2017. december 18. hétfő
Hírek a meteorológia világából

OMSZ: 2017. október 13. 14:41

Hullámképződés a Kárpát-medencében október 13-án

Ma a Kárpát-medence időjárása kedvezett az ún. hegyi hullámok kialakulásának. Alacsony szinten hűvös levegő áramlott északnyugat felől megélénkülő széllel, a magasban pedig erős nyugatias áramlás alakult ki. A két réteg között egy inverzió is jelen van, ami a hullámok kialakulását segítette, a benne lévő nedvesség pedig hullámfelhők formájában láthatóvá is tette.

Salavec Péter

A hegyi hullámokat, ahogy nevük alapján sejteni lehet, a hegyek alakítják ki. Bizonyos időjárási feltételek mellett (lásd a fizikai hátteret) a szél képes úgy átkelni a hegyeken, hogy mögötte tartós hullámzásba kezd. E hullámzás ráadásul nem csak a hegyek magasságáig terjed, hanem akár a sztratoszféráig is felnyúlhat. A könnyűrepülősök számára hasznos és egyben veszélyes is a jelenség. A hullámok felszálló oldalait emelkedésre vagy utazásra tudják használni, azonban erős turbulenciával járó kísérőjelenségekkel járnak együtt, mely a repülősők számára rendkívül veszélyes.

Ma hajnaltól a Kárpát-medencébe északnyugat felől hűvösebb levegő áramlott be, eleinte csak alacsony szinten. E rétegben megélénkült az északnyugati szél, a tetején pedig egy inverziós réteg jelent meg. Amint ez az inverzió a hegyek csúcsai fölé emelkedett, megindult benne a hullámzás. Ez hullámokat keltett a felső rétegben is, amik nagy magasságig megmaradtak.

Elsősorban északkeleten délelőtt egyre több nedvesség is érkezett a középső légrétegekben, ami kb. 4-4,5km magasan elég volt ahhoz, hogy hullámfelhők alakuljanak ki, mely a műholdképen is igen látványos (1. ábra), de élőben is sokáig lehet csodálni őket (2. ábra), hiszen e felhők tulajdonsága, hogy nem mozognak.

A délelőtt második felére a teljes légkörben nyugati, északnyugati lett a szél, melynek sebessége a magassággal növekedett (3. ábra). A reggelre átvonult hidegfront felülete a magasban még felettünk van, ezért jelen van egy inverziós réteg kb. 1,5-2km magasan. E kettő együtt tökéletes feltételeket teremt a hullámok kialakulásának és nagy magasságig életben maradásának egyaránt.

A hegyi hullámok méretskálája a mai numerikus modellek számára már nem "túl kicsi", így például az OMSZ-nál futtatott AROME modell időnként képes leírni ezeket a hullámokat, ahogyan az ma is sikerült (4. ábra). Látszik a hegyek előoldalán megjelenő feláramlás, a hátoldalukon a leáramlás, majd mögöttük még néhány pár le- és feláramlás is. Ha részletesen megnézzük, a nem tökéletesen függőleges tengelye ezeknek arra utal, hogy rotoráramlások is kialakultak, ilyen pl. a Bükk hátoldalán látszik, alacsony szinten. A 12-14km magasságok között lévő "hátradőlés" a tropopauza hatása, ami a legjobban a Gömör-Szepesi-érchegységnél látható. Itt a tropopauza alatt szintén kis területen jelentkező erős turbulenciára számíthattak a repülőgéppel arra utazók. A hullámokat megfestő felhők kialakulásáért felelős nedvesség is tetten érhető: 4km-es magasság környékén helyenként 90% fölé emelkedett a relatív nedvesség elsősorban Magyarországon, északnyugat felől (az ábrán bal oldalról) már megkezdődött a kiszáradás.


Fizikai háttér dióhéjban

A hegyi hullámok a légkör ún. lineáris jelenségei közé tartoznak. A "lineáris" szó itt azt jelenti, hogy ha a légkört leíró egyenletekből elhanyagoljuk azokat a tagokat, melyeknek a hatása a hegyi hullámok méret- és időskáláján kicsi, akkor lineáris egyenletrendszert kapunk. Ezeknek mindig van hullám alakú megoldásuk. Többféle hullám létezik, a hegyi hullámok a belső gravitációs hullámok közé tartoznak, amelyek lényege, hogy a gravitáció és a felhajtóerő tartanak egyensúlyt egymással. A hegyi hullámok esetén a vertikális szélre kapunk hullámegyenletet, melyben megjelenik az ún. Scorer-paraméter. Ez a paraméter hasonlítandó össze a hullám vertikális hullámhosszával. Ha utóbbi kisebb, akkor a hullám vertikálisan periodikus, ha nagyobb, akkor vertikálisan elhal.

A Scorer-paraméter vertikálisan azonban nem állandó. Ha egy szinten hirtelen lecsökken, akkor ugyanaz a hullám az egyik rétegben periodikus, a másikban elhal. Ezek a hullámok a felületről visszaverődnek, csakúgy, mint a földfelszínről. Így a felszín feletti rétegben előfordulhat, hogy "végtelen sokszor" visszaverődik, amely következtében a hullámok amplitúdója igen nagyra nőhet (ez a csapdázódás jelensége). Természetesen a réteghatár maga is hullámzik, így a felső rétegben is jelen lesz az elhaló hullám. Egyes esetekben ez csak lassan hal el, ilyenkor nagy magasságig, a sztratoszférába nyúlóan is megfigyelhető lesz.

Az ilyen hullámok környezetében néhány – egyébként elhanyagolt – nemlineáris jelenség is felerősödhet, ezek többsége turbulens másodlagos áramlás (rotoráramlások, hullámtörési jelenségek, stb).

A levegőben lévő nedvesség és a labilitás függvényében a hullámok három katergóriába sorolhatók. Ha nincs elég nedvesség, akkor száraz hegyi hullámokról beszélünk. Ezeknek nincs vizuális jegyük. Ha van elég nedvesség és feltételesen instabil a rétegződés, akkor előfordulhat, hogy a hullámot létrehozó hegy tetején mélykonvekció (gomolyfelhő-képződés) indul be, ez az irreverzibilis nedves hegyi hullám (hegycsúcsi zivatar), ami igazából nem is hullám, mert a hegy mögött már nem folytatódik. A hegy túloldalán ilyenkor főn-jelenség és lejtővihar alakulhat ki. Ha van nedvesség, de abszolút stabil a rétegződés, akkor a felhőben süllyedésnek indul a levegő, ez a reverzibilis nedves hegyi hullám (altocumulus lenticularis), ami a hegy mögött is folytatódik. Ez utóbbit figyelhettük meg a mai napon. 

A lineáris jelenségek egyik nagy előnye, hogy az őket leíró egyenletek "kézzel" is megoldhatók, nem szükséges hozzájuk modelleket futtatni. Ezek tárgyalása a dinamikus meteorológia tárgykörébe tartozik, a levezetések részletesen megtalálhatók pl. dinamikus meteorológiai tankönyvekben.


Az MSG-RSS műholdképe 2017.10.13-án 13 órakor (11 UTC).
Hullámfelhők látszanak Magyarország északkeleti, Szlovákia keleti és Lengyelország déli része fölött.


Az OMSZ Kékestetői webkamerájának képe 2017.10.13-án 12:15 UTC-kor.
Ekkor északnyugat felől már csökkent a nedvesség, 11 UTC-kor még egybefüggő AC-mező látszódott,
ekkorra azonban a kevesebb nedvesség miatt láthatóvá váltak a hullámhegyek, melyekben a lencse alakú felhők találhatók.


Az AROME 2017.10.13-án 03 UTC-kor futtatott szélelőrejelzése az alsó 12 km-es légrétegben
Pipishegy közelében 2017.10.13-án 06 UTC-től 14-e 00 UTC-ig.
A legerősebb hullámzás kb. 9 és 12 UTC között alakult ki, amikor 2 km környékén határozott szélgyengülés történt.


Az AROME modell 2017.10.13-án 03 UTC-kor futtatott vertikális szélsebesség és relatív nedvesség előrejelzésének metszete
az alsó 16 km-ben az É.sz. 49,5°; Ny.h. 19,0° és É.sz. 47,5°; Ny.h. 21.0° pontok (kb. a Jablonka-hágó és a Hortobágyi-tavak) között.
A színezés a vertikális sebességet jelöli (piros: feláramlás, kék: leáramlás), a szürke vonalak a relatív nedvesség értékeit jelölik.

Meteorológiai hírek