2022. május 25. szerda
Tanulmányok

OMSZ: 2022. január 25. 08:30

A 2021. augusztus 1-i piros fokozatú helyzet elemzése

Az időjárási helyzet vizsgálata során elsősorban arra a kérdésre kerestük a választ, hogy az előrejelzési paraméterek (pl. labilitás, szélnyírás) mely értékei esetén lehet minél biztosabban elkülöníteni az inkább nagy jéggel/ szignifikánsan nagy jéggel (>2, >5 cm) kísért helyzeteket az inkább nagy területet érintő konvektív károkozó szélrohammal (> 90 km/h) járó helyzetektől. Az elemzés során felhasználtuk az ECMWF modell 2021. augusztus 1. 0000 és 1200 UTC-s futásait (továbbiakban: modell) a valós eseményekkel történt összehasonlításához.

Csirmaz Kálmán, Komjáti Kornél


2021. augusztus elsején nyugat felől egy ciklon hidegfrontja közelítette meg a Kárpát-medencét. Az 500 hPa-s nyomási szinten (kb. 5500 méter magasan) Nyugat-Európa felett teknő helyezkedett el, amelynek előoldali áramlási rendszerébe kerülve a forró, nedves légtömeg fölé (850 hPa Theta-E 56-62 °C) fokozatosan egyre hidegebb levegő advektálódott a légkör magasabb szintjein, növelve a légköri instabilitást (1. és 2. ábra). Mindemellett 850 hPa-on is erős (12-14 ms-1) áramlás volt megfigyelhető (low-level jet) (3. ábra), az 500 hPa-on pedig egy markáns középszintű jet húzódott a térség felett, lokálisan >30 ms-1 szélsebességű jetmaggal (4. ábra). Az erőteljes áramlás, illetve a növekvő labilitás következtében Horvátország felett kialakult záporos, zivataros csapadéktömb 0900 UTC tájékán szerveződött igazán rendszerré. A meglehetősen instabil (2000 J/kg SbCAPE) légállapot mellett a légkör alsó 2,5 km-es rétegében nagy (15-16 ms-1), vonalra merőleges szélnyírást is előrejeleztek a modellek (5. és 6. ábra). A szélnyírási profil is különösen kedvezett vonalba rendeződött zivatarok (zivatarláncok) kialakulásának: a környezeti vertikális szélnyírás döntő része a légkör alsó néhány km-es rétegére összpontosult, a 2,5 km-es réteg felett lényegében már alig növekedett a szél (7. ábra). A nagy, vonalra merőleges komponenssel bíró szélnyírási vektoroknak köszönhetően a zivatarok hosszú életű, nagy szélvihar potenciállal rendelkező zivatarrendszerré szerveződtek, amely északkeleti irányába, Magyarország felé tartott.

1. ábra

1. ábra

500 hPa nyomási szint hőmérsékleti viszonyai (színezett terület), geopotenciál (izovonalak) és szélviszonyok (szélzászló) 0600 UTC-re.

2. ábra

2. ábra

850 hPa nyomási szint ekvipotenciális hőmérséklete (színezett terület), geopotenciál (izovonalak) és szélviszonyok (szélzászló) 0600 UTC-re.

3. ábra

3. ábra

500 hPa nyomási szint szélsebesség (színezett terület), geopotenciál (izovonalak) és szélviszonyok (szélzászló) 0600 UTC-re.

4. ábra

4. ábra

500 hPa nyomási szint szélsebesség (színezett terület), geopotenciál (izovonalak) és szélviszonyok (szélzászló) 0600 UTC-re.

5. ábra

5. ábra

0-2,5 km szélnyírás nagysága (színezett terület+izovonal) és 0-2,5 km szélnyírás iránya (szélzászló).

6. ábra

6. ábra

SBCAPE (színezett terület) és 0-6 km-es szélnyírás nagysága (izovonalak).

7. ábra

7. ábra

Hodográf Varasd térségéből, zöld nyíl: 0-6 km szélnyírás, piros nyíl: 0-2,5 szélnyírás.

Az ECMWF modell 0000-ás futása, amelyet az aktuális veszélyjelző szolgálat közben láthatott, a csapadékrendszert kitermelte, azonban Magyarország területére már nem hozta be…

Ezzel szemben a valóságban a rendszer elérte Magyarországot, s a délnyugati határon (Homokszentgyörgy) 20,4 ms-1-os széllökést produkált. A +1000 UTC-s modell eredmények alapján megállapíthatjuk, hogy a valóságban némiképp jobb relatív nedvességi viszonyok voltak megfigyelhetők, amely segíthette a rendszer fennmaradását (8. ábra). A zivatarlánc effektív beáramlási rétegét (amely potenciálisan táplálta a rendszert) hozzávetőlegesen a felszín feletti 1200-1300 m vastag réteg jelentette a délnyugati országrészben 1000 UTC-kor. Az itt található 50-55%-os átlagos relatív nedvesség ugyan már elégséges lehet a zivatarok fenntartásához, azonban – hasonlóan a felszíni relatív nedvességi mezőhöz – a valóságban ez a réteg is nedvesebb volt, mint a modell által előrejelzett (9. ábra). A zivatarlánc fokozatosan gyengülni kezdett ahogyan a Duna–Tisza-közére ért (10. és 11. ábra). Ezeken a területeken a mérések alapján is már nagyon alacsony felszíni relatív nedvességi viszonyok voltak megfigyelhetők. A gyengülő radarjeleket produkáló rendszer ennek ellenére is képes volt Szeged környezetében (Kiszombor) 28,2 ms-1-os kifutószelet produkálni, amely jelzésértékű volt a veszélyjelző számára, a piros riasztás ismételten kiadásra került (lásd később, 19. ábra).

8. ábra

8. ábra

Az ECMWF 0000 UTC-s futása (+10 óra) és a OMSZ mérőhálózatának 2 m-es relatív nedvességi viszonyainak különbsége
(kék: modell alábecslés, barna: modell felülbecslés), OMSZ kompozit oszlopmaximum radarkép.

9. ábra

9. ábra

A délnyugati határszélre érkező zivatarlánc előrejelzett effektív beáramlási rétegének átlagos relatív nedvességi viszonya (színezett területek)
és a zivatar-relatív szelek (vektorok), ECMWF 0000 UTC-s futás +10 órára; OMSZ kompozit oszlopmaximum radarkép.

10. ábra

10. ábra

MSG HRV kompozit műholdkép.

11. ábra

11. ábra

OMSZ kompozit oszlopmaximum radarkép.

A modell által várt környezeti feltételek és a valódi légállapot közötti különbség azonban 1310 UTC-kor nem várt fordulatot eredményezett. A hajnali órákban, a meleg nedves szállítószalagon (továbbiakban: MNSZ) megjelent rendszer a modell által várthoz képest délebbre nyúlt be az országban, érintve Bács-Kiskun megye északi területeit, Jászságot és Hajdú-Bihar megye északi tájait is. A rendszer csapadéka átnedvesítette az egyébként száraz területeket, a modell által nem várt magasabb rh értékek realizálódtak (12. ábra), s (ebből kifolyólag) a légállapot is jóval labilisabban alakult. A zivatarlánc effektív beáramlási rétege a felszín felett 2000-2200 m magasságig terjedt. A modell 0000-ás futásában még igen gyenge nedvességi viszonyok jellemezték ezt a réteget, a 1200 UTC-s analízisből azonban már láthatóvá vált, hogy nedvesebb rétegből tudott táplálkozni a zivatarrendszer (13. és 14. ábra). Az északkelet felé haladó délutáni zivatarlánc tehát egy, a várakozásokhoz képest merőben más légrétegbe futott bele, amely segítette fennmaradását, mi több a rendszer ismételten megerősödött. A nagyon magas labilitási értékek mellett a helyenként 15 ms-1-os vonalra merőleges 0-2,5 km-es szélnyírási vektorok is vészjóslók voltak. Ugyanis, a nagy szélnyírás által gerjesztett horizontális tengelyű örvényesség és a heves kifutószél által generált horizontális tengelyű örvényesség egyensúlyi állapotba kerülhetett, amely segítette a zivatarlánc fennmaradását ([1] Rotunno et al., 1988). Az erős vonalra merőleges szélnyírási vektorok a rendszer fenntartása mellett elősegítették a rendszer újbóli hevessé válását is (a rendszer ú.n. bow echová alakult): Tiszavasváriban 33,6 ms-1, Napkoron pedig 32,4 ms-1 kifutószelet is regisztrált az OMSZ mérőhálózata, ami már szignifikáns szélviharnak számít (15. ábra). A szélvihar kialakulását tehát nem csak a légköri kiszáradás segítette, a radiális szélsebesség térkép tanúsága szerint roppant erős hátoldali jet (RIJ – Rear Inflow Jet) volt megfigyelhető (16. ábra), amely a bow echos zivatarrendszerek gyakori ismertető jegye.

12. ábra

12. ábra

Az ECMWF 0000 UTC-s futása (+13 óra) és a OMSZ mérőhálózatának 2 m-es relatív nedvességi viszonyainak különbsége
(kék: modell alábecslés, barna: modell felülbecslés), OMSZ kompozit oszlopmaximum radarkép.

13. ábra

13. ábra

Az északkeleti országrészben megerősödő zivatarlánc előrejelzett effektív beáramlási rétegének átlagos relatív
nedvességi viszonya (színezett területek) és a zivatar-relatív szelek (vektorok),
ECMWF 0000 UTC-s futás +14 órára; OMSZ kompozit oszlopmaximum radarkép.

14. ábra

14. ábra

Az északkeleti országrészben megerősödő zivatarlánc előrejelzett effektív beáramlási rétegének átlagos relatív
nedvességi viszonya (színezett területek) és a zivatar-relatív szelek (vektorok),
ECMWF 1200 UTC-s futás +02 órára; OMSZ kompozit oszlopmaximum radarkép.

15. ábra

15. ábra

OMSZ állomási 10 perces maximum széllökés (színezett területek), szélirány (szélzászló).

16. ábra

16. ábra

Napkori radiális, zivatar-relatív széltérkép
(színezett területek: lilás, kékes, zöldes árnyalatok: radarhoz közeledő; pirosas, sárgás, barnás árnyalatok: radartól távolodó)
és hátoldali jet (RIJ: Rear Inflow Jet), amelyet a rózsaszín kör jelöl.

Miközben a bow echos rendszer északkelet felé haladt, a Dunántúl északi felét elérte a hidegfront. A helyzet érdekessége, hogy a fronton izolált konvekció volt a jellemző, miközben a front előterében vonalas rendszer pusztított. Ennek oka feltételezhetően abban lehet keresendő, hogy a nagy alacsonyszintű szélnyírási vektor a zivatarokat kiváltó triggerrel (front) közel párhuzamos volt, amely nem segítette a rendszerbe szerveződést (17. ábra). Az ilyen helyzetekben kialakuló izolált és rendszerbe szerveződött konvekciót kialakító folyamatokat azonban a mai napig nem ismerjük teljesen, így elkülönítésük is nehéz. Látható azonban, nagy szükség lenne rá, ugyanis amíg a Tiszántúlon pusztító rendszer legfőképp szélvihar szempontjából jelentett kiterjedt veszélyforrást, addig a fronton kialakult izolált konvekció lokálisan, jégesős szempontból volt veszélyes.

17. ábra

17. ábra

A délutáni, dunántúli izolált szupercellák (CMAX radarkép), a talajfront hozzávetőleges helyzete és a 0-2,5 km-es szélnyírási vektorok.

Összegezve: az ECMWF 0000 UTC-s futásban is látható volt már, a légköri feltételek alkalmasak voltak erős, hosszú életű squall lineok kialakulásához: a teknő peremén képződő rendszer kedvező környezetbe jutott be és erősödött meg Horvátország területén. A ECMWF 0000 UTC-s futása a délnyugati területeken némiképp alacsonyabb nedvességgel számolt, mint ami valójában megfigyelhető volt. Ennek következtében a vonalas rendszer be tudott jutni határon belülre, s csak a Duna-Tisza-közén kezdett elgyengülni (itt azonban még az erőteljes kiszáradás következtében képes volt 28,2 ms-1-os széllökés produkálni). A 0000-ás futás legnagyobb hibája azonban a hajnali, északkeleti országrészt érintő, emelt konvekciós zivatarlánc elhelyezkedésében rejlett. A modell északabbra várta a csapadékot, azonban valójában délebben is át tudta nedvesíteni a légkör alsó rétegét, aminek következtében a zivatarlánc egy merőben ideálisabb környezetből táplálkozva (13. és 14. ábra) újra megerősödött, a szélnyírási viszonyok következtében pedig bow echósodott, s szignifikánsan heves kifutószelet is produkált.

A veszélyjelző rendszerben, amint közeledtünk augusztus elsejéhez, egyre nagyobb területre terjesztettük ki a zivatarra vonatkozó narancs fokozatot. Az adott napon a délelőtti frissítéskor a szöveges figyelmeztető előrejelzésben már a legmagasabb riasztási fokozat elrendelése is a lehetséges forgatókönyvek között szerepelt: „Elsősorban délután és este gyorsan áthelyeződő heves zivatarokra is számítani kell, amelyeket károkozó szélvihar (> 90-100 km/h), nagyméretű jég (2-5, néhol akár > 5 cm) kísérhet. Helyenként nagy mennyiségű csapadék (10-30, néhol > 30 mm) is hullhat a zivatarfelhőkből. Van esély rá, hogy a zivatarok délután is rendszerbe szerveződjenek, ezen zivatarrendszerek elsődleges veszélyforrása főként az ország keleti felén a károkozó szélvihar (> 100-110 km/h) lehet. Megj.: a helyzet függvényében piros fokozatú zivatar riasztás is előfordulhat.” Végül a piros riasztás 11:08 UTC-kor (13:08) került kiadásra, előbb a déli, délnyugati megyékre, később az ország keleti felére (18. ábra). A helyzetet nehezítette, hogy a rendszer a Duna-Tisza-közén átmeneti gyengülést mutatott, majd ismét megerősödve haladt északkelet felé (19. ábra).

18. ábra

18. ábra

Riasztás zivatarra és radarkép 2021. augusztus 1-én 11:35 UTC-kor.
A zivatarrendszer délnyugat felől érte el az országot, előbb narancs, majd piros fokozatú veszélyjelzés lépett érvénybe.

19. ábra

19. ábra

Riasztás zivatarra és radarkép 2021. augusztus 1-én 13:25 UTC-kor.
A gyorsmozgású squall line megerősödve, északkelet felé halad.

A helyzet jellemzése jégeső előrejelzés szempontjából

Az országot jégesős szempontból kettőség jellemezte. Hiába volt magas a labilitás és a szélnyírás egyaránt a Dunától keletre, illetve nyugatra, egyéb tényezők hatására előbbi régióban nem, utóbbiban viszont kifejezetten jellemző volt a nagyobb jégszemek kialakulása (cseresznye-dió mérettel). A keleten kialakuló, gyors mozgású rendszer által érintett területen egyedül Hajdúnánásról jeleztek borsó méretű jeget a NAK hálózatában, miközben a Balaton térségében kialakuló egyik izolált szupercellában több helyről cseresznye méretű, két helyről dió méretű jeget jelentettek. A keleten végighaladó bow echós rendszerek jégesős szempontból kevésbé produktív voltát támasztja alá az is, hogy az interneten elérhető meteorológiai oldalakon sem lehetett találni hozzá észlelést, illetve a különböző regionális híroldalak is a szélvihart említik fő kárként, a jégkár meg sincs említve erre a térségre.

Miközben például ha csak a radaros reflektivitást és az ebből származtatott mennyiségeket nézzük (VIL-Veritcal Integrated Liquid és H45-H0 különbség – a 45dBz-s jel és a 0 fok magasságának különbsége), akkor a nyugati izolált szupercellás, és a keleti bow echó között nincs számottevő különbség intenzitásban, sőt. Ha az 20. és 21. ábrán szemügyre vesszük a keleti rendszert abban az időpillanatban, amikor a legerősebbnek tűnt a radaron (15:05 UTC-kor), akkor látható, hogy a VIL igen magas értéket, 60-asat ért el, ezzel együtt a 45 dBZ is rendkívül magasra nyúlt (H45-H0=10 km), ráadásul a 8 km feletti H45-H0 értékek is nagy területen voltak jellemzőek. A kisméretű rendszer ilyen vagy hasonló intenzitással áthaladt több jégészlelői ponton is (20. ábra), többek között Hajdúhadház, Bököny, Balkány, de jeget egyik helyről sem jelentettek. A hajdúnánási borsó méretű jégészleléshez viszonylag magas, 44-es maximális VIL és nem kiugróan magas 5,7 km-es maximális H45-H0 tartozott.

20. ábra

20. ábra

A 3 D-s radarproduktumból számolt VIL mező 2021. 08. 01-én 15:05 UTC-kor. A fehér számok jelölik a lokális maximumokat.
A fekete karikák a jégészlelések helyét mutatják településnévvel. A narancssárga karika mutatja a térség egyetlen
NAK-os jégészlelését Hajdúnánás térségében (borsó). A fekete AB vonal a 20. ábra keresztmetszetének irányultságát jelöli.

21. ábra

21. ábra

A 3 D-s radarproduktumból számolt H45-H0 mező 2021. 08. 01-én 15:05 UTC-kor. A narancssárga számok jelölik a lokális maximumokat.
A szürke karikák a jégészlelések helyét mutatják településnévvel. A zöld karika mutatja a térség
egyetlen NAK-os jégészlelését Hajdúnánás térségében (borsó). A fekete AB vonal a 22. ábra keresztmetszetének irányultságát jelöli.

22. ábra

22. ábra

A radarreflektivitás vertikális metszete 2021. 08. 01-én 15:05 UTC-kor.
A 20-21. ábrák mutatják a vertikális metszet elhelyezkedését.

Ezzel szemben, ha megnézzük a nagyjából ugyanekkor Látrány felett áthaladó izolált szupercellát, amely dió jeget produkált az észlelőhelyen, mind a maximális VIL érték (~ 42), mind a maximális H45-H0 (~ 6 km) jóval alacsonyabb az előző cellához képest (23. és 24. ábra), és ennek ellenére jóval nagyobb jégméretet produkált. Az ekkor készült reflektivitási metszet (25. ábra) alapján a látrányi cella több km-rel alacsonyabb, mint a Hajdúság felett átvonuló zivatar (22. ábra). De látható különbség az is, hogy a 60 dBZ feletti „terület” (valójában térfogat) a látrányi cella esetében jóval nagyobb kiterjedésű. Továbbá valamelyest magasabb a talajközeli reflektivitás mértéke: 56 dBZ a látrányi, 54 dBz körüli a hajdúsági zivatar esetében. A morfológiában is szembeszökő különbség mutatkozik: a látrányi szupercella reflektivitási mezeje erősen dőlt, jelentős gyenge reflektivitási területtel (WER), míg a hajdúsági bow echóhoz tartozó reflektivitási mező csaknem tökéletesen függőleges konfigurációt vesz fel.

23. ábra

23. ábra

A 3 D-s radarproduktumból számolt VIL mező 2021. 08. 01.-én 15:05 UTC-kor. A fehér számok jelölik a VIL mező lokális maximumait.
A fekete karikák mutatják a jégészlelések helyét, narancssárgával pedig a hozzá tartozó jégméreteket.
Az AB vonal mutatja a 24. ábra keresztmetszet irányultságát.

24. ábra

24. ábra

A 3 D-s radarproduktumból számolt H45-H0 mező 2021. 08. 01.-én 15:05 UTC-kor.
A narancssárga számok jelölik a H45-H0 mező lokális maximumait.
A zöld karikák mutatják a jégészlelések helyét, zölddel betűkkel a hozzá tartozó jégméretkategóriákat.

25. ábra

25. ábra

A radarreflektivitás vertikális metszete 2021. 08. 01-én 15:05 UTC-kor.
A 23-24. ábrák mutatják a vertikális metszet elhelyezkedését.

A Hajdúságban végighaladó bow echóban a reflektivitási és radiális szélmezők alapján is jól láthatóan kifejlődtek a vonalvégi örvények (26. és 27. ábrák), ezek közül a bal oldali (nyugati), ciklonális forgású különösen erőteljes volt, ez akár egy kezdeti szupercellás mezociklon „maradványa” is lehetett. Az ívvégi örvények között pedig mintegy hídként jelentkezett a hátoldali jet és a kiáramlás által is határozottan előretolt ív alakú reflektivitás mező. Ez a határozott kiáramlás egy vonalban folyamatosan megemelte az előterében található igen labilis levegőt, ami a realizálódó nagy felhajtóerő miatt gyorsan elérte a tropopauzát. A gyors emelkedésnek köszönhetően nem volt idő jégszemképződésre, a jégcsírák már azelőtt kikerülhettek a feláramlásból, mielőtt kellően nagy jégszemekké hízhattak volna. Ugyanakkor a rendelkezésre álló nagy nedvességtartalom miatt (ami az erőteljes beszívásból is származhatott) sok apró jégrészecske képződhetett, amelyek az apró méret ellenére növelni tudták a reflektivitást. Továbbá a gyors áthelyeződés következtében a hidrometeorok többé-kevésbé a függőleges tengely mentén keletkeztek (azaz nem volt számottevő relatív szél a magasban, ami elfújhatta volna a csapadékelemeket – 28. ábra), ami magyarázza a magas VIL értéket. A látrányi cellánál ezzel szemben egy dőlt reflektivitási mezőt látunk a vertikális metszeten; ez jelzi azt is, hogy itt az alacsonyabb cellaáthelyeződés miatt a magassági szél a cella előterébe rendezte a csapadékelemeket. Emiatt jelentkeztek itt alacsonyabb VIL értékek egy adott pont fölött. Továbbá a szupercellás viselkedésnek köszönhetően már hosszabb, jelentős horizontális komponenssel is bíró jégszemtrajektóriák jöhettek létre. Ami a horizontális trajektóriákat illeti, meg kell említeni, hogy a vizsgált keleti bow echó esetében is arról a helyről (Hajdúnánás) érkezett jégészlelés, ami megfelelően közel volt a nyugati, erős vonalvégi örvényhez, ugyanis itt jöhettek létre megnyúltabb jégszemtrajektóriák.

26. ábra

26. ábra

Napkori radiális szélmérés 14:33 UTC-kor (színezés) 1,1 fokos magassági szögön, illetve országos kompozit 3 D-s
reflektivitási mező 1000 m-es horizontális metszete (fekete kontúrok 5 dBz-kén 40 dBZ-től indulva) 14:35 UTC-kor.
A szélmező a bow echó-hoz képest van értelmezve (azaz a szélmezőből kivontuk az áthelyeződési sebességét), amit 22 m/s-nak vettünk.
A közeledés negatív, a távolodás pozitív értékekkel szerepel. A kék nyilak mutatják az ívvégi örvények központját,
a szürke zászló a napkori radar helyzetét. A nyugati örvény ekkor mintegy 71 km-re volt a radartól,
nagyjából 1,4 km-es magasságban (figyelmen kívül hagyva a Föld görbületét).

27. ábra

27. ábra

Ugyanaz, mint a 26. ábra esetében, kivéve: a radiális szélmérés 3,0 fokos magassági szögön, a reflektivitás pedig a
3000 m-es magassági szinten. A nyugati, ciklonális örvény (amelyet a kék nyíl jelöl) itt nagyjából 3,7 km-es magasságban
helyezkedett el (a Föld görbületét figyelmen kívül hagyva).

28. ábra

28. ábra

2021. 08. 01. 12 UTC-s futású ECMWF-ből készített hodográf +3 órára, Nyíregyháza térségére.
A hodográf görbe menti (fekete) számok a magasságot jelölik (m-ben), a BUNKERS_R lila nyíl a jobbra térülő,
a BUNKERS_L a balra térülő szupercella Bunkers-módszerrel meghatározott áthelyeződési vektorát,
a SHR_0_6KM zöld vektor a 0-6 km-es szélnyírás vektorát, a SHR_0_2.5KM piros vektor a 0-2,5 km-s szélnyírásvektort,
az AVG_0_6KM halvány barna nyíl a 0-6 km-es átlagszelet jelöli. A kék nyíl mutatja a bow echó tényleges áthelyeződési
sebességét és irányát (utóbbit jól kijelöli a 0-2,5 km-es szélnyírásvektor). A magas labilitás és kiszáradás
következtében megerősödött cold pool az átlagszélhez képest jelentősen magasabb áthelyeződési sebességet indukált.

Érdekesség, hogy a keleti bow echós rendszer délkeleti végén 15:40 UTC-kor megjelent egy deviánsan haladó, a rendszertől némileg elkülönülő, feltehetően szupercella, ami 16:30 UTC környékén az erdélyi Nagykolcs településen cseresznye méretű jeget (Időkép.hu megfigyelés) produkált 50,9-es VIL és 6,9-es H45-H0 értékekkel. Ez is arra utal, hogy a nagyobb szemű jég kialakulási esélyét nagymértékben az befolyásolhatta ezen a napon, hogy mennyire tudtak megjelenni izolált, kevéssé kiáramlásdomináns cellák.

A következőkben vizsgáljuk meg, hogy a Balaton térségében kialakult szupercellák esetében mennyire teljesültek Kumijan és munkatársai 2021-ben megjelent publikációjukban [2] felállított nagyjeges kritériumok (a kritériumok magyarázatáról lásd bővebben a 2021. június 25-i esettanulmányt!). A feltételeket az aznapi 12 UTC-s futású ECMWF mezőiben vizsgáljuk, mivel ez megfelelően jól fogta a helyzetet (a korábbi futásokban még nagyobb volt a pontatlanság).

1. Kellően nagy 0-6 km-es szélnyírás (szupercella, szélesebb feláramlás)

Az ECMWF 0-6 km-es szélnyírási mezején jól látszik, hogy a Balaton térségében 15 UTC környékén a 0-6 km-es szélnyírás meghaladta a 25 m/s-ot, így ez a feltétel bőven teljesült (29. ábra).

29. ábra

29. ábra

0-6 km-es szélnyírás a 2021. 08. 01. 12 UTC-s futású ECMWF előrejelzésében 15 UTC-re

2. Megfelelően nagy instabilitás (de nem túl nagy)

A szintén 15 UTC-re szóló előrejelzett mező alapján a MUCAPE 1000-1500 J/kg körül mozgott (30. ábra), ami inkább közepesen nagy labilitásnak felel meg, de forgó zivatar kialakulásához elegendő (a 16 UTC-s mezőben egyébként már 1500 J/kg feletti értékek is előfordulnak), és biztosítja, hogy a jégkezdemények nem kerülnek ki idejekorán a feláramlásból.

30. ábra

30. ábra

MUCAPE a 2021. 08. 01. 12 UTC-s futású ECMWF előrejelzésében 15 UTC-re

3. Nagy zivatarhoz képesti alacsony szintű beáramlás

A 15 UTC-re vonatkozó előrejelzés alapján éppen a Balaton térségében a zivatarhoz képesti alacsonyszintű szél 100 m-es magasságban rendkívül nagy, 20-25 m/s körüli (31. ábra), ez támogathatta a szélesebb feláramlásokat.

31. ábra

31. ábra

Zivatarhoz képesti beáramlás (jobbra térülő szupercellára számolva) 100 m-s magasságban (vektorok és színezés),
valamint a beáramlási réteg teteje m-ben (fehér kontúrok) a 2021. 08. 01. 12 UTC-s futású ECMWF előrejelzésében 15 UTC-re

4. Kellően nagy zivatarhoz képesti szélfordulás alul, a beáramlási rétegben

A beáramlási réteg keletről nyugat felé haladva egyre növekedett a 15 UTC-s mezőben (31. ábra), Siófok térségében még csak 200 m körül alakult, Keszthelynél már 900 m körül, és később, 16 UTC-kor a Balatontól délre már előfordultak 2000 m körüli értékek (33. ábra), így a nagy térbeli és időbeli változékonyság miatt nehéz pontosan megbecsülni, hogy például a Balaton déli felén végighaladó, Látrányban dió méretű jeget produkáló szupercella milyen vastag beáramlási rétegből táplálkozott. Ha elfogadjuk pontosnak az ECMWF előrejelzését, és tekintjük a Látrány környéki 400 m-es értéket, ami a szupercella átvonulása idején jellemző volt, ezt pedig alkalmazzuk a 15 UTC-s siófoki pszeudo-hodográfra, akkor látható, hogy ez a szélfordulás igen szerénynek adódik (32. ábra). Sokkal kedvezőbbek a szélfordulási viszonyok a beáramlási rétegben, ha a nem sokkal később, 16 UTC-re előrejelzett mezőt vesszük alapul, ekkor ez meghaladja a 90 fokot is (34. ábra). Ennek a feltételnek a teljesülése a térbeli és időbeli változékonyság miatt bizonytalan.

32. ábra

32. ábra

Hodográf egy siófoki rácspont fölött a 2021. 08. 01. 12 UTC-s futású ECMWF előrejelzésében 15 UTC-re.
A lila szaggatott nyilak jelölik a zivatarhoz képesti szélfordulást a beáramlási rétegben Látrány térségében.
A többi jelölés ugyanaz, mint a 28. ábrán.

5. Gyenge zivatarhoz képesti szelek a beáramlási réteg tetején, merőlegesen a 0-6 km-es szélnyírásvektorra

A 15 UTC-s hodográfon ez semmilyen módon nem teljesül, nem is merőleges és hosszúra nyúlt a vektor a vékony beáramlási réteg tetején (32. ábra). 16 UTC-kor már kedvezőbb a helyzet, a vektor hossza nagyjából 6 m/s, de a merőlegességi feltétel itt sem teljesül (34. ábra), így ennek a kritériumnak a teljesülése is erősen kérdéses.

33. ábra

33. ábra

Ugyanaz, mint a 31. ábra esetében, csak 16 UTC-re vonatkozóan.

34. ábra

34. ábra

Ugyanaz, mint a 32. ábra esetében, csak 16 UTC-re vonatkozóan.

6. Megfelelően nagy nedvesség a beáramlási réteg tetején

A beáramlási réteg bizonytalansága miatt ennek a paraméternek a fennállása is kérdéses. Ugyanakkor a Balaton környéki, erre az időszakra vonatkozó pszeudotempek alapján az látszik, hogy bárhol is volt a beáramlási réteg teteje, a nedvességprofil sehol sem közelítette meg igazán a hőmérsékleti görbét a szóba jöhető magasságokon. A 15 UTC-s Siófoki pszeudotemp a teljes alsólégkörben viszonylag száraz, 16 UTC-re valamelyest benedvesedik 700 hPa környékén (35. ábra), de ez jóval a maximálisan szóba jöhető beáramlási rétegtető fölött volt. Hasonlóan alakult a helyzet a kaposvári pszeudotemp alapján (35. ábra). A keszthelyi pszeudotempről hiányzott bármiféle érdemi nedvesedés ebben az időszakban.

Siófok Kaposvár

Emagram egy siófoki (balra) és egy kaposvári (jobbra) rácspont fölött a 2021. 08. 01. 12 UTC-s futású ECMWF előrejelzésében 16 UTC-re.
A zöld szaggatott vonal jelöli a térségben ekkor jellemző maximum értékét a beáramlási réteg tetejének.

 

Összefoglalás jégeső előrejelzés szempontjából

A 2021. augusztus 1-i esetnél úgy tűnik, hogy a várható jégszemméretet főként az befolyásolta, hogy milyen típusú konvekció alakult ki az adott térségben. Ezt a szélnyírás/labilitás viszonya mellett a nedvesség is befolyásolhatta. A keleti országrészben, ahol jelentős kiszáradás volt, a megjelenő esetleges szupercellák gyorsan kiáramlásdominánssá váltak. A nagy szélnyírás miatt azonban nem haltak el, hanem bow echóvá alakultak, amelyben ívvégi örvények jelentkeztek (könnyen lehet, hogy maga a kezdeti mezociklon alakult át a bal oldali ívvégi örvénnyé), az ív központi részén pedig nagyon erőteljes feláramlások voltak, csaknem függőleges radarechóval. Emiatt bár a volumetrikus, származtatott radarmennyiségek (VIL, H45-H0) kiugróan magas értékeket mutattak, mégsem fordult elő ezekben a rendszerekben nagyobb méretű jég. Ez valószínűleg annak köszönhető, hogy a heves feláramlások a jégkezdeményeket azelőtt az üllőszintbe katapultálták, és azok kikerültek a feláramlásból, mielőtt kellően nagy jégszemekké hízhattak volna. Ezt támasztja alá jégészlelés hiánya mind a NAK hálózatából (pontosabban egyetlen, borsó méretű jég Hajdúnánás térségéből, az is már közelebb helyezkedett el az intenzív jobboldali ívvégi örvényhez), mind pedig egyéb forrásokból (pl. Időkép.hu).

Ezzel szemben a nyugati országrészben, ezen belül is a Balaton térségében izolált szupercellák jelentkeztek nagyjából hasonló labilitási és szélnyírási viszonyok között, viszont kiszáradás hiányában ezek nem váltak kiáramlásdominánssá. Az igen nagy jéghez szükséges hat feltételből ráadásul három bizonyosan teljesült, a másik három pedig véleményes, így ha nem is minden körülmény, de jó néhány fennállt ahhoz, hogy ha nem is extrém nagy, de nagyméretű (dió) jég megjelenjen ezekben a cellákban. Érdekesség, hogy ezek a zivatarok annak ellenére produkáltak sokkal nagyobb jeget a bow echós rendszerhez képest, hogy a radaros paramétereik (VIL/H45-H0) jóval alacsonyabbnak mutatkoztak.


Konklúziók: nagy jég vs. nagy területet érintő konvektív szélvihar

A helyzet elemzése során azt találtuk, hogy a Dunától keletre fekvő tájakon a károkozó szélvihar volt a fő veszélyforrás, míg a Dunántúlon a jég vagy nagyméretű jég volt a domináns veszélyforrás. Az alábbi pontokban összefoglaljuk a hasonlóságokat és különbségeket.

Hasonlóság:

  • mindkét területen az alsó szinteken is (925-700 hPa) igen erős áramlás volt megfigyelhető
  • mindkét területen nagy volt a szélnyírás mind a 0-6 km-es: ~ 20-27 m/s, mind a 0-2,5 km-es: ~13-20 m/s
  • mindkét területen nagy volt a labilitás (SbCAPE: ~2000 J/kg)

Különbségek:

  • a Dunántúl legnagyobb részén bőven elégséges volt a keletkezés szempontjából fontos szinteken nedvesség (RH: > 50-70%), míg a keleti, délkeleti tájakon jóval szárazabb (40-45% alatti értékek magas harmatpontdeficittel ) és forró (Tmax: ~34, 37 fok) volt a légkör
  • a Dunántúlra megérkezett a front konvergenciája, míg a keleti tájak még a front előtt helyezkedtek el
  • a magas értékekkel rendelkező 0-2,5 km-es nyírásvektor gyakorlatilag merőleges volt (vagy legalább igen nagy szöget zárt be) az ország délkeleti, keleti felén kialakuló zivatar-rendszerekre, miközben a Dunántúlon inkább párhuzamos volt a konvergenciavonalakkal (frontális konvergenciával), amelyeken a zivatarok létrejöttek
  • a Dunántúlon az izolált szupercellák voltak a jellemzőek, amelyek egymással interakcióba léptek, míg az Alföldön a vonalas rendszerek, bow echo-k domináltak, előbbi esetben a jégszemek hosszabb időt töltöttek a zivatarfelhők jégnövekedési zónájában, míg utóbbi esetben nagyrészt rövid idő alatt elhagyták azt
  • az alföldi zivatarokat elsődlegesen egy gyorsmozgású rövidhullámú teknő/perturbáció hozta létre, míg a dunántúliak döntően a frontális konvergencia mentén alakultak ki


Forrás

[1] Rotunno, R., Klemp, J.B., Weisman, M.L., 1988: A Theory for Strong, Long-Lived Squall Lines. American Meteorological Society, Vol. 45, No. 3, 463-485., DOI: doi.org/10.1175/1520-0469(1988)0452.0.CO;2

[2] Kumijan, M.R., Lombardo, K., Loeffler, S., 2021: The Evolution of Hail Production in Simulated Supercell Storms. Journal of Atmospheric Sciences, Vol. 78, No. 11, 3417–3440., DOI: doi.org/10.1175/JAS-D-21-0034.1


Hivatkozások

 


 

Tanulmányok