Tanulmányok

HungaroMet: 2024. szeptember 23. 08:00

A 2024. szeptemberi rendkívüli dunai árvíz meteorológiai háttere

A szélsőségesen meleg és száraz nyári időjárást követően 2024 szeptemberében a Boris névre keresztelt közép-európai ciklon hatására több napon keresztül rendkívül nagy mennyiségű csapadék hullott a Duna felső vízgyűjtőjére. A közel hét napon keresztül tartó esőzésben elsősorban Ausztria északi területein, illetve Csehországban, valamint Lengyelország délnyugati részén sokfelé 200 mm-t meghaladó eső esett pár nap alatt. A legsúlyosabb helyzet Alsó- és Felső-Ausztriában alakult ki, ahol nagyobb területeken 300 mm fölötti csapadékot is regisztráltak, amelyhez erős vagy viharos északi szél is járult. Magyarországra a ciklonhoz tartozó csapadékrendszerek több hullámban érkeztek és az Alföldön jellemzően 50-60 mm, a Nyugat-Dunántúlon pedig helyenként 100 mm-t is meghaladó csapadék hullott. A ciklon hátoldalán a Balaton térségében 100 km/h-t meghaladó széllökések is előfordultak. A légörvény hatására a hőmérséklet is markánsan csökkent, a 30 fok feletti maximum-hőmérsékleteket a 10 fokot alig meghaladó értékek váltották fel. A ciklonnal járó nagy csapadék rendkívüli folyami árvizet okozott a Dunán, viharkárokat a Balatonnál, járulékos hatásként pedig a madárvonulás idején jött hirtelen lehűlés tömeges madárpusztulást (elsősorban a fecskék körében) okozott.

Horváth Ákos, Kurcsics Máté

A ciklon okozta rendkívüli csapadék

A Boris ciklon legjelentősebb hatása a rendkívül nagy csapadék volt, amelyet a 24 órás csapadékösszeg segítségével lehet követni. A ciklon előtt már átvonult egy csapadékrendszer Közép-Európa felett, amelyből elsősorban a Rába és a Lajta vízgyűjtőjében esett sok eső, amit a szeptember 10-én reggel mért 24 órás csapadékösszeg térképen lehet jól látni (1a. ábra).

1a. ábra
Az elmúlt 24 óra alatt lehullott csapadék 2024. szeptember.10. 8 óráig (6 UTC) Közép-Európa térségében

A következő napon ez a csapadékhullám már a Déli-Kárpátok térségébe helyeződött át, a Kárpátokon túli román területeken villámárvizeket is okozott, de a Duna felső vízgyűjtőjén ekkor még nem volt jelentősebb eső (1b. ábra).

1b. ábra
Az elmúlt 24 óra alatt lehullott csapadék 2024. szeptember 11. 8 óráig (6 UTC) Közép-Európa térségében

A nyugatról érkező hidegfront hatására szeptember 12-én reggelig főként osztrák területen már többfelé 20 mm-t meghaladó eső esett 24 óra alatt, azonban ez önmagában még nem okozott volna folyami árvizet (1c. ábra).

Szeptember 12-én az Alpok délkeleti oldalán mélyülő ciklon már nagyon sok csapadékot okozott elsősorban Tirolban és Szlovéniában, az utóbbi területen többfelé 100 mm fölötti értékeket produkálva szeptember 13-án reggelig. Magyar területen a Dunántúl nyugati peremén 40 mm-t mértek, a Dunától keletre pedig még alig hullott csapadék (1d. ábra).

1c. ábra
Az elmúlt 24 óra alatt lehullott csapadék 2024. szeptember 12. 8 óráig (6 UTC) Közép-Európa térségében

1d. ábra
Az elmúlt 24 óra alatt lehullott csapadék 2024. szeptember 13. 8 óráig (6 UTC) Közép-Európa térségében

A következő napon a már kimélyült légörvény felhőrendszere osztrák és cseh területek felett okozott rendkívüli csapadékot, szeptember 14-én reggelig az osztrák-cseh határ közelében helyenként 100 mm-nél is több eső esett 24 óra alatt. Magyarországon kiadós eső volt az egész országban (1e. ábra). Az eddig lehullott csapadék már kritikus árvízi helyzetet okozott, Ausztriában és Csehországban a felső szakaszokon sokfelé kiléptek a folyók a medrükből, jelentős, épületeket és infrastruktúrát sújtó árvízi eseményekről érkeztek jelentések.

1e. ábra
Az elmúlt 24 óra alatt lehullott csapadék 2024. szeptember 14. 8 óráig (6 UTC) Közép-Európa térségében

A ciklon azonban még mindig nem mozdult a térség fölül, és szeptember 15-én reggelig főleg Alsó- és Felső-Ausztriában, továbbá Lengyelország délnyugati területein esett rendkívüli mennyiségű, nagyobb területen 150 mm-t meghaladó eső 24 óra alatt, eddig soha nem tapasztalt árvízi helyzetet okozva. Magyar területen ugyancsak jelentős csapadék hullott ismét, a Dunántúlon helyenként 40 mm-t is mértek (1f. ábra).

1f. ábra.
Az elmúlt 24 óra alatt lehullott csapadék 2024. szeptember 15. 8 óráig (6 UTC) Közép-Európa térségében

A következő napon csak Alsó-Ausztriában mértek ismét kritikus mennyiségű, helyenként 60 mm-t is meghaladó csapadékot, de a Duna teljes felső vízgyűjtőjében is jellemzően 20 mm-t meghaladó eső esett 24 óra alatt szeptember 16-án reggelig (1g. ábra).

1g. ábra
Az elmúlt 24 óra alatt lehullott csapadék 2024. szeptember 16. 8 óráig (6 UTC) Közép-Európa térségében

A ciklon továbbra sem mozdult a térség fölül és 17-én a reggeli órákig az osztrák vízgyűjtőn nagy területeken ismét 40 mm eső esett, minden eddiginél kritikusabb helyzetet teremtve úgy a helyi vízfolyásokon, mint a Duna egész felső szakaszán (1h. ábra).

1h. ábra
Az elmúlt 24 óra alatt lehullott csapadék 2024. szeptember 17. 8 óráig (6 UTC) Közép-Európa térségében

Végül szeptember 17-én kezdett a ciklon feloszlani és 18-án reggelre már csak minimális csapadék hullott a Duna teljes vízgyűjtőjén (1i. ábra).

1i. ábra
Az elmúlt 24 óra alatt lehullott csapadék 2014. szeptember 18. 8 óráig (6 UTC) Közép-Európa térségében

A Boris ciklon által produkált összes csapadékot tekintve megállapítható, hogy a ciklon hét napja alatt a legtöbb eső Felső-Ausztriában esett, ahol nagyobb területen 200 mm feletti értékeket mértek, de hasonlóan rendkívül nagy csapadékos területek Csehországban, illetve Lengyelország déli körzeteiben is voltak. Nagy területen hullott 100 mm feletti csapadék, a fenti térségen kívül még Szlovéniában, illetve Horvátországban is. Magyarországon a Nyugat-Dunántúlon esett 100 mm feletti csapadék a ciklonból, a legtöbb Mosonmagyaróváron: 107 mm. A térségben a Balatonnál esett a legkevesebb eső, aminek később részletezett, a térségre jellemző áramlástani okai voltak. A ciklon okozta csapadékmennyiség eloszlását a 2. ábra mutatja, míg a csapadék időbeli növekedését a 3. mozgó ábrán lehet követni.

2. ábra.
A Boris ciklonhoz köthető hét nap csapadékösszege 2024. szeptember 17. 8 órakor (6 UTC)

3. ábra
A Boris ciklonhoz köthető hét nap időben növekvő 24 órás csapadékösszege 2024. szeptember 11-17. napokon, mozgó ábrán

A Magyarország területén lehullott csapadék önmagában nem okozott rendkívüli helyzetet. Ennek egyik oka a rendkívül száraz talaj volt, ami a csapadékot könnyen fel tudta venni. A másik ok a csapadék intenzitása: villámárvizeket okozó heves zivatarok helyett jellemzően hosszabb időszakra eloszló eső áztatta a talajt, így a lehullott csapadéknak volt ideje beszivárogni a talajba. Az országra zúduló árvíz alapvetően nyugatról érkezett, az arrafelé lehulló rendkívüli mennyiségű csapadék hatására először a Lajtán alakult ki kritikus helyzet (4. ábra), majd a Dunán levonuló árvíz miatt volt szükség rendkívüli védekezésre (5. ábra).

4. ábra
Az áradó Lajta Mosonmagyaróvárnál (Baradics Bálint felvétele)

5. ábra
Az áradó Duna Budapestnél (Tölgyesi László felvétele)

Viharos szél a ciklon hátoldalán

A Boris ciklon okozta rendkívüli csapadék mellett jóval kisebb súlya volt a légörvénnyel járó szélnek. Jelentősebb szélvihar az észak-dunántúli területeken és a Balaton térségében alakult ki, amikor az ország nyugati része a ciklon hátoldalára került, amelyben jelentős légnyomáskülönbség alakult ki. Szeptember 14-én és 15-én megközelítőleg a Fertő tó-Pápa-Balaton sávban létrejött egy szélcsatorna, amelyben többfelé 90 km/h körüli széllökések alakultak ki. A legerősebb széllökéseket a magasabban lévő műszerek mérték: Kab-hegyen 131 km/h volt a maximális széllökés, amivel napi országos szélrekord dőlt. A Balatonnál többfelé 100-105 km/h-s széllökések fordultak elő (6. ábra). Az ilyen típusú időjárási helyzetekben gyakran kialakul a Balatonnál egy hosszan tartó álló léghullám, amely a bórához hasonló, a régi balatoni emberek által "főszélnek" nevezett jelenség megnyilvánulása az égképen. A 7. ábrán megfigyelhető a Balaton északi partja felett álló keskenyebb felhőzet, amelyen még a nap sugarai is átszűrődnek, illetve a déli parttal párhuzamos markánsabb felhősáv. A Balaton feletti kevesebb felhő a hullám leszálló ágát jelzi, míg a déli parttal párhuzamos felhősáv a felszínről "visszapattanó" és emelkedő légáramlás hatására jön létre, azaz a léghullám emelkedő sávjában. Az a tény, hogy a ciklon csapadékösszege a Balatonnál alacsonyabb volt (2. ábra), ugyancsak ennek a bukószélnek tudható be, a leáramlás kiszárító hatása, illetve a főnös helyzet több napon keresztül fennállt, ezzel csökkentve a csapadék mennyiségét.

6. ábra
A legerősebb széllökések eloszlása 2024. szeptember 14-15-én a Balaton térségében

7. ábra
A Balaton fölött kialakuló állóhullám felhőzete a keleti partról nézve

A ciklon kialakulásának meteorológiai háttere

A Boris ciklon kialakulását három időjárási körülmény egyszerre támogatta. Az első a nagy hőmérsékleti kontraszt volt, amely az északnyugatról jövő gyorsan mozgó hidegfront mögötti hűvösebb és a mediterrán térséget kitöltő rendkívül meleg légtömeg között alakult ki. Az így keletkezett jelentős baroklin instabilitás önmagában is kedvezett a fronton létrejövő hullám kialakulásához. A másik tényező az Alpok hatása, amely az északnyugati hidegfrontok esetén kedvez az ún. lee-oldali ciklogenezisnek. A mediterrán ciklonok, illetve elsősorban az ún. genovai ciklonok jórészt ennek hatására jönnek létre. Ezúttal volt egy harmadik tényező is, a levegő magas nedvességtartalma, amely a fejlődő ciklon feláramlási rendszerében kondenzálódva jelentős látens hőfelszabadulással támogatta a ciklon fejlődését és egyúttal a rendkívül nagy csapadékot is okozta.

A ciklon kialakulását megelőzően a nyugati áramlási övből mélyen délre lenyúló léghullám hatására a trópusi területekről a Nyugat-Szahara felett áthaladó nedves szállítószalag számottevő vízgőzt szállított magával (8. ábra). A rendkívül meleg sivatagi és mediterrán levegőben áramló vízgőz telítetlenül maradva jutott el Közép-Európa fölé.

8. ábra
A 700 hPa specifikus nedvessége (színezett területek), a szint magassága (folytonos vonalak) és
szélviszonyai 2024. szeptember 9. 2 órakor (0 UTC) az ECMWF analízise alapján

A Boris ciklon kialakulását a térségbe szeptember 11-én érkező hidegfront előzte meg (9. ábra). A front előtt torlódó nedves levegő, a front mögött jövő magassági hideg, illetve a hozzá tartozó jet-stream egy „szokásos”, markáns hidegfront betörés kezdetét mutatták. Az Alpokhoz érve a hegység déli oldalán szeptember 12-én intenzív lee-oldali ciklogenezis indult meg, maga a front lelassult, a magassági hidegmag utolérte a frontot és megkezdődött a már említett intenzív csapadékhullás az osztrák, szlovén és észak-olasz területeken (10. ábra).

9. ábra
Időjárási helyzet 2024. szeptember 11. 5-8 órakor (3-6 UTC) az ECMWF analízis alapján:
bal felső ábra: tengerszinti légnyomás (folytonos vonalak), a 850 hPa nyomási szint (kb. 1500 m magasság)
hőmérséklete (színezett terület) és a 925 hPa nyomási szint szélviszonyai;
jobb felső ábra: 500 hPa nyomási szint (kb. 5500 m) hőmérséklete (színezett terület),
a nyomásiszint magassága (folytonos vonalak), a nyomási szint szélviszonyai;
bal alsó ábra: 700 hPa nyomási szint (kb. 3000 m) specifikus nedvessége (színezett terület),
a nyomási szint magassága (folytonos vonalak) és a szint szélviszonyai;
jobb alsó ábra: a 300 hPa nyomási szint (kb. 9500 m) szélerőssége (színezett terület),
a nyomási szint magassága (folytonos vonalak) és a szint szélviszonyai

10. ábra
Időjárási helyzet 2024. szeptember 12. 5-8 órakor (3-6 UTC) az ECMWF analízis alapján:
bal felső ábra: tengerszinti légnyomás (folytonos vonalak), a 850 hPa nyomási szint (kb. 1500 m magasság)
hőmérséklete (színezett terület) és a 925 hPa nyomási szint szélviszonyai;
jobb felső ábra: 500 hPa nyomási szint (kb. 5500 m) hőmérséklete (színezett terület),
a nyomásiszint magassága (folytonos vonalak), a nyomási szint szélviszonyai;
bal alsó ábra: 700 hPa nyomási szint (kb. 3000 m) specifikus nedvessége (színezett terület),
a nyomási szint magassága (folytonos vonalak) és a szint szélviszonyai;
jobb alsó ábra: 300 hPa nyomási szint (kb. 9500 m) szélerőssége (színezett terület),
a nyomási szint magassága (folytonos vonalak) és a szint szélviszonyai

A következő napokban a front már nem haladt tovább, rajta több hullám is keletkezett és kialakult a Boris névre keresztelt légörvény, amely rövidesen már a jet stream magasságában (kb. 300 hPa) is zárt áramlási képet mutatott (11. ábra). Ezt követően a ciklon alig mozdult, viszont tovább mélyült (12. ábra). A ciklon felcsavarodó karjaiban kicsapódó nedvesség folyamatosan biztosította a csapadékot, amely legintenzívebben a légörvény északnyugati részén hullott, ahol az áramlást az Alpok is megemelte. Szeptember 17-én megindult a ciklon feltöltődése, illetve a magassági hidegörvény Észak-Olaszország fölé húzódott és ott még jelentős csapadékot és súlyos árvízi helyzetet okozott.

11. ábra
Időjárási helyzet 2024. szeptember 13. 11-14 órakor (9-12 UTC) az ECMWF analízis alapján:
bal felső ábra: tengerszinti légnyomás (folytonos vonalak), a 850 hPa nyomási szint (kb. 1500 m magasság)
hőmérséklete (színezett terület) és a 925 hPa nyomási szint szélviszonyai;
jobb felső ábra: 500 hPa nyomási szint (kb. 5500 m) hőmérséklete (színezett terület),
a nyomásiszint magassága (folytonos vonalak), a nyomási szint szélviszonyai;
bal alsó ábra: 700 hPa nyomási szint (kb. 3000 m) specifikus nedvessége (színezett terület),
a nyomási szint magassága (folytonos vonalak) és a szint szélviszonyai;
jobb alsó ábra: 300 hPa nyomási szint (kb. 9500 m) szélerőssége (színezett terület),
a nyomási szint magassága (folytonos vonalak) és a szint szélviszonyai

12. ábra
Időjárási helyzet 2024. szeptember 16. 11-14 órakor (9-12 UTC) az ECMWF analízis alapján:
bal felső ábra: tengerszinti légnyomás (folytonos vonalak), a 850 hPa nyomási szint (kb. 1500 m magasság)
hőmérséklete (színezett terület) és a 925 hPa nyomási szint szélviszonyai;
jobb felső ábra: 500 hPa nyomási szint (kb. 5500 m) hőmérséklete (színezett terület),
a nyomásiszint magassága (folytonos vonalak), a nyomási szint szélviszonyai;
bal alsó ábra: 700 hPa nyomási szint (kb. 3000 m) specifikus nedvessége (színezett terület),
a nyomási szint magassága (folytonos vonalak) és a szint szélviszonyai;
jobb alsó ábra: 300 hPa nyomási szint (kb. 9500 m) szélerőssége (színezett terület),
a nyomási szint magassága (folytonos vonalak) és a szint szélviszonyai

A rendszer időbeli fejlődését a különböző magasságú rétegekben az 1. videón lehet követni. A légörvényben fokozatosan felcsavarodó hidegfront többszörösen okkludálódott és konvergencia vonalakká alakult, amelyek mentén intenzív csapadékrendszerek alakultak ki, kirajzolva a ciklon karjait. A folyamat jól követhető az európai kompozit radarképekből készült 2. videón.

1. videó: A Boris ciklon időbeli fejlődése;
a képkockák értelmezése megegyezik a 9-11. ábrákkal

2. videó: A Boris ciklon csapadékrendszerének alakulása az európai radar kompozit képek alapján

Következtetések

A Boris nevű közép-európai ciklon rendkívül sok csapadékot produkált a Duna felső vízgyűjtőjében. A ciklon hét napja alatt többfelé mértek 300 mm-t is meghaladó csapadékot, amely először Szlovéniában, majd főleg Ausztriában és Csehországban, illetve Lengyelország délnyugati területein hullott. Az esőzések először regionális, majd a Dunán folyami árvizet okoztak. Meteorológiai szempontból meghatározó volt a térségben felhalmozódott, részben trópusi eredetű nagy nedvesség, amely a ciklon kialakulásánál és a nagy csapadékrendszerek létrejöttében játszott fontos szerepet. A sivatagi területek fölött átívelő nedvesség híd nem rendkívüli, de nem is gyakori jelenség [1]. Az északi félteke szokatlanul meleg nyara hozzájárult ahhoz, hogy a légkörben – telítetlen állapotban, vagyis vízgőz formájában – több nedvesség halmozódjon fel, és az kicsapódás nélkül magasabb földrajzi szélességű területekre jusson. A magas nedvességtartalmú, de telítetlen levegő találkozása az érkező hideg légtömeggel részben hozzájárult a ciklon kialakulásához. A kialakult alacsony nyomású légörvény viszont nagy területekről szívta magába a környező légtömegeket, amelyekben bőven talált nedvességet, így ezek tovább táplálták a ciklon csapadékrendszereit. A dunai árvizek kialakulása legtöbbször a térségben fejlődő, vagy itt megrekedt közép-európai ciklonokhoz köthető, ahogy a 2013-as történelmi árvíz idején is tapasztalni lehetett [2],[3], és Boris története is nagyon hasonlóan alakult. A numerikus időjárási előrejelzések 5-6 nappal előbb jelezték a ciklon kialakulását és nagy pontossággal adták meg a rendkívül nagy csapadék valószínűségét is. Az Alpok keskeny völgyeiben azonban az ilyen mennyiségű és intenzitású csapadék okozta árvíz kivédhetetlennek bizonyult. A hazai területekre befolyó dunai árhullám levonulása során Magyarországon már nem hullott jelentősebb csapadék, ami jelentősen segítette a vízállás előrejelzését és a védekezésben résztvevő szakemberek munkáját [4].

A tanulmány elkészítését az MTA Fenntartható Fejlődés és Technológiák Nemzeti Program (FFT NP FTA) támogatta.

Hivatkozások:

[1] www.met.hu/ismeret-tar/erdekessegek_tanulmanyok/index.php?id=3212&hir=A_viz_korforgalma_a_legkorben_a_rendkivuli_aszaly_idojarasi_hattere

[2] www.met.hu/ismeret-tar/erdekessegek_tanulmanyok/index.php?id=747&hir=Tortenelmi_arviz_a_Dunan_-_2013._junius

[3] www.met.hu/ismeret-tar/erdekessegek_tanulmanyok/index.php?id=709&hir=A_2013._juniusi_dunai_arviz_idojarasi_hattere

[4] Az árvízzel kapcsolatos további bejegyzések a HungaroMet Zrt. Facebook oldalán:

ISMERET-TÁR

Tanulmányok

Meteorológiai hírek

Kisfilmek

Meteorológiai alapismeretek

Kiadványok

Nap-hold