Aktuality SHMÚ

Supercela 6. mája 2015

Na Slovensku sa v stredu 6. mája vyskytli silné búrky, pričom pri jednej z nich išlo o tzv. supercelu. Tie typicky prinášajú intenzívne zrážky, veľké krúpy a silný nárazový vietor, čo sme na niektorých miestach pozorovali, prevažne na východnom Slovensku.

Supercela sa od ostatných búrok líši tým, že jej výstupný prúd rotuje - hovoríme, že má tzv. mezocyklónu (rotáciu však pri pohľade na samotný oblak nemusí byť vidno). Rotujúci výstupný prúd umožňuje jej dlhú životnosť (aj niekoľko hodín) bez toho, aby bola súčasťou väčšieho komplexu búrok. Má totiž dobre separované zostupné a výstupné prúdy, zostupné ju tak "neodrežú" od prítoku teplého a vlhkého vzduchu, z ktorého "žije". Z dynamiky supercely vyplývajú aj typické radarové a družicový črty, podľa ktorých sme identifikovali supercelu aj v tomto prípade (detailne neskôr).

Aby došlo ku genéze mezocyklóny, v prostredí je nutný výrazný vertikálny strih vetra v hrubšej vrstve atmosféry (okrem štandardných podmienok nutných pre vznik obyčajnej búrky). Vertikálny strih vetra je vektorová veličina, ktorú vypočítame ako rozdiel prúdenia medzi vrchnou a spodnou časťou vrstvy, ktorú sledujeme, štandardne sledujeme spodných 6 km atmosféry (prípadne medzi povrchom a hladinou 500 hPa). Hodnoty okolo 20 m/s sú vysoké a predstavujú vhodné "strihové" podmienky pre vznik supercely. Dôležitý však je aj smer vetra v jednotlivých hladinách. Najvhodnejšie je, ak sa vietor s rastúcou výškou stáča v smere hodinových ručičiek (tzv. veering vetra) a jeho rýchlosť postupne rastie. Teda napr. v prízemnej vrstve vietor fúka juhovýchodný, vyššie južný až juhozápadný a v hladine 6 km západný až severozápadný.

Podmienky popísané vyššie sa u nás vyskytli 6. mája 2015. Vhodné stáčanie smeru vetra v spodných hladinách dokumentujú naše staničné merania na obr. 1 - Poprad severovýchodný vietor, Lomnický štít presne opačný, juhozápadný a vo vrstve medzi tým Kojšovská hoľa či Chopok s juhovýchodným až južným vetrom. Vo vyšších vrstvách sa už smer vetra výrazne nemenil, no narastala rýchlosť, čo vidieť aj na aerologickej sondáži z Gánoviec na obr. 2 (aj tu je však zreteľné stáčanie smeru vetra v spodných hladinách troposféry).

Obr. 1 - Vybrané meteorologické prvy zo správy SYNOP, 6.5.12:00 UTC. Významná je predovšetkým zmena smeru vetra s rastúcou výškou - v Poprade severovýchodný a na Lomnickom štíte juhozápadný vietor.

Obr. 2 - Aerologická sondáž, Skew-T, 6.5.2015, 12:00 UTC; vpravo profil vetra  - výrazné stáčanie v spodných hladinách a nárast rýchlosti vo vyšších; farebne zvýraznená plocha - index CAPE, ktorého prítomnosť indikuje možný výskyt búrok.

Vhodné strihové podmienky sa u nás väčšinou vyskytujú v blízkosti výškovej frontálnej zóny (VFZ - oblasť so silným výškovým prúdením medzi vertikálne vyvinutými tlakovými nížami a výšami), ako aj v tomto prípade. VFZ prebiehala od juhozápadu medzi tlakovou nížou nad Severným a Nórskym morom a výbežkom vysokého tlaku vyduchu, ktorý sa tiahol od severozápadnej Afriky až do Fínska (3 farebná škála na obr. 3). V prízemnom poli sa cez naše územie presúvala plytká tlaková níž so zvlneným studeným frontom, ktorý zapríčinil iniciáciu búrok.

Obr. 3 - Prízemné tlakové pole (biele izočiary) a geopotenciál hladiny 500 hPa (farebná škála); model ECMWF, 6.5.2015 12:00 UTC.

Búrky u nás začali vznikať krátko popoludní. Jedna z nich sa pri Donovaloch začala odkláňať doprava od pôvodného pohybu a krátko na to sa aj rozštiepila (teda rozdelila sa na dve bunky, ktoré sa pri ďalšom postupne od seba vzďalovali), čo sú výrazné črty poukazujúce na supercelu - viď obr. 4, prípadne radarovú animáciu 12:20 - 13:35 UTC. Bunka odkľáňajúca sa doľava (left-mover - LM) smerovala na severovýchod k Západným Tatrám a bunka stáčajúca sa vpravo (right-mover - RM) prechádzala cez hrebeň Nízkych Tatier a stále viac sa odkláňala na východ. LM zvyčajne končí ako obyčajná nesupercelárna bunka a za krátku dobu zvyčajne zaniká (kvôli dynamike a prostrediu, ktoré aj v tomto prípade podporovalo RM). Pre RM sa však ani po štiepení nič nezmenilo, a preto hneď nezanikol, naopak, začal mať aj intenzívne prejavy. Do obce Hybe priniesol náhlu povodeň (obr. 5).

Obr. 4 - Štiepenie supercely v blízkosti Liptovskej Osady, produkt CAPPI 2 km, radar Kojšovská hoľa. Šípky predstavujú trajektóriu LM a RM (bunka odkláňajúca sa vľavo, resp. v pravo, po štiepení). 

Obr. 5 - Hybe (zdroj: topky.sk).

Supercela sa presúvala ďalej na východ a v Popradskej kotline a v okolí začala produkovať krúpy, ktoré mali v priemere 1-5 cm. Krúpové jadro sme zachytili aj radarom - prítomnosť krúp indikujú vysoké hodnoty rádiolokačnej odrazivosti vo vyšších výškach, napr. vo výške 4 či 6, prípadne 8 km, pričom v 6 km sme namerali až 60 dBZ, čo je na túto výšku mimoriadna hodnota. Na obr. 6 môžeme vidieť, že v oblasti v bielom krúžku nie sú v hladine 2 km takmer žiadne odrazivosti (WER - Weak Echo Region) no nad touto oblasťou sú v hladine 6, či 8 km najvyššie hodnoty (čiastočne aj v 4 km), čo spôsobujú silné výstupné prúdy, ktoré vynášajú častice späť do vyšších hladín. Cez túto oblasť však môžu prepadávať krúpy, ktoré sú natoľko veľké, že ich výstupné prúdy už nedokážu udržať v oblaku. Na povrchu tak typicky pozorujeme, že prechodne padajú len veľké krúpy (prípadne spolu so slabým dážďom). Toto bolo pozorované napr. v Šuňave (obr. 7), kde padali krúpy s priemerom do 4-5 cm, no oblasti, ktoré supercela zasiahla predným zostupným prúdom (severná časť bunky), padlli menšie krúpy aj so silnejším dlhšie trvajúcim dažďom. S horizontálnych rezov (obr. 6) je tiež zjavné, že supercela bola výrazne naklonená smerom na juhovýchod, o čom svedčí aj vertikálny rez na obr. 8.

Obr. 6 - Horizontálne rezy CAPPI 2,4,6 a 8 km, radar Kojšovská hoľa, 6.5.2015, 13:55 UTC.

Obr. 7 - Krúpy, Štrba a Svit s priemerom do 2 cm, Šuňava do 5 cm.

Obr. 8 - Výrazný náklon supercely a WER na vertikálnom reze z radaru Kojšovská hoľa 6.5.2015, 13:55 UTC. Vpravo hore je naznačený rez na podklade CAPPI 2 km A-B, Na vertikálnom reze sú detegované aj pohoria (tu napr. vysoké hodnoty vo vzdialenosti okolo 15 km od A do B), ktoré čiastočne zasahujú aj do hladiny 2 km, pri animácii sú však ľahko odlíšiteľné, a tak vieme spoľahlivo povedať, že nejde o zrážky. 

V bunke sme okrem vyššie spomínanej typickej supercelárnej črty WER pozorovali aj tzv. hákovité echo - oblasť vyšších odrazivostí v tvare háku vyčnievajúca v tomto prípade na juhozápadnej strane supercely. Črty sú znázornené na obr. 9 aj spolu s predným (FFD - Forward Flank Downdraft) a zadným zostupným prúdom (RFD - Rear Flank Downdraft).

Obr. 9 - Typické črty supercely - hákovité echo, oblasť slabej rádiolokačnej odrazivosti (WER - Weak Echo Region), predný zostupný prúd (FFD - Forward Flank Downdraft), zadný zostupný prúdu (Rear Flank Downdraft), CAPPI 2 km, radar Kojšovská hoľa, 6.5.2015 14:00 UTC.

Pri ďalšom postupne na východ supercela zasiahla Poprad, kde taktiež padali intenzívne zrážky a krúpy, i keď o niečo menšie s priemerom do 2 cm (obr. 10, + video nižšie) s čím korešpondujú aj nižšie hodnoty odrazivostí vo vyšších hladinách (obr. 11). 

Obr. 10a - Poprad po intenzívnych zrážkach a krúpach (zdroj: facebook SHMÚ, Július Klimo).

Obr. 10b - Poprad (zdroj: tvnoviny.sk).

Obr. 11 - Horizontálne rezy CAPPI 2,4,6 a 8 km, radar Kojšovská hoľa, 6.5.2015, 14:15 UTC. Slabnúce hodnoty vo vyšších hladinách (oproti radaru z 13:55).

Pri supercelách, ale aj pri systémoch búrok, často pozorujeme striedavú aktivitu, ktorá sa prejavuje v štruktúrach detegovaných radarom, družicou či v pozorovaných prejavoch. Aj v tomto prípade sa tieto fázy striedali. Supercela po prechode Popradom v Levočských vrchoch opäť naberala na intenzite a v obci Vlkovce spôsobila veľké škody najmä krúpami (obr. 12). Prostredníctvom radaru sme pozorovali aj štruktúru, ktorá vypovedá o veľmi silnom výstupnom prúde - BWER (Bounded Weak Echo Region). Túto štruktúru typicky pozorujeme v stredných hladinách oblaku (zväčša 3-7 km). Výstupný prúd je natoľko silný, že nielen zo spodných, ale aj zo stredných hladín oblaku vynáša častice do tých vyšších. Na horizontálnych rezoch oblaku (CAPPI) tak pozorujeme oblasť s nízkymi hodnotami rádiolokačnej odrazivosti, ktorá je ohraničená vyššími zo strán (obr. 13 v hladine 4 a 6 km) aj zvrchu (obr. 13 v hladine 8 km sú najvyššie hodnoty presne nad BWER). Štruktúra je jednoznačná aj na vertikálnom reze oblakom na obr. 14, kde sme pozorovali aj tzv. overhang, z ktorého typicky padajú veľké krúpy.

Obr. 12 -Krúpy a škody, Vlkovce (zdroj: tasr.sk).

Obr. 13 - Horizontálne rezy CAPPI 2,4,6 a 8 km, radar Kojšovská hoľa, 6.5.2015, 14:35 UTC.

Obr. 14 - Črty supercely na vertikálnom reze z radaru Kojšovská hoľa 6.5.2015, 14:35 UTC (popis rovnaký ako pri obr. 8).

Overhang sa ešte lepšie vyvinul o pár minút neskôr. Na obr. 15 sa v ňom hodnoty odrazivosti blížia až k 60 dBZ (na obr. tiež naznačený vtok teplého a vlhkého vzduchu a výstupný prúd). Približne v čase tohto radarového skenu boli v Závade (severovýchodne od Levoče) zaznamenané veľké krúpy s priemerom do 4 cm (obr. 16). Zaujímavý je aj vertikálny rez vedený cez predný zostupný prúd (FFD) a overhang (teda nie je medzi nimi výstupný prúd resp. BWER), kde sú v prednej časti oblaku v hladine 4 km ešte vyššie hodnoty, čo opäť poukazuje na možnosť vypadávania veľkých krúp bez ďalších zrážok (no neskôr sa cez oblasť presunul celý zostupný prúd spolu s výdatnejším dažďom a väčším množstvom menších krúp). BWER sme detegovali aj o pár minút neskôr pri ďalšom postupe supercely na východ (obr. 17).

Obr. 15 - Overhang supercely na vertikálnom reze z radaru Kojšovská hoľa 6.5.2015, 14:40 UTC (popis rovnaký ako pri obr. 8) a naznačený vtok teplého a vlhkého vzduchu do oblaku ústiaci do výstupného prúdu.

Obr. 16 - Krúpy, Závada (okr. Levoča) (zdroj: facebook SHMÚ, Marek Hradiský).

Obr. 17 - BWER supercely na vertikálnom reze z radaru Kojšovská hoľa 6.5.2015, 14:50 UTC (popis rovnaký ako pri obr. 8), označené aj zostupné prúdy.

Potom supercela čiastočne zoslabla no pri prechode cez Prešov opäť zosilnela. Na čele zadného zostupného prúdu (RFD) sa sformovalo tzv. Bow Echo (obr. 18), čo je štruktúra detegovaná radarom, ktorá je prehnutá v smere prúdenia (krajné časti zaostávajú za strednou). Supercela opäť vykazovala aj BWER zreteľne viditeľný na vertikálnom reze vedenom cez oba zostupné prúdy (obr. 19). Na základe vašich pozorovaní môžeme skonštatovať, že práve v Prešove sa supercela prejavila najvýraznejšie. Padali krúpy s priemerom do 4 cm (obr. 20) a intenzívny dážď, ktorý spôsobil, že voda nestíhala odtekať a udržiavala sa na uliciach spolu s krúpami nánosmi bahna (obr. 21), s čím Prešov bojoval aj niekoľko ďalších dní po búrke (obr. 22).

Obr. 18 - Horizontálne rezy CAPPI 2,4,6 a 8 km, radar Kojšovská hoľa, 6.5.2015, 14:35 UTC. Vyznačené BWER, zostupné prúdy, na čele RFD aj Bow Echo.

Obr. 19 - BWER supercely nad Prešovom na vertikálnom reze z radaru Kojšovská hoľa 6.5.2015, 15:25 UTC (popis rovnaký ako pri obr. 8), označené aj zostupné prúdy.

Obr. 20a - Krúpy, Prešov (zdroj: facebook SHMÚ, Matej Platko, Alena Gablíková).

Obr. 20b - Krúpy, Prešov (zdroj: tvnoviny.sk, aktuality.sk).

Obr. 21 - Veľké množstvo vody a krúp na cestách v Prešove (zdroj: pis.sk).

Obr. 22 - Prešov na druhý deň (zdroj: korzar.sme.sk).

Z Prešova je aj veľké množstvo videozáznamov (viď nižšie). Prvý z nich zachytáva príchod supercely a postupne aj prívalové zrážky predného zostupného prúdu (FFD), ktoré nabrali nevídanú intenzitu. FFD prešiel najmä severnou časťou mesta. Ďalší pozorovateľ sa v tom čase presúval cez Prešov z juhu na sever (druhé video nižšie). Zrejme sa dostal pod oblasť už spomínanú vyššie - overhang, pretože dážď nebol prudký, no zrazu začali padať veľké krúpy (začiatok v závere 6. minúty). Keď prišiel na severnú stranu mesta, už bolo po najsilnejších zrážkach a zaznamenal tak hlavne následky. Ďalšie videá zachytávajú krúpy, posledné dve množstvo vody a krúp na uliciach po prechode supercely.

Pri prechode cez Slanské vrchy sme na radare znova identifikovali výrazný BWER (obr. 24 a 25) siahajúci až do cca 7 km. Nad ním, v hladine 8 km, sme detegovali hodnotu odrazivosti až 57.5 dBZ, čo je u nás v tejto výške veľmi vysoká hodnota, ktorá popri iných črtách taktiež vypovedá o výraznej a pretrvávajúcej aktivite bunky. Dalo sa teda predpokladať, že supercela ešte nezanikne, čo potvrdzovali aj družicové snímky. Na obr. 25a sme detegovali tzv. flanking line a vlečku, čo tiež vypovedá o pretrvávajúcej aktivite bunky. Zjednodušene, flanking line je úzka čiara kumulov vznikajúca na čelé zadného zostupného prúdu (RFD) a vlečka je prúd ľadového materiálu, ktorý je nad nákovou oblaku a je unášaný v smere prúdenia. Na obr. 25b sme na poli jasovej teploty identifikovali aj tzv. studené U, ktoré je príznakom silného výstupného prúdu.

Obr. 23 - Horizontálne rezy CAPPI 2,4,6 a 8 km, radar Kojšovská hoľa, 6.5.2015, 15:40 UTC. V hladine 8 km nad BWER až 57.5 dBZ.

Obr. 24 - BWER supercely na severe Slanských vrchov na vertikálnom reze z radaru Kojšovská hoľa 6.5.2015, 15:40 UTC (popis rovnaký ako pri obr. 8), označené aj zostupné prúdy.

Obr. 25a - Flanking line a vlečka supercely (vysvetlené v texte), snímka z družice MSG, HRV, 6.5.2015, 16:00 UTC.

Obr. 25b - Studené U supercely (vysvetlené v texte), snímka z družice MSG, IR 10.8 μm , 6.5.2015, 16:00 UTC.

Aj pri ďalšom postupe na východ supercela neslabla. Hoci už nemala typické supercelárne radarové črty (vykazovala len vysoké hodnoty odrazivosti vo vyšších hladinách - obr. 26), stále produkovala veľké krúpy, podľa záznamov najmä v okolí Humenného (obr. 27).

Obr. 26 - Horizontálne rezy CAPPI 2,4,6 a 8 km, radar Kojšovská hoľa, 6.5.2015, 16:25 UTC.

Obr. 27 - Krúpy s priemerom do 4 cm, Slovenská Volová (vľavo), Humenné (vpravo) (zdroj: facebook SHMÚ, Mihály Damián; imeteo.sk).

Supercela na Slovensku nezanikla, postupovala ďalej na východ a o 17:30 UTC definitívne opustila naše územie. Ak teda počítame za jej začiatok štiepenie pri Liptovskej Osade o 12:40 UTC, na našom území vykazovala životnosť takmer 5 hodín, čím bola jedna z najdlhšie existujúcich superciel u nás minimálne za posledných 15 rokov. Jej celá trasa je zachytená aj na animácii z družice MSG, kanálu HRV.

Supercely vyžadujú veľkú pozornosť najmä preto, že v drvivej väčšine prinášajú nebezpečné prejavy počasia, ktoré takmer sústavne prinášala aj táto. Na obr. 28 sú všetky záznamy z daného dňa, pričomo, okrem tých v Košickom kraji, všetky prislúchajú jednej supercele.

Obr. 28 - Záznamy nebezpečných prejavov počasia z dňa 6.5.2015, väčšinou veľké krúpy (viac na eswd.eu).

Aj pri búrke v Košickom kraji vzniklo podozrenie na supercelu, no okrem štiepenia (viď animácia) sme nedetegovali žiadnu inú črtu. Búrka postupovala na východ a na Východoslovenskej nížine sme identifikovali bow echo (obr. 29). Táto štruktúra je typicky spojená so silným vetrom, čo sa udialo aj v tomto pripade. Severne od Trebišova v obci Hriadky vietor strhával strechy (obr. 30).

Obr. 29 - Bow echo, horizontálne rezy CAPPI 2 a 4 km, radar Kojšovská hoľa, 6.5.2015, 18:50 UTC.

Obr. 30 - Zničené strechy, Hriadky (zdroj: korzar.sme.sk).