Amelie viharciklon meteorológiai elemzése

Horváth Ákos

Ciklonok és viharciklonok

A viharciklonok az un. szinoptikus skálájú folyamatok körébe tartoznak, az időjárás jelentésekből is jól ismert ciklonok intenzív, különösen heves megjelenési formái. Legfőbb sajátosságuk a gyors felépülésük, illetve a ciklon magja és a környezete közötti nagy légnyomáskülönbség kialakulása. A légnyomáskülönbség hatására nagy területen több óráig, szélsőséges esetben akár több napig is fennmaradó orkán erejű szél alakul ki. A klasszikus definíció szerint, ha egy ciklonban 24 óra alatt 24 hPa-t meghaladó nyomássüllyedés történik, az a viharciklonok kategóriájába tartozik. Ha a 60. szélességi körtől északabbra történik a folyamat, akkor nagyobb süllyedési értékek kellenek a kategóriába kerülésért, délebbre kisebb süllyedés is elegendő.

A nyugati szelek övében mindennapos jelenségnek számít a ciklonok kialakulása. Különösen az óceánok felett jönnek létre az alacsonynyomású légörvények, de a kontinenseken is gyakran követhető a ciklonok kimélyülése. Kialakulásuk alapvető oka az északi és a déli légtömegek közötti hőmérséklet különbség nyomán fellépő belső un. hozzáférhető légköri energia felszabadulása (a meteorológiában baroklin instabilitás néven ismert jelenség). A hideg és meleg légtömeg között kialakuló frontrendszeren hullámok keletkeznek, és kialakulnak a meleg, illetve hidegfrontok. A front két oldala közötti hőmérséklet különbséggel arányos a nyomáskülönbség, amely viszont a szélerősséget befolyásolja. Ha nagy a hőmérsékleti különbség, akkor „élesedik” a front, a felületén létrejövő hullám egyre mélyebb lesz, míg végül felszakad a frontfelület és létrejön az önálló ciklon.

A viharciklonok kialakulása esetén még további két hatás is hozzájárul a ciklon gyors mélyüléséhez. Az első hatás a felsőlégkörben (9-11 km magasságban) az egész féltekét folyóként kanyarogva körbefutó magassági áramlás, a jet stream. A jet stream szélcsatornájában időnként 300 km/h erősségű szél is fúj, és ha ez a szélcsatorna a fejlődő ciklon fölé sodródik, akkor a ciklon mélyülése felgyorsul. Ez a jelenség főként az Atlanti-óceán északi területei felett mélyülő ciklonoknál figyelhető meg.

A másik plusz hatás a légköri nedvességhez köthető. Ha sok a nedvesség a légkörben, akkor az intenzív csapadékképződés miatti kondenzációs hő felszabadulása tovább „fűti” a ciklon meleg oldalát, így a ciklon még intenzívebben fog fejlődni. Az őszi időszakban az is előfordul, hogy egy trópusi eredetű hurrikán szállít nagy nedvességet az északi területekre, majd a hurrikán feloszlását követően fennmaradó nedvességet egy másik, gyorsan fejlődő viharciklon használja fel.

Amelie viharciklon kialakulásának három fázisa

A tanulmányban vizsgált viharciklon kialakulása három fázisra osztható: egy ex. trópusi vihar örökségeként a trópusokról származó meleg nedves levegő északra történő feláramlására, a meleg és hideg levegő hatására kialakuló erős ciklon létrejöttére, végül a ciklon áramlási rendszerében fejlődő, a jet stream által erősített léghullámra, amelyből maga az Amelie viharciklon kialakult.

A Rebeka nevű trópusi vihar bár nem fejlődött pusztító hurrikánná, azonban északra haladva október 27-re már nagy kiterjedésű mély ciklonná alakult (1. ábra). Az egyre terebélyesedő légörvény körül a magasban önálló jet stream csatorna is kifejlődött (2. ábra). A ciklon több magra szétszakadva nagy kiterjedésű áramlási rendszerével több hullámban jelentős mennyiségű meleg, nedves levegőt szállított a nyugati szelek övébe (3. ábra). Végül Írország partjaihoz közeli centrummal november 1-én egy erős ciklont lehetett analizálni, amely délnyugati-nyugati irányban hosszú áramlási csatornát hozott létre (4. ábra), északnyugati oldalán egyre erősödő jet streammel. Az áramlási csatorna azonban meteorológiai értelemben instabil volt, egy túlfeszített húrhoz lehetett hasonlítani, amelyre ha egy újabb hullám rakódik, akkor az rendkívül gyorsan felszakad, rajta egy újabb örvény jön létre. November 1-én az óceán közepén már megjelent ez a hullám (5. ábra), amely a jet stream egy újabb ágától támogatva rendkívül gyorsan kezdett fejlődni (6. ábra), rövidesen elérve a viharciklon klasszikus kritériumát. A légörvény nemcsak hogy gyorsan mélyült, de gyorsan is haladt az eredeti ciklon áramlási rendszerében (7. ábra), végül november 3-án érte el Franciaország atlanti partszakaszát (8. ábra). A partot érést követően azonban a ciklon romboló hatása gyorsan csökkeni kezdett, Magyarországon csak a kiadósabb csapadékrendszer jelentette a korábbi viharciklon örökségét.

Összefoglalva elmondható, hogy az Amelie nevű vihar tipikus atlanti viharciklonnak tekinthető, mint lefolyását, mint kialakulási körülményeit tekintve. Szerencsére néhány elődjével szemben a légörvény a partot érést követően gyorsan gyengülni kezdett, és Európa belsejében már nem okozott károkat.

Az atlanti viharciklonokkal a Tanulmányok rovat több írása is foglalkozott, ezek közül néhány:

• Hogyan fejlődik egy ciklon: “Friederike” vihar elemzése (2018. január)
• Európai viharciklon okozott intenzív havazást, hófúvást (2014. december)
• Atlanti viharciklonok 2014. február közepén
• Karácsonyi viharciklonok (2013)
• Xavér viharciklon Európában 2013. december elején

1. ábra
Az óceán felett kialakult nagy kiterjedésű légörvény egy korábbi trópusi viharból (Rebeka) fejlődött mérsékeltövi ciklonná.
Az ECMWF analízisén 2019. október 27. 18 UTC-kor a folytonos vonalak a tengerszinti légnyomást,
a színezett területek a 850 hPa (kb. 1500 m) hőmérsékletét jelölik.

2. ábra
A trópusi viharból alakult mérsékelt övi ciklon önálló jet stream szalaggal rendelkezett.
Az ECMWF analízisén 2019. október 27. 18 UTC-kor a folytonos vonalak a tengerszinti légnyomást,
a színezett területek a nagy magasságban (300 hPa, kb. 9.5 km) fújó szél sebességét,
a szélzászlók ugyanezen szint szélirányait mutatják.

 3. ábra
Az Atlanti-óceán fölötti ciklon áramlási rendszerében trópusi eredetű nedvesség áramlott
a magasabb földrajzi szélességi övek irányába.
Az ECMWF analízisén 2019. október 29. 6 UTC-kor a folytonos vonalak a 700 hPa (kb. 3000 m) szint magasság,
a színezett területek ezen szint specifikus nedvességét (1 kg levegőben hány gramm vízgőz található),
a szélzászlók ugyanezen szint szélirányait mutatják.

4. ábra
Az Ír partok közeli centrummal örvénylő ciklon délnyugati részén hosszú áramlási csatorna jött létre.
Az ECMWF analízisén 2019. november 1. 12 UTC-kor a folytonos vonalak a tengerszinti légnyomást,
a színezett területek a 850 hPa nyomási szint ekvivalens potenciális hőmérsékletét jelölik.
(Az ekvivalens potenciális hőmérséklet egyszerre jellemzi a nedvességi és a hőmérsékleti viszonyokat.)

5. ábra
Az ír partok fölötti centrummal örvénylő ciklon hosszú áramlási rendszerén megjelenik a gyorsan fejlődő léghullám.
Az ECMWF analízisén 2019. november 1. 18 UTC-kor a folytonos vonalak a tengerszinti légnyomást,
a színezett területek a 850 hPa nyomási szint ekvivalens potenciális hőmérsékletét jelölik.

6. ábra
A viharciklon gyors fejlődéséhez hozzájárult egy extra erősségű jet stream mag is.
Az ECMWF analízisén 2019. november 2. 6 UTC-kor a folytonos vonalak a tengerszinti légnyomást,
a színezett területek a 850 hPa nyomási szint ekvivalens potenciális hőmérsékletét jelölik.
A szélzászlók a magasban fújó (300 hPa) szelet jelölik azokon a területeken, ahol
a szél erőssége meghaladta a 30 m/s sebességet.

7. ábra
A gyorsan mélyülő és gyorsan mozgó viharciklon megközelítette Európa partjait.
Az ECMWF analízisén 2019. november 2. 18 UTC-kor a folytonos vonalak a tengerszinti légnyomást,
a színezett területek a 850 hPa nyomási szint ekvivalens potenciális hőmérsékletét jelölik.
A szélzászlók a magasban fújó (300 hPa) szelet jelölik azokon a területeken, ahol
a szél erőssége meghaladta a 30 m/s sebességet.

8. ábra
Az Amelie viharciklon eléri a francia partokat 2019. november 3. 6 UTC-kor.
Az EUMETSAT infravörös tartományú műholdképén az ECMWF tengerszinti légnyomás és
925 hPa szint (kb. 800 m magasság) szélviszonyai láthatóak.