A balatoni zivatarok kialakulása és típusai

Kurcsics Máté, Szilágyi Eszter

Az öt részből álló, hetente jelentkező tanulmánysorozatban bemutatjuk többek között, hogy hol, mikor és miért éppen úgy alakulnak ki a zivatarok a Balatonnál. Megtudhatják olvasóink azt is, hogy néznek ki a zivatarok különböző típusai, mi zajlik egy zivatarfelhő belsejében, hogyan jön létre a villámlás vagy miért okoznak szelet a zivatarfelhők. A tanulmánysorozat utolsó részében pedig egy múltba tekintő írással jelentkezünk a Balatonnál előfordult víztölcsérekről, tornádókról. Ami pedig biztosan nem lesz a tanulmánysorozatban: egyenletek, zivataros mérőszámok vagy szakszavak sokasága – arra törekszünk, hogy az ezek mögött lévő tartalmat kicsomagoljuk és közérthető formában mutassuk be. Betekintést nyerhetünk majd a balatoni viharjelző rendszer működésébe is. Szó lesz arról, hogy hogyan történik a zivatarok előrejelzése, mikor és miért villognak a viharjelző lámpák a Balaton körül és miért nem lehetséges mindig tűpontos előrejelzést készíteni.

A Zivatarok a Balatonnál tanulmánysorozat a következő részekből fog állni:

1. A balatoni zivatarok kialakulása és típusai;
2. A Balaton és a Bakony szerepe a zivatarok fejlődésében;
3. Egy balatoni zivatarfelhő élete – kívülről, belülről;
4. A balatoni zivatarok veszélyei – villámlás és viharos szél;
5. Víztölcsérek a Balatonon.

Zápor és zivatar

 "Helyenként zápor, zivatar kialakulhat" – olvashatjuk gyakran a balatoni időjárás előrejelzésekben egy tavaszi, nyári napon. Látszólag egy rövid, lényegre törő mondat, azonban minden szava alapos magyarázatot igényel, ennek hiányában ugyanis komoly félreértések alakulhatnak ki a várható időjárást illetően.

A zápor és a zivatar két külön időjárási jelenség, amelyek azonban sokszor együtt járnak. A zápor (vagy záporeső) csapadéktevékenységet jelent: rövid ideig tartó intenzív csapadékhullás, amely jellemzően tavasszal és nyáron alakul ki a magasba törő gomolyfelhőkből (1. ábra). A zivatar egy villámlással, mennydörgéssel járó légköri elektromos jelenség, amely ugyancsak a magasba tornyosuló gomolyfelhőkben jön létre. Ebben az állapotukban már zivatarfelhőnek nevezünk őket. A záport, zivatart okozó felhőket a levegő erős feláramlása hozza létre, emiatt függőleges irányú kiterjedésük általában hasonló, mint a vízszintes irányú (például 10 km-es átmérő, 8 km-es magasság), tetejük akár 10 km-es magasság fölé, a sztratoszférába is felnyúlhat. A gomolyfelhőkből csapadékhullás már gyengébb feláramlás esetén is előfordul. A villámlás létrejöttéhez már erősebb feláramlásra van szükség, ezért a zivatarhoz a legtöbb esetben zápor is társul. Ugyanakkor fontos megjegyezni, hogy villámlás már a csapadékhullás kezdete előtt is kialakulhat. Emellett a zivatarfelhő közelében a csapadékmentes területeket is érheti villámcsapás, illetve ott is hallhatunk mennydörgést. Ezekben az esetekben száraz zivatarról beszélünk. A villámok és az intenzív csapadék mellett a zivatart többször jégeső és viharos szél is kíséri, nagyon ritkán tornádó is lenyúlhat a zivatarfelhőből.

1. ábra
Intenzív záporeső a Balaton felett. Fotó: Horváth Ákos

A zivataroknak számos megjelenési formája lehet típusuktól, vagy éppen attól függően, hogy milyen napszakban és milyen távolságból látjuk őket. Ha felettünk van a zivatarfelhő, akkor sötét az égbolt, csak a villámok világítják meg időnként a felhőket, szakad az eső. Ha távolabb van tőlünk a zivatar, akkor már sokkal látványosabbak a felhőformációk. A zivatarfelhő alja rendre sötét színű és belőle lelógó csapadéksávokat is megfigyelhetünk. A felhő teteje fényes fehér színű abban az esetben, ha megsüti a nap, árnyékban viszont ugyanolyan sötét, mint az alja. Láthatunk a tetején erős gomolygást éles szegélyekkel, újabb és újabb magasba törő felhőtornyokat, de egy egységes, masszív, felfelé kiszélesedő, üllősödő felhőtömböt is (2. ábra).

 
2. ábra
Zivatarfelhők a Balatonnál. Fotók: Szilágyi Eszter, Horváth Ákos, Kurcsics Máté

Ahogy már említettük, egy átlagos zivatarfelhő átmérője 10 km körüli. Ha ez a felhő keveset mozdul el, és ilyen felhőből csak pár darab alakul ki egy nap, akkor csupán a Balaton vidékének 5-10%-át érinti a belőle hulló zápor. Ilyen egyedi, kis területet érintő zivatarok esetén olvashatjuk azt az előrejelzésben, hogy “helyenként”. Az ilyen előrejelzések téves értelmezése vezet ahhoz, hogy többen úgy gondolják, ez már megint nem jött be a meteorológusoknak… Pedig ilyenkor egyáltalán nem arra kell számítanunk, hogy egész nap “rossz idő” lesz, sőt, még arra is csak 5-10% esélyünk van, hogy átmenetileg rossz idő lesz. Azt viszont, hogy a zivatar Balatonfüreden vagy Balatonalmádiban, avagy Siófokon vagy Zamárdiban lesz, egy nappal előre lehetetlen megmondani. Egy szót kell már csak értelmeznünk, ez pedig a “kialakulhat”. Hogy miért nem egyértelmű egy zivatar kialakulása, arra pedig a következő fejezet adja meg a választ.

Három alapfeltétel: labilitás, emelés, nedvesség

Egy zivatarfelhő kialakulásához három légköri tényező (“összetevő”) együttes előfordulása szükséges:

1. Labilitás – olyan hőmérsékleti rétegződés, ami felhajtóerőt hoz létre a légkörben;
2. Emelés – olyan hatás, amely a légkörben feláramlást, függőleges irányú mozgást indít be;
3. Nedvesség – legyen kellő mennyiségű.

A fenti tényezők együttes jelenléte szükséges a zivatarfelhő kialakulásához. Hiába lenne két feltétel nagyon kedvező, az nem ér semmit, ha a harmadik hiányzik vagy éppen, hogy csak nem elég. Ezzel már egy kicsit a meteorológus szakmában rejlő kihívásokra is ráláthatunk. Amikor például erősen labilis a légkör, erős emelő hatások is jelen vannak, a nedvességtartalom azonban éppen a határon billeg, igen kevés választja el egymástól a heves zivatart a ki sem alakuló zivatartól. A következőkben sorra vesszük, hogy pontosan mit is takar ez a három alapvető tényező.

1. Labilitás

Rögtön elérkeztünk a teljes tanulmánysorozat legösszetettebb fogalmához, aminek ismerete elengedhetetlen ahhoz, hogy megértsük a zivatarok fejlődésének mechanizmusát. A labilitás azt mutatja meg, hogy megvan-e a potenciál a légkörben záporok, zivatarok képződéséhez, azaz ahhoz, hogy a felszín közeléből akár 8-10 km-es magasságba feláramoljon a levegő. A zivatarok ugyanis a levegő erős feláramlásának hatására jönnek létre. Emelkedés közben a hűlő levegő ugyanis egyre kevesebb nedvességet képes magában tartani, a belőle kicsapódó nedvességből pedig kialakul a zivatarfelhő.

A labilitást a légkör hőmérsékleti rétegződése határozza meg: minél gyorsabban csökken a hőmérséklet a magassággal felfelé haladva, annál labilisabb a légkör. Az időjárási folyamatok a légkör alsó körülbelül 10 km-es rétegében zajlanak, a különböző magasságokban azonban egymástól teljesen eltérő folyamatok is végbemehetnek. Előfordulhat, hogy a felszín közelében meleg levegő áramlik a Balaton térségébe, eközben a magasban viszont egy hideg légörvény vonul át a tó felett. Egy ilyen időjárási helyzet jelentősen növeli a labilitás mértékét, így, ha a meteorológus ilyen folyamatokat analizál az időjárási térképek elemzése során, abból már tudja, hogy egyre inkább számolni kell a zivatarok esélyével. Ha 5 km-es magasságban mintegy 30 fokkal hidegebb van, mint 1,5 km-es magasságban, akkor igen kedvezőnek tekinthető a labilitás mértéke, viszont ha ez a különbség csak 20 fok, akkor biztosan nem elég labilis a légkör, így nem lesz zivatar.

Eddig csak arról volt szó, hogy milyen hőmérsékletű a nyugalomban levő levegő a különböző magasságokban. A légköri labilitás fogalma azonban ennél összetettebb. Ha például a felszín közelében nagyon meleg, magas nedvességtartalmú a levegő, akkor a magasban a hőmérséklet valamivel kisebb mértékű csökkenése is elegendő lehet. Így valójában a felfelé emelkedő levegő viselkedését kell tudnunk az adott légrétegződés mellett. Egészen pontosan azt, hogy a magasba emelkedő levegőre hat-e felhajtóerő, és így folytatja-e feláramlását, vagy éppen “lehajtó erő” hat rá és visszasüllyed [1]. A levegőre felhajtóerő akkor hat, hogy ha egy adott magasságban melegebb lesz, mint a környezete (3. ábra). Minél melegebb lesz az emelkedő levegő a környezeténél, annál nagyobb felhajtóerő hat rá, így annál erősebben áramolhat felfelé. Abban az esetben, ha a felfelé emelt levegő azonos hőmérsékletű marad a környezetével, akkor rá felhajtóerő nem hat, az emelkedést gyorsulás nélkül folytatja. Akkor, ha a felfelé emelt levegő hidegebb, sűrűbb, így nehezebb lesz a környezeténél, akkor rá negatív felhajtóerő hat, azaz a feláramlása lassul, előbb-utóbb meg is szűnik és visszasüllyed a kiindulási helyzetébe.

 
3. ábra
A légkör labilitásának vizsgálata 4 km-es magasságban, egy felszínről induló légrészecskére vonatkoztatva.
A felszíni hőmérsékleti és nedvességi viszonyok alapján jó közelítéssel kiszámítható, hogy
adott magasságban (4 km) milyen lesz a felszínről felemelkedő légrészecske hőmérséklete (-5 °C).
Ha az ott levő környező levegő ennél melegebb (-3 °C), akkor stabil a légkör abban a magasságban, negatív felhajtóerő hat a részecskére.
Ha a környező levegő hidegebb (-7 °C), akkor pozitív felhajtóerő hat rá, labilis a légkör, kedvezőek a feltételek zivatarok képződéséhez. 

A 3. ábrán látható, hogy a felszínről emelkedő levegő hőmérséklete a magassággal felfelé haladva folyamatosan csökken – a gomolyfelhők alapjáig gyorsabban, afelett lassabban. A folyamatos hűlés oka, hogy ha magasabbra kerül a levegő, akkor kisebb légnyomás nehezedik rá, emiatt kitágul. Ezért a kitágulásért azonban meg kell dolgoznia az őt körülvevő levegő ellen, ebben a munkavégzésben energiát veszít, így csökken a hőmérséklete. Az ilyen hőmérséklet-csökkenés mértéke szinte pontosan 1 fok 100 méternyi emelkedés során mindaddig, amíg meg nem indul a felhőképződés. Ez ahhoz túl sok, hogy a száraz levegőre érdemi felhajtóerő tudjon hatni. A felfelé emelkedő levegő a hűlése során azonban egyre kevesebb nedvességet képes magában tartani és körülbelül 1,5-2 km-es magasságban telítetté válik, megjelennek a gomolyfelhők. Innentől egy jelentős segítséget kap a zivatarképződés folyamata, ugyanis beindul a “belső fűtés”. A felhőképződés, azaz jelen esetben amikor a vízgőzből folyékony halmazállapotú vízcseppecskék alakulnak ki, egy hőfelszabadulással járó folyamat. Ez némileg kompenzálja a levegő tágulás miatti hűlését, így a felhőben emelkedő levegő már csak 0,5-0,8 fokot hűl 100 méterenként felfelé, ezért könnyebben maradhat melegebb a környezeténél, feláramlása egyre gyorsulhat.

A labilitás és az általa keltett felhajtóerő a levegő emelkedését általában 2-3 km-es magasságtól felfelé teszik lehetővé. Ha oda feljut a levegő, akkor már “robbanásszerűen” kialakulhat a zivatarfelhő. A levegőnek azonban valahogy el kell érnie a felszínről ebbe a magasságba.

2. Emelés

Azt már tudjuk, hogy az egyensúlyi helyzetéből kimozdított levegőre mikor hat felhajtóerő és így mikor lesz esély zivatarfelhő kialakulására. Most meg kell válaszolnunk azt is, hogy egyáltalán mik azok a hatások, amik a levegőt elmozdíthatják felfelé. Az emelő tényező azért is nagyon fontos, mert a légkörben gyakran van olyan réteg, ahol az emelkedő levegő hidegebbé válik a környezeténél. Ha azonban van elég erős emelő hatás, akkor egy keskenyebb, leáramlást generáló rétegen még “átemelhető” a levegő, nem feltétlenül hal el emiatt a zivatarképződés folyamata.

A levegő feláramlását megindító egyik legkézenfekvőbb hatás a napsütés. Egy nyári napon a melegedő felszín hatására a felszín közeli levegő felmelegszik, emiatt felemelkedik, a helyébe lesüllyedő levegő is felmelegszik és felemelkedik és így tovább. A napsütésnek annyi energiája van általában, hogy a légkörnek az alsó 1,5-2 km-es rétegét átmelegítse ilyen módon. Úgy kell ezt elképzelnünk, hogy egy napsütéses nyári napon a déli órákra 1,5 km-es magasságig már minden légrészecske megjár minden magasságot, azaz teljesen összekeveredik a levegő. A légnyomás-változás korábban már bemutatott hatása miatt a felszínről 1,5 km-es magasságba felemelkedő légrészecske 15 fokot hűl, a magasból a felszínre lejövő 15 fokot melegszik, így 1,5 km-ig a teljes légoszlopban szinte pontosan 1 fokot hűl a levegő 100 méterenként a magassággal felfelé haladva. Neve is van ennek a rétegnek: nappali planetáris határréteg, magasságának ismerete pedig a tavi viharjelzésben kritikus fontosságú. A levegő csupán a napsütés hatására tehát 1,5-2 km-es magasságig könnyen felemelkedik, és ha csak nem nagyon száraz, akkor gomolyfelhők is kialakulnak. Amikor rendkívül meleg a felszín, előfordulhat, hogy már önmagában a napsütés hatására a magasba törnek a gomolyfelhők és zivatar alakul ki. Ez azonban ritka, csak nyáron, az ún. hőzivatarok jönnek létre ilyen módon.

Valami “extrára” még szinte mindig szükség van nappal is, éjszaka pedig feltétlenül. Az egyik legerősebb emelő hatást a hidegfrontok tudják biztosítani, ezek ugyanis maguk előtt torlasztva feláramlásra kényszerítik a melegebb levegőt. Egy hidegfront akár egy vastagabb leáramlást generáló rétegen is képes “keresztülnyomni” a felemelkedő levegőt, ezzel biztosítva, hogy eljusson arra a szintre, ahol már segítség nélkül, a labilitás hatására emelkedhet tovább. A Balatont a hidegfrontok jellemzően északnyugat felől érik el és nyáron általában zivatarok is társulnak hozzájuk (4. ábra).

 
4. ábra
A Bakony feletti “békés” gomolyfelhők az érkező hidegfront emelő hatása miatt
hirtelen igencsak “haragossá” válnak és megindulnak a Balaton felé.

A hideg levegő nem mindig éles frontok mentén érkezik a Balatonhoz. Gyakran több hullámban zajlik a folyamat, a frontból kisebb adagokban, ún. instabilitási vonalak mentén szalad előre a hideg levegő. Ezek a vonalak bár nem rendelkeznek olyan erős emelő hatással, mint a hidegfrontok, sokszor mégis hasonló módon vagy méginkább “bezivataroznak”, ugyanis a fülledt, meleg levegőben egy kicsi emelés is elég a zivatarképződés megindításához. Ráadásul nem érkezik olyan mennyiségű hideg levegő sem, ami ellehetetlenítené a további zivatarok kialakulását. A Balatonnál az egyik legveszélyesebb ilyen jelenség a szlovén instabilitási vonal, amire hamarosan példát is látunk. Ha a felszínen összeáramlik a levegő, akkor abból szükségszerűen feláramlás is kialakul. Így működnek a hidegfrontok is, de nem csak légtömegek váltásakor, hanem légtömegen belül is sokféle összeáramlás ki tud alakulni. Ezen összeáramlások kialakításában nagy szerep jut a helyi hatásoknak. A Balaton térségében a Bakony domborzata és a Balaton víze is képes napi menettel rendelkező összeáramlások kialakítására. Részletesebben ezekre majd a tanulmánysorozat második részében térünk ki.

Nemcsak a felszín közelében zajló, hanem a magasban végbemenő folyamatok is képesek emelést biztosítani. A körülbelül 8-9 km-es magasságban jelenlévő, az egész Földet körbeérő futóáramlás (jet stream) egyes régiói erős feláramlásokat generálnak. A légkör középső, 3-5 km magas tartományában átvonuló alacsony légnyomású vonalakhoz (nyomási teknők) is kapcsolódik erős emelés, ahogy egy adott magasságban a szélsebesség megváltozása is tud emelő hatást biztosítani. Ezek a folyamatok különösen fontosak lehetnek az éjszakai zivatarok kialakulásakor, a villámfényes balatoni éjszakák hátterében sokszor ezek állnak.

3. Nedvesség

A labilitás és az emelés szerepét követően a folytatásban a légnedvességre térünk ki. A légkör alsó pár km-es tartományának a nedvességi viszonyai alapvetően meghatározzák azt, hogy kialakulhat-e zivatar. Lehet akármilyen erős instabilitás, érkezhet akármilyen erős hidegfront, kellő nedvesség nélkül nem lesz zivatar. Amennyiben a légkör alsó 3 km-es magasságában az átlagos relatív nedvességtartalom 50% alatt van, az gyakorlatilag kizárja zivatarok kialakulását. Azonban 55-60%-os relatív nedvesség mellett már kialakulhatnak zivatarok, ha az egyéb feltételek is kedvezőek. Ráadásul majd a tanulmánysorozat negyedik részében látni fogjuk, hogy ezek különösen veszélyesek lehetnek. Egyfajta ökölszabály, hogy 65-70%-os átlagos relatív páratartalom felett a nedvesség már szinte biztosan elegendő, csak a labilitás mértékén és az emelő hatásokon múlik, hogy lesz-e zivatar. Egy nyári napon, 30 fokos hőmérsékletben az ilyen nedvességtartalmú levegőt már igencsak fülledtnek érezzük. Azonban nem csak az átlagos nedvességtartalom számít, hanem annak eloszlása is a légkör alsó 3 km-es tartományában. Ott van szükség a több nedvességre, ahonnan a feláramlások megindulnak (ez nappal jellemzően a talaj közeli légréteg). Nem lehet túlzottan száraz a levegő azonban 2-3 km-es magasságban sem, ugyanis ebben a rétegben a képződő zivatarfelhők valamelyest összekeverednek a környező levegővel (kivéve a forgó zivatarfelhők esetén). Ha a környező levegő túl száraz, akkor annak bekeveredése elkeskenyíti a felhő magasba törő részét, majd végül le is szakíthatja azt (5. ábra).

 
5. ábra
Nedvességhiánnyal küzdő zivatarkezdemény a Balatonnál.
A magasba törő gomolyfelhő a száraz levegő hatására egyre inkább elkeskenyedett, végül a teteje le is szakadt.
Ez többször is megismétlődött, a sokadik próbálkozásra azonban a feláramlás juttatott
annyi extra nedvességet a magasba, hogy végül létrejött a zivatar.

+1: Szélnyírás

A labilitás, az emelés és a nedvesség mellett van egy negyedik, a zivatarok fejlődését alapvetően meghatározó tényező is. Ez már nem azt mondja meg, hogy kialakulhatnak-e zivatarok, hanem azt, hogy azok milyen típusúak lesznek [2]. Ez pedig egy rendkívül fontos információ a balatoni viharjelzések szempontjából is, ugyanis ez határozza meg például, hogy milyen heves kísérőjelenségek társulhatnak hozzájuk. Szélnyírás alatt a légkör két különböző magasságú tartományában uralkodó szélviszonyok különbségét értjük. Azonban nem a szélsebességek nagyságát, hanem a szélvektorokat kell kivonnunk egymásból (azaz nem csak a szélerősség, hanem az irány is számít). Általánosságban azt mondhatjuk, hogy minél nagyobb az értéke, annál hevesebb zivatarok alakulhatnak ki. Ezt azonban rögtön árnyalnunk is kell egy kicsit, ugyanis a szélnyírás szerepe abban áll, hogy stabilabbá, hosszan tartóvá tudja tenni a feláramlásokat a folyamatos szívóerejével. Ha túl kicsi, akkor nem segít, ha túl nagy, akkor pedig a szél szétfújja a próbálkozó feláramlásokat. Így tehát az az optimális, ha a szélnyírás hatása arányos a feláramlás erejével. Ha a szélnyírás kicsi, akkor rövid életű, egycellás zivatarok alakulhatnak ki. Ha a 0 és 3 km-es magasságok közötti szélnyírás értéke magas, az a zivatarok rendszerbe szerveződését, többcellás zivatarrendszerek, zivatarláncok kialakulását támogatja. Ha a 0 és 6 km-es magasság közötti szélnyírás a nagy, az hosszú életű, forgó zivatarcellák, az ún. szupercellák kialakulását eredményezi. Ha pedig a 0-1 km-es szélnyírás értéke nagy, az tubák, tornádók kialakulását is lehetővé teszi.

A 6. ábra szemlélteti, hogy különböző felszín közeli szélirányok és fix magassági szél esetén hogyan változik a szélnyírás nagysága. Ha a magasban 10 m/s-mal erősebb szél fúj, mint a felszínen, de az irány ugyanolyan, akkor 10 m/s lesz a szélnyírás. Abban az esetben viszont, ha a magasban éppen ellenkező a szélirány, a szélnyírás nagysága már 20 m/s lesz. Míg előbbi kevés, utóbbi már bőven elegendő a forgó zivatarfelhők kialakulásához.

 
6. ábra
A 0-6 km-es szélnyírás kiszámításának módja.
A magasabb szint szélvektorából kivonjuk az alacsonyabb szint szélvektorát.
Minél jobban változik a szélirány, annál nagyobb a szélnyírás.

Zivatarok fő típusai

Egycellás zivatarok

A zivatarok legelemibb fajtája az egyetlen cellából álló zivatarfelhő. Akkor alakul ki ilyen típusú zivatar, amikor kellő mértékben összeáll a három alap komponens (labilitás, emelés, nedvesség), de a szélnyírás nem meghatározó. Rövid életű légköri képződmények, jellemzően 30-60 perc az élettartamuk (7. ábra). A felhőben a már bemutatott okokból kezdetben csak erős feláramlás van jelen. Aztán megkezdődik az intenzív csapadékhullás (ami értelemszerűen leáramlással jár), ez pedig a leáramló hideg levegőjével tönkreteszi a feláramlást, legyengíti a zivatart. Az egycellás zivatarokhoz általában nem társulnak szélsőséges erejű kísérőjelenségek, ugyanakkor kisebb területet érintően ezekből is előfordulhat egy-egy viharos széllökés, kisebb méretű jég vagy intenzív záporeső. A tanulmánysorozat 3. részében majd részletesen végigkövetjük egy ilyen zivatarfelhő életét.

7. ábra
Rövid életű egycellás zivatar a Balaton északi partján 2020. augusztus 9-én a HungaroMet Zrt. radarfelvételén.

 
Többcellás rendszerek, zivatarláncok

Amikor a légkör alsó 2-3 km-es tartományában a szél a magassággal felfelé haladva erősödik – különösen, ha még az iránya is változik –, a zivatarok élettartama megnövekszik. Ez amiatt van, hogy a fel-, és leáramlások elkezdenek elkülönülni a felhőn belül, a leáramlás már csak lassabban teszi tönkre a feláramlást, de még ekkor is elősegítheti egy újabb zivatar kialakulását. Ekkor az első, már leépülőben levő zivatarból kifutó hideg levegő erős feláramlásra kényszerítheti a környező meleg levegőt, így egy újabb, még erősebb zivatar jöhet létre (8. ábra). Ez a második zivatar aztán átadhatja energiáját egy harmadiknak, és így tovább. Minél erősebb a szélnyírás a légkör alsó 3 km-es tartományában, annál tovább folytatódik ez a folyamat.

8. ábra
Többcellás zivatarrendszer a Balatonnál.

Előbb-utóbb az egymásból épülő zivatarok összessége lehűti annyira a levegőt maga alatt, hogy újabb, tartós feláramlás már nem tud kialakulni és véget ér a folyamat. Abban az esetben viszont, amikor nagy a szélnyírás (a szél erősödése és fordulása a magassággal felfelé haladva), különösen ha még egy vonalasan érkező emelőhatás (hidegfront, instabilitási vonal) is áll a háttérben, az egymásból épülő zivatarok rendszere teljesen önfenntartóvá válhat: létrejönnek a zivatarláncok [3, 4]. Ezek a rendszerbe szerveződő zivatarok már több száz km-es távolságot képesek bejárni és szélességük is meghaladhatja a 100 km-t. A hozzájuk kapcsolódó legfőbb veszélyforrást az átmeneti, ugyanakkor nagy területet érintő viharos szélrohamok jelentik. A Balatont zivatarláncok jellemzően északnyugat vagy délnyugat felől érik el. Előfordul, hogy olyan zivatarrendszer érkezik a Balatonhoz, amely már az Adrián kialakult, sőt, Franciaországban kifejlődő zivatarlánc is elérte már a Balatont. Míg az északnyugat felől érkező zivatarláncokat a Bakony többször megszabdalja, kissé legyengíti, addig a délnyugat felől érkezők sokszor éppen a Balatonnál erősödnek meg, így különösen veszélyesek. Emiatt saját nevet is kaptak a Balatonnál: szlovén instabilitási vonalnak nevezzük őket [5]. Egy ilyen zivatarlánc esetén megeshet, hogy a csapadék és a villámlás még éppen csak eléri Keszthelyt, a szele viszont előresiet, az egész Balatont átfújja és Siófoknál már 100 km/h-t meghaladó szélrohamokat is eredményezhet. Emiatt különösen fontos a balatoni viharjelzések figyelembevétele, egyáltalán nem elég csak azt nézni a radarképen, hogy maga a zivatar hol tart (ez általánosan is igaz, fogunk még rá példákat mutatni). A szlovén instabilitási vonalakhoz átmeneti intenzív csapadék és jégeső is társulhat. Sőt, ilyen időjárási helyzetben alakult ki 1972-ben egy forgó zivatarfelhőből a balatonfüredi tornádó is, amiről majd a tanulmánysorozat 5. részében olvashatunk részletesen. A 9. ábrán, illetve az 1. videóban megfigyelhetjük, hogyan érik el a zivatarláncok a Balatont.

 
9. ábra
Délnyugat felől zivatarlánc (squall line) éri el a Balatont 2020. augusztus 3-án.

1. videó: Zivatarláncok érkezése a Balatonhoz délnyugat, illetve északnyugat felől.
A zivatarláncok jellegzetes ismertető jegye az élükön megjelenő peremfelhő.

Zivatarok királynője: a szupercella

Az imént bemutatott zivatarláncokhoz hasonlóan, vagy talán méginkább veszélyesek és egyben látványos időjárási jelenségek a forgó zivatarfelhők, amelyeket szupercellának nevezünk [6]. A szupercellák nem érintenek olyan nagy területet, mint a zivatarláncok (hacsak nem rendeződnek ők is láncba), ugyanis esetükben csupán egyetlen, nagyon hosszúéletű és hosszú utat bejáró zivatarcelláról van szó. Ez az egyetlen zivatar azonban képes rá, hogy egy keskenyebb, csupán 10-20 km széles sáv mentén is igen jelentős pusztítást végezzen. A szupercellák a zivatarokhoz kapcsolódó veszélyes jelenségek teljes sorát felvonultatják: egyaránt társulhat hozzájuk jégeső, felhőszakadás, intenzív villámlás és 100 km/h-t meghaladó széllökések is. A szupercellák akár 6-8 órán keresztül is élhetnek és ezalatt 200-300 km-es utat is megtehetnek. Így előfordul, hogy a horvát tengerparton kialakuló szupercella okoz 100 km/h-s széllökést a Balatonnál, vagy éppen egy szupercella előbb Pécsen, majd órákkal később Debrecenben is komoly jégverést okoz.

A szupercellák egyik legjellegzetesebb ismertetőjegye a forgó mozgás, amit a felhőzet is megfesthet (10. ábra). Azért forognak, mert a szél erőssége jelentősen növekszik (és iránya változik) a magassággal felfelé haladva, ez pedig örvényeket hoz létre a légkörben. Ezek az örvények az erős feláramlások hatására átfordulnak a felszínnel párhuzamos síkba, megalapozva ezzel a szupercella forgó mozgását. Hazai tapasztalatok alapján szupercellák akkor tudnak kialakulni, ha a 0 és 6 km-es magasságok közötti szélnyírás értéke meghaladja a 15 m/s-ot, illetve erősen labilis a légkör. A nagy szélnyírás a forgás mellett hosszú életűvé is teszi a szupercellákat, ugyanis szívó hatásával stabilan tartja a feláramlást, nem engedi, hogy a csapadékhullás "alávágja" azt. Így a szupercellában jól elkülönülnek egymástól a feláramlási és leáramlási területek. A szupercellák jellegzetessége, hogy érkezésük előtt süllyed, majd azt követően erősen emelkedik a légnyomás. A nyomássüllyedés a forgó mozgással függ össze, és akár tornádó kialakulását is eredményezheti.

Egy radarfelvételen a szupercellákat jól megkülönbözteti a többi erős zivatarcellától, hogy a többségtől eltérően mozognak: általában körülbelül 30 fokkal jobbra, néha 30 fokkal balra elkanyarodnak a forgásuk következtében (11. ábra) [7]. A szupercellák előfordulási gyakorisága változatos képet mutat az egyes évek között: előfordul, hogy egész évben csak pár darab éri el a Balatont, de arra is volt példa, hogy egyetlen nap alatt egymást követő öt szupercella haladt át a víz felett [8].

10. ábra
"Világvége hangulat": Szupercella a Balaton felett 2021. június 25-én este a Balaton északi partján, amit
betakar a dél felől közeledő másik szupercella magaszintű felhőzete.

11. ábra
Szupercellás zivatarok találkozása a Balaton felett 2021. június 25-én.
A zivatarok többségét a délnyugati alapáramlás északkelet felé szállította, a szupercellák viszont kiváltak közülük és déli,
illetve nyugati irányból érkezve a Balaton felett haladtak el egymás mellett 18 óra után.

 
A következő rész tartalmából

A tanulmánysorozat második részében a most bemutatott alapokra támaszkodva már kifejezetten a Balaton térségére, annak zivatarokra gyakorolt hatására fogunk fókuszálni. Bemutatjuk a tó vízének, a Balaton helyi szélrendszerének, illetve a Bakonynak a hatását a zivatarok fejlődésére, és többek között azt is megválaszoljuk majd, hogy a Balaton valóban "lehúzza"-e a zivatarokat.

Hivatkozások:

[1] www.szupercella.hu/content/konvekcio-alapjai-i-felhajtoerovel-kapcsolatos-alapismeretek

[2] www.szupercella.hu/node/5853

[3] www.szupercella.hu/squall_lineok_I

[4] met.hu/ismeret-tar/erdekessegek_tanulmanyok/index.php?id=2272&hir=Onfenntarto_zivatarlanc_%E2%80%93_a_julius_23-i_zivatarok_leirasa

[5] met.hu/ismeret-tar/erdekessegek_tanulmanyok/index.php?id=1361&hir=Delnyugati_instabilitasi_vonal_%E2%80%93_julius_25-i_vihar_meteorologiai_elemzese

[6] www.szupercella.hu/tudomany_osszefoglalo_a_szupercellas_konvekciorol

[7] met.hu/ismeret-tar/erdekessegek_tanulmanyok/index.php?id=3045&hir=Viharzona_Magyarorszag_felett

[8] met.hu/ismeret-tar/erdekessegek_tanulmanyok/index.php?id=3077&hir=Messzirol_jott_vihar:_az_augusztus_1-i_zivataros_nap_meteorologiai_hattere