Dziś mamy niedzielę, 20 września 2020 roku
info

Witryna korzysta z mechanizmu ciasteczek, między innymi dzięki niemu możesz ją nieco spersonalizować :)

Motyw strony
play_circle_outlineOdtwarzaj wideo w tle

Gwałtowne burze każdego roku nawiedzają obszar Polski, stwarzając realne zagrożenie dla życia, jak i niosąc ryzyko wystąpienia niebezpiecznych zjawisk atmosferycznych. W trakcie trwania sezonu burzowego, który obejmuje sześciomiesięczny okres od kwietnia do września, obserwuje się występowanie burz często o dosyć zróżnicowanej postaci jak i charakterystyce. Jak to jest, że jedna burza potrafi przynieść potężne gradobicie i bardzo silne porywy wiatru, podczas gdy inna będzie w stanie wygenerować tylko nieco silniejsze opady deszczu? Kluczem do zrozumienia tego zagadnienia jest poznanie głównych rodzajów burz jakie występują na obszarze Polski, ich cech charakterystycznych oraz warunków w jakich mogą się one tworzyć. Artykuł, który czytasz w całości poświęcony jest burzom wewnątrzmasowym.

Izolowana komórka burzowa w fazie dojrzałej (źródło: własne) 

1. Rozszyfrowanie nazwy

Termin „wewnątrzmasowe” zdradza nam całkiem wiele informacji. Burza wewnątrzmasowa, to taki rodzaj burzy, który ewoluuje wewnątrz obszaru oddziaływania danej masy powietrza. Masą powietrza nazywamy rozległą objętość powietrza, o rozmiarach poziomych sięgających nawet kilku tysięcy kilometrów, a pionowych kilku kilometrów, których cechy fizyczne, takie jak m.in. temperatura i wilgotność, odznaczają się względnie dużą jednorodnością. Burze wewnątrzmasowe tworzą się więc w obszarach napływu mas jednorodnych.

2. Zależność między masą powietrza, a rodzajem burz wewnątrzmasowych

Burze wewnątrzmasowe mogą formować się zarówno w przypadku napływu masy powietrza cieplejszego jak i chłodniejszego. W pierwszym przypadku mówimy o burzach wewnątrzmasowych termicznych lub skracając nieco nazwę – burzach termicznych. Jeśli chłodne powietrze spływające nad dany obszar cechuje się pewnym poziomem niestabilności i prowadzi to do formowania się burz, mówimy wtedy o rozwoju burz wewnątrzmasowych termiki naniesionej. Często również można spotkać się z nazwą „burze adwekcyjne” i jest to nazwa jak najbardziej poprawna. Termin „adwekcja” jest przeciwieństwem konwekcji i opisuje nam poziomie przemieszczanie się mas powietrza. Ostatecznie używając sformułowania „burze adwekcyjne” mamy na myśli zjawiska burzowe, które rozwijają się w obszarach spływu chłodniejszych mas powietrza.

Podział burz wewnątrzmasowych

 

2.1. Burze wewnątrzmasowe termiczne

Ten rodzaj struktur burzowych charakterystyczny jest dla oddziaływania ciepłych i gorących mas powietrza, które cechują się przede wszystkim dużą obfitością w wilgoć w tzw. warstwie planetarnej / warstwie tarciowej.  Jest to obszar w troposferze sięgający pułapu maksymalnie do ~2 km, w którym to procesy uzależnione są bezpośrednio od powierzchni ziemi. Burze termiczne rozwijają się głównie w masach pochodzenia polarno-morskiego i zwrotnikowego przez okres całego sezonu burzowego. Ich największe natężenie obserwuje się jednak w okresie letnim, gdzie wykazują się największą aktywnością i gwałtownością.

Pojęcie „termiczne” odnosi się w tym przypadku do występowania pionowych prądów wznoszących związanych z efektem konwekcji. Burze termiczne formują się w skutek dziennego ogrzewania wilgotnej masy powietrza w warstwie tarciowej, skutkując stopniowym unoszeniem się „bąblów” cieplejszego i wilgotniejszego powietrza. W wyniku dalszego unoszenia przechodzą przez proces kondensacji, tworząc pierwsze stadia formacji chmurowych, a ostatecznie dojrzałych chmur burzowych typu cumulonimbus. Oczywiście ten proces został opisany w maksymalnym uproszczeniu, ponieważ skupiamy się tutaj głównie na charakterystyce samych burz, a nie na mechanizmach rozwoju chmur.

Charakterystyczną cechą burz termicznych jest ich formowanie się bez oddziaływania frontów atmosferycznych. Jednolite masy powietrza cechują się często małą dynamiką, co rozumie się jako występowanie niewielkich ruchów powietrza w troposferze. Wynika to niejednokrotnie z tego, iż wilgotne i ciepłe masy transportowane są przez układy wysokiego ciśnienia, w których to nie obserwuje się istotnie nasilonego przepływu. Ma to zasadniczy wpływ na ostateczną postać burzy. Najczęściej burza termiczna przyjmuje formę pojedynczej, izolowanej komórki o krótkim czasie żywotności. W wyniku słabego przepływu mas powietrza wykazują się one często bardzo wolną prędkością przemieszczania się, a niekiedy formują się i rozpadają nad jedną lokalizacją. Na podstawie tego możemy dodatkowo wyróżnić burze wewnąrzmasowe termiczne – stacjonarne.

Pojedyncza komórka burzowa uformowana w strefie wilgotnej i ciepłej masy powietrza (źródło: własne) 

Schematyczny przekrój przez pojedynczą komórkę burzową w fazie dojrzałej. Updraft – prądy wznoszące, downdraft – prądy opadające, gust front – front szkwałowy, heavy rain and hail – silne opady deszczu i grad [1]

Burze termiczne jednokomórkowe najczęściej generują ulewne opady deszczu, które w przypadku powolnego przemieszczania się struktury powodują nadmierną ilość opadu, a w konsekwencji możliwe zalania i podtopienia. Bardziej wypiętrzone chmury o dłuższej żywotności cechuje także istotnie podwyższona ilość wyładowań atmosferycznych, często koncentrujących się na niewielkim obszarze. W związku z silniejszymi prądami zstępującymi (opadającymi) pojedyncze komórki burzowe są w stanie przynieść miejscami bardzo silne porywy wiatru zdolne nieść lokalne zniszczenia. W przypadku wystąpienia korzystniejszych warunków termodynamicznych należy również brać pod uwagę możliwość występowania opadów gradu (miejscami o znacznej średnicy). Oczywiście istnieją przypadki gdzie warunki są na tyle sprzyjające, by zaszła możliwość rozwoju tzw. superkomórek burzowych jednak opisanie ich procesu tworzenia się i cech przewidziane jest w osobnym artykule.

Z punktu widzenia zwykłego obserwatora cały proces może wyglądać następująco. W ciągu typowego, letniego dnia z wysokim poziomem temperatur, początkowo na niebie nie widać oznak co do rozwoju burz. Zwykle po południu zaczynają pojawiać się zalążki niewielkich formacji chmurowych cumulus, które w kolejnych godzinach zaczynają dojrzewać i piętrzyć się do postaci wielkich chmur cumulonimbus, często przypominające swoją strukturą kalafiory. W późniejszych godzinach popołudniowych obserwuje się dojrzałą fazę komórek burzowych, które bliżej wieczora stopniowo zanikają.

Bilans wyładowań atmosferycznych – 11.05.2016. Liczne burze jedno i wielokomórkowe powstałe w wilgotnej i chwiejnej masie powietrza o rodowodzie czarnomorskim [2]

Oprócz pojedynczych komórek, zdarzają się także systemy wielokomórkowe formujące się do postaci klastra burzowego. Wielokomórkowe układy stanowią również wysokie (miejscami nawet większe) ryzyko od strony nadmiernych sum opadowych wywołanych bardzo silnymi opadami deszczu. W tego typu burzy obserwuje się ewolucję i zanik wielu komórek burzowych, które tworzą połączone skupisko. Burza wielokomórkowa wewnątrzmasowa tworzy się z pojedynczej komórki burzowej. Jej prądy zstępujące powodują unoszenie kolejnych porcji wilgotnego powietrza, które po przekroczeniu poziomu kondensacji formują się w nową, dojrzewającą komórkę. Proces ten powtarza się.

Obraz radarowy – 01.07.2016. Skupisko burz wielokomórkowych (miejscami jednokomórkowych) nad południowo wschodnią i środkowo południową częścią Polski [3]

Burza wielokomórkowa (źródło: własne) 

2.2. Burze wewnątrzmasowe termiki naniesionej / burze adwekcyjne

Burze związane z termiką naniesioną obserwuje się najwyraźniej w okresie wczesnowiosennym, choć ich występowanie trwa podczas całego sezonu burzowego, a nawet poza tym okresem. Burze te najczęściej formują się w strefach tylnych części frontów chłodnych/zokludowanych związanych z przemieszczającymi się układami niskiego ciśnienia. Ich rozwój możliwy jest dzięki wystąpieniu niestabilności w troposferze związanej z procesem termiki naniesionej (adwekcją chłodu). Polega ona na spływie chłodniejszego powietrza nad ogrzane (dodatkowo wilgotniejsze) powietrze w warstwie granicznej. Dzienne ogrzewanie wynikające z oddziaływania słońca wywołuje szybki wzrost licznych, niezorganizowanych chmur kłębiastych i lokalnych burz, które z pośród wszystkich rodzajów wypiętrzają się najniżej (wynika to z niewielkiej energii potencjalnej dostępnej drogą konwekcji). Cechują się one także umiarkowaną aktywnością elektryczną. Często jest to kilka-kilkanaście pojedynczych wyładowań w trakcie cyklu trwania burzy.

Ponieważ warunki w jakich mogą tworzyć się opisywane burze wiążą się z dużą dynamiką, co przekłada się na znaczne ruchy powietrza w troposferze, struktury te przemieszczają się dosyć szybko, przyjmując najczęściej postać stale ewoluujących pojedynczych komórek. W sprzyjających warunkach często obserwuje się rozwój wielokomórkowych formacji z linią szkwału na czele układu. Tego typu sytuację można było obserwować 04.03 bieżącego roku, gdy przez województwo zachodniopomorskie, a następnie pomorskie przemieściła się liniowa struktura z wyładowaniami. Na jej trasie zanotowano bardzo silne porywy wiatru przekraczające nawet 90 km/h. W trakcie przechodzenia burz termiki naniesionej można oczekiwać wszystkich rodzajów opadów atmosferycznych. Najczęściej wyładowaniom towarzyszą opady deszczu, drobnej krupy i gradu, ale w zależności od danej sytuacji dominować mogą krótkotrwałe, ale intensywne opady śniegu. Tego typu mieszanka opadów występuje przede wszystkim w okresie wczesnowiosennym (marzec i kwiecień) gdzie nad obszar Europy wciąż możliwe są okresowe spływy istotnie chłodniejszych mas powietrza. W pozostałych miesiącach sezonu burze te generują głównie opady deszczu.

Rozwój rozproszonych komórek w obszarze chłodniejszej masy powietrza widziany z poziomu satelitarnego [4]

Komórka konwekcyjna rozwinięta w chłodnym, niestabilnym powietrzu (źródło: własne) 

 

Źródła grafik

[1]. http://www.eumetrain.org/satmanu/CMs/Cb/navmenu.php?page=2.0.0

[2]. https://www.lightningmaps.org/

[3]. http://www.radareu.cz

[4]. https://en.sat24.com/en/

Warunki pogodowe w Twojej okolicy

Aktualna pogoda

Artykuły