9. listopada 2015., nakon zalaska Sunca, poznati dubrovački fotograf Boris Bašić ovjekovječio je prelijepe Kelvin-Helmholtz oblake iznad starog grada. Fotografije su stajale dulje vrijeme u arhivi, no ipak su privukle pažnju znanstvene zajednice te je odlučeno da se ovaj konkretan događaj prouči sa sinoptičke strane i napravi simulacija numeričkim modelom. Kelvin-Helmholtz valovi u atmosferi nastaju u specifičnim uvjetima. Riječ je o vrsti turbulencije, tj. lokalne atmosferske nestabilnosti u inače statički stabilnoj stratifikaciji slojeva zraka. Da bi se pojavila ovakva nestabilnost, potrebno je vertikalno smicanje između dva susjedna sloja zraka po visini i to u točno određenom odnosu sa statičkom stabilnošću. U tom se kontekstu u istraživanju ove pojave često koristi tzv. Richardsonov broj, koji opisuje stabilnost atmosfere i tendenciju postojanja turbulencije. On se definira kao odnos stabilnosti sloja i magnitude smicanja, te se može pokazati da se Kelvin-Helmholtz nestabilnost pojavljuje samo onda kad je iznos Richardsonovog broja za atmosferski sloj manja od 0,25.

Kelvin-Helmholtz oblaci i shematski prikaz smicanja atmosferskih slojeva; 9. listopada 2015. u 18:35 po lokalnom vremenu. Izvor: Toman i sur. (2024), foto: Boris Bašić

Rezultati numeričke simulacije pokazali su postojanje zone s Ri < 0,25 na približnoj lokaciji usnimljenih Kelvin-Helmholtz oblaka, na visini između 850 i 800 hektopaskala (ugrubo 2 km visine), kako je prikazano na sljedećoj slici. Najtamnije osjenčana nijansa pokazuje područje u atmosferi s Ri < 0,25, odnosno ona mjesta gdje je moguća pojava turbulencije u obliku Kelvin-Helmholtz nestabilnosti. Dodatno, na toj je visini numerički model simulirao i visoku relativnu vlažnost zraka, što upućuje na mogućnost kondenzacije, tj. postojanja naoblake.

Richardsonov broj u presjeku na paraleli 42,53°N u 19:30 po lokalnom vremenu, na približnim koordinatama uočenih Kelvin-Helmholtz oblaka. Izvor: Toman i sur. (2024)

Cijeli se je događaj odigrao u uvjetima slabog vjetra, pred nadolazećom toplom frontom, u općenito slabom do umjerenom jugozapadnom atmosferskom strujanju.

Rezultati ovog istraživanja objavljeni su u časopisu Weather od Royal Meteorological Society, a autori su Ivan Toman, Boris Bašić, Nikola Vikić-Topić, Željko Večenaj i Branko Gisogono. Rad je objavljen na ovoj adresi, a kompletno se može pročitati ovdje.