TUDOMÁNYTÁR

Szupercella: A szupercella a legveszélyesebb zivatarfajta. Általában a legtovább marad meg,gyakran nagyon erőteljes feláramlások zajlanak benne, ezt nevezzük (mezociklonnak), és ebből ereszkedik le a mezociklonális tornádó. A legritkább zivatarfajta, de a legveszélyesebb eseményekért felelős mint pl:5cm vagy a feletti jég,120km/h szél,downburst,microburst ,gustnado, tornádó. A szupercelláknak három fajtáját ismerjük, melyeket a szupercella kinézete, felépítése valamint csapadékhozama alapján különböztetjük meg.

• A HP (High Precipitation) szupercella nagy területű és kiadós csapadékért felelős, míg az
  
• LP (Low Precipitation) szupercella kisebb méretű és kis területen produkál csapadékot, sőt LP szupercella esetén már az is előfordult, hogy kizárólag jég esett.
  
• A harmadik fajta a klasszikus szupercella, amikor csak a hátoldali leáramlásban van csapadék, viszont az akár kiadós is lehet, vele komoly jégeső is párosulhat.
  

A szupercellák rendszerint tekintélyes méretűek, magasabbra (12-14 km) felnyúlnak, mint más kumulonimbuszok, és jól felismerhetőek, sajátos felhőformákkal rendelkeznek. Nem nehéz azonosítani pl. a szárnyfelhőtornyokat vagy más néven flanking line-t mely a hátoldali leáramlás gust frontja mentén fejlődik ki, és a fő feláramláshoz kapcsolódó, általában lépcsőzetesen afelé magasodó tornyok soraként mutatkozik. Könnyen felismerhető a be- és feláramlást jelző csapadékmentes felhőalap is, mely a fő feláramlási torony és a flanking line alatt található. Szupercellákon gyakran megfigyelhető a visszanyíródó üllőnek nevezett jelenség is, mely azáltal jön létre, hogy az erős feláramlás miatt a szétterülő üllő a magasban sebesen fújó szél ellenére is képes azzal ellenkező irányba terjedni. A következő felhőképződmény az egyik legfontosabb; nagyon ritkán normál multicellás zivatarokon is megjelenhet, de igazából a szupercellák jellegzetessége a csapadékmentes alapon a legerősebb feláramlás helyét mutató wall cloud, vagy másképpen falfelhő. Keletkezése úgy zajlik, hogy a zivatar intenzívebbé válásával egyre nagyobb területről szívódik a kumulonimbuszba levegő, így a csapadékhullás miatt igencsak átnedvesedett alacsonyan fekvő légrétegek levegőjéből is kerül bele valamennyi. Mivel azonban ez nedvesebb a környezeténél, az eredeti felhőalapnál alacsonyabban csapódik ki benne a pára, így adódik az a látvány, mintha a falfelhő "lelógna". Nemritkán egy hosszúkás nyúlvány is látható a falfelhőn, az uszály vagy farokfelhő, mely a csapadékfüggöny felé mutat; és a falfelhőbe áramló nedves levegő útját jelzi. Néha szupercellákon egyébként meg lehet figyelni egy másik érdekességet is, mely rendszerint az előoldali leáramlás gust frontja ill. a mezociklon ugyanitt fekvő ál-melegfrontja mentén húzódik. Ez az ún. beáramlási sáv mely változatos megjelenésű, elnyújtott, hosszúkás képződményként kapcsolódik nagyjából a csapadékmentes alap magasságában a fő feláramlási részhez. Jól a meleg levegő intenzív beáramlásának vonalát, ha nem is mindig pontosan a várt bukkan helyen fel.

MKR: Az MKR hatalmas zivatarrendszereket jelent, amelyek egymással összhangban mozognak. Az MKR-ek a Földön csaknem bárhol (kivéve a sarkvidékeket) és egész évben előfordulhatnak. A Mezoskálájú Konvektív Rendszerben előforduló egyedi zivatarok lehetnek egycellásak, multicellásak és szupercellásak is, a környezeti paraméterektől függően. Ezek az egyedi cellák is előidézhetnek károkozó eseményeket, de maga az egész rendszer is produkálhat nagy területen pusztító felhőszakadásokat illetve kifutószeleket. Az MKR-nek több fajtái is vannak leggyakrabban előforduló fajta a

• VMKR. (Amit más néven Vonalba rendeződött MKR-nek hívunk)Ugyan multicellás felépítésű, de szerkezete eltér egy normál cellacsoporttól, pl. abban, hogy folyamatos, jól fejlett gust frontja van.
  
• A másik fajtája a CMKR (Cirkuláris MKR). Azon rendszert, amely a műholdképen közel kör alakú, de nem éri el az MKK kritériumait Cirkuláris MKR-nek nevezzük.
  

A felszín közeli heves kifutószelek nagy hányadát a Bow Echo típusú MKR-ek okozzák. A zivatar okozta erős szélvihar egyik előjele a peremfelhő vagy arcusfelhő , ami legtöbbször az MKR előoldalán jelenik meg, és hosszúsága akár több 100 km is lehet (főleg Amerikában jellemzőek ezek a hatalmas méretek).A szélvihar mellet sokszor előfordul bennük marginális jégméret! A Mezoléptékű Konvektív Rendszerek élettartama gyakran 6-12 óráig sorolható, de akár napokig is fennmaradhatnak.

• MKK Mezoléptékű Konvektív Komplexum (Mesoscale Convective Complex). Olyan nagy kiterjedésű MKR, amely a műholdképen kerek vagy ovális alakú és általában éjszaka éri el intenzitásának maximumát.Az MKR felhőtetői alapján ellenőrzik! Hatalmas, cirkuláris rendszerű, általában szupercellás szerkezetű MKR-ként definiálható, konkrét térbeli, időbeli és hőmérsékletre vonatkozó kritériumokkal. Méret kritériumok: a –32 fok vagy annál hidegebb felhőtetetővel rendelkező terület kiterjedése legalább 100.000 négyzetkilométer (Magyarország területe 93.000 négyzetkilométer) és a –52 fok vagy annál hidegebb felhőtetővel rendelkező terület. Inkább a hosszan tartó és nagy mennyiségű csapadék az elsődleges veszélyforrása áradások, a szélviharok jelentősége csak másodlagos.
  

Squall line: A Squall line (magyarul zivatarlánc) legtöbbször akkor jön létre, amikor egy forró, meleg kánikulai időszakot szakít meg egy markáns hidegfront. Ilyenkor a hidegfront előterében és mögötte hatalmas (gyakran több mint 10-12 °C-os) hőmérséklet-különbségek alakulnak ki. Ekkor a CAPE nagyon magas, felhők keletkeznek és zivatarfelhőkké módosulnak. Ezek a front előtti hőzivatarok. Nem tartanak túl sokáig, mivel az `átforduló szél (Magyarországon általában északi, északnyugati lesz a déli, délkeletiből) „lebontja” őket. Ezután alakul ki a frontvonalra illeszkedve a zivatarlánc (SL). Egyes láncokban szupercellák is előfordulnak, melyek károkat is okozhatnak. A szupercellák a squall line-ok középső szakaszán még a legerősebb, legkedvezőbb szélnyírás profil esetén is általában inkább bow echó szerű vonalas konvektív rendszerré fejlődnek. Azonban a vonalak végén lévő cellák sokkal inkább képesek fenntartani függetlenségüket, és hosszú ideig szupercellásak maradhatnak. Ebből következik, hogy szupercellák az érett stádiumban lévő, észak-déli irányítottságú zivatarláncoknak csak a déli végén fordulnak elő, továbbá az egyébként folytonos squall line töréspontjában találhatók. Ezen két területre tehát különösen érdemes figyelnünk a heves zivatarokat fokozottan magában hordozó időjárási helyzetekben. A rövidebb Squall Line-ok , ha több mint három vagy négy órán át fennmaradnak, a rájuk ható Coriolis-erő a rendszer északi végén lévő örvényt fogja erősíteni, a déli örvényt pedig gyengíteni, kialakítva ezzel a későbbi stádiumokban sokszor megfigyelt aszimmetrikus fejlődést (Comma echo). Gyakran létrejönnek olyan frontok, melyeken több zivatarlánc is előfordul (főleg nyáron). A squall line-oknak többnyire jellegzetes életciklusa van: kezdetben egy intenzív konvektív cellákból álló keskeny sáv képződik, amely később aztán egy szélesebb gyengébb rendszerré alakul át. A folyamat időtartama és a kialakuló jellegzetes struktúra nagyban függ az alacsonyszintű vertikális szélnyírás nagyságától. Általában minél nagyobb a szélnyírás, a squall line annál hosszabb életű lesz, és annál hevesebb eseményeket produkál. A squall line-ok jellegzetes ismertetőjele a peremfelhő. A squall line érett fázisában a felszíni nyomási tér gyakran a következő elrendeződést mutatja: - a rendszer előtt egy alacsony légnyomású terület áll - a rendszer alatt, a zivatarok alól kiáramló hideg levegő területén egy mezoléptékű magas nyomású zóna alakul ki - néha a réteges csapadék területe mögött egy gyenge alacsonynyomású terület, az úgynevezett sodródási depresszió fejlődik ki. A zivatarlánc elvonultával a hőmérséklet (gyakran drasztikusan) lecsökken, és fúj a szél.

Bow Echó: A bow echók az MKR-ek lenyűgöző, veszélyesebb formái. A bow echók viszonylag kis hosszanti kiterjedésű (20-120 km), konvektív cellákból álló, ív alakú képződmények, amelyek heves kifutószeleikkel hosszú sávokban okozhatnak károkat a felszínen. A radaron gyakran ív vagy sarló alakban jelenik meg. Bow Echó fejlődése gyakran egy erős izolált cellaként vagy cellák kis vonalaként kezdődik, amelyek pár órás (hazai tapasztalatok alapján néha akár egy óra alatt is) időtartam után a radaron egy szimmetrikus ív alakú szakasszá fejlődnek tovább. Már a korai szakaszban a Bow Echó északi és déli végén ciklonális és anticiklonális örvények figyelhetők meg, ezek az úgynevezett ívvégi örvények. Újabb kutatások azt mutatják, hogy amíg a legtöbb Bow Echó néhány órán át él, az íves stádium gyakran nagyon gyorsan kialakul. Fontos megjegyezni, hogy a Bow echók általában jelzik, nem pedig előrejelzik az intenzív kifutószelet. A radar echó ugyanis a rendszer hátsó részébe összpontosuló igen erős áramlás következtében veszi fel íves vagy sarló alakját.

 

Multicellás zivatar: Ez a zivatar fajta nem egy, hanem több egymással kapcsolatban lévő, követő cellából állnak, de egy egységként mozognak. Mindegyik cella a fejlettség más stádiumában van. Míg a csoport egyik oldalán elhalt és elöregedőben lévő cellák foglalnak helyet, addig a másik oldalon sorra képződnek az újak a gust front haladása és a szélnyírás együttes hatására. Tipikus esetben ez jól látható lépcsőzetes felépítést eredményez. Minden cella egy időre a rendszer domináns tagjává válik, ahogy végighalad életciklusa részein. Egy-egy cella a már ismert módon nem nagyon él 15-20 percnél tovább, de maga a rendszer hosszú órákig aktív lehet. Idővel az éppen aktív cellából kiáramló hideg levegő elvágja az éppen beáramló meleg levegő útját, és szétterülve a talajon a környező meleg levegőt "felemelve" segíti a szomszédos, fejlődő cellát. Két változatban ismertek, azaz a fürtben elhelyezkedő cellák (multicell cluster storm), amelyek egy egységként mozognak, a fejlődés más-más szakaszában, és a "viharvonalat" alkotó cellák (multicell line storms), amely vonalnak az elején egy jól fejlett gust-front található. Jellemzőjük a kis/közepes méretű jég, néha heves villámtevékenység, és ritkán rövid idejű, gyenge tornádókat is előidézhetnek. (de ehhez komoly feltételeknek kell megfelelni)

 

Jégeső: A jégeső a csapadék egy olyan formája, ami akkor alakul ki, amikor a kumoloninbuszban jelenlevő feláramlások a légkör igen erős hideg rétegeibe esőcseppeket hordanak magukkal, ahol azok szilárd halmazállapotúvá fagynak. A kialakuló jégszemek a zivatar leáramlásába kerülve a földre zuhannak, ekkor beszélünk jégesőről. A zivatarok többségében mindig kialakulnak jégszemek, csak az esetek egy részében ezek a talajra érve elolvadnak. Azt, hogy kialakul-e jégeső, az a körülménytől függ, hogy a zivatarban a jégszemek mennyire tudnak megnőni, egy bizonyos mérethatár fölött ugyanis a jégszem már nem képes elolvadni a zuhanás közben, és a felszínre mindenképpen szilárd halmazállapotban esik. A jégszemek általában parányi, fagyott vízcseppekből álló csírákon vagy jégszemcséken, más néven graupel szemeken kezdenek el kialakulni.A jégszemek néha idegen anyagot, kavicsot, levelet, gallydarabot,homokot, rovarokat tartalmaznak, amelyeket az erős feláramló szelek emeltek fel a zivatarfelhőbe. 2010 június 21.-én Rákóczifalván egy igen szokatlan dolog történt. Egyszer csak békák kezdtek el hullani az égből ,amit vélhetően az erős feláramló szelek vittek fel a felhőbe. Ez is aszt mutatja milyen erős feláramlások zajlanak egy kumulonimbuszban. A jégszemek növekedése túlhűlt vízcseppecskékkel történő ütközés révén valósul meg. A túlhűlt vízcseppek olyan kicsi, folyékony halmazállapotú részecskék, amelynek a hőmérséklete fagypont alatt van, ennek ellenére a vízcsepp nem fagy meg. (Ez egy igen érdekes dolog) Kétféle jégnövekedést különböztetünk meg:

• nedves növekedés és
  
• száraz növekedést.
  

A jégesőt segítő légköri feltételek:

• nagy labilitás, ennek következtében erősebb feláramlások.
  
• kiszáradás a troposzféra középső rétegeiben
  
• az igen erős vertikális szélnyírás 
  
• nedves hőmérséklet 0 fokos értékének optimális magassága
  

A zivatarból hulló jégszemek igen nagy erővel érkeznek a felszínre. A Dél-magyarországi Jégesőelhárítási Egyesülés gyakorlata alapján hazánkban a következő tipikus jégszemátmérőket állapíthatjuk meg:

• búzaszem nagyságú 3 - 4 mm
  
• borsószem nagyságú 5 - 8 mm
  
• mogyoró nagyságú 9 - 12 mm
  
• cseresznye nagyságú 13 - 18 mm
  
• dió nagyságú 19 - 25 mm
  
• golf labda nagyságú 26 - 35 mm
  
• tenisz labda nagyságú 36 - 50 mm
  

A világon a legnagyobb mért jégméret 2010. július 23-án a Dél-Dakotai Vivianban esett A jégdarab súlya majdnem elérte az 1kg-ot. A mérlegen 0.88 kg-ot nyomott, átmérője pedig elérte a 20 cm-t. A jégtömb 47 cm-es átmérője éppen csak egy kicsit maradt el a rekordtól.

Konvergencia, összeáramlás: A konvergencia a vektormező összehúzódása, a divergencia (szétáramlás) ellentéte. A horizontális szélsebességek konvergenciájának szintén több levegő fog belépni egy adott területre, mint amennyi ki. Mivel a légkör a tömeg megmaradására törekszik, igyekszik kiegyenlíteni a hirtelen fellépő lokális tömeg-többletet,aminek következtében vertikális elmozdulások alakulnak ki. Az elmozdulások attól függően fognak felfelé vagy lefelé irányulni,hogy a légkör mely szintjein alakul ki konvergencia. A légkör alsó részein kialakuló konvergencia feláramlást, a felsőbb szinteken kialakuló konvergencia pedig leáramlást (lesüllyedést) okoz. Az alacsonyszintű konvergencia által kialakított feláramlás segíti a zivatarok kialakulását, ha az egyéb feltételek (mint pl. az instabilitás) jelen vannak.

 

A szélnyírás és a zivatarok kapcsolata: A szélnyírás és a zivatarok szorosan összefüggenek. A legerősebb és legtartósabb szélnyírás mindíg a szupercellás zivatarokban alakul ki, MKR, MKK, de előfordulhat multicellás zivataroknál is. A magasabb rétegekben végbemenő erős szélnyírás általában nagyon heves zivatarokat okoz, minél erősebb és tartósabb a hirtelen szélirány változás, annál veszélyesebbeket. Egyszerű egycellás zivataroknál nagyon ritka az erős és tartós szélnyírás, de kivételesen ritkán előfordul. A hirtelen szélirány váltakozáskor különböző hőmérsékletű és tulajdonságú levegőfajták keverednek minden légrétegben más és más mértékben, ezzel magyarázható a nyári zivatarok olykor rendkívüli ereje. A talaj közelében és ugyan úgy létrejöhet szélnyírás, mint a felső rétegekben, és ha ez a szélirány változás nagyon erős és nagyon tartós, akkor komoly tornádó is lehet belőle. Nálunk Magyarországon is előfordul ritkán olyan erős talaj közeli szélnyírás, mint Amerikában, de ezek általában jóval rövidebb ideig maradnak fenn, igen ritka amikor sokáig tartanak, és ebből a tartós és erőteljes szélirány váltakozásból nálunk is kialakulhat ritkán olyan erős tornádó, mint az amerikai.

 

Nem mezociklonális tornádók: Európában és a Kárpát-medencében az úgynevezett nem mezociklonális tornádók a gyakoribbak. Az őket tápláló zivatarokból hiányzik a forgó feláramlás vagyis a mezociklon, ezért általában rövid ideig, másodpercekig, percekig maradnak csak fönt, negyed óráig vagy 20 percig is terjedhet időtartamuk, de csak akkor ha tartósan erős a talaj közeli szélnyírás, és a légrétegek közötti nagy hőmérséklet-különbség. Erősségük a Fujita skálán legtöbbször EF0 vagy EF1, csak kivételesen ritkán EF2. Általában akkor jönnek létre amikor nagy a hőmérséklet-különbség a meleg és párás föld közeli rétegek, és a 10 km magasságban áramló száraz, nagyon hideg levegő között. Április és augusztus között kell rájuk számítani, mert ilyenkor gyakran nagyon kedvezőek a légköri viszonyok. Előjelük nincs,ezért különösen veszélyesek,egyik pillanatról a másikra egy tölcsér jelenik meg, végigsöpör egy utcán, majd hirtelen eltűnik. A radarfelvételeken sem látható semmi különös, csak egy átlagos zivatarcella, így a meteorológusok ezeket a tornádókat nem tudják előrejelezni még ma sem. Egy szokványos kis zivatarcella, akár egycellás zivatar is létrehozhatja. Egy évben akár sok tucat, 20-30 ilyen tornádó is kialakulhat hazánkban, de rövid élettartamuk és kis erejük miatt kevésről hallunk, nagyobb részük ráadásul messze vonul el a lakott területektől, de azért nem árt az eget figyelni zivataros napokon!

 

Mezociklonális tornádók: A mezociklonális tornádók már ritkábbak Európában és Magyarországon is, április és augusztus között fenyegetnek jóval kisebb eséllyel, mint nem mezociklonális rokonaik. Átlagosan minden 10. szupercellából keletkezik nálunk a tornádó, de ha nagyon kedvezőek a feltételek akkor több is lecsaphat egyszerre. Nevük a zivatarfelhő belsejében található mezociklonból, erőteljes forgó feláramlásból ered, amely gyakran gyönyörűen kivehető, és ez az ami hiányzik a nem mezociklonálisakat létrehozó zivatarokból.Gyakran erőteljes hidegfront előtti igen labilis levegőben alakulnak ki, amikor a talaj közelében meleg és nedves a levegő, míg a magas rétegekben erőteljes hidegadvekció zajlik. A szupercellás zivatarok általában nagyon hosszú életűek, több óráig megmaradhatnak, és a forgó feláramlás nagyon tartós és nagyon erőteljes bennük. Ha minden feltétel adott a mezociklonból keletkező tornádó akár órákig is megmaradhat, bár ez Európában igen ritka, és akadály nélkül rombolhat. Az ilyen nagyon veszélyes, amerikai típusú tornádóknak a talaj közelében igen tartós és erőteljes szélnyírásnak kell lenni a fennmaradáshoz, ami rettentő ritka, de nálunk 1924. június 13. bekövetkezett, egy hatalmas F4-es tornádó tarolt Bia és Vác között, de erről részletesebben is olvashattok oldalunkon. Ebből az a tanúság, hogy hosszan tartó és nagyon erőteljes szélnyírás Európában is okozhat ritkán olyan nagy tornádót, mint az amerikai. A mezociklonális tornádóknak általában feltűnő jele van a radarfelvételen, gyorsan felismerhető a jellegzetes "kampós zivatarfelhő" (hook echo), amikor egy kis "horog" nyúlik ki a zivatarrendszerből, ez már nagyon komoly tornádóra is utalhat. Olyan feltűnő előjel nem előzi meg őket,amire a laikus ember felfigyelhetne,csak úgy mint a nem mezociklonálisak esetében, ezért különösen viharos napokon jó ha figyeljük a radarfelvételeket, vagy egyszerűen csak a zivatarokat.