2022. június 29. szerda
Tanulmányok

OMSZ: 2022. február 14. 12:00

Malik viharciklon

A Magyarországon 2022. január 30-án végig söprő vihar sok szempontból egy jellegzetes téli viharnak számít, amely egy északi viharciklonhoz kötődött, s mint az ilyen különleges jelenségeknek, ennek is összetett kialakulása és szerkezete volt. A Malik nevű viharciklon két légköri folyamat eredményeképpen alakult ki: egy szubtrópusi eredetű nedves légörvény és egy a nyugati szelek övében kialakuló, szokásosnak mondható erős ciklonból jött létre. A folyamat során az északi ciklon egy olyan nedves légtömegű hozzájárulást kapott, amelynek során a déli oldalán különösen nagy légnyomáskülönbségek és az ezzel járó orkán erősségű szelek alakultak ki. A hazánkban tipikusan 90-120 km/h körüli szeleket okozó légörvény nálunk már gyengébb formában jelentkezett, hiszen Észak-Európában sokfelé előfordultak ezt jelentősen meghaladó széllökések is. A vihar Skóciában 237 km/h-s, Sziléziában 180 km/h-s, Norvégiában, az Északi-tenger partján 175 km/h-s, a Magas-Tátrában 154 km/h-s széllökést okozott. Jelen tanulmány a ciklon kialakulását és a ciklonhoz tartozó hidegfront hazai átvonulását mutatja be.

Kurcsics Máté, Horváth Ákos


Globális skálájú légköri folyamatok

A 2022. január 30-i szélvihar előzményei négy-öt nappal korábbra, az Atlanti-óceán túlpartjára vezethetők vissza. A viharciklon kialakulása számos hasonlóságot mutat a 2013 decemberi Xavér [1] és a 2017 októberi Herwart [2] viharciklonokkal.

Január 26-án az Egyesült Államok partjától keletre egy nyomási depresszió alakult ki az amerikai kontinens és az Atlanti-óceán feletti nagy kiterjedésű anticiklonok között. Ezen az alacsony nyomású területen két légörvény is megfigyelhető, ezeknek az örvényeknek a kialakulása azonban egészen eltérő módon történhetett (1. ábra).

Az északi, Új-Funland térségében lévő örvény (1. ábrán C1-gyel jelölve) a mérsékelt övben helyezkedett el. Létrejöttében egyértelműen szerepe volt az Észak-Amerikára zúduló hideg levegőnek, és így az eltérő tulajdonságú légtömegek határán kialakuló ún. baroklin hullámnak. Az észak felől érkező hideg és a déli meleg légtömegek között igen nagy hőmérsékleti gradiens alakult ki, ami instabilitást eredményezett. Az légköri instabilitás ezen típusát baroklin instabilitásnak nevezzük, jellemzően ez a kiváltó oka a mérsékelt övi ciklonok kialakulásának. A rájuk jellemző módon ennek az örvénynek a középpontját hideg levegő töltötte ki.

A délebbi, Floridától keletre, a Sargasso-tenger felett látható alacsony nyomás (1. ábrán C2-vel jelölve) más módon alakulhatott ki, és más tulajdonságokkal is rendelkezett. A szubtrópusi övben, meleg tenger felett jött létre (már Kuba térségétől megfigyelhető volt) egy másik instabilitási forma, a konvektív instabilitás hatására. A térségben a meleg, nedves levegő kedvező feltételeket teremtett a csapadékképződéshez. Ez a folyamat jelentős látens hőfelszabadulással jár, aminek nem csak a hurrikánok esetében, hanem az ilyen típusú, jóval kisebb léptékű légköri képződményeknél is fontos szerep jut. Szubtrópusi eredetének köszönhetően a légörvény középpontjában meleg levegő gyűlt össze.

 1. ábra
1. ábra
A 850 hPa-os nyomási szint hőmérséklete (színezett terület) és a tengerszintre számított légnyomás (fekete vonalak)
2022. január 26-án 13 órakor (12 UTC) az ECMWF analízise alapján.
A vihar előzményei két (C1 és C2 -vel jelölt) légörvényre vezethetők vissza.


Az északi ciklon (C1) kialakulásában a futóáramlásnak (jet stream) is fontos szerepe volt. A Földet a troposzféra felső részén gyakran kanyarogva körbefutó áramlás egy markáns határfelületet képez az északi hideg és déli meleg levegő között, kijelöli a polárfront helyét és elősegíti a ciklonok kialakulását. Az északi légörvény mérsékelt övi jellegét mutatja az is, hogy a jet streamhez kötődően alakult ki, míg a szubtrópusi örvény létrejöttében a futóáramlásnak nincs szerepe, a zonálisan futó jet-től délre helyezkedik el (2. ábra).

2. ábra
2. ábra
A 300 hPa-os nyomási szint szélsebessége (színezett terület), geopotenciális magassága (fehér vonalak) és
a tengerszintre számított légnyomás 2022. január 26-án 12 UTC-kor az ECMWF analízise alapján.
Az ábrán C1 és C2 jelöli a légörvények középpontjának a helyét.


A zonális áramlás január 27-re, az erős, nagy kiterjedésű Atlanti-óceán feletti anticiklon blokkoló hatása miatt Amerika partjaitól keletre déliessé vált. A ciklonok észak felé mozdultak. Az északi örvény már elérte Grönlandot, a déli pedig szintén bekerült a mérsékelt övi áramlásba, és elkezdett átalakulni, de közben magával hozta trópusi tulajdonságait is, mindenekelőtt a magas nedvességtartamát (3. ábra). Ebben az időpontban is jól látható, hogy a két ciklon eltérő tulajdonságú, az északi egy mérsékelt övi hideg, a déli egy szubtrópusi meleg magú légörvény. Érdemes megfigyelni a ciklonok helyzetét a jet stream legerősebb részéhez, a jet maghoz képest is. Az egyik a polárfronttól északra, a másik délre helyezkedett el. A jet mag áramlási rendszerére az a jellemző, hogy a jobb belépő és a bal kilépő zónában gerjeszt feláramlásokat. Ezek a területek éppen egybeesne a két légörvény középpontjával, így a magassági áramlás ugyancsak erősítette őket (4. ábra).

 3. ábra

3. ábra
A 850 hPa-os nyomási szint hőmérséklete (színezett terület) és a tengerszintre számított légnyomás (fekete vonalak)
2022. január 27-én 12 UTC-kor az ECMWF analízise alapján.
A szubtrópusi (C2) ciklon bekerült a nyugati szelek övébe, az északi ciklon (C1) Grönland fölött mélyült ki.

4. ábra
4. ábra
A 300 hPa-os nyomási szint szélsebessége (színezett terület), geopotenciális magassága (fehér vonalak) és
a tengerszintre számított légnyomás 2022. január 27-én 12 UTC-kor az ECMWF analízise alapján.
Az ábrán C1 és C2 jelöli a légörvények középpontjának a helyét.


Január 28-ára a ciklonok az erős anticiklon északi oldalára kerültek, így már el tudtak mozdulni kelet felé, és elindultak Európa irányába. Az északi ciklon mélyült, erősödött, hidegfrontját pedig elérte a délebbi ciklon, kialakítva rajta egy hullámot (5. ábra). Ezzel a déli örvénybe megindult a hideg levegő beáramlása, a két ciklon energiái elkezdtek összeadódni. A trópusokról magával hozott nedvességgel és örvényességgel együtt ezt a hullámot tekinthetjük a Malik viharciklon közvetlen előzményének. A viharciklonok kialakulásában rendre fontos szerep jut a trópusokról a magasabb szélességekre feljutó nedvességnek is, ami a látens hőfelszabadulás révén fűti az örvényt, ezáltal szintén elősegíti a feláramlásokat. A két örvény előoldalán a Karib-térség nedvessége egészen Nagy-Britannia északi területéig eljutott, ez pedig biztosította, hogy az ezt követően kialakuló viharciklon mélyülését a látens hőfelszabadulás is jelentősen elősegítse (6. ábra). A viharciklon fejlődését a Karib-térségtől Észak-Európáig a felszínközeli állapot változók tekintetében az 1. videó, a nedvesség alakulásában a 2. videó, míg a jet stream oldaláról a 3. videó mutatja.


5. ábra
5. ábra
A 850 hPa-os nyomási szint hőmérséklete (színezett terület) és a tengerszintre számított légnyomás (fekete vonalak)
2022. január 28-án 12 UTC-kor az ECMWF analízise alapján.
Az ábrán C1 és C2 jelöli a légörvények középpontjának a helyét.

 6. ábra
6. ábra
A 700 hPa-os nyomási szint specifikus nedvessége (színezett terület) és geopotenciális magassága
2022. január 28-án 12 UTC-kor az ECMWF analízise alapján.
Az ábrán a piros nyilak jelölik a Karib-tenger térségéből Észak-Európába áramló nagy nedvességtartalmú levegőt.

1. videó
A 850 hPa-os nyomási szint hőmérséklete (színezett terület) és a tengerszintre számított légnyomás (fekete vonalak)
2022. január 26-31. között az ECMWF analízise alapján. Az ábrán C1 és C2 jelöli a légörvények középpontjának a helyét.
A már az amerikai kontinens partjainál létrejött ciklonok áthaladtak az óceánon, majd
Európai partjainál egyesültek és viharciklonná alakultak.

 

2. videó
A 700 hPa-os nyomási szint specifikus nedvessége (színezett terület) és geopotenciális magassága
2022. január 26-31. között az ECMWF analízise alapján. Az ábrán C1 és C2 jelöli a légörvények középpontjának a helyét.
A déli, szubtrópusi örvény (C2) magas nedvességtartalmú levegőt szállított a Karibi térségből Európa partjaihoz.

 

3. videó
A 300 hPa-os nyomási szint szélsebessége (színezett terület), geopotenciális magassága (fehér vonalak) és szélzászlói
2022. január 26-31. között az ECMWF analízise alapján. Az ábrán C1 és C2 jelöli a légörvények középpontjának a helyét.
A jet mag gerjesztette feláramlások fontos szerepet játszott a ciklonok fejlődésében, a viharciklon kialakulásában.

  
Szinoptikus időjárási helyzet

A ciklonok gyorsan haladtak tovább kelet felé, január 29-re a két légörvény már részben összeolvadva elérte Skandináviát. A trópusi eredetű örvény rárakódott az északi örvény déli ágára, ezzel jelentősen megnövelte a nyomási gradienseket (7. ábra). Az északi örvény már nem fejlődött tovább, a déli, az ábrán az okklúziós pontban megfigyelhető ciklonban viszont igen erősen csökkent a légnyomás. A ciklon gyors kimélyülésében ismét fontos szerepe volt a tőle délre hullámzó, a légörvény területén feláramlást gerjesztő jet magnak. Ekkor még a magasabb szinteken a geopotenciál mezőben a déli örvényhez nem tartoztak zárt izovonalak, csupán a teknő figyelhető meg, amiben alacsonyabban szinteken már fejlődik a ciklon (8. ábra). A viharciklonná erősödő légörvény hátoldalán, különösen a troposzféra magasabb szintjein erőteljes hidegadvekció kezdődött. A ciklonrendszer hidegfrontja elérte a Brit-szigeteket, a front előtti tágas melegszektor pedig folyamatosan szűkült, ahogy a gyorsan robogó hidegfront megközelítette a lassabb melegfrontot.

7. ábra
7. ábra
A 850 hPa-os nyomási szint hőmérséklete (színezett terület), a tengerszintre számított légnyomás és az időjárási frontok
2022. január 29-én 13 órakor (12 UTC) az ECMWF analízise alapján.

 8. ábra

8. ábra
Bal oldali ábra: az 500 hPa-os nyomási szint hőmérséklete (színezett terület), geopotenciális magassága (fekete vonalak)
és szélviszonyai; jobb oldali ábra: a 300 hPa-os nyomási szint szélsebessége (színezett terület),
geopotenciális magassága (fekete vonalak) és a szélzászlók, 2022. január 29-én 12 UTC-kor az ECMWF analízise alapján.


A viharciklon súlyos következményekkel járt a kontinens északi részén. A sokfelé a 100 km/h-s, helyenként a 150 km/h-s sebességet meghaladó széllökéseket halálesetek, áramkimaradások és igen jelentős károk kísérték.

Január 30-ára a viharciklon elérte legfejlettebb állapotát, a Baltikum felett elhelyezkedő középpontjában 963 hPa köré süllyedt a légnyomás. A ciklon frontjának északi szakasza már erősen okkludálódott, a tágas melegszektor egy nap alatt teljesen bezáródott (9. ábra). Reggelre a ciklon hidegfrontja elérte a Kárpát-medencét, és a nap folyamán át is haladt felette, mögötte pedig hidegebb levegő áramlott a térségbe. A hidegadvekció és a nagy nyomási gradiens megteremtette a feltételeket az erősen viharos szél kialakulásához. Január 30-ra a viharciklon már kiterjedt a troposzféra felső tartományára is, az 500 és a 300 hPa-os nyomási szint magasságában is megjelent egy zárt izovonallal körülvett, alacsony magasságú terület. 500 hPa-on látható az igen erőteljes magassági hidegadvekció, 300 hPa-on pedig megfigyelhetjük, hogy a jet stream legerősebb része is a Kárpát-medence fölé húzódott. Hazánk felett 9 km-es magasságban 200-250 km/h-s szél fújt január 30-án vasárnap.

9. ábra
9. ábra
A 850 hPa-os nyomási szint hőmérséklete (színezett terület), a tengerszintre számított légnyomás és az időjárási frontok
2022. január 30-án 7 órakor (6 UTC) az ECMWF analízise alapján.

 10. ábra
10. ábra
Bal oldali ábra: az 500 hPa-os nyomási szint hőmérséklete (színezett terület), geopotenciális magassága (fekete vonalak)
és szélviszonyai; jobb oldali ábra: a 300 hPa-os nyomási szint szélsebessége (színezett terület),
geopotenciális magassága (fekete vonalak) és a szélzászlók, 2022. január 30-án 12 UTC-kor az ECMWF analízise alapján.


A viharciklon hatása Magyarországon

A viharciklon hidegfrontja már január 30-án reggelre elérte az ország északi részét, majd a délelőtt folyamán eljutott a déli határig is. A front mögött a legerősebb széllökések szinte az ország teljes területén elérték a viharos fokozatot. A középső országrészben nagy területen erősen viharos, 90 km/h feletti széllökések voltak a jellemzők a nap folyamán. A legszelesebb terület a Budapest-Szeged vonal tágabb térsége és a Bakony-Balaton térség volt, errefelé többször a legerősebb széllökések meghaladták a 100 km/h-s sebességet is (11. ábra). Csak az ország egy keskeny délnyugati és északkeleti sávjában nem volt viharos szél január 30-án.

11. ábra
11. ábra
A mért legnagyobb széllökések Magyarország területén a 2022. január 29. 19 óra (18 UTC) és
január 30. 18 UTC közötti időszakban
.


Az Országos Meteorológiai Szolgálat szélműszerei a legerősebb 127 km/h-s széllökést a János-hegyen mérték, ez a mérés azonban csak magára a hegycsúcsra tekinthető reprezentatívnak. Síkvidéken a legnagyobb széllökések a Balatonnál alakultak ki: Siófokon 119,5 km/h-s, orkán erejű volt a legnagyobb széllökés, Balatonaligán 105 km/h-s, Fonyódon 103 km/h-s széllökés fordult elő. A Bakonyban, Kab-hegyen 115 km/h-s lökés alakult ki. A sík, nyílt vízfelszín által nem befolyásolt tájak közül Kecskeméten volt a legnagyobb, 112 km/h-s széllökés, és tágabb környezetében is többfelé voltak 100 km/h feletti lökések. A káresemények oka azonban nem csak az időnkénti igen erős széllökés volt, hanem a sokáig fennmaradó magas átlagú alapszél is.

A WRF modell a troposzféra alsó 1,5 km-es rétegének négy szintjére vonatkozó szélsebesség előrejelzése jelentős egyezést mutat a mért széllökésekkel. Már a felszín feletti körülbelül 100-150 méteres magasságban is 100 km/h körüli átlagszél fújt, a 1,5 km-es magasságban pedig már 120-130 km/h-s szélsebesség is előfordult (12. ábra). Az ilyen, erősen turbulens helyzetben ez a szél a troposzféra alsó részéből, a határrétegből lekeveredhet a felszínre egy-egy széllökés erejéig.

 12. ábra

12. ábra
A WRF modell szélsebesség előrejelzése 2022. január 30. 13 órakor (12 UTC)
a 980 hPa-os, 950 hPa-os, 925 hPa-os és 850 hPa-os nyomási szinten.


A siófoki kikötőben működő szélműszer mérései alapján végigkövethető a szélviszonyok alakulása január 30-án. Reggel a front előtt a délnyugati szelet élénk széllökések kísérték, majd a front érkezésekor igen gyorsan viharossá, majd erősen viharossá fokozódott az északnyugatira forduló szél. Az orkán erejű, 119,5 km/h-s széllökés már délelőtt kialakult, de a nap további részében is gyakran előfordultak erősen viharos, időnként 100 km/h-t is meghaladó széllökések. Ezen lökésekhez 60-80 km/h-s átlagszél társult, ami már önmagában is képes jelentős károkat okozni. A szél késő délutántól kezdett lassan mérséklődni, de még késő este is gyakoriak voltak a 60 km/h körüli széllökések (13. ábra).

 13. ábra
13. ábra
A széllökések (piros vonal), a szélsebesség (zöld vonal) és a szélirány (szélzászlók) alakulása
Siófok kikötő állomáson 2022. január 30-án.

Az erősen viharos szél egyik oka az ország területén kialakult nagy nyomáskülönbség volt. Nyíregyháza és Kecskemét között 10 hPa-t meghaladó eltérés alakult ki (14. ábra). Ez önmagában még nem feltétlenül eredményezne 100 km/h feletti szelet, a nyomási gradiensek azonban nem egyenletesen oszlottak el, a Dunától keletre jelentősen besűrűsödtek az izobárok. Az oda koncentráló legnagyobb gradiens indokolja az arra mért 100 km/h feletti lökéseket.

 14. ábra

14. ábra
A tengerszintre számított légnyomás (fekete vonalak) és az ország területén mért legalacsonyabb (A)
és legmagasabb (M) légnyomás helye 2022. január 30-án 13:10-kor.


Ebben az időjárási helyzetben a káreseményeket egyértelműen a viharos, erősen viharos szél okozta. Bár záporok, hózáporok előfordultak, a csapadék nem volt meghatározó. A ritkán tapasztalható szélvihar igen nagy károkat okozott az ország területén. A letörő faágak, kidőlő fák kárt tettek a házakban, kerítésekben, autókban, az utakra dőlve sokfelé akadályozták a közlekedést. A legtöbb káreseményt Pest, Bács-Kiskun és Jász-Nagykun-Szolnok megyékből jelentették. A leszakadó vasúti felsővezetékek jelentős késéseket eredményeztek egyes vonalakon. Az elektromos hálózatban is nagy károk keletkeztek, a kis- és középfeszültségű vezetékek mellett nagyfeszültségű vezeték is szakadt le, országszerte előfordultak áramkimaradások.

Mivel a viharciklon hidegfrontja jellemzően szárazon, vagy nagyon kevés csapadékkal érkezett, és a megelőző időszakban is igen jelentős csapadékhiány volt, az időjárási helyzet különlegessége volt az országban ritkán kialakuló, ezúttal azonban sokfelé előforduló porvihar, mely jelentős látásromlást eredményezett (15. ábra).

15. ábra
15. ábra
Porvihar 2022. január 30-án Perkátán (Papp Péter felvétele).


A szélvihar hatással volt a Balatonra is, a Közép-Dunántúli Vízügyi Igazgatóság mérése szerint több mint fél méteres vízszint különbség alakult ki az északi és a déli part között.

 16. ábra

16. ábra
A Balaton keresztirányú kilendülése a balatonfűzfői és a siófoki mérések alapján.
(Közép-Dunántúli Vízügyi Igazgatóság engedélyével)


Az Európát sújtó szélviharoknak a Malik viharciklon legyengülésével még nem volt vége, február első napjaiban a szintén trópusi eredetű, Corrie nevű viharciklon is elérte a kontinenst. Ez a ciklon erősségét tekintve elmaradt Maliktól, de haladását így is kísérték 150 km/h-t meghaladó széllökések tőlünk északra. Hazánkban a hidegfrontja mögött 80-90 km/-s lökések fordultak elő.


Összefoglalás

2022. január végén és február elején viharciklonok alakították Európa nagy részének időjárását, többfelé orkán erejű széllökéseket okozva. Magyarországon a január 30-án tapasztalt szélvihart a Malik viharciklon okozta. Kialakulása több légörvényhez kötődött: szerepe volt egy szubtrópusi területről érkező, nedvességet és örvényességet szállító ciklonnak, illetve egy mérsékelt övi ciklonnak, amire rárakódhatott az alacsonyabb szélességekről származó örvény. Összekapcsolódásukat követően gyorsan megindult a légörvény mélyülése, viharciklonná alakulása.

Magyarországon a Malik viharciklon hidegfrontja mögött nagy területen fordultak elő 90-100 km/h-t meghaladó, erősen viharos széllökések, melyek igen jelentős anyagi károkat, áramkimaradásokat eredményeztek országszerte. 


Hivatkozások

[1] Viharciklon Európában 2013. december elején

[2] A 2017. október 29-i vihar meteorológiai elemzése

 


 

 

Tanulmányok