2018. december 17. hétfő
Tanulmányok

OMSZ: 2018. augusztus 26. 16:57

Zivatar örvények, örvénylő zivatarok

A meteorológiában szupercelláknak nevezik azokat a rendszerint heves zivatarokat, amelyek fejlődésük során olyan állapotba kerülnek, hogy áramlási rendszerükben a forgás lesz a meghatározó mozgásforma. A klasszikus szupercelláknak – amelyek néhány kilométer sugarú zivatar örvények – a forgásuk legtöbbször a szél magassággal történő változásából (vertikális szélnyírásból) származik. Időnként azonban előfordul, hogy a forgás a szélmező vízszintes irányú változásából (horizontális szélnyírásból) ered. Leegyszerűsítve az történik, hogy a zivatar egyik oldalán például délnyugati, a másik oldalon északnyugati szél fúj és ez a szélnyírás „pörgeti be” a front mentén kialakult zivatart. A folyamat a valóságban összetettebb; olyan leskálázódási jelenségről van szó, amely a nagyobb léptékű meteorológiai rendszerekből a kisebb nagyságrendű folyamatokra (például hidegfrontok skálájáról a zivatarok méretére) alakítja át a légköri forgó mozgást. Ezt az örvényesség leskálázódásnak nevezett folyamatot lehetett megfigyelni 2018. augusztus 14-én, a Dunántúl fölött áthaladó zivatarrendszerben.

Horváth Ákos


Hazánkban, azon belül is a Dunántúlon, időnként előfordul, hogy az északnyugatról közeledő hidegfront és a délnyugatról a front előtti meleg szektorban fejlődő zivatarok egyfajta versenyfutást rendeznek. Ha az északnyugati hidegfront a gyorsabb, akkor az alsó szinteken beáramló hideg levegő stabilizálja a légkört és a zivatarok legyengülnek (1. ábra). Ha viszont a zivatarok az erősebbek, akkor a zivatar hűtötte hideg levegő, illetve a zivataros magasnyomás veti vissza a hidegfrontot (2. ábra). A hidegfrontok előtti labilis meleg szektorokban meghatározó szerepe van a magasban fújó jet stream-nek és a szél magassággal történő változásának is. A szupercellás zivatarok többsége, amelyek rendszerint nagyobb távolsággal a front előtt jönnek létre, éppen az ilyen jellegű vertikális szélnyírásnak, illetve a magasban fújó erős szélnek köszönhetik létüket.

A 2018. augusztus 14-én kialakult forgó zivatarok esetén a hidegfront határozott, de lassú mozgású volt (3. ábra), a magasban hideg beáramlás kísérte (4. ábra) és elegendő nedvességgel is rendelkezett (5. ábra). Mindez a front előtti területeken nem rendkívül nagy, de egyértelmű konvektív instabilitást okozott (6. ábra), viszont hiányzott az erőteljes magassági szél (7. ábra). A közeledő hidegfront vonalában már a délelőtti órákban a horvát-szlovén határon megjelentek a zivatarok, amelyek egy kis méretű, kb. 100 km átmérőjű légörvény déli oldalán alakultak ki, majd a cellák délfelé fejlődve egy zivatar vonalat alkottak, amely az alapáramlással együtt kelet-északkelet irányba mozdult el (8. ábra). A légörvény és a zivatarlánc fejlődése jól megfigyelhető az OMSZ radar képeiből készült, egy perces interpolációval készített képek sorozatából összeállított radarfilmen is.


A fronton kialakuló és a forgási energiát a front menti szélfordulásból nyerő légörvény jól látható a numerikus modellszámításokon is. A kezdetben kialakuló légörvény (9. ábra) a Balaton irányába mozdult és az örvény előoldalán újabb, kisebb örvények jelentek meg (10. ábra), amelyek már a szupercellás zivataroknak felelhetőek meg. A zivatarok ugyan hűtötték a környezetükben lévő levegőt, azonban az örvény előoldalán az instabil levegő összeáramlásával nagy labilitás jött létre, amely magyarázza a déli irányba fejlődő zivatarlánc kialakulását (11. ábra).

A fentebb leírt hidegfront-zivatarlánc verseny ezúttal döntetlen lett, a hidegfront menti szélnyírás egyenletesen táplálta a fronton kialakuló légörvényt, amely viszont ugyancsak egyenletesen adta át az energiáját a fejlődő zivataroknak.

A Balatonhoz érkező zivatarrendszerben kialakuló szupercellák jellegzetes íves felhőzete jól megfigyelhető a 12. és a 13. ábrán, illetve a gyorsított felhőfilmen.


A cellák azonban nem okoztak rendkívüli viharokat, a Balatonnál mindössze 80 km/h körüli legerősebb széllökéseket mértek, illetve a kárjelentések száma is elmaradt a délnyugati instabilitási vonalak esetén tapasztaltakhoz képest. Mindez talán azzal magyarázható, hogy a légköri konvektív energiaformák nem robbanás szerűen, hanem egyenletesen szabadultak fel, illetve a heves zivatarok esetén jellemző vertikális szélnyírás ezúttal hiányzott.

 1. ábra

1. ábra
A talajmentén előresiető hidegfront stabilizálja a légkört, ami nem kedvez a prefrontális zivatarok kialakulásának.

2. ábra

2. ábra
A hidegfront előtt kialakuló heves zivatarok okozta hűlés, illetve nyomásemelkedés visszavetheti a hidegfrontot.

3. ábra

3. ábra
Hidegfront érkezése a Dunántúlra 2018. augusztus 14-én az ECMWF 12 UTC-s (14 óra) analízise alapján.
A folytonos vonalak a tengerszinti légnyomást, a színezett területek a 850 hPa (kb. 1500 m magasság) hőmérsékletét jelölik.

4. ábra

4. ábra
A magasban hideg levegő áramlik a Dunántúl fölé augusztus 14-én az ECMWF 6 UTC-s analízise alapján.
A folytonos vonalak az 500 hPa nyomásszint magasságát, a színezett területek a hőmérsékletet jelölik.

5. ábra

5. ábra
A hidegfront mentén jelentős nedvesség koncentrálódott a térségünk felett augusztus 14-én az ECMWF 12 UTC-s analízise alapján.
A folytonos vonalak a 700 hPa nyomásszint magasságát, a színezett területek a szint specifikus nedvességét (gr/kg) jelölik.

6. ábra

6. ábra
Siófok fölé számolt vertikális profil labilis (de nem rendkívül labilis) légállapotot mutat.
Az ábrán az ECMWF által 2018. augusztus 14. 12 UTC-re számolt hőmérséklet (folytonos vonal),
nedvesség (szaggatott vonal) és szélprofil, valamint a labilitási indexek láthatóak.

7. ábra

7. ábra
A jet stream elkerülte a Kárpát-medencét, 2018. augusztus 14. 12 UTC-s ECMWF analízis alapján.
Az ábrán a folytonos vonalak a 300 hPa magasságot (kb. 9500 m), a színezett területek a szélsebességet jelölik.

8. ábra

8. ábra
Az OMSZ radarmérései a fejlődő zivatarláncról. A fehér vonal a hidegfronton kialakult légörvényt jelöli.
A képek időpontjai: a) 2018. augusztus 14. 10 UTC; b) 12 UTC; c) 14 UTC; d) 15 UTC.

9. ábra

9. ábra
A WRF modell által számolt szél és termikus mezőben látható a hidegfront mentén kialakuló konvektív örvény.
A 925 hPa ekvivalens potenciális hőmérséklete (színezett terület) és a szint szélmezeje, valamint
a számított radar reflektivitás (folytonos vonalak) augusztus 14. 9 UTC-re számítva.

10. ábra

10. ábra
A számolt szél és termikus mezők alapján az örvény előoldalán kisebb (a szupercellához rendelhető) örvény alakul ki.
A 925 hPa ekvivalens potenciális hőmérséklete (színezett terület) és a szint szélmezeje, valamint
a radar reflektivitás (folytonos vonalak) látható augusztus 14. 10 UTC-re számítva.

11. ábra

11. ábra
A légörvény közepén a zivatarok jelentős hőmérséklet csökkenést okoznak, míg
az örvény előoldalán a magas ekvivalens potenciális hőmérséklet értékek növekvő labilitást mutatnak,
amelyek a zivatarok dél felé fejlődést, a zivatarlánc kialakulását támogatták.
Az ábrán a 925 hPa ekvivalens potenciális hőmérséklet (színezett terület) és a szint szélmezeje, valamint
a számított radar reflektivitás (folytonos vonalak) 2018. augusztus 14. 11 UTC-re számított értékei láthatóak.

12. ábra

12. ábra
Jellegzetes íves szerkezetű szupercellás struktúrára utaló zivatarfelhő közeledik Siófok felé.

13. ábra

13. ábra
A Balatonfüredre lecsapó zivatarfelhőből kinyúló tölcsérfelhő.


 

Tanulmányok