2017. december 14. csütörtök
Tanulmányok

OMSZ: 2014. január 2. 10:09

Karácsonyi viharciklonok

2013 decemberében szokatlanul sok viharciklon alakult ki az észak-atlanti térségben. Viharciklonoknak nevezik azokat a gyorsan fejlődő mérsékelt övi ciklonokat, amelyek rendkívül gyorsan mélyülnek, a nyomáscsökkenés 24 óra alatt meghaladja a 24 hPa értéket. Az idei első pusztító vihar, amely a Xavér nevet kapta, december elején csapott le nyugat-európára. A károk elhárítása még be sem fejeződött, amikor 2013. december 24-én egy újabb ciklon érte el Európa nyugati partvidékét.

Horváth Ákos, Nagy Attila, Kohlmann Márk


A ciklon csapadékrendszere rövid idő alatt jelentős mennyiségű intenzív esőt és egyidejűleg orkán erősségű szelet okozott, megbénítva a közlekedést, több tízezer otthonban áramkimaradást okozva. A legnagyobb károkat Spanyolország északi partjai, Franciaország nyugati területei valamint Nagy-Britannia déli területei szenvedték el, míg a La Manche csatornán napokra leállt a hajózás. A rendkívül alacsony légnyomású (926 hPa) centrummal rendelkező Dirk névre keresztelt ciklon még fel sem oszlott, amikor a rákövetkező, gyorsan mélyülő légörvény december 26-án a késő esti órákban elérte az ír majd az angol partokat. Ezúttal főként Anglia és Wales sínylette meg a vihart, az orkán erejű, helyenként 160 km/h-t meghaladó szél mellett ismét az intenzív eső jelentett problémát. Mindkét vihar magán hordozta az atlanti viharciklonok legfőbb sajátosságait: a gyors kimélyülést, a nagyon alacsony nyomású ciklon középpontot, illetve azt a tényt, hogy a kialakulásukban meghatározó szerepet kapott a rendkívül erős magassági futóáramlás, a jet stream.


Az első karácsonyi vihar (2013. december 23–24.)

A ciklon első jelei 2013. december 23-án a hajnali órákban jelentek meg, amikor a brit partoktól nyugatra az egyébként is nagyon erős alapáramláson egy gyorsan mélyülő instabil hullám jelent meg 986 hPa-os zárt izobárokkal (1. ábra). A ciklon gyors fejlődéséhez egyrészt a jelentős észak-déli hőmérséklet kontraszt is hozzájárult, amely a klasszikus ciklonfejlődés meghatározó eleme. Másrészt a nagy magasságban fújó igen erős jet stream szerepe is meghatározó volt, amelyben a szél sebessége a 9000 m körüli magasságokban meghaladta a 85 m/s (306 km/h) sebességet (2. ábra). A különösen erős jet stream áramlási rendszere hozzájárul a fejlődő ciklon centrumában létrejövő feláramlások további erősítéséhez, ezen keresztül pedig a centrum nyomásának gyors csökkenéséhez. A fenti kettős hatás váltotta ki a ciklon robbanásszerű mélyülését, melynek hatására 23-án estére már 940 hPa alá süllyedt a légnyomás (3. ábra). A ciklon centrumban a légnyomás 24-én a délelőtti órákban érte el a minimumát, amikor az Európai Középtávú Előrejelző Központ (ECMWF) analízise szerint 926 hPa körül alakult (4. ábra). Ehhez hasonlóan alacsony légnyomás értékek csak az erősebb hurrikánok centrumában fordulnak elő. A 4. ábrán az is látható, hogy a legfejlettebb fázisban nem csak a ciklon mélysége, hanem annak horizontális kiterjedése is óriási méretű volt. Az egységnyi távolságra eső legnagyobb nyomáskülönbség (nyomás gradiens) a Csatorna és Északnyugat-Európa térségében okozta a legerősebb, sokfelé 120–140 km/h lökésekkel kísért szelet. A 4. ábra hőmérsékleti mezejében ugyancsak megfigyelhető a viharciklonokra jellemző melegebb ciklonmag, amelyet a bezáruló hidegebb léggyűrű vesz körül. A „normális” ciklonok esetén a ciklon tengelye hátrafelé dől, azaz a magasban a léghullám hátrább található, mint a talaj közeli rétegekben. A viharciklonban azonban a ciklon tengelye megközelítően egyenes, vagyis pl. 8000–9000 m magasságban ugyanott van a depresszió középpontja, mint a felszínen (5. ábra). Mindez összefügg a magassági jet stream hatásával, amely felülről járul hozzá a ciklon fejlődéséhez, szemben a legtöbb alulról fejlődő légörvénnyel. A ciklon déli oldalán jelentős csapadék is hullott, amelyhez a hatalmas légörvényben nagy területekről összeáramló és kicsapódó vízgőz biztosította a szükséges nedvességet (6. ábra). A ciklon középpontja felé csavarodó un. nedves szállítószalagokból hulló csapadék mennyisége az érintett területeken meghaladta a 40–50 mm-t. Ehhez még hozzáadódott az orkán erejű szél, amely mint egy magasnyomású vízágyú oldalirányból csapódott az épületek falához, illetve a kültéri elektromos berendezésekhez. Hasonló jelenség történt 2010 tavaszán Magyarországon is, amikor a Zsófia névre keresztelt ciklonban a 40–50 mm csapadék az orkán erejű széllel együtt oldalról feláztatta az épületek falát, partszakadásokat okozott, illetve valószínűleg hozzájárulhatott a kolontári vörös iszap tároló északi falának a fellazulásához és a hónapokkal későbbi leomlásához is.


A második, karácsony végi viharciklon (2013. december 26–27.)

A fenti ciklon alig vonult északabbra Nagy-Britannia partjaitól, amikor az Atlanti-óceán közepén december 25-én hajnalban ismét megindult egy újabb légörvény intenzív mélyülése (7. ábra). A kezdeti 984 hPa légnyomású magban 26-án estére az ír partok közelében 945 hPa körüli értékekre süllyedt (8. ábra) a nyomás. A brit szigetekhez közeledő vihar 26-án este még intenzívebben fejlődött és a centrum közeledése és annak egyidejű mélyülése miatt Írországban illetve a partközelben rendkívül erős, 10–17 hPa nyomássüllyedést mértek 3 óra alatt (9. ábra). Ez három-négyszerese annak a nyomásváltozásnak, amelyet egy átlagosan erős ciklon közeledtével regisztrálni szoktak. A vihar intenzív csapadékkal érkezett az angol partokhoz és 27-én a nyugat angliai Aberdaron állomáson 175 km/h legerősebb széllökést is mértek. A korábban felázott talajra lezúduló újabb 60–80 mm eső elsősorban Dél-Angliában okozott újabb árvizeket, erősen próbára téve a karácsonyi viharokat megszenvedett lakosság türelmét. A vihar komolyabb fennakadásokat okozott a közlekedésben és az áramszolgáltatásban, de a károk ezúttal inkább a brit szigetekre korlátozódtak.


Cirkulációs háttér

A viharciklonok nem gyakori, de nem is rendkívüli jelenségek az észak-atlanti térségben. A legtöbb ilyen képződmény azonban nem éri el a sűrűn lakott kontinenst. A 2013-as karácsonyi vihar kísértetiesen hasonlított az 1999-es Lothar nevű, ugyancsak Karácsonykor lecsapó viharra, amelyet akkor még nem tudtak pontosan előre jelezni. Jórészt a meteorológiai számítógépes modellek fejlődésének köszönhetően az utóbbi időben meglehetősen pontosak a prognózisok, legtöbbször már 3–5 napra előre jól meg tudják határozni a ciklon fejlődését és áthelyeződését. Decemberben 3 heves viharciklon is érintette kontinensünket. A legnagyobb károkat éppen a legkevésbé mély, a korábbi tanulmányban bemutatott december 4-i Xaver ciklon okozta, mivel annak magja Németország északi partjai mentén vonult el, így az áramlási rendszere erősen érintette a sűrűn lakott területeket.

Mindhárom decemberi vihar esetén meghatározó szerepe volt a rendkívül erős jet stream-nek, amelyet az Atlanti-óceán fölötti melegebb és a Kanada fölötti rendkívül hideg levegő közötti energia különbség táplált. Az északi féltekén télen általában Szibéria és Kanada fölött alakul ki egy-egy hideg mag. Decemberben a kanadai mag jóval markánsabb volt a szibériainál (10. ábra) és ennek megfelelően a pólust körülfutó magassági futóáramlás is ennek déli peremén volt a legerősebb. Az eurázsiai hideg centrum gyengébb megjelenése kapcsolatba hozható az Atlanti-óceán fölötti meleg anomáliával, amely az elmúlt 10 év teleinek első felében gyakrabban megfigyelhető. Ha ez a tendencia a jövőben is folytatódik, akkor számítani lehet az atlanti viharciklonok gyakoriságának növekedésével.

 1. ábra

1. ábra
A tengerszinti légnyomás (sötét vonalak) és a 850 hPa nyomásszint hőmérséklete (színezett területek)
2013. december 23-án 0 UTC-kor az ECMWF analízise alapján;
a brit szigetekről nyugatra látható 982 hPa nyomású depresszióból fejlődött ki a későbbi viharciklon

2. ábra

2. ábra
A tengerszinti légnyomás (sötét vonalak) és a 300 hPa nyomásszint magassága (kék vonalak)
valamint a 300 hPa-os szint szélmezeje 2013. december 23-án 0 UTC-kor az ECMWF analízise alapján;
a jet stream tengelye a fejlődő cikloncentrum fölött húzódott

 3. ábra

3. ábra
A tengerszinti légnyomás (sötét vonalak) és a 850 hPa nyomásszint hőmérséklete (színezett területek)
2013. december 23-án 18 UTC-kor az ECMWF analízise alapján;
a rendkívül gyorsan mélyülő ciklon centruma megközelítette a brit szigeteket

4. ábra

4. ábra
A tengerszinti légnyomás (sötét vonalak) és a 850 hPa nyomásszint hőmérséklete (színezett területek)
2013. december 24-án 6 UTC-kor az ECMWF analízise alapján;
a ciklon ekkor érte el legfejlettebb állapotát 926 hPa-os centrummal

 5. ábra

5. ábra
A tengerszinti légnyomás (sötét vonalak) és a 300 hPa nyomásszint magassága (kék vonalak)
valamint a 300 hPa-os szint szélmezeje 2013. december 24-én 6 UTC-kor az ECMWF analízise alapján;
a 300 hPa szint magassági görbéi és a tengerszinti légnyomás izobárjainak futása csaknem egybeesik,
mutatva a ciklon tengelyének függőleges voltát

 6. ábra

6. ábra
A tengerszinti légnyomás (sötét vonalak) és a 700 hPa relatív nedvessége (színezett területek)
2013. december 23-án 18 UTC-kor az ECMWF analízise alapján;
a magas relatív nedvesség értékek jól mutatják a ciklonhoz csatlakozó nedves szállítószalagokat

7. ábra 

7. ábra
A tengerszinti légnyomás (sötét vonalak) és a 850 hPa nyomásszint hőmérséklete (színezett területek)
2013. december 25-én 12 UTC-kor az ECMWF analízise alapján;
a brit szigetekről nyugatra látható 984 hPa nyomású centrumból fejlődött ki a következő viharciklon

 8. ábra

8. ábra
A tengerszinti légnyomás (sötét vonalak) és a 850 hPa nyomásszint hőmérséklete (színezett területek)
2013. december 26-án 18 UTC-kor az ECMWF analízise alapján;
a kifejlett viharciklon 946 hPa-os nyomáscentruma megközelítette Írország partjait

 9. ábra

9. ábra
A tengerszinti légnyomás (sötét vonalak) ez ECMWF analízis alapján,
illetve a SYNOP állomások által mért szél és nyomástendencia mező 2013. december 26. 18 UTC-kor;
az ír partoknál 16, a partoktól északnyugatra 17 hPa nyomássüllyedést is mértek 3 óra alatt

 10. ábra

10. ábra
A 850 hPa nyomásszint hőmérséklete a karácsonyi viharciklonokat megelőzően,
2013. december 20-án 0 UTC-kor az amerikai ECMWF modell analízise alapján;
a Kanada fölötti hidegmag meghatározó szerepet játszott a jet stream atlanti térség fölötti megerősödésében


OMSZ: 2014. január 1.


Tanulmányok