Szupercellák Nyugat-Magyarországon

Horváth Ákos

Nyugat-magyarországi vihar

Augusztus 29-én 17:30-kor Szombathelytől nyugatra lépett be az országba a heves zivatarcella, amely délnyugatról északkelet felé, körülbelül 60 km/h-s sebességgel vonult Csorna, Győr irányába (1. ábra). Útját jégesők és orkán erejű szél kísérte, melyek jelentős károkat okoztak a termésben, épületekben, áramszolgáltatásban, illetve a közlekedésben. Jelentések érkeztek tojás nagyságú jégről, amely sokfelé megrongálta az épületek tetőszerkezetét, letarolta a gyümölcsösöket. A klasszikus formájú szupercella 19:20-kor érte el Győrt (2. ábra), majd 20 perccel később már el is hagyta az országot, a Csalóközt majd Léva felett elvonulva a Garam vonalát követve haladt a Tátra felé. A magyarországi radarok látóköréből 30-án hajnali 1 óra körül tűnt el végleg a nem mindennapi jelenség.

Hosszú életű szupercella 2020. augusztus.29-én

Aznap még további szupercellák is kialakultak, amelyek lényegesen gyengébbek voltak az előzőnél, de jégeső és szélkárok itt is jelentkeztek. Ilyen volt 18:30-kor a főváros felett létrejött rendszer, majd az esti órákban a Dunántúl középső részén átvonult, ugyancsak hosszú életű zivatar (3. ábra). Ez utóbbit megörökítette az OMSZ Kab-hegyi és balatongyöröki felhőkamerája is (4. és 5. ábra).

Szupercella hosszú életének titka: a szélnyírás

Az augusztus 29-i rendkívül hosszú életű zivatarcellához hasonlóak viszonylag ritkán fordulnak elő a Kárpát-medence térségében, viszont ezek mindig szupercellás jellegű zivatarokhoz köthetőek. Egy nem szupercellás zivatarcella élettartama ritkán haladja meg a 30-40 percet. A hosszabb életű zivatargócokat is több, egymás után felépülő, majd feloszló cella alkotja. A szupercellás zivatar fő sajátossága viszont az, hogy maga a cella is forgó mozgást végez, fejlett formában néhányszor 10 km-es méretű légörvényt alkotva.

A zivatarcellában a feláramlás a légkör un. „hasznosítható konvektív energiájából” származik, amely végső soron a nagyobb vízgőztartalmú, alacsonyabb szinteken felhalmozódó melegebb és a magasabb szinteken áramló hidegebb légtömegek közötti belső energia különbség felszabadulásával jár. Energetikailag ez úgy tekinthető, hogy a légköri termikus energia alakul át mozgási energiává: először a belső energia keltette feláramlás során, majd a zivataros leáramlással a zivataros kifutószél által. A belső energia mellé belép egy másik tényező is: a szélsebesség magassággal történő változása, az un. függőleges szélnyírás. A szélnyírás önmagában is hasznosítható energiát jelent, mivel a magasban fújó viharos szél és a talaj közeli gyengébb áramlás között kinetikus energia különbség van. Ha egy eleinte „közönséges” zivatarfelhő feláramlási rendszerében (vagyis a zivatar kéményében) a levegő az alsó, gyengébben szeles szintekről a magasabb szintekre jut, akkor a cella tetején a felső légréteggel keveredve felgyorsul (6. ábra). Ez a gyorsulás tovább erősíti a zivatarban a feláramlást, mely által a zivatar még erősebb lesz. Mindez megmagyarázza, hogy az erősebb magassági szél esetén miért alakulnak ki hevesebb zivatarok, de a forgó cellák kialakulására nem ad választ.

A zivatarok forgása ugyancsak legtöbbször a függőleges szélnyírásra vezethető vissza. A „hagyományos módon” felépült zivatarba beáramló légtestnek az alsó troposzférában lévő szélnyírás folytán van egyfajta vízszintes tengelyű forgása (örvényessége), amely a beáramlás során a felhőbe jutva függőleges tengelyűvé válik, minek következtében a felhő forogni kezd (6b. ábra). A forgó zivatarfelhőnek – ami a szupercella hivatalos definíciója is – viszont a hagyományos zivatarfelhőhöz képest jelentősen eltérő tulajdonságai lesznek. A szupercella kialakulásához tehát szükség van a termikus labilitás mellett az alsó szinteken fennálló szélnyírásra is.

A 2. ábrán a felhő ívelt alakja jól mutatja a levegő körkörös áramlását, ami azt jelenti, hogy oldal irányból nem jut be annyi levegő a zivatarba, amely fedezné a felhőtetőben történő kiáramlást, így a szupercella jórészt a légkör legalsó szintjeiből szívja magába a levegőt. A cella így szinte rátapad az alsó légrétegekre, jellegzetes nagyon alacsony szintű beáramlási felhőzetet okozva. Időnként ez a beáramlás egy nagyon szűk csatornára koncentrálódik, itt alakulnak ki a szupercellás tornádók. A forgó rendszer egy miniatűr ciklont hoz létre (a szakirodalom ezt mezo-ciklonnak nevezi), amely önmagában is képes 100 km/h-t meghaladó szelet okozni. A szupercellában – részben a forgás következtében is – nagyon erős feláramlások alakulnak ki, amely hozzájárul a nagyméretű jég kialakulásához. Mind ehhez még rendkívül intenzív villámlás is kapcsolódik, így nem meglepő, ha a szupercellák átvonulása szinte mindig jelentős anyagi károkkal jár.

A szupercellák hosszú élete a forgás következménye. A középső troposzférában az örvények hosszabb ideig megmaradnak, így ha a konvektív energia a vonulás során esetleg csökkenne, akkor az örvényesség addig is „kisegíti” a cellát a fennmaradása érdekében.

Nagytérségi időjárási háttér

A nagytérségi időjárási háttér tipikusnak mondható a szupercellák kialakulásának szempontjából. Hasonló helyzet volt többek között 2015. július 8-án, 2016. június 17-21. között, 2017. július 10-én, illetve 2018. június 8-án. Mindegyik helyzetben egy éles, de lassan mozgó, behullámzó hidegfront előtt alakultak ki a szupercellás zivatarok. A különbség a front helyzetében volt, így például míg 2016-ban az ország keleti határainál alakult ki a front előtti „viharzóna”, addig a jelenlegi helyzetben a hidegfront még tőlünk nyugatra hullámzott (7. ábra). A front hideg és meleg oldala között jelentős hőmérsékleti kontraszt alakult ki (8. ábra). A középső troposzférában megindult a hideg beáramlás (9. ábra), míg a jet stream előoldala is a térségünk fölé helyeződött (10. ábra). A front két napig hullámzott az Alpok felett, azonban a szélnyírási és labilitási körülmények augusztus 29-én voltak a legkedvezőbbek a szupercellák kialakulása szempontjából.

Összefoglalásul elmondható, hogy szinte minden év nyarán néhány napra kialakulnak azok az időjárási körülmények, amelyek kedveznek a pusztító szupercellás zivatarok kialakulásához. Ugyanakkor az ilyen, nagyon hosszú életű rendszer nem tekinthető gyakorinak a Kárpát-medencében.

 
1. ábra
A szupercella átvonulása a Nyugat-Dunántúlon az OMSZ radar megfigyelései alapján, 2020. augusztus 29-én
a) 17:35; b) 18:35; c) 19:10; d) 19:30 helyi időben

 
2. ábra
A szupercella Győrhöz közelít 2020. augusztus 29. 19:17-kor (Szopkó Péter felvétele)

3. ábra
Szupercellás zivatar a Dunántúl középső részén 2020. augusztus 29-én
a) 19:25; b) 18:35; c) 19:10; d) 19:30 helyi időben

 
4. ábra
A Kab-hegyi felhőkamera és a radar mérés képe 2020. augusztus 29. 23:15 helyi időben

 
5. ábra
A balatongyöröki felhőkamera és a radar mérés képe 2020. augusztus 29. 22:45 helyi időben

6. ábra
A szélnyírás hatása a zivatar fejlődésére:
a) az erős magassági szél hatására a cellában a légrészecskék gyorsulnak, a feláramlás erősödik
b) az alacsony szinti szélnyírás miatt kialakult vízszintes tengelyű örvényesség a felhőbe jutva
a feláramlás hatására függőleges tengelyűvé válik, hatására a cella forogni kezd

 
7. ábra
Nyugat-Magyarország a hullámzó front előtti labilis zónába került;
időjárási helyzet 2020. augusztus 29. 14 órakor (12 UTC) az ECMWF analízis alapján;
a színezett terültek a 850 hPa ekvivalens potenciális hőmérsékletét jelzik,
a folytonos vonalak a tengerszinti légnyomást, a szélzászlók a 925 hPa nyomásszint (kb. 800 m)
szélviszonyait mutatják

 
8. ábra
Az alsó troposzféra hőmérsékleti viszonyai mutatják a front mentén húzódó éles hőmérsékleti kontrasztot,
2020. augusztus 29. 14 órakor (12 UTC) az ECMWF analízis alapján;
a színezett területek a 850 hPa (kb. 1500 m) hőmérsékletét, a folytonos vonalak a tengerszinti légnyomást,
a szélzászlók a 925 hPa nyomásszint (kb. 800 m) szélviszonyait mutatják

 
9. ábra
A középső troposzféra hőmérsékleti és áramlási viszonyai 2020. augusztus 29. 14 órakor (12 UTC)
az ECMWF analízis alapján; a színezett területek az 500 hPa (kb. 5700 m) hőmérsékletét,
a folytonos vonalak a nyomási szint magasságát, a szélzászlók a nyomásszint szélviszonyait mutatják

 
10. ábra
A jet stream helyzete a 300 hPa nyomási szinten 2020. augusztus 29. 14 órakor (12 UTC) az ECMWF analízis alapján;
a színezett területek a szélsebesség eloszlását, a folytonos vonalak a nyomásszint magasságát mutatják