Tlaková níž Emma z hľadiska predpovedí
Tomáš Púčik

Takmer rok aj mesiac po zjave tlakovej níže Kyrill, ktorý si vyžiadal takmer 50 ľudských životov a ohromné materiálne škody, sa nad západným Atlantikom začala formovať níž Emma. Modely už týždeň dopredu poukazovali na pomerne hlbokú tlakovú níž, ktorá prejde ponad západnú a strednú Európu, pričom sa na nej mal vyskytnúť veľmi silný vietor a samozrejme, hlavne nárazy o sile víchrice. Vzhľadom na to, že níž nasledovala v podobnej synoptickej situácii ako Kyrill, začali sa dohady o ich vzájomnej podobnosti a samozrejme, opätovne sa črtala možnosť riadnej konvektívnej udalosti, pri ktorej by búrkový systém zasiahol rozsiahle územie. S ďaľšími dňami sa predpovede zlepšovali alebo zhoršovali no ale aj tak vyzeralo, že pôjde o pomerne vážnu situáciu- odhad bol, že na mnohých miestach ČR dosiahne rýchlosť vetra v nárazoch rozmedzie 25-32 m/s, na horách až okolo 40 m/s.

 

Obr.1 Predpoveď nárazov vetra a tlakového poľa pre sobotu 18Z.

 

Na obrázku si možno všimnúť, že najhoršie nárazy sa čakali najmä k večeru. Ako však uvidíme ďalej, táto skutočnosť bola rozhodne mylná. V rámci prechodu frontu sa očakávali aj búrky a keďže hodnoty strihu vetra alebo helicity boli ohromné, čakalo sa, že sa na búrkach vyskytnú intenzívne nárazy vetra, ojedinele krúpy a rátalo sa aj s možnosťou tornáda. Búrky mali formovať nejakú squall-line, avšak pochybovalo sa, že by sa utvorilo až také rozsiahle búrkové pásmo ako bolo v prípade z januára 2007 pri níži Kyrill.

 

 

 

 

 

Obr.2 Synoptická mapa Európy, 29.2.2008, 18Z

 

V piatok večer zasiahla Emma Veľkú Britániu, pričom si všimnime, že níž postupovala popri rozsiahlej Azorskej tlakovej výši, tá udržiavala nad Európou silné západné prudenie na jej severnom okraji a dovolila tak Emme preniknúť rýchlo do vnútrozemia. V Anglicku začínali hlásiť nárazy nad 25 m/s v tejto dobe a bolo jasné, že modely neklamali. Avšak s Davidom Rývou sme si všímali, že ESTOFEX-u nevydávajú predpovede a v mieste, ktoré označili stupňom 2 sa nevyskytovali žiadne búrky. ESTOFEX si to všimol tiež zjavne a na ďalší deň zmiernil riadne predpovede. My sme sa začali obávať o tú našu ale nechali sme to na ráno. SHMÚ ani ČHMÚ s búrkami absolútne nerátali.

 

 

Obr.3 Synoptická mapa Európy, 1.3.2008, 12Z

Ako veľmi sa mýlili predpovede? O hodne a nastávali zaujímavé situácie. ČHMÚ v momente príchodu búrky na územie reagovalo typicky a celé územie ČR rýchlo pripadlo do červenej farby. To zlý ťah rozhodne nebol, až na to, že výstraha bola vydaná až v momente, ako sa búrka dostala nad územie ČR. SHMÚ vydalo pre istotu len najnižší stupeň výstrahy pre JZ.Slovenska a búrky ani nezvažovalo – samozrejme, toto bola rana pod pás a búrka zachytila túto časť SR naplno. ESTOFEX nerátal vôbec s búrkami pre východnú polku ČR a len krajný západ označil ako stupeň 1. Po tom, čo prišlo zo 20 hlásení o silnom vetre z celej ČR sa situácia zmenila a predpoveď vynovili.

Naša predpoveď mala jeden úspech a jeden neúspech. Zatiaľ čo sme presne vymedzili územie, kde sa búrky vyskytnú sme silne podcenili intenzitu búrkového systému a miesto stupňa 1 mal byť na celé územie ČR a JZ. SR vydaný stupeň 3.

Ďalej, najhorší vietor bol očakávaný hlavne k večeru a skutočnosť bola práve taká, že to najhoršie prišlo práve doobedu s búrkou.

Otázkou zostáva, prečo derecho a také rozsiahle? Predpovede zjavne nerátali s takýmto scenárom, ktorý prekvapil mnohých. Poďme si na pár obrázkoch ukázať, čo mohlo dopomôcť k jeho tvorbe.

 

 

 

 

Obr. 4

Analýza  hladiny 500hPa pre termín 06Z. Cez Európu prechádza mohutná brázda, po jej južnej strane vidíme vyústenie jet-streamu v strede Nemecka. Rýchlosť vetra v tejho hladine dosahovala miestami 45-50 m/s. Vyústenie dobre korešponduje s polohou frontu. To by mohlo znamenať, že cirkulácia vo výške spolupracuje s prízemnou cirkuláciou a podporuje ju. Najpríznačnejšie to vidno na rozbiehaní prúdnic v danej hladine, vlajočky mieria mierne od seba.

 

Obr. 5

Analýza tlakovej hladiny 850hPa pre termín 06Z. Všimnime si, že rýchlosť vetra tesne pred frontom sa zvyšuje na 35 m/s. V Čechách v tomto čase rýchlosť vetra dosahovala okolo 30 m/s ( ako uvidíme neskôr, táto skutočnosť bola mylná, skutočný vietor bol silnejší). Taktiež, z tohto pohľadu vidno, že po fronte nenasleduje nejaké markantné ochladenie, iba zhruba o 8-10°C.

 

 

Obr.6

Analýza hodnôt CAPE pre termín 06Z. Instabilita rozhodne v tomto termíne nekorešponduje s rozsahom búrky, ktorá už v tom čase postupovala cez Nemecko. Hodnoty CAPE sú tiež veľmi nízke, len okolo 100 J/kg, čo zjavne nekorešponduje s názorom amerických prác, kde väčšina prípadov sa vyskytuje s hodnotami CAPE rádovo v tisíckach J/kg. Jednoznačne teda možno usúdiť, že istý faktor musí instabilitu nahrádzať alebo ju umelo vytvárať.

Obr. 7

Poloha jet-streamu a divergencia v ňom plus výška tlakovej hladiny 300 hPa. Asi najsilnejší faktor, ktorý mohol významne dopomôcť búrkam. Ak si vezmeme fakt, že jet bol cyklonálne stočený v rámci postupujúcej brázdy, potom divergencia by mala byť na jeho výstupnej strane. Jet takto indukuje tzv. nepriamu ageostrofickú cirkuláciu, kedy do regiónu s divergenciou prúdi vzduch, ktorý stúpa. Logicky, na prednej strane níže to bolo z JZ a teda cirkulácia mohla podporiť prílev teplého a vlhkého vzduchu, zosilniť ho. Taktiež si uvedomme, že zosilnený výstupný prúd na fronte dokáže lepšie destabilizovať prostredie. Podľa môjho názoru práve dobrá poloha jet-streamu nad frontálnou plochou prispela k tvorbe b. oblačnosti na jeho prednej strane.

Obr.8

SREH- helicita relatívna voči pohybu búrky. Vidíme, že na fronte mala byť helicita velmi nízka, dokonca úplne chýbajúca. Skutočnosť opäť nezodpovedala modelovej predpovedi, v Prahe napríklad v tomto termíne hodograf vykazuje SREH až 400J/kg!. Pripomeňme, že helicita je jeden zo základných parametrov, ktorý sa používa na predpoveď superciel/tornád .

 

 

Obr.9

Predpoveď teploty pre 09Z. Všimnime si, že model ani na jednom mieste v ČR nerátal s tým, že teploty presiahnu 10°C.

 

Obr.10

Skutočnosť pre 09Z. Väčšina nižšie položených staníc hlási teploty 9-10°C, tesne pred prechodom frontu však skoro všetky takéto stanice hlásili viac než 10°C a to miestami až okolo 12°C. Vieme, že prehrievanie povrchu destabilizuje nižšie vrstvy troposféry.

 

 

 

 

 

Obr.11 Aerologický výstup Praha 06Z. Všimnime si tu pár vecí. Po prvé, ovzdušie je stabilné, s veľmi stabilnou vrstvou okolo hladiny 2 km. Ďalej, pri zemi sa nachádza veľmi vlhký a zároveň teplý vzduch. Avšak, taktiež si všimnime , že vietor okolo hladiny 850 hPa má rýchlosť 37,5 m/s, čo je o dosť viac než sa predpokladalo. Práve interakcia jet-streamu a cirkulácie v nižších hladinách mohla spustiť fenomén maxima vetru okolo hladiny 850hPa, v angličtine označenom ako Low-level jet. Ak by nejaký iný faktor ( kombinácia faktoru a jet-stream cirkulácie) destabilizoval atmosféru, ohromná rýchlosť vetra v tejto hladine zaručuje mimoriadne nárazy vetra v akejkoľvek konvektívnej bunke.

 

 

Obr. 12 Po prechode frontu prebieha advekcia chladnejšieho polárneho a suchšieho vzduchu. Ten je už mierne labilný, avšak rýchlosť vetra vo vyšších hladinách klesá. Takisto, prízemný vietor sa už stočil na SZ, hodnoty strihu i helicity sú nižšie. Diagram by usudzoval na vývoj zafrontálnych prehánok so silnými nárazmi vetra, čo aj bola skutočnosť.

 

Snáď netreba veľa dodávať, aby sme usúdili, v čom modely jednoznačne zlyhávali v ten deň. Sú to :

A/ model nedokáže vidieť dynamicky podmienený vznik búrkovej činnost. Vypočítané hodnoty CAPE zjavne nesedia s tými, ktoré sa môžu indukovať na postupujúcom fronte.

B/ model nedokázal vidieť zosilnenú cirkuláciu v nižších hladinách tesne pred prechodom frontu. To bola zjavná chyba, pretože práve tento faktor mohol zdvihnúť nárazy vetra o veľkú mieru vyššie

C/ model nerátal so vznikom tzv. „oka“ alebo územia s bezoblačným počasím, nasledujúcom po vrstevnatých zrážkach. Tu sa oteplilo o niekoľko °C, čo mohlo zjavne prispieť k celkovej destabilizácii ovzdušia.

D/ model nadhodnotil nárazy vetra vo večerných hodinách. Takto vznikol dojem, že hlavné má prísť až večer a situuácii doobedu nebola venovaná taká pozornosť.

 

Záver: Vzhľadom na to, že Európu zasiahla zatiaľ najrozsiahlejšia búrka, doprevádzaná intenzívnymi javmi, boli predpovede celkovo povedané veľmi skromné. Avšak, zoberme si, ako sa skutočne prezentujú v rôznych prácach podmienky, vedúce k tvorbe rozsiahleho, mimoriadne silný vietor produkujúceho konvektívneho systému ( derecha)? Je to kombinácia veľmi nestabilných podmienok a výrazného strihu vetra, najmä v nižších hladinách. Zrejme práve pre tento zaužívaný poznatok, bola možnosť derecha v tento deň zanedbaná. Veď model ukazoval len malú alebo žiadnu instabilitu v atmosfére. Ale práve ohromná dynamika systému a vhodná kombinácia faktorov a cirkulácie dýzového prúdenia vs. Frontálnej možno dokázala podmieniť prudký rozvoj instability na frontálnej zóne alebo dokonca pri možnosti dynamicky podmieneného silného výstupného prúdu úplne nahradiť faktor instability. Takto sa zdá, že miesto tria kombinácie Instabilita/Vlhkosť/Podmieňujúci faktor sa v zimných/ skoro jarných hlbokých cyklónach vyskytuje najmä Mimoriadna dynamika/Vlhkosť/Podmieňujúci faktor. Je nutné porozumieť situáciám, kde napriek absentujúcej rozsiahlej instabilite dokáže dynamika systému udržiavať rozsiahle pásmo veľmi silných búrok. A tlaková níž Emma bola práve takou. Dúfame, že jej prezentácia Vám pomohla utvrdiť sa niektorých faktoch, ako sa vytvorilo derecho v tejto situácii a prečo mnohé predpovede jednoducho zlyhali.

 
Článek budeme dále doplňovat zejména o informace o derechu, jeho rozsahu a postupu.