Mi köze az október eleji magyarországi melegnek a Csendes-óceán feletti szelekhez?

1. ábra [1]

Földünk légkörében a sarkvidéki területek hideg és a szubtrópusi térségek meleg levegőjét egy hullámzó határfelület választja el a troposzféra felsőbb régiójában. Ez az alapvetően nyugatias szelek által kialakított futóáramlás, amely egy olyan csőszerű áramlási képződmény, ahol a szél sebessége meghaladhatja a 200 km/h-át is. A futóáramlás (jet stream) a Föld forgása miatt, valamint a felszíni domborzat egyenetlenségeinek hatására meanderező mozgást végez. Ezek a nagytérségű képződmények, meanderek az ún. Rossby- hullámok. A hullámok határolta területek közül azt, ahol a meleg levegő északra nyomul gerincnek nevezzük, azt, ahol a hideg levegő délre halad, teknőnek. Előbbi területen a levegő anticiklonális (óramutató járásával megegyező) mozgást végez, utóbbin ciklonális (az
óramutató járásával ellentétes) az áramlás (2. ábra). Ez azt is jelenti, hogy a jet stream északias áramlású szakasza a teknők nyugati, a délies áramlású szakasza pedig a keleti oldalán helyezkedik el, gerincek esetén pedig fordítva. A magassági teknőkhöz és gerincekhez köthető a felszínen a ciklonok, illetve az anticiklonok jelenléte is.

2. ábra [2]

A futóáramlás hol jobban, hol kevésbé meanderezik, ettől függően meridionális (észak-déli), vagy ha kisebb a hullámzás inkább zonális (nyugat-keleti) áramlási kép alakul ki az egyes szakaszain. Szeptember 24-én a jet stream Csendes-óceántól Észak-Amerikáig számottevő hullámzást nem mutatott a 3. ábra szerint, amely a 10 km-es magasság környékén fújó szelek erősségét mutatja. Ezután viszont egyre hullámzóbb mozgást kezdett végezni a Csendes-óceán felett. Ez a „hulámzavar” pedig elkezdett kelet felé terjedni az áramlási cső mentén. Október elején a szélmezőben már több nagy hullámot látunk a Csendes-óceán és Európa között (4. ábra).

3. ábra [3]

4. ábra [3]

Általában az egyes gerincek és teknők kelet felé mozognak lassanként a saját fázissebességükkel. (De előfordulnak nyugat felé elmozduló, retrográd hullámok is). Azonban, ha az előbb említett zavar kialakul a jet strem-en, akkor gerincek és teknők egymásutánja alakul ki, olyan módon, hogy az adott gerinc keleti oldalán fejlődni kezd egy teknő, attól keletre később pedig egy újabb gerinc, és így tovább. Eközben az eredeti, legnyugatabbra lévő képződmény lassan feloszlik. Ezzel Rossby-hullámok csoportja, csomagja (angolul Rossby-wave packet [RWP] vagy Rossby-wave train) alakul ki, melynek csoportsebessége nagyobb, mint az egyes hullámok fázissebessége, ilyen módon pedig rövid idő alatt jelentősen befolyásolja egymástól nagy távolságra fekvő térségek időjárását. A folyamatot, melynek során egy adott képződmény keleti oldalán egy ellentétes irányú meander keletkezik downstream development-nek nevezzük. Nagyon gyakran egy trópusi ciklon mérsékelt övivé alakulása váltja ki a fenti folymatot, miközben a magassági áramlási rendszere kölcsönhatásba lép a futóáramlással. Erről részletesen is olvashatunk a MetNet-en korábban megjelent cikkben. (https://www.metnet.hu/hirek/a-2012-oktoberi-rafael-hurrikan-es-a-honap-vegi-magyarorszagi-havazas-kapcsolata) Azonban a hullámcsoport más módon is létrejöhet, de gyakori, hogy ha nem trópusi ciklon, akkor egy nagyobb zivatarrendszer vagy mérsékelt övi ciklon magassági szétáramlást (divergenciát) okozó hatása indítja el a kifejlődését. Valószínűleg jelen esetben is ez történhetett még szeptember 24-e környékén Japán partjainál, ahol egy mérsékelt övi ciklon és a Dolphin névre keresztelt trópusi vihar helyezkedett el a jet stream térségében. Az első gerinc és teknő páros Japántól keletre erősödött meg (5-7. ábrák). Az egyre nagyobb amplitúdójú meanderek ezután az óceán feletti légkörben Észak-Amerika felé fejlődtek, ennek hatására 29-én az USA nyugati felén helyezkedett el egy magassági gerinc, az USA keleti részén pedig egy teknő. 29-én és 30-án pedig megkezdődött annak a teknőnek a kimélyülése Izland és Nagy-Britannia felett, melynek keleti (elő)oldalán egyre melegebb levegő indult el október első napjaiban Európa középső részének irányába. Az 500 hPa-os nyomási szint magasságát ábrázoló térképeken jól láthatók a Rossby-hullámok, a dél felé lenyúló teknők (T betűvel jelölve) és az észak felé nyúló gerincek (G betűvel jelölve) képében különböző időpontokban szeptember 26. és október 3. között (5-7. ábrák).

5. ábra [4]

6. ábra [4]

7. ábra [4]

A meleg levegő beáramlása a kontinensre igazán azután vette kezdetét, amikor október 2-ára, péntekre virradó éjszaka kialakult a teknő területén az Alex névre keresztelt viharciklon a francia partoknál (8.ábra, műholdkép október 2-án hajnalban). (A jet hullámzása során egyébként a korábbi, nyugatabbra található teknők mentén is kialakultak viharciklonok.) Október 3-án szombaton a teknő előoldalán, illetve a viharciklon melegszektorában helyezkedett el hazánk, majd éjszaka megérkezett a ciklon hidegfrontja is.

8. ábra [5]

A jet-en kialakuló hullámcsomagok detektálásában hasznosak az olyan diagramok, melyeknek függőleges tengelyén az időt ábrázoljuk, a vízszintesen pedig a földrajzi hosszúságot. Ezek az első megszerkesztőjükről a Hovmöller diagram nevet kapták. Többnyire a Rossby-hullámok jellemző tulajdonságait ábrázoló időjárási paramétereknek a mérsékelt szélességekre kiátlagolt értékeit tüntetik fel rajta. (Ezek lehetnek az izobárszintek geopotenciális magassága vagy szélsebessége, melyeket gyakori módon a a 30. és a 60. szélességek közt átlagolnak.) Ezzel két dimenzióban nyomon követhető a hullámcsomag kelet felé terjedése. Az egyik leghasznosabb dolog, ha a szél észak-déli (meridionális) komponensének az erősségét tüntetjük fel. Így átlósan kirajzolódik az 9.ábra alsó részén az északi (kék) és déli (narancs-piros) áramlással közrefogott teknők, és az ellentétes irányú áramlásokkal közrefogott gerincek kelet felé terjedő szerkezete a 250 hPa-os nyomási szinten (~10,5 km-en, a futóáramlás magasságában).

9. ábra [6]

Jól látható a nyomási szintek magassági anomáliáinak időbeli változásán is a teknők (kékkel) és a gerincek (naranccsal) kelet felé történő fejlődése (10. ábra). Az ábra jobb oldalán az is feltűnő, hogy a keleti hosszúság 30. és 60. foka közti területen már szeptember 23-ától egy függőleges narancssárga sáv látható, ez egy magassági gerinc, amely az északi féltekét ábrázoló térképeken a Kelet-európai-síkság felett jelenik meg (5-7. ábrák fentebb). Ez a képződmény mintegy két hétig alig változtatta helyzetét, és területén a szokásosnál melegebb időjárás uralkodott több napon keresztül.

10. ábra [6]

Ha hosszabb időszakra készítjük el az észak-déli szélkomponenst ábrázoló diagramot (11. ábra, ezúttal az 500 hPa-os szint szeleivel), akkor az is látszik, hogy nyár óta ez volt a legjobban kimutatható hullámcsomag a futóáramlás mentén (vastag fekete vonallal jelölve), ez nem is meglepő, mert a nyári időszakban ritkábban alakulnak ki hasonló hullámcsoportok. Jelentősebb átlós struktúra inkább csak június elején, és néhány héttel a mostani eset előtt, szeptember közepén rajzolódik ki a Hovmöller-diagramon (vékony fekete vonalak). A bemutatott Rossby-wave packet-ek jelentősége, hogy kialakulásukkor jobban lehet körvonalazni több napra előre a várható időjárást, mint általában. Az is igaz viszont, ha az időjárási modellek rosszul jelzik a folyamat lefolyását, akkor bizonyos területeken rosszabb lehet az előrejelzés beválása.

11. ábra [6]

Ábrák forrása:
[1]: met.hu
[2]: metnet.hu
[3]: meteocentre.com
[4]: meteociel.fr
[5]: eumetsat.int
[6]: psl.noaa.gov (NOAA/ESRL Physical Sciences Laboratory, Boulder Colorado)

Cikket írta: Grasics Péter (ViharKém)