Europa tremură în așteptarea momentului când se va rupe vortexul polar: consumul de curent va exploda. "Am fost avertizați în 2018"

O rupere a vortexului polar va duce, cel mai probabil, la o triplare a nevoilor de electricitate în Europa și va pune la încercare sistemele energetice interconectate, arată un studiu citat publicat în revista Meteorological Applications și citat de Earth.com.

Deasupra Arcticii, vânturile puternice se rotesc în jurul Polului Nord în fiecare iarnă, iar acest vortex reține aerul rece ca o barieră invizibilă. Aproximativ o dată la doi ani, aceste vânturi pot slăbi considerabil, perturbând tiparele meteorologice din zonele inferioare ale atmosferei.

În timpul acestor perturbări, vortexul polar se poate deforma sau fragmenta. Temperaturile din stratosferă cresc brusc cu zeci de grade în doar câteva zile, iar aerul arctic se poate deplasa spre sud.

Studiul citat de Science Daily a constatat că, în astfel de situații, riscul unei cereri extreme de energie electrică în Europa poate crește de până la trei ori.

Cercetarea a fost condusă de Regan Mudhar de la Universitatea din Lausanne, în colaborare cu cercetători de la Universitatea din Exeter și Universitatea din Newcastle.

Mecanismul prin care vortexul polar se rupe

Vortexul polar stratosferic se formează la o altitudine cuprinsă între 10 și 50 de kilometri deasupra suprafeței Pământului. În iernile obișnuite, acesta rămâne puternic și stabil, menținând cel mai rece aer arctic izolat în regiunea polară.

Atunci când vortexul este perturbat de o încălzire stratosferică bruscă, vânturile își inversează temporar direcția. Stratosfera se încălzește puternic, iar aerul glacial se deplasează spre sud, scăpând din "izolare". E nevoie de timp pentru ca efectele să se propage la nivelul solului. 

Când aceste efecte ajung în Europa, se instaurează o vreme rece la circa două până la patru săptămâni de la perturbarea stratosferică.

Cel mai adesea, oamenii de știință pot prognoza din vreme episoadele de încălzire stratosferică bruscă, oferind operatorilor din sectorul energetic un răgaz prețios pentru a se pregăti de o perioadă de frig.

Cum a lovit Europa „Bestia din Est” acum opt ani

Cel mai spectaculos exemplu recent a avut loc în februarie 2018. Atunci, vortexul polar s-a rupt în două.

La scurt timp, temperaturile au scăzut drastic în Marea Britanie și în nordul Europei, iar presa a numit acest fenomen „Bestia din Est”. La momentul respectiv, cererea de energie pentru încălzire a crescut masiv.

„Aceste fenomene nu influențează întotdeauna temperaturile de la sol, însă cel din 2018 a fost urmat de o perioadă de frig sever în Marea Britanie și în mare parte din nordul Europei. Am analizat relația dintre încălzirea stratosferică bruscă și cererea extremă de energie electrică, amplificată de nevoile de încălzire, și am identificat o legătură între ele”, a explicat Regan Mudhar.

Pentru a determina în ce măsură acea creștere bruscă a cererii a fost cauzată de fenomenul stratosferic, și nu doar de variațiile meteorologice specifice iernii, echipa sa a realizat un nou set de prognoze.

Cercetătorii au utilizat o serie de modele climatice. Ei au manipulat virtual stratosfera în unele simulări, pentru a reproduce evoluția fenomenului de încălzire bruscă din 2018. În alte simulări, modelul stratosferic a fost lăsat să evolueze liber.

Compararea celor două seturi de date a demonstrat clar că fenomenul stratosferic în sine a generat o creștere semnificativă a riscului de cerere extremă pentru energie. Acest fenomen s-a manifestat nu doar în nordul Europei, ci și în Europa Centrală.

Ce înseamnă, de fapt, cererea extremă de energie electrică

De asemenea, cercetătorii au analizat 30 de episoade de încălzire bruscă a stratosferei, identificate în datele meteorologice începând cu anul 1979.

Cererea extremă de energie electrică este definită drept o valoare cu cel puțin 20% peste media sezonieră. Probabilitatea apariției unei astfel de cereri a fost de 1,5 până la 3 ori mai mare în săptămânile de după un episod de încălzire stratosferică bruscă (SSW) la nivelul întregii Europe.

Efectele au atins punctul maxim la aproximativ două-trei săptămâni după fenomenul stratosferic, perioadă în care, de regulă, se instalează vremea rece la nivelul solului.

În iarna 2017-2018, cererea de energie electrică din Europa a atins niveluri record în săptămânile care au urmat episodului SSW din februarie.

Nu toate țările reacționează la fel

Una dintre concluziile studiului se referă la modul diferit în care creșterea bruscă a cererii de energie electrică afectează diverse țări. Aceste diferențe depind de modul în care fiecare stat își încălzește locuințele și de gradul de suportabilitate al populației la frig.

Țările scandinave au înregistrat o creștere relativ modestă a cererii de energie electrică în timpul episoadelor de frig survenite după manifestările SSW. Statele în cauză dispun de clădiri bine izolate și de sisteme energetice concepute să facă față acestor condiții, iar populația este în mod istoric adaptată iernilor geroase.

Situația Franței a fost opusă. Având un sistem energetic puternic electrificat și o proporție mare de locuințe care utilizează încălzirea electrică, țara a înregistrat o creștere mult mai accentuată a cererii, ca răspuns la scăderile de temperatură.

„În prezent, Marea Britanie este relativ bine adaptată la vremea rece, datorită proliferării de sisteme de încălzire centrală pe gaz”, a declarat Hannah Bloomfield de la Universitatea din Newcastle.

„Totuși, pe măsură ce facem tranziția către o economie cu emisii nete zero, o mare parte din sistemele tradiționale de încălzire pe gaz vor trebui electrificate sau înlocuite cu pompe de căldură. În acest fel, perioadele cu vreme rece și vânt slab vor deveni tot mai problematice dacă dorim să asigurăm continuitatea alimentării cu energie la costuri reduse pentru consumatori”, a spus această cercetătoare.

Pe măsură ce tot mai multe gospodării europene înlocuiesc centralele pe gaz cu pompe de căldură electrice, episoadele de frig extrem ar putea exercita o presiune sporită asupra rețelelor energetice de transport. Un astfel de șoc s-ar putea suprapune cu momentul în care vitezele reduse ale vântului ar putea, de asemenea, să diminueze producția de energie din surse regenerabile.

Prognozele SSW oferă o marjă de manevră

Studiul citat conchide că intervalul dintre o SSW și răcirea ulterioară la nivelul solului oferă o oportunitate, în condițiile în care operatorii sistemelor energetice utilizează în mod curent prognoze meteo pe termen scurt pentru a gestiona cererea și oferta.

Studiul SSW ar putea extinde acest orizont de planificare cu două până la patru săptămâni.

Astfel, operatorii de rețea, comercianții de combustibil și factorii de decizie capătă timpul necesar pentru a se pregăti în vederea episoadelor de cerere extremă, înainte ca acestea să apară.

„Ne confruntăm și vom continua să ne confruntăm cu o încălzire cauzată de emisiile de gaze cu efect de seră, însă este foarte probabil ca fenomenele de încălzire bruscă a stratosferei să continue să apară, aducând cu ele vreme rece”, a declarat coordonatoarea studiului.

„Acest lucru înseamnă că, deși este esențial să continuăm să acționăm pentru reducerea emisiilor pentru a atenua schimbările climatice, este, de asemenea, important să analizăm gradul nostru de pregătire pentru evenimente extreme provocate de SSW, pe măsură ce facem tranziția către surse de energie regenerabilă”, a adăugat ea.