мини|upright=1.5|Систем високог ваздушног притиска у горњој атмосфери заробљава топлоту близу тла, стварајући топлотни талас (за Северну Америку у овом примеру). мини|Спржена трава у Гринвичком парку у Лондону, у Енглеској, током топлотног таласа у августу 2022. године. Топлотни талас или топлотни удар, понекад описан и као екстремна топлота, представља период абнормално топлог временаIPCC (2022). "Annex II: Glossary" (PDF) [Möller, V., R. van Diemen, J.B.R. Matthews, C. Méndez, S. Semenov, J.S. Fuglestvedt, A. Reisinger (eds.)]. In: Climate Change 2022: Impacts, Adaptation and Vulnerability. Contribution of Working Group II to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [H.-O. Pörtner, D.C. Roberts, M. Tignor, E.S. Poloczanska, K. Mintenbeck, A. Alegría, M. Craig, S. Langsdorf, S. Löschke, V. Möller, A. Okem, B. Rama (eds.)]. Cambridge, UK: Cambridge University Press. pp. 2897–2930. који траје више дана. Топлотни талас се обично мери у односу на уобичајену климу у датом подручју и нормалне температуре за ту сезону. Главне потешкоће са овом широком дефиницијом настају када се мора квантификовати шта представља „нормално” температурно стање, као и колики може или мора бити просторни опсег догађаја. Температуре које људи из топлијих крајева сматрају нормалним могу се сматрати топлотним таласом у хладнијем подручју. Ово је случај када су високе температуре изван нормалног климатског обрасца за то подручје.
Топлотни таласи постали су чешћи и интензивнији над копном широм готово свих делова Земље од 1950-их година, при чему је повећање учесталости и трајања узроковано климатским променама. Према подацима Светске метеоролошке организације, топлотни таласи су наставили да се интензивирају током 2024. године, са рекордним температурама забележеним у Европи, Северној Америци и Кини. Многи региони су искусили узастопне дане са температурама изнад 45 °C, што наглашава све већу учесталост и озбиљност екстремних топлотних догађаја широм света.
Топлотни таласи настају када поље високог ваздушног притиска у горњој атмосфери ојача и задржи се изнад одређеног региона од неколико дана до неколико недеља. То заробљава топлоту близу Земљине површине. Топлотне таласе је обично могуће прогнозирати, што омогућава надлежним органима да унапред издају упозорења.
Топлотни таласи имају утицај на економију. Они могу смањити продуктивност рада, пореметити пољопривредне и индустријске процесе и оштетити инфраструктуру. Озбиљни топлотни таласи изазвали су катастрофалне губитке усева и хиљаде смртних случајева од хипертермије. Повећали су ризик од шумских пожара у подручјима захваћеним сушом. Могу додатно оптеретити електричне мреже, потенцијално изазивајући нестанак струје. Топлотни талас се убраја у екстремне временске прилике. Представља опасност по људско здравље, јер топлота и сунчева светлост преоптерећују терморегулацију код људи.
Дефиниције
Постоји неколико дефиниција топлотних таласа: IPCC дефинише топлотни талас као „период абнормално топлог времена, често дефинисан у односу на релативни температурни праг, који траје од два дана до неколико месеци”. Дефиниција заснована на Индексу трајања топлотног таласа каже да се топлотни талас дешава када дневна максимална температура током више од пет узастопних дана премаши просечну максималну температуру за , при чему је нормални референтни период 1961–1990. Исту дефиницију користи и Светска метеоролошка организација. Дефиниција из Метеоролошког речника гласи: „Период абнормално и непријатно топлог и обично влажног времена.” Морски топлотни таласи се генерално описују као продужени издвојени периоди необично топлих температура површине мора у одређеном региону. Тренутно најприхваћенија дефиниција је она коју су предложили Хобдеј и сарадници, која се односи на алгоритам који користи процентилне вредности за температуре и поставља праг на 90. процентил за дати дан у години; ако је температура изнад тог прага, сматра се да је у току морски топлотни талас. Ова дефиниција се може користити са температурним подацима прикупљеним било где у свету, омогућавајући поређења кроз различита запажања и географске ширине.
Дефиниције по државама Азија У Сингапуру, топлотни талас се дефинише као период када је просечна дневна максимална температура најмање током три узастопна дана, а просечна средња дневна температура током тог периода је најмање .
Европа Данска дефинише национални топлотни талас (hedebølge) као период од најмање 3 узастопна дана у којем просечна максимална температура у више од половине земље прелази . Дански метеоролошки институт такође има дефиницију за „топли талас” (varmebølge). Он се дефинише истим критеријумима, али за температуру од . Шведска дефинише топлотни талас као најмање пет дана заредом са дневним максимумом преко .
У Грчкој, Хеленска национална метеоролошка служба дефинише топлотни талас као период од три узастопна дана са температурама од 39 °C или вишим. У истом периоду, минимална температура износи или више. Током овог периода, или нема ветра или дувају само слаби ветрови. Ови услови се јављају на ширем подручју.
Холандија дефинише топлотни талас као период од најмање пет узастопних дана у којем максимална температура у Де Билту прелази . Током овог периода, максимална температура у Де Билту мора прећи током најмање три дана. Белгија такође користи ову дефиницију са Укелом као референтном тачком. Исти критеријум примењује и Луксембург.
У Уједињеном Краљевству, Мет офис (енгл. Met Office) управља системом праћења утицаја топлоте на здравље. Он сврстава сваки регион локалне управе у један од четири нивоа. Услови за топлотни талас наступају када максимална дневна и минимална ноћна температура пређу праг за одређени регион. Време проведено изнад тог прага одређује ниво. Ниво 1 представља нормалне летње услове. Ниво 2 наступа када постоји ризик од 60% или више да ће температура бити изнад граничних нивоа током два дана и ноћи између њих. Ниво 3 настаје када је температура била изнад прага током претходног дана и ноћи, а постоји шанса од 90% или више да ће остати изнад прага и следећег дана. Ниво 4 се покреће ако су услови озбиљнији од оних у претходна три нивоа. Сваки од прва три нивоа захтева одређено стање приправности и реакцију социјалних и здравствених служби. Ниво 4 подразумева ширу и свеобухватнију реакцију. Праг за топлотни талас наступа када постоје најмање три дана са температурама изнад у већем делу земље. Шири Лондон има праг од .
У Ирској, топлотни талас се дефинише као температуре које прелазе током пет или више узастопних дана.
Северна Америка У Сједињеним Америчким Државама дефиниције такође варирају по регионима. Оне обично подразумевају период од најмање два или више дана са изузетно топлим временом. На североистоку, топлотни талас се обично проглашава када температура достигне или пређе током три или више узастопних дана. Међутим, то није увек случај, јер се висока температура комбинује са нивоима влажности како би се одредио праг топлотног индекса. Исто правило не важи за сувље климе. Топлотна олуја (енгл. heat storm) је калифорнијски термин за продужени топлотни талас. Топлотне олује се дешавају када температура достигне током три или више узастопних дана на великом подручју (десетине хиљада квадратних миља). Национална метеоролошка служба издаје савете о топлоти и упозорења на екстремну топлоту када се очекују неуобичајени периоди топлог времена.
У Канади, топлотни таласи се дефинишу помоћу дневних максималних и минималних температура, а у већем делу земље и помоћу влажности (хумидекс), када прелазе регионални праг два или више дана. Праг који дневне максималне температуре морају премашити креће се између у Њуфаундленду и у унутрашњости Британске Колумбије, док је овај праг знатно нижи у Нунавуту, крећући се између и .
Океанија У Аделејду, у Јужној Аустралији, топлотни талас представља пет узастопних дана на или изнад , или три узастопна дана на или преко . Метеоролошки завод Аустралије дефинише топлотни талас као три или више дана неуобичајених максималних и минималних температура. Пре увођења ове нове пилот прогнозе за топлотне таласе, није постојала национална дефиниција топлотних таласа нити мера њихове озбиљности.
У Новом Зеланду, прагови за топлотне таласе зависе од локалне климатологије, при чему се температурни праг креће између у Грејмауту и у Гизборну.
Морски топлотни таласи
Морски топлотни таласи постали су истакнута тема истраживања последњих година, што одражава чињеницу да су од почетка овог века многа океанска подручја доживела температурне врхунце, уз чешће, интензивније и дуже догађаје загревања него икада пре у забележеној историји.Marine heatwaves in the Mediterranean Sea and beyond - an overview. 2024. pp. 5-24 in CIESM Monograph 51 (F. Briand, Ed.) ISSN 1726-5886 Настанак морских топлотних таласа углавном је покренут комбинацијом океанских и атмосферских фактора, често изазваних системима високог притиска који смањују облачност и повећавају апсорпцију сунчеве енергије на површини мора. Климатске промене изазване људским фактором играју све већу улогу у развоју морских топлотних таласа, са све већим утицајима на морске екосистеме, као што су масовна смртност бентосних заједница, догађаји избељивања корала, поремећаји у риболовном улову и промене у дистрибуцији врста.
Запажања
мини|upright=1.35|Мапа растућих трендова топлотних таласа (учесталост и кумулативни интензитет) над средњим географским ширинама и Европом, јул–август 1979–2020. Могуће је поредити топлотне таласе у различитим регионима света са различитим климама захваљујући општем индикатору који се појавио 2015. године. Уз помоћ ових индикатора, стручњаци су проценили топлотне таласе на глобалном нивоу од 1901. до 2010. године. Открили су значајан и нагао пораст броја погођених подручја у последње две деценије.
Једна студија из 2021. године истраживала је 13.115 градова. Открила је да се изложеност екстремној топлоти у виду температуре влажног термометра изнад 30 степени Целзијуса утростручила између 1983. и 2016. године, а ако се искључи ефекат раста популације (који повећава ефекат урбаних топлотних острва) током тих година, изложеност је порасла за додатних 50%. Истраживачи су саставили свеобухватну листу прошлих урбаних екстремних топлотних догађаја.
Узроци Топлотни таласи настају када поље високог ваздушног притиска на висини од ојача и задржи се изнад региона од неколико дана до неколико недеља. Ово је уобичајено лети, како у северној, тако и у јужној хемисфери, јер млазна струја „прати сунце”. Подручје високог притиска налази се на екваторској страни млазне струје у горњим слојевима атмосфере.
Временски обрасци се генерално спорије мењају лети него зими. Зато се и овај висински систем високог притиска споро креће. Под високим притиском, ваздух тоне према површини. Он се загрева и суши адијабатски. То спречава конвекцију и формирање облака. Смањење облачности повећава краткоталасно зрачење које стиже до површине. Подручје ниског ваздушног притиска на површини доводи до површинског ветра са нижих географских ширина који доноси топао ваздух, додатно појачавајући загревање. Површински ветрови би такође могли да дувају из вреле континенталне унутрашњости ка приобалној зони. Ово би довело до топлотних таласа на обали. Такође би могли да дувају са виших ка нижим надморским висинама. Ово појачава спуштање или тоњење ваздуха и самим тим адијабатско загревање.