2018. október 23. kedd
Tanulmányok

OMSZ: 2018. július 31. 08:30

Önfenntartó zivatarlánc – a július 23-i zivatarok leírása

A hosszú életű zivatar rendszerek természetének megismerése, az ott lezajló folyamatok megértése a meteorológia egyik fontos kérdése, mivel ezek a jelenségek jelentős károkat okoznak. A zivatarláncok, vagyis azok a vonalba rendeződött zivatarok, amelyek a vonalra merőlegesen, mintegy csatasorba rendeződve vonulnak előre (squall line), nagy területen fejtik ki a hatásukat. A zivatarláncok kialakulásához legtöbbször szükség van valamilyen markánsabb nagyobb térségű folyamatra; például hidegfrontra vagy egy ciklon labilis, meleg szektorára. Időnként azonban létrejönnek olyan zivatarláncok, amelyek markáns külső támogatás nélkül is képesek kialakulni és hosszabb távolságot bejárni, ezek az „önfenntartó zivatarláncok”.

Horváth Ákos

Az önfenntartó zivatarláncok természetesen éppen úgy a környezetükből nyerik az energiájukat, mint a többi konvektív rendszer, azonban a környezet sokkal inkább a helyi zivatarok viszonyaihoz hasonlít; megvan a zivatarokhoz szükséges labilitás (konvektív hasznosítható potenciális energia), de nincs éles hidegfront vagy erős magassági szélfordulás, szélerősödés. Első lépésben a kezdeti zivatarok okozta csapadék lehűti a felszín közeli levegőt, így egy légköri „hideg tó” alakul ki, és a nagyobb sűrűségű hideg levegő elkezd szétterülni. A második lépésben ez a hidegáramlás nem széjjel, hanem egy irányba indul el, egyfajta kisebb hidegfrontként viselkedve. Ehhez szükség van egy meghatározott környezeti szél struktúrára, egy olyan nem túl erős alapáramlásra, ahol az alacsonyabb szinteken kissé erősebb a szél, mint a felette lévő rétegben (1. ábra). Az így létrejövő mini-hidegfront mentén a torlódó és feláramló levegő újabb zivatarokat hoz létre. Vagyis most már nem csak a légköri labilitás, hanem a torlasztó hatás is hozzájárul a további zivatarok kialakulásához, Az újabb zivatarok tovább hűtik az alsó szintek levegőjét, amelynek rendezett áramlása további zivatarok hoz létre, és így tovább. Az elméleti háttérről bővebb leírás az AMS honlapján található.

A meteorológiában jelenleg is megoszlanak arról a vélemények, hogy valóban nem kapnak-e valamilyen nagyobb skálájú támogatást az ilyen jellegű zivatarok (pl. gyenge magassági hidegfronttól). Ez valóban sokszor kimutatható, de a meghatározó hatás mégis a „hideg tó” lehet, mint az a 2018. július 23-án meglehetősen szokatlan, északkelet-délnyugati irányú zivatarok esetében is megmutatkozott.

2018. július 23-án labilis volt az időjárási helyzet. Egy Kelet-Európa felett több hete örvénylő ciklon és a Nyugat-Európa felett stabilan megtelepülő anticiklon között aznap éppen a ciklonális hatás dominált a térségünkben (2. ábra). A reggeli órákban még aktív zivatarok már gyengülni kezdtek, amikor dél körül Tokaj térségében kialakult egy jelentéktelennek tűnő zivatar (3a. ábra). Az egycellás zivatarból 14 órára már többcellás rendszer alakult ki (3b. ábra) felhasználva a délelőtti zivatarok által összegyűjtött nedvességet és az egyébként is labilis levegőben a napsugárzás hatására tovább növekvő konvektív energiát. Az egyre aktívabb zivatarrendszer délutánra elérte a főváros térségét, ahol viharos széllel és a felhőszakadással okozott károkat (3c. ábra). Ezután a rendszer tovább gyorsulva a Balaton tengelyével párhuzamosan haladva, de attól kissé délre vonult tovább és az esti órákra már valamelyest legyengülve érte el a horvát határt (3d-f. ábrák). A jól meghatározható zivatarrendszer kb. 10 órán keresztül aktív volt és gyorsuló mozgással haladt délnyugati irányba.

A zivatarlánc fizikai háttere láthatóvá válik, ha a radarral mért felhő kontúrokat és az OMSZ analízis rendszeréből (MEANDER) számított hőmérsékleti- és szélmezőket egymásra helyezve követjük a folyamatot. A 4. ábrán látható, hogy a Tokaj térségében kialakult cella körül megjelenik a csapadék hűtötte hideg levegő. Amikor a rendszer Budapest határához ér, már jelentős hideg tavat tudhat maga mögött, a zivatar előtt pedig a szélmezőben jól látszik az összeáramlás és légtorlódás, amely jelentősen hozzájárult a vezető élen lévő cellák megerősödéséhez (5. ábra). A gyorsuló zivatarlánc szele a Dunántúlra érve részben hozzá adódik, a „hideg tó” északi részén pedig ellene dolgozik az élénk északnyugati alapszélnek (6. és 7. ábra). A Balatonnál aznap élénk, időnként erős északnyugati alapszél fújt. Ha a zivatarok északkelet felől érték volna el a tavat, az alapáramlással együtt erős vihart okozhattak volna. Mivel a rendszer délen vonult el, így a Balaton keleti medencéjében nem csak megállította, de rövidebb időre délkeletire is fordította a szelet (8. ábra).

Az alsó hideg levegő meghatározó szerepét jól mutatta, hogy a budapesti vertikális radar-szélmérés szerint, csak az alsó ezer méteren változott meg a zivatarok átvonulása során átmenetileg a szél, a magasabb szintek szélviszonyai alig változtak (9. ábra).

Összefoglalva, a 2018 július 23-án az ország felett északkeletről délnyugatra átvonuló zivatarláncot a mi térségünkben szokatlan módon nem a nagyobb térségű szabad légköri folyamatok vezérelték, hanem a saját maga által létrehozott dinamikai körülmények mozgatták, azaz önfenntartó konvektív rendszer volt.

 1. ábra

1. ábra
Az önfenntartó zivatarrendszer sematikus vázlata:
a csapadék hűtötte talaj közeli levegő szétáramlása és a környező levegő szélnyírása kedvez
a kifutó-szél frontja mentén kialakuló újabb zivatarcellák fejlődésének.

2. ábra

2. ábra
Időjárási helyzet 2018. július 23. 14 órakor (12 UTC) az ECMWF analízise alapján.
A fekete vonalak a tengerszinti légnyomást, a színezett területek a 850 hPa hőmérsékletét,
a szélzászlók a 925 hPa szélviszonyait mutatják.

3. ábra

3. ábra
A zivatarlánc kialakulása és átvonulása az OMSZ radarmérések alapján.
a) 2018. július 23. 09:45 UTC-kor, nyíl jelöli a kialakuló első zivatarcellát; b) 12:00 UTC-kor;
c) 13:47 UTC-kor; d) 14:50 UTC-kor; e) 16:00 UTC-kor; f) 17:15 UTC-kor.

4. ábra

4. ábra
A felszíni hőmérséklet (színezett területek) és szélviszonyok a MEANDER analízis alapján,
valamint a zivatarcellák kontúrjai (folytonos vonalak) 2018. július 23. 10:30 UTC-kor.
A Tokaj térségében fejlődő cellák környezetében már megfigyelhető a csapadék hűtötte hideg levegő.

5. ábra

5. ábra
A felszíni hőmérséklet (színezett területek) és szélviszonyok a MEANDER analízis alapján,
valamint a zivatarcellák kontúrjai (folytonos vonalak) 2018. július 23. 13:40 UTC-kor.
A fővárost megközelítő zivatarlánc mögött kirajzolódik a zivatarok keltette „hideg tó”.

6. ábra

6. ábra
A felszíni hőmérséklet (színezett területek) és szélviszonyok a MEANDER analízis alapján,
valamint a zivatarcellák kontúrjai (folytonos vonalak) 2018. július 23. 15:00 UTC-kor.
A rendszer a Balatontól délre vonult el.

7. ábra

7. ábra
A felszíni hőmérséklet (színezett területek) és szélviszonyok a MEANDER analízis alapján,
valamint a zivatarcellák kontúrjai (folytonos vonalak) 2018. július 23. 17:15 UTC-kor.
A zivatar rendszer kiterjedt hideg tava még jól elkülönül a környezetétől.

8. ábra

8. ábra
A felszíni hőmérséklet (színezett területek) és szélviszonyok a részletes MEANDER analízis alapján,
valamint a zivatarcellák kontúrjai (folytonos vonalak) 2018. július 23. 16:30 UTC-kor.
A zivatarlánc hideg uszályából szétáramló levegő a Balaton keleti medencéjében
átmenetileg délkeletire fordította a nap folyamán uralkodó erős északnyugati szelet.

9. ábra

9. ábra
A radarral mért budapesti vertikális szélprofil 2018. július 23. 11-17 UTC között.
A 13:00-14:30 között átvonult zivatarlánc csak az alsó 1 km-es rétegben módosította a szelet.


 

 

Tanulmányok