2021. július 26. hétfő
Tanulmányok

OMSZ: 2021. július 19. 09:00

Villámárvíz Nyugat-Európában

2021. július 13-tól 16-ig egy lassan mozgó magassági légörvény hatására zivatarok sorozata csapott le Németországra, Belgiumra és részben Hollandiára. A folyamatos intenzív csapadék hatására elsősorban a Ruhr-vidéken és az Ardennekben kiöntöttek a folyók és a patakok, utakat, vasutakat és házakat mosott el a víz. A természeti csapás áldozatainak száma meghaladta a 170 főt, az első becslések szerint az anyagi károk elérik az 1 milliárd Eurót. A pusztító villámárvíz (flash flood) kialakulásának körülményeit és annak lefolyását mutatja be a tanulmány.

Horváth Ákos

Villámárvizek időjárási háttere

A villámárvíz (flash flood) során viszonylag kis területen rövid idő alatt olyan nagy mennyiségű csapadék hullik, melynek következtében egy-egy kisebb vízfolyás szinte percek alatt kilép a medréből. A jelenségnek két összetevője van: meteorológiai és hidrológiai.

A meteorológiai összetevő legtöbbször konvektív csapadékhoz, azaz záporokhoz, zivatarokhoz kötődik, melyeket gyorsan felépülő, de lassan mozgó cellák idéznek elő. A zivatarcellák ilyenkor egy vonal mentén fejlődnek és mozognak, maga a vonal viszont csak lassan helyeződik át. Ennek következtében egy-egy területen igen nagy mennyiségű csapadék is hullhat, míg a vonaltól kis távolságban gyakran csak kevés eső esik. A zivatarvonal kialakulását viszont a lassan mozgó, egyenes tengelyű ciklonok támogatják. Az ilyen típusú légörvények sajátossága, hogy az éles frontok helyett több, a ciklon centruma körül felcsavarodó konvergencia vonal jön létre, illetve a magasban egy többé-kevésbé körszimmetrikus magassági hidegcsepp analizálható. A konvergencia vonalak mentén jelentős nedvesség gyűlik össze, a magassági hideg pedig biztosítja a konvektív instabilitást.

A hidrológiai összetevőt a domborzati és talajviszonyok alkotják. A lehulló csapadék egy vizet felszívni vagy megtartani kevésbé képes talajú lejtőn gyorsan lefolyik, és a szűkebb völgyekben rendkívül gyors vízszint emelkedést képes okozni.

2021. július közepén Németország nyugati részén, illetve belgiumi Ardennekben minden feltétel adott volt a térség egyik legsúlyosabb villámárvíz katasztrófájához.


Villámárvíz Nyugat-Európában

A 2021. júliusi németországi villámárvizek kialakulásához megvoltak a szükséges időjárási feltételek. A nagytérségű időjárási helyzet alakulását és a magassági légörvény átvonulását az 1. videó mutatja.

1. videó: A nagytérségű időjárási helyzet alakulása és a magassági légörvény átvonulása


Egy lassú mozgású, elsősorban a magasabb légkörben aktív ciklon sodródott Európa fölé (1. ábra). Ennek a nyugati áramlási rendszerből leszakadt un. cut off ciklonnak az 500 hPa nyomásszintjén (körülbelül 5.5 km magasságban) jól kirajzolódott a zárt hidegmag, amely lassan mozgott keleti irányba, labilizálva a kontinens középső része feletti levegőt. Hasonlóan fontos szerepet kapott a 700 hPa-on (körülbelül 3 km magasságban) megfigyelhető nedvesség összeáramlás, amelynek két forrása is volt. Egyrészt a ciklon meleg előoldalán az óceán felől származó nedvesség áramlott északi irányba a szokásos nedves szállítószalag mentén. Másrészt egy már leépült légörvény maradványaként – melynek centruma még a Fekete-tenger felett felfedezhető – nagyobb nedvességtartalmú levegő halmozódott fel. Ez utóbbi ugyancsak bekerült a ciklon előoldali áramlási rendszerébe növelve a rendelkezésre álló nedvességet. Végül meg kell említeni a nagy magasságban (300 hPa nyomásszinten, körülbelül 9 km magasban) élesen forduló jet stream-et amely német területen hozzájárult a zivatarokat támogató feláramláshoz.

 1. ábra
1. ábra
Időjárási helyzet 2021. július 13-án 2 órakor (0 UTC) az ECMWF analízise alapján;
bal felső kép: 850 hPa hőmérséklet (színezett terület), tengerszinti légnyomás (folytonos vonalak),
925 hPa áramlási viszonyai szélmező (szélzászlók);
jobb felső kép: 700 hPa specifikus nedvesség (színezett terület), a nyomási szint magassága (folytonos vonalak) és
a szint szélviszonyai (szélzászlók);
bal alsó kép: az 500 hPa hőmérséklete (színezett területek), a nyomási szint magassága (folytonos vonalak) és
a szint szélviszonyai (szélzászlók);
jobb alsó kép: a 300 hPa szint magassága (folytonos vonalak), a szint szélerőssége (színezett területek) és a szélzászlók


A lassan mozgó légörvényt gyűrűként körbevevő nedvesség konvergencia (vagy gyakran nedves szállítószalag néven említett) vonal mentén már július 13-án délelőtt folyamatosan alakultak ki a záporok és zivatarok (2a. ábra), amelyek az örvény északnyugati oldalán egy keskenyebb, de annál intenzívebb csatornába soroltak be (2b. ábra). Ez a formáció megmaradt 13-ról 14-re egész éjszaka (2c-d. ábrák), illetve egyre keskenyedő sávban még 15-én is intenzív csapadékhullás volt főleg belga területeken (2e-f. ábrák). A folyamat jól követhető a radarképeken (2. videó), illetve a műholdképeken (3. videó).

2a. ábra 2b. ábra
2c. ábra 2d. ábra
2e. ábra  2f. ábra

2. ábra
Az európai radar-kompozit képek és a 700 hPa szél és geopotenciál mező (ECMWF modell alapján)
a) július 13. 10:15, b) 13. 14:00, c) 13. 19:30, d) 14. 09:45, e) 15. 03:30, f) 15. 15:30 UTC-kor (helyi időben +2 óra)

 

2. videó: Záporok, zivatarok alakulása radarképekből készült kisfilmen

 3. videó: Záporok, zivatarok alakulása műholdképekből készült kisfilmen


A viszonylag keskeny csatornában vonuló zivatarok hatására a Németország középső területein és a német-belga határon július 14-én reggelig 24 óra alatt 30-50 mm csapadék hullott (3a. ábra), amelyet 15-én reggelig 40-90 mm (3b. ábra), végül 16-án reggelig 30-50 mm (3c. ábra) követett.

3a. ábra
3b. ábra 
 3c. ábra

3. ábra
24 óra alatt lehullott csapadék a) 2021. július 14. 6:00, b) július 15. 6:00, c) július 16. 6:00 UTC (helyi időben +2 óra)


A nyugat-német, dombokkal és völgyekkel tagolt területek, valamint a belga Ardennek szűk völgyei különösen megszenvedték a hirtelen lehullott intenzív csapadékot, és számtalan villámárvíz alakult ki, míg Hollandiában inkább az összefolyó víz keltette regionális árvíz jelentett problémát.

Július 15-én délután a ciklon délkeleti oldalán a légörvényhez tartozó külső konvergencia vonal mentén újabb intenzív zivatarok tűntek fel, ezúttal magyar szlovák és lengyel területek felett, jelezve, hogy a ciklon szerepe még messze nem ért véget.


 

Tanulmányok