Tornádóvadászat az USA-ban 2017 - napló & chat

Összefoglaló a szupercellás konvekcióról

Kategória: 
ismerettejesztő anyagok

1. Szupercellák definiálása és kialakulásuk feltételei
 

A gyakran jelentős károkért és emberáldozatokért felelős szupercellák olyan forgó feláramlást tartalmazó speciális zivatarok, amelyeket szignifikáns jég (átmérő>= 5 cm), szélvihar (akár downburst) és olykor erősebb tornádó is kísérhet. Élettartamuk jellemzően igen hosszú, mely egyes esetekben akár a 8 órát is meghaladhatja. Egy széles körben elfogadott kritérium a cella hosszú élettartama mellett a feláramláshoz kapcsolódó tartós és mély középszinti (majd a szupercella életciklusa előrehaladtával már alacsonyszinti is) ún. mezociklon jelenléte. A mezociklon egy átlagosan 3-8 km széles, vertikális tengelyű örvény, mely függőlegesen a feláramlás jelentős hányadára (legalább harmadára-felére) kiterjed és melynek örvényessége tartósan meghaladja a 0,01 1/s-ot (magyarán az örvény mintegy 10 perc alatt tesz meg egy teljes fordulatot  ha a merev test feltételezésből indulunk ki). E kritériumok miatt a kis skálájú, sekély és ideiglenes örvények – például a mezoörvények, melyek konvektív rendszerekben a kifutó(szél)front mentén jelentkeznek − nem definiálhatóak mezociklonként. Az örvénylő tulajdonság mellett a szupercellákat  többek között  az különbözteti meg a leggyakoribb multicellás zivataroktól, hogy bennük egyetlen egy folyamatosan áthelyeződő, hosszú életű feláramlás található - szemben a multicellás zivatarok "osztódó" feláramlási képével (ahol a cellák a kifutószél frontjukon az eredeti feláramlásuktól bizonyos távolságban gerjesztenek újabb feláramlásokat). A multicellás zivatarokról bővebben A konvekció alapjai III. című anyagunkban olvashatunk.

A szupercellák leggyakrabban akkor alakulnak ki, ha a légkörben rendelkezésre álló instabilitási energia jelentős vertikális szélnyírással párosul. A szélnyírás nem más, mint a szél sebességének és irányának változása a tér egy kitüntetett iránya mentén, jelen esetben a magasság szerint. Könnyen belátható, hogy a vertikális szélnyírás egyben egy horizontális tengelyű örvényességet is jelent, ugyanis az ilyen tulajdonságú levegőtömegbe helyezett virtuális részecskére a tetején illetve az alján eltérő erősségű és irányú szél hat, ami tulajdonképpen elnyírja a részecskét, így az forgásba kezd (lásd az 1. ábra animációján a szélkerék forgását!). A szupercellás zivatarok kialakulásánál ezeket a horizontális örvényeket „állítja fel” a zivatar feláramlása, és így vertikális tengelyű örvény alakul ki (lásd 2. ábra).
1. ábra: A szélnyírás hatása a nyíródó közegbe helyezett szélkerékre

A felállítódás során egy örvénypár jön létre a feláramlás két oldalán: a jobb oldalon egy ciklonális (azaz az óramutató járásával ellentétesen forgó), a bal oldalon egy anticiklonális örvény (az óramutató járásával megegyező irányban forgó), amelyek ezt követően dinamikusan egy-egy feláramlást hoznak létre (a jobb és bal irányokat a szélnyírásvektor irányához képest kell érteni). Ennek köszönhető a radarképeken gyakran (olykor szabad szemmel is) megfigyelhető kettéválás jelensége, amely során az északi féltekén leggyakrabban a jobboldali, ciklonális örvénnyel rendelkező zivatartag marad életben, a baloldali cella pedig elhal (a déli féltekén pont fordítva játszódik let a folyamat, ott az anticiklonális örvényt tartalmazó szupercellák a gyakoribbak). A kettéválást követően legtöbbször az addig térbelileg elkülönült örvény és feláramlás fedésbe kerül, azaz létrejön a zivatar forgó feláramlása. A szupercellák további jellegzetessége a deviáns mozgás, azaz a cellák mozgása az átlagszélhez képest jelentősen eltérhet: a ciklonálisan örvénylő szupercellák jobbra, az anticiklonálisan örvénylők balra térnek ki, ami a radaros detektálásnál egy alapvető megkülönböztető jelleg a többi zivatarhoz képest. A vertikális szélnyírás jelenlétét és jellegét a hodográfok nagyon jól ábrázolják (3. ábra), melyek gyakran (de nem szükségszerűen) görbültek szupercellás konvekció esetén.

 

2. ábra: A horizontális tengelyű örvények felállása a szupercellában.
A szupercellák kialakulásához nagy vertikális szélnyírás a troposzféra egy jelentős részére kell hogy kiterjedjen, eltérően a multicelláktól, amelyek gyakran sekély rétegben (0-2 km) megnyilvánuló szélnyírás esetén is létrejönnek. Ilyenkor a 0-6 km-es szélnyírás, mint puszta számérték használata félrevezető lehet, mert hiába nagy ez az érték, ha a legnagyobb hányada csupán a 0-2 km-es réteget fogja át, s így a feltételek csak a multicellás zivatarok létrejöttét támogatják (ezért fontos mindig a hodográfot is megvizsgálni).

 

3. ábra: Jobbra görbülő hodográf.

 

A feláramlás és a vertikális szélnyírás kölcsönhatásából származó vertikális nyomási gradiens, valamint a mezociklonhoz köthető egyéb dinamikus hatások is jelentősen erősítik a feláramlást (emiatt a legerősebb szupercellák esetében a feláramlás sebessége meghaladhatja az 50 m/s-t is). Ez szintén egy lényeges megkülönböztető tulajdonság a szinte kizárólagosan a felhajtóerőből táplálkozó átlagos zivatarokhoz képest. Habár a szupercellák környezetében is jelentős a hasznosítható konvektív potenciális energia (angolul Convective Available Potential Energy, azaz röviden CAPE: > 1000 J/kg), kialakulásukhoz extrém mértéket öltő labilitásra nincs szükség (egyes esetekben a megfelelően erős kényszerhatások, pl. a jet divergencia is elegendőek lehetnek egy szupercella létrejöttéhez). Az optimális feltételek akkor adottak a szupercellákhoz, ha a feláramlás olyan erőssé tud válni, hogy kibírja a szélnyírás romboló hatását, ekkor ugyanis a szélnyírás nem hogy gátolja, hanem dinamikus úton még inkább erősíti a feláramlást.

A szupercellák igazi hazájának sokan az USA-t tartják, de rengeteg szupercella alakul ki Európa területén is, sőt Magyarországon is rendszeresen megjelennek, leginkább a nyári félévben. Bár kiterjedt statisztikák nem állnak rendelkezésre (csak egyes kitüntetett évek feldolgozásai), elmondható, hogy hazai előfordulásuk jellemzően körülbelül az évi több tucat és száz között mozog.

 
 
2. Szupercellák szerkezete

 
2. 1 Vizuális és radaros azonosításuk
 

A szupercellák speciális viselkedésük miatt egy sor olyan vizuális és radaros jegyet hordoznak, amelyek alapján egy gyakorlott szem könnyen és egyértelműen beazonosíthatja őket. Fontos azonban hangsúlyozni, hogy egyetlen egy tulajdonság megléte még nem perdöntő, viszont minél többet ismerünk fel a következőkben felsorolt jegyekből, annál biztosabbak lehetünk benne, hogy szupercellával van dolgunk.
Vizuálisan általában szembeötlőek a forgást megfestő képződmények (lásd 1. kép). Ilyenek pl. a fő feláramlási torony oldalán az íves felhőcsíkozások vagy felhőbordák (angolul striations), továbbá a gyakran lencseszerű (ovális) csapadékmentes felhőalap. A szélnyírás következtében a feláramlási torony és a hozzá tartozó feláramlási alap, valamint a csapadékos leáramlási területek térben jól elkülönülten helyezkednek el.
1. kép: A forgást megfestő vizuális jegyek egy szupercella esetében: lencseszerű felhőalap és ovális felhőbordák a feláramlási torony oldalán.

A feláramlás alapjánál, ahhoz csatolódva gyakran egy alacsonyabb felhőalappal rendelkező képződmény, az ún. falfelhő figyelhető meg, ami a zivatar szívóerejének köszönhetően jön létre: a feláramláshoz szükséges levegő egyre nagyobb része a csapadék által lehűtött nedves régióból származik (lásd 2. kép). Ez a hűvös, nedves levegő aztán a feláramlásba kerülve alacsonyabb szinten telítődik és csapódik ki környezetéhez képest. A csapadék felőli szívás gyakran egy elkeskenyedő, a falfelhőhöz csatlakozó, kötélszerű képződményben végződik, ez az ún. farokfelhő. A zivatar haladása szerinti jobb-hátsó oldalon (jobbra mozgó szupercella esetén) alkalmanként látható szárnyfelhő-tornyok (lásd 3. kép) területén szintén feláramlás zajlik. A szárnyfelhőtornyok a hátoldali leáramlás kifutószele és a beáramlási régió közötti konvergencia mentén alakulnak ki, és jóval sekélyebbek (legfeljebb 1-2 km), mint a legintenzívebb csapadékzónához közel álló domináns feláramlás, ami többnyire a troposzféra teljes vastagságára kiterjed. További jellegzetesség az intenzív beáramlást megfestő, a csapadékmentes feláramlási alaphoz csatlakozó beáramlási sáv vagy hódfarok (angolul beaver's tail), ami általában az előoldali csapadék és a beáramlási régió határán található felhősáv (nem tévesztendő össze az alacsonyabban elhelyezkedő, a falfelhőhöz kapcsolódó farokfelhővel, ami az előoldali csapadék felől közvetlenül szív!).

2. kép: Tipikus vizuális jegyek egy szupercellában.


3. kép: A szárnyfelhő-tornyok relatív helyzete egy tipikus szupercellában.

Távoli megfigyelés esetén (lásd 4. kép) a visszanyíródó üllő egy tipikus árulkodó jel: ez akkor alakul ki, amikor a nagy szélnyírás az üllő anyagának nagy részét elfújja, ám a feláramlás olyan erős, hogy az üllő a szélnyírással szemben is képes terjeszkedni. Az intenzív feláramlásra utal az üllőn túlnyúló csúcs, ami tulajdonképpen a zivatar "túllövése" a troposzféra felső zárórétegén, a  tropopauzán (a zivatarok üllője lényegében a tropopauza szintjében terjed szét).

 
4. kép: Egy tipikus szupercella távoli vizuális jegyei.

A radarképeken a szupercellák általában egyetlen, jól körülhatárolható, hosszú életű, és a többi zivatarcellához képest deviánsan mozgó (általában jobbra térülő), igen erős jelként azonosíthatók. Általában a jel ovális vagy ahhoz hasonló alakú (pl. vese), néha kampós formájú, erős reflektivitási értékekkel, ami felhőszakadásra illetve nagyméretű jégszemekre utal. Az 5. képen vegyük szemügyre a fekete karikával jelölt szupercella kettéválását, deviáns mozgását, izoláltságát és hosszú élettartamát! A zivatar átlépve a Tisza vonalát határozottan jobbra térült, mintegy 3 órán keresztül folyamatosan fennállt, és igen erős reflektivitást mutatott a Viharsarok területén áthaladva (Orosházán pedig szignifikáns méretű, károkozó jeget produkált).

5. kép: Kompozit radarkép egy tipikus viselkedést mutató szupercelláról (fekete karikával jelölve).

A mezociklon egyértelmű azonosítására a Doppler-féle mérésekből előállított radiális széltérképek alkalmasak. Ez a forgó mozgás értelemszerűen egy nyírási zónaként jelenik meg, mivel egy viszonylag kis területen, egymáshoz közel erőteljes közeledés, ill. távolodás történik a radarhoz képest (4. ábra). (A mezociklonok radaros azonosításáról bővebben a Radaros alapismerek II című ismeretterjesztő anyagunkban olvashatunk.) A 5. ábrán a szupercellák radarreflektivitás által megfestett háromdimenziós áramlási rendszerét láthatjuk.


 
4. ábra Radar reflektivitás és radiális széltérkép egy tornádós szupercelláról (fehér karikában a mezociklon helyzete) .

5. ábra Egy szupercella háromdimenziós áramlási rendszere és reflektivitása sematikus áramvonalakkal (piros 50 dBz; zöld 30 dBz; kék 10 dBz; légáramlás sebessége m/s-ban).

A szupercellákra alapvetően jellemző a körülhatárolt gyenge reflektivitású betüremkedés (bounded weak echo regionBWER - 6. ábra). A BWER létrejöttének oka az intenzív feláramlás, amely olyan gyorsan szállítja a nedves levegőt a magasba, hogy a benne található vízgőznek tulajdonképpen nincs ideje kicsapódni, illetve kifagyni, ami végül csak egy bizonyos magasság elérése után történik meg. Alacsonyabb szinteken a BWER nincs „körbehatárolva”, ekkor gyenge reflektivitású betüremkedésről (weak echo region - WER) beszélünk.

 

6. ábra Egy radarmérés vertikális metszete egy tipikus szupercelláról.

A radarképek vertikális metszetén a WER feletti reflektivitási területet átnyúlásnak (angolul overhang) nevezzük. A horizontális radarképen alacsony szinteken megjelenő kampós echót (angolul hook echo) a tulajdonképpen ennek az átnyúlásnak a zivatar hátoldalán történő lesüllyedése alakítja ki. A kampós echó a szupercellák egyik legjellegzetesebb radaros ismertetőjegye. Habár egy hagyományos megközelítés szerint a kampós echó kialakulásában nagy szerepet játszik a mezociklon hatására bekövetkező hidrometeorok advekciója a legintenzívebb csapadékmag felől, ugyanakkor a  szárnyfelhő-torony celláiban kialakuló csapadék legalább annyira felelős lehet a hátoldali csapadék megjelenéséért. Nem beszélve arról, hogy a csapadékelemek - nagy esési sebességüknél fogva - nem követik a légáramlásokat, így nem is alkalmasak arra, hogy megfessék a felhő áramlási képét. A szupercellák radaros tulajdonságairól a Radaros alapismerek II című ismeretterjesztő anyagunkban is olvashatunk.

 
 
 

2.2 A leáramlási régiók

 

A szupercelláknak két fő leáramlási régiója van. Az egyik a vihar hátsó részén az ún. hátoldali leáramlás (angolul rear-flank dowdraft RFD), ami tulajdonképpen nem más, mint a radarképen a szupercella kampója. (Megj.: A szupercella hátsó-elülső régióit a középszintű szélvektor jelöli ki, mivel ez fújja el a feláramlásban képződő csapadékot. Így a zivatarnak a középszinti szélvektor irányába eső régióját nevezhetjük elülsőnek, az ezzel szembeni területet pedig hátsónak) A hagyományos teória szerint az RFD úgy alakul ki, hogy a száraz, közép és magas szintű szelek nekiütköznek a feláramlás hátsó oldalának, és az ottani csapadék és felhőelemeket elpárologtatják. Az így bekövetkező párolgási hőveszteségnek köszönhetően negatív felhajtó erő lép fel, mely gyorsuló leáramlásokat eredményez (7. ábra) - ez a termodinamikai megközelítés. Azonban a lefelé irányuló nyomási gradiens erő a zivatar szélnyírási vektorral szembeni (jó közelítéssel hátsó) oldalán szintén jelentős szerepet játszhat az RFD kialakulásában - ez a dinamikai megközelítés. Az még nem teljesen tisztázott, hogy az RFD-t milyen mértékben befolyásolják a termodinamikai és dinamikai erők. Ha alacsony ekvipotenciális hőmérsékletűe ) - azaz hűvös és/vagy száraz - levegő áramlik be középszinteken az RFD-be, akkor nagy valószínűséggel a felszínen is alacsony θe –t figyelhetünk meg, mindez azt támasztja alá, hogy a termodinamikai tényezőnek szerepe lehet az RFD létrejöttében. Az RFD-ben fellépő hőmérsékletcsökkenés igencsak változó lehet az egyes szupercellák esetében (ez nagyjából 0° C és 10° C között változhat a különbség a környezethez képest), ami nagyban függhet a csapadék koncentrációjától és eloszlásától, valamint a környezet relatív páratartalmától és a bekeveredés mértékétől is.

 

7. ábra Szupercella háromdimenziós áramlási rendszere és az RFD kialakulása, illetve az új feláramlás (d, new U) létrejötte (Lemon és Doswell nyomán 1979).

            Az alacsony szintű szélnyírás és a magassági szelek következtében a csapadék zöme a feláramlás előtti területre szállítódik. A jég olvadása, szublimációja és az eső párolgása révén fellépő negatív felhajtóerő generálta erőteljes leáramlások ebben az előoldali régióban összpontosulnak (7. ábra illetve 8. ábra), amit előoldali leáramlásnak, röviden FFD-nek (angolul forward flank downdraft) nevezünk. Ahogy az RFD esetében, úgy az FFD-nél is hőmérsékletcsökkenés lép fel (a környezethez képest), amelynek nagysága az egyes zivataroknál eltérő lehet (2° C és 10° C között változhat). E hőmérsékletdeficit is az alacsonyszintű relatív páratartalomtól és többek között a középszinteken bekeveredő környezet levegőtől függ. Az FFD és RFD hatására a felszínen létrejövő kifutószélfront karakterisztikája hasonlóságot mutat a mérsékeltövi ciklonok frontális struktúrájával - innen a mezociklon elnevezés (lásd a 8. ábrán a frontális struktúrát).
        A feláramlás közvetlen közelében, az RFD-ben kialakuló kis skálájú leáramlást okklúziós leáramlásnak (angolul occlusion downdraft) nevezzük (lásd 6. kép). Az elnevezés oka, hogy a jelenség tulajdonképpen rögtön a mezociklon záródása mögött alakul ki, amely záródás - szintén a mérsékeltövi ciklonok analógiájára - egyfajta okklúziónak tekinthető. (Megj.: Okklúziónak nevezzük azt a jelenséget, amikor a mérsékeltövi ciklonok gyors hidegfrontja utoléri a lassabban haladó melegfrontot, ezáltal bezárja a melegszektort.) Az okklúziós leáramlásokra úgy is tekinthetünk, mint az RFD egy elszigetelt intenzív régiójára (általában az RFD-be ágyazódva található meg). Az okklúziós leáramlás kialakulása a mezociklon középpontjában felszíni rotáció felerősödésének köszönhető. Ennek hatására ugyanis egy a középszintektől az alacsonyszintekig irányuló nyomási gradiens erő alakul ki, ami a középszinti levegőt magával rántja lefelé. Ez a leáramlás olyan erős lehet, hogy a felhő anyagát teljesen elpárologtatja, így közvetlenül a mezociklon mögött egy világos, akár felhőmentes régió is kialakulhat az RFD-ben, amit tiszta résnek (clear slot) nevezünk (lásd szintén 6. kép) - ezért lehet számos alkalommal világosabb régiót megfigyelni közvetlenül a tornádó mellett (akárcsak az 6. képen). 
6. kép: Egy okkludálódó mezociklon "frontjainak" valamint az okklúziós leáramlás sematikus elhelyezkedése egy konkrét szupercella esetében. A kék folytonos vonalak a kifutószélfrontokat jelölik az előoldali és hátoldali leáramlás peremén (a szaggatott vonal azt érzékelteti, hogy a front vonala a falfelhő mögött található), a lefelé irányuló halvány nyílpár mutatja az okklúziós leáramlás és a tiszta rés helyét.

 

2. 3 Alacsony nyomású beáramlási régió

 

A szupercellákba beáramló levegő sebessége akár a 20 m/s-t is meghaladhatja, ami így károkozásra is képes lehet. Ezt a beáramlási régiót, ahol általában egy 1-3 mb-os nyomási deficit jelentkezik, alacsony nyomású beáramlási régiónak nevezzük (angolul inflow low - lásd 9. ábra). Hasonlóan alacsony nyomást mérhetünk az előoldali kiáramlás területén, ahol a csapadék áltál lehűtött, párás levegőnek egy részét a feláramlás képes újrahasznosítani (a beáramlás révén) a negatív felhajtó erő ellenére (hasonlóan a falfelhő képződésénél). Egy szupercella a feláramlásában fellépő igen erős vertikális nyomási gradiens erő miatt jóval több negatív felhajtóerővel rendelkező levegőt szippant magába, mint amire a nem szupercellás zivatarok általában képesek.

 

8. ábra Az előoldali (FFD) és hátoldali (RFD) leáramlások, valamint a feláramlás (UD) és tornádó (T) helye. 9. ábra Az alacsony nyomású beáramlási régió (L), illetve a zivataros magasnyomás (H) területe egy szimulált szupercella esetében.

    
3. A szupercellák osztályozása
 

A szupercellák csapadékának térbeli eloszlása igen változó lehet. Ez alapján három típust különböztethetünk meg. Az egyik az ún. klasszikus (classic/CL) szupercellák, melyeknél a csapadék zöme az FFD területén hullik le és az RFD-ben csak kis mennyiség található (10. ábra). A gyenge csapadékú (low precipitation/LP supercell) szupercelláknál a csapadék nagy része a feláramlástól igen messze helyezkedik el az előoldalon, a hátoldali régióban pedig szinte nem is zajlik számottevő  csapadéktevékenység (11. ábra). Az LP szupercellák általában igen látványosak, azonban gyakran igen gyenge radar echó (<45 dBZ) jellemzi őket, kampós forma nélkül. A leáramlások gyengék és az RFD akár teljesen hiányozhat. E szupercella típusra kevésbé jellemzőek a tornádók. A nagy csapadékú (heavy vagy high precipitation/HP) szupercellák hátsó oldalán (az echó kampójában) jelentős mennyiségű csapadék található (12. ábra). Ennek köszönhetően a feláramlás régióját nagyon nehéz vizuálisan érzékelni e csapadék esetleges takaró hatása miatt. Ezek a zivatarok a radarokon jellemzően vese/bab alakú formát öltenek. A leáramlások igen intenzívek, lecsapódó légtestek (downburst) és szignifikáns jég kísérheti őket útjuk során. A tornádók nem annyira jellemzőek, mint a CL szupercellák estében, mivel a hátoldali leáramlás sokszor olyan erős, hogy a feláramlást időről-időre alávágja. A szupercellák osztályozása eléggé szubjektív dolog, hiszen egyazon vihar vizuális és radaros megfigyeléssel más-más típusba is tartozhat. Léteznek olyan ún. miniszupercellák is, melyek kis (néhány km-es) függőleges kiterjedésűek, és horizontális méreteik is elmaradnak az átlagos szupercellákétól (lásd 7. kép). Ezek általában olyan helyzetben jönnek létre, amikor a szükséges szélnyírás és a labilitás a légkör csupán alsó pár kilométerére szorítkozik (pl. télen vagy egy nyári helyzetben, amikor 4-5 km környékén erőteljes inverzió zárja le az alsóbb labilis rétegeket), így tulajdonképpen kisebb skálán jön létre ugyanaz, ami "normál" esetben a 10-15 km magasra felnyúló zivatarcellák esetében. Mindazonáltal a miniszupercellák is veszélyesek lehetnek, akár károkozó tornádót is képesek létrehozni,

mint például az 1997. november 11-én Kunszentmárton térségében pusztító tornádó esetében.

                     

magasság (km)

 

10. ábra
Gyenge csapadékú (LP) szupercella
, melyeknél  8-10 km-es rétegvastagságban a legerősebb
a zivatarhoz képesti szélsebesség (piros vastag vonal jelöli az átlagot; ERIK N. RASMUSSEN nyomán).



magasság (km)
 
11. ábra
Klasszikus (CL) szupercella.



magasság (km)
 
12. ábra
Nagy csapadékú (HP) szupercella,
melyeknél  8-10 km-es rétegvastagságban a leggyengébb a zivatarhoz képesti szélsebesség.
            Az LP-CL-HP szupercella spektrumra úgy is tekinthetünk, mint egy folyamat stádiumaira. A legveszélyesebb tornádós helyzetek az LP és a CL szupercella átmeneténél a legvalószínűbbek (Megj.: ez egy amerikai megfigyelések alapján történő megállapítás, az itthoni tornádóelőfordulás és a szupercellák spektruma közötti kapcsolat a kis gyakoriság miatt némileg más lehet). Általános megfigyelés, hogy az üllő szintjéhez (9-12 km) közel lévő zivatarhoz képesti szelek (storm-relative winds) erősen befolyásolják a szupercella típusát. Amikor ezek a szelek gyengék (körülbelül <18 m/s) az üllő szinti csapadék egy tekintélyes része a feláramlás köré tekeredik, ami csapadékelemekkel táplálja a leáramlási zónákat, így kedvezve a HP szupercellák kialakulásának. Amikor viszont a szélsebesség meghaladja a 28 m/s-t, akkor a csapadék nagy része jóval távolabbra kerül a feláramlástól a nagy szélsebességek miatt, így kevesebb csapadékelem hasznosul a zivatar számára, ami az LP szupercellák létrejöttét támogatja. Ha viszont a zivatarhoz képesti szélsebesség 18 és 28 m/s közé esik, akkor CL szupercellák kialakulása a legvalószínűbb. Egy-egy szupercella akár több stádiumon is áteshet teljes életciklusa során.

7. kép: Miniszupercella a Balaton felett 2013. május 3-án.

4. Tornádók szupercellákban

Bár jelen írásnak nem tárgya a tornádók bemutatása, mivel azonban a jelenség leggyakrabban és legmarkánsabban a szupercellákhoz köthető, ezért itt is ejtünk pár szót róluk. A tornádók sebesen forgó, vertikális tengelyű légoszlopok, melyek egy konvektív felhőből alányúlva elérik a földfelszínt, és ott különféle erősségű pusztítást végeznek. Mivel a tornádók lényege a forgás, ezért nem meglepő, ha kialakulásuk szorosan - de nem kizárólagosan - kapcsolódik az intenzív örvényekkel rendelkező szupercellákhoz. Általánosságban és nagy vonalakban azt mondhatjuk, hogy a mezociklonális tornádók a szupercellákban már eleve meglévő függőleges tengelyű örvénylő mozgást szűkítik le egy kis térrészbe, ezáltal felerősítve annak intenzitását, ami már károkozó méreteket ölthet (1. animáció).
1. animáció Az alábbi 3D-s animáción a moore-i (1999. május 3.) tornádó kialakulását követhetjük nyomon. Az örvény leskálázódása (piros cső alakú képződmény) jól nyomon követhető, ahogy a felszínt elérve törmeléklabdát (debris ball; a tornádó pusztítása során keletkezett törmelék kiugró reflektivitása, lilás színnel) hoz létre. Piros színek az 50 dBz-s vagy magasabb, míg az átlátszó narancsos színek az 45 dBz-s értékeket jelölik. (forrás: http://www.grlevelx.com/)

Magyarán a szupercellában ott ideálisak a feltételek a tornádó kialakulásához, ahol ez az örvénykoncentráció könnyen végbe tud menni. Ez a régió legtöbbször a 2.2-s pontban tárgyalt okklúzió - azaz a mezociklon középpontja - közelében valósul meg, ahol az okklúziós leáramlás okozta markáns kiáramlás illetve a beáramlás a találkozási felület mentén egy igen intenzív összeáramlást generál (lásd ismét az 8. ábrán a tornádó helyét és vesd össze a 6. képpel). Az összeáramlás - más néven konvergencia - ugyanis a már meglévő függőleges örvényességet igen kis térrészre képes összehúzni, ami ideális körülmények között egy károkozó erősségű forgó légoszlopot eredményezhet. Ennél az egyszerű elméleti fejtegetésnél a valóságban azért jóval komplikáltabban megy végbe a folyamat, mivel a tornádóképződéshez egy sor egyéb - ma még csak felületesen ismert - körülménynek is teljesülnie kell. Azt ugyanis még mindig nem lehet eldönteni, hogy két - radaros vagy vizuális - küllemre egyforma szupercellából melyik fog a következő percekben tornádót létrehozni és melyik nem. A kutatások jelenlegi állása szerint nem mindegy az, hogy az RFD és okklúziós leáramlás mennyire "meleg", azaz mennyire hűti le benne hulló csapadék. Minél kevésbé történik meg ez a hűlés, annál jobban hasznosulhat a leáramlás levegője, amint visszakerül a mezociklon feláramlási régiójába (azaz a feláramlás annál könnyebben felkapja az RFD levegőjét). Továbbá, mivel felszínközeli folyamatokról beszélünk, a súrlódás szerepét sem lehet elhanyagolni, ugyanis a szél fékeződése a talaj felett szélnyírást, ezáltal horizontális tengelyű örvényességet generál, ami a mezociklon környékén uralkodó roppant erős feláramlásba kerülve jelentősen hozzájárulhat a vertikális tengelyű örvényesség további erősödéséhez. Mindezek a körülmények rendkívül érzékenyek a felhőben lejátszódó csapadékképződési folyamatokra valamint a felszín fizikai tulajdonságaira, amelyek jellegüknél fogva számtalan bizonytalanságot visznek a leírni kívánt rendszerünkbe. Így a tornádók kialakulása körüli kérdések még egy jó darabig bizonyosan izgalomban fogják tartani az emberiséget.

Magyarországon minden évben – átlagosan - néhány tornádó alakul ki szupercellákból. A hazai tornádók egy hányada nem szupercellákhoz köthető, ezek azonban többnyire gyengébbek, mint szupercellás társaik.

 

8. kép: Mezociklonális tornádó Gátér térségében 2008. május 20-án

Forrás: 

Mesoscale Meteorology in Midlatitudes

Írta / készítette: 

Csirmaz Kálmán és Kun Sándor

Fordította: 

Fordította és kiegészítette: Csirmaz Kálmán és Kun Sándor

Hozzászólás

Nagyon érdekes volt számomra amit olvastam és láttam. Igaz, hogy némely szót nem értettem, de ez az én hibám, nem vagyok szakértő és nem tanultam. Mindig figyelem az eget és amit itt látok és olvasok az alapján 2012 nyarán észrevettem a szupercellát, szerencsére nem okozott akkor nagyobb károkat. De maga az a tudat, hogy láttam és tudtam mit látok, ez Önöknek köszönhető. Akkor borsónagyságú jegek estek és rengeteg csapadék.
Ellenben 2012 november 7.én este jött egy hatalmas vihar semmit sem láttam, csak egy óriási ütést észleltem a ház első falán és aztán üvegcsörömpölés. Én még ilyet sosem láttam amikor kimentem a házam elején két méteres magasságban a cserepek álltak a tetőlécek között nem viccelek össze voltak fonva, nem estek le felálltak és mintha hajfonat lett volna fonva úgy néztek ki. A velem szemben lévő háznak elvitte a csúcsfalát a kétszázas szöggel levert palát átdobta hozzám. A tűzoltók voltak kint segíteni. Nem tudom mi lehetett mert csak egy ütést hallottam utána pedig rendesen fújt a szél és esett az eső. A tűzoltók is csodálkoztak, mert ilyet még nem láttak. Csak a velem szemben lévő ház és az enyém károsodott se mellettünk levő, se más irányban egyik sem. Én köszönöm a munkájukat, és azt, hogy itt tanulhatok az oldalon. És bár tudom, hogy Önöknek ez csodálatos dolog én viszont azért regisztráltam be ide több mint egy éve, mert rettentően félek a viharoktól, de próbálok ellene kűzdeni, mert a látvány valóban csodálatos! Csodálatos és pusztitó egyben! Köszönöm, hogy elolvasták amit írtam. További jó munkát kívánok!

S@rge képe

Remek munka. Teli

Remek munka. Teli információkkal. Ennek köszönhetően vált világossá az, ami idáig rejtélyes volt. Köszi!
(10. ábra, bal alsó kép. 2008 májusán láttam ilyet, szinte ugyanilyen struktúrát. A feláramlási torony ugyanígy elkülönült az intenzív zónától, s tisztán látható is volt. Tehát LP volt, kicsi, de roppant intenzív maggal.)

MICImACK0 képe

Remek összefoglaló!

Remek összefoglaló! Köszi.

Direkt dugtátok el a lap aljára?

kaLman képe

Köszönjük! Mire gondolsz

Köszönjük!
Mire gondolsz egyébként?

MICImACK0 képe

Le kell görgetni a lap aljára

Le kell görgetni a lap aljára a cikkért. Szerintem ha az időjárás engedi, és épp uborka szezon van érdemes lenne az új cikkeket a lap tetején megjeleníteni pl a blogok fölött.

Esetleg a beharangozó lehetne teljesen publikus, lássa az is aki nincs bejelentkezve.

kaLman képe

Ja vágom ám most már: te a

Ja vágom ám most már: te a főoldali elrendezésről beszélsz. Felülre varázsoltam mostan.

kaLman képe

Ez érdekes, nálam mindig a

Ez érdekes, nálam mindig a lap tetején van a legfrissebb cikk.
A beharangozó az jó ötlet!

Élő viharvadászat

Konvektív előrejelzés

Convective forecast

Köszönjük!

Támogasd a
Viharvadászok Egyesületét
adód 1%-ával!

Adószámunk: 
18033108-1-03

Részletekért kattints!

Zivatar valószínűség a következő órákban

+0h+3h+6h
Budapest
Debrecen
Eger
Győr
Kecskemét
Pécs
Siófok
Sopron
Szeged
Szolnok

Navigáció

Belépés

Jelenlévő felhasználók

Jelenleg 0 felhasználó és 10 vendég van a webhelyen.

Copyright

Az oldalon található minden tartalom (szöveg, kép, videó) - kivéve ahol a feltüntetett forrás ettől eltér - a Magyarországi Viharvadászok és Viharkárfelmérők Közhasznú Egyesületének tulajdonát képezi. Bármilyen nemű felhasználáshoz az Egyesület hozzájárulása szükséges.

info@szupercella.hu