

Istraživači su procijenili da ovaj hidraulički skok, koji se događa na tropopauzi nizvodno od oluje, može ubrizgati vodenu paru duboko u stratosferu brzinom većom od sedam tona u sekundi. Perjanice su vidljive manifestacije hidrauličkog skoka, istaknuli su.

Ova nova otkrića mogu pomoći objasniti zašto te perjanice dovode do većeg rizika od tornada i jake tuče, što nas "približava točnijim prognozama i upozorenjima", rekla je O'Neill. Osim toga, rezultati sugeriraju kako bi više vode moglo doći do gornje atmosfere nego što se mislilo, s potencijalnim dugoročnim posljedicama za globalno zatopljenje, dodala je.