12 May 2020

Walka z upałami: poznaj szczegóły, zanim będzie za późno

Termometr wskazujący wysoką temperaturę
 

„W prognozie mówią, że z Jamajki
napływa ciepłe powietrze.
Umiarkowanie wysokie ciśnienie obejmie północno-wschodnią i południową część kraju... 
Możemy się spodziewać upalnych i wilgotnych nocy”.

Oficjalne definicje tego, czym są upały i co je powoduje, mogą się nieznacznie różnić. Możemy jednak śmiało założyć, że Marilyn Monroe nieco mijała się z prawdą, śpiewając w filmie „Nie ma jak show”, że to ona zapoczątkowała ich tropikalną falę.

Mimo to opisywane przez nią zjawisko z pewnością jest znane każdemu, kto mieszka na obszarze jego występowania: to wysoka temperatura, wilgotność i ogólnie niesprzyjające warunki pogodowe.

Czym są upały i skąd się biorą?

Ogólnie rzecz biorąc, upały to występujące latem okresy wyraźnie wysokiej temperatury, które utrzymują się co najmniej przez dwa dni z rzędu. Spotykamy je na całym świecie, choć objawiają się w różny sposób w zależności od lokalizacji.

Co powoduje upały?

Kiedy układ wysokiego ciśnienia atmosferycznego przemieszcza się w dany obszar, następuje transfer powietrza z górnych partii atmosfery w kierunku ziemi. Zjawisko to powoduje sprężenie powietrza, a co za tym idzie — wzrost jego temperatury. 

Ciśnienie skupione w jednym miejscu blokuje następnie możliwość przedostania się do niego innych układów barycznych. Wpływa to również na wiatr, praktycznie uniemożliwiając ich występowanie, a także zatrzymuje chmury, przez co energia i promieniowanie słoneczne obecne na danym obszarze zyskują na intensywności. Co więcej, im dłużej taki układ pozostaje nieruchomy, tym bardziej rośnie temperatura. To właśnie wtedy mówimy o upałach: zamiast krótkich skoków temperatury otrzymujemy zjawisko, które – w zależności od tego, jak długo dany układ będzie się utrzymywać – może trwać nawet wiele tygodni. W tym czas temperatury mogą osiągać skrajne wartości i zagrażać naszemu bezpieczeństwu.

Być może zastanawiacie się, dlaczego w ogóle układ wysokiego ciśnienia miałby się przenieść w dany obszar.

Za to zjawisko odpowiada połączenie szeregu czynników. Przyjrzyjmy się im z bliska. 

Prąd strumieniowy

Jak wiadomo, Ziemia jest podzielona na dwie półkule. Większość ciepła i energii jest skoncentrowana na równiku, dlatego powietrze przemieszcza się nieustannie, aby rozprowadzić je w kierunku biegunów. Na każdej półkuli poruszające się powietrze dzieli się na trzy „komórki”, które odpowiadają za cyrkulację powietrza w stronę troposfery – najniższej warstwy atmosfery.

Gdy cieplejsze powietrze zderza się z zimnym w pobliżu biegunów, powstaje prąd strumieniowy – pasmo powietrza o niewielkiej zmiennej szerokości, które płynie na zachód i z wielką siłą krąży wokół globu. 

Na półkuli północnej prądy te biegną pomiędzy zimnym powietrzem na północy a cieplejszym powietrzem napływającym z południa. Na półkuli południowej natomiast trafiają pomiędzy zimne powietrze zlokalizowane daleko na południu a cieplejsze powietrze nadchodzące z północy. W efekcie otrzymujemy dwa lub trzy prądy strumieniowe na każdej z półkul.

Prądy te znajdują się kilka kilometrów ponad powierzchnią naszej planety, jednak ich ciągły ruch tworzy i zmienia wiatry oraz układy baryczne. W kontakcie z obszarem niskiego ciśnienia zjawisko to powoduje zasysanie powietrza, co w efekcie zwiększa panujące ciśnienie.
W ciągu roku prądy strumieniowe również ulegają zmianom. Gdy poruszają się z dużą prędkością i bez żadnych przeszkód, często stają się przyczyną znaczących zdarzeń pogodowych, które występują na ich drodze. Gdy z kolei zwolnią, mogą sprzyjać przedostawaniu się w poszczególne obszary układów wysokiego ciśnienia.

Latem różnica temperatur pomiędzy biegunami a równikiem jest mniejsza, co oznacza, że mniej chłodnego powietrza zderza się z ciepłym, a prąd strumieniowy nieco się uspokaja i dryfuje dalej w kierunku bieguna na danej półkuli. W rezultacie układy wysokiego ciśnienia mogą przemieszczać się za nim, co zwiększa ryzyko powstawania upałów.

Nachylenie osi Ziemi

Upały występują zazwyczaj w środku lata. Kąt nachylenia Ziemi względem jej osi to 23,5°, dlatego lato następuje w momencie, w którym dana półkula jest nachylona w kierunku Słońca. 

W rezultacie promienie słoneczne uderzają bardziej bezpośrednio w powierzchnię planety, powodując jej intensywniejsze nagrzewanie. Dłuższe dni oznaczają z kolei, że nocą powierzchnia Ziemi ma mniej czasu na ponowne schłodzenie się. Taki stan rzeczy stwarza (i zaostrza) warunki sprzyjające powstawaniu upałów oraz — jak już wiemy — zmienia przebieg prądu strumieniowego.

Upały na terenie miast

Obszary miejskie odczuwają fale upałów znacznie bardziej niż te mniej zabudowane. Wynika to z działania efektu tzw. miejskiej wyspy ciepła. Brak roślinności skutkuje mniejszą ilością wody, która może odparowywać, a ciemne materiały budowlane o dużej gęstości — takie jak beton i asfalt — pochłaniają i zatrzymują energię cieplną. 

Co więcej, temperatura panująca w miastach i tak jest już o kilka stopni wyższa niż na terenach wiejskich. Te drugie są ponadto w stanie oddawać ciepło nocą, podczas gdy w miastach następuje jego akumulacja.

Jakie są skutki upałów?

Upały mogą być bardzo niebezpieczne. 

Szacuje się, że europejska fala upałów z 2003 r. była przyczyną tysięcy zgonów związanych z wysoką temperaturą (głównie wśród osób starszych), a straty gospodarcze osiągnęły skalę miliardów euro. Co więcej, duża część Ameryki Północnej doświadcza upałów co roku. Organy państwowe i lokalne często są przygotowane na te okoliczności: wydają ostrzeżenia i zapewniają dodatkowego wsparcie – takie jak schronienie i kurtyny wodne. Upały mogą prowadzić do zmęczenia (a nawet wyczerpania) i udarów, a także powodować oparzenia słoneczne i odwodnienie. 

Takie warunki stanowią ogromne wyzwanie dla ekip budowlanych, które wykonują intensywną pracę fizyczną. W samych Stanach Zjednoczonych każdego roku tysiące pracowników budowlanych cierpią w wyniku urazów i chorób związanych z upałem. Co więcej, skutki te często kumulują się i mogą powodować objawy dopiero po kilku dniach pracy w trudnych warunkach. 

Nie jest to jedyny sposób, w jaki upały negatywnie wpływają na pracę. Ich obecność może powodować problemy z dostępnością energii elektrycznej, ponieważ wydajność i sprawność elektrowni ulega zmniejszeniu, a same zakłady są bardziej narażone na ryzyko złamania zasad dotyczących zanieczyszczenia termicznego. W tym samym czasie miliony osób korzystają z klimatyzacji, aby poradzić sobie z upałami, przez co zwiększone zapotrzebowanie na energię może przeciążać sieć, powodując chwilowe lub długotrwałe przerwy w dostawie prądu.

Wysoka temperatura może również wymusić przerwę w realizacji prac, ponieważ posiadany sprzęt i materiały nie będą nadawać się do stosowania w tym trudnym okresie: beton i farba mogą nie schnąć, kleje, uszczelniacze i inne materiały wykończeniowe mogą ulegać stopieniu lub zmiękczeniu, wysoka wilgotność może uszkodzić drewno i inne materiały. a niektóre urządzenia mogą ulegać awariom lub działać nieprawidłowo w wysokiej temperaturze. 

Jak przygotować miejsce pracy?

Jednym z poważnych wyzwań dla firm budowlanych, które chcą zapewnić sobie ochronę przed skutkami upałów, jest brak jednoznacznej odgórnej definicji upałów jako takich oraz tego, kiedy należy wydawać stosowne ostrzeżenia.

Oznacza to, że musimy działać w sposób proaktywny i samodzielnie określać wszystkie podstawowe zasady postępowania. 

Kwestią nadrzędną jest, rzecz jasna, dobro pracowników. W okresie letnim warto nalegać, aby stosowali krem przeciwsłoneczny, oraz zapewniać im kaski i kamizelki chłodzące – tj. z dodatkową wentylacją lub miejscem na worki z lodem. 

Musimy również zadbać o to, aby każdy miał dostęp do dużej ilości wody, a także planować regularne przerwy i opracowywać harmonogramy pracy tak, aby w miarę możliwości pomijać najgorętszą porę dnia. 

Warto też wziąć pod uwagę rozwiązania chłodzące i osuszające, a także namioty, które pozwolą odizolować miejsca pracy od zdradliwych promieni słonecznych. Warto przy tym pamiętać, że ciemne materiały pochłaniają ciepło, dlatego białe namioty i pokrowce będą sprzyjać odbijaniu energii słonecznej.

Jeżeli będziemy świadomi potencjalnych awarii sprzętu i przerw w dostawach energii, opracowanie z dużym wyprzedzeniem planu awaryjnego może pomóc nam w złagodzeniu wszelkich problemów, które spowalniają pracę i utrudniają dotrzymanie terminów.

Jak można szybko uzyskać dostęp do energii elektrycznej i innych ważnych mediów w przypadku awaryjnego wyłączenia? Które ciągi technologiczne są od siebie wzajemnie zależne? Warto porozmawiać na ten temat z dostawcą tymczasowych rozwiązań, aby dowiedzieć się, co będzie potrzebne w sytuacji kryzysowej i jak można wdrożyć stosowne środki w ciągu zaledwie kilku godzin. Takie podejście pozwoli zaoszczędzić znaczne kwoty w obliczu potencjalnych przestojów i opóźnień, które mogą wynikać z niesprzyjających warunków atmosferycznych. 

Zachowanie bezpieczeństwa i produktywności w obliczu upałów wymaga starannego przygotowania, oceny ryzyka i uwzględnienia potrzeb zespołu. Jest to spore wyzwanie, któremu mimo wszystko da się sprostać, jeśli podejmiemy odpowiednie kroki.