A 2012. októberi Rafael hurrikán és a hónap végi magyarországi havazás kapcsolata

A 2012. október 29-ére virradóan az ország több pontján megfigyelt, és rövid idõre síkvidéken is megmaradó havat produkáló idõjárási helyzet is hasonló szisztéma szerint alakult ki, az események legfõbb mozgatórugója azonban a hónap közepén az Atlanti-Óceánon kialakult Rafael hurrikán volt. Ahogy az alábbi 1. ábrán látható, a ciklon a mérsékelt övbe helyezõdve extratrópusi ciklonként is tartósan fennmaradt, illetve kacskaringós és hosszú utat járt be. Ez annak volt köszönhetõ, hogy a ciklon az önmaga által generált áramlási helyzetnek megfelelõen tudott csak mozogni. Közvetett módon Ex-Rafael volt az okozója a havazás elõtt Európát elárasztó sarkvidéki hidegbetörésnek, illetve belõle alakult ki Spanyolország felett az a mediterrán ciklon, amibõl végül a havazás elõfordult.

1. ábra [1]:

A mérsékelt övi és a trópusi ciklonok jellemzõi:
A mérsékelt övi ciklonok közepes földrajzi szélességek felett, a nyugati szelek zónájában alakulnak ki, létrejöttük és fejlõdésük pedig a környezetükben lévõ hõkontraszttal van összefüggésben. A különbözõ hõmérsékletû légtömegeket elválasztó határfelületen frontok fejlõdnek ki, és a ciklon elõoldalán a melegfront mögött meleg levegõ áramlik dél felõl, míg a hátoldalán a hidegfront mögött hideg levegõ áramlik észak felõl. A hideg levegõ azonban gyorsabb mozgású, így egy idõ után utoléri a melegfrontot, és a két frontszakasz összeolvadásával megkezdõdik az okklúziós folyamat. A mérséklet övi ciklonok annál erõsebbek, minél nagyobb a hõkontraszt körülöttük, így ezek általában a téli, tavaszi hónapokban a legintenzívebbek, amikor a sarkvidék felõl igen hideg levegõt tudnak magukba szívni. A ciklon belsejében alacsony légnyomás uralkodik, mely körül alacsonyszinten az óramutató járásával ellentétes irányú áramlás alakul ki, melyben a frontvonalak mentén összeáramlás (konvergencia) van. Magasabb szinteken a 2. ábrán látható módon ezzel szemben szétáramlás (divergencia) fejlõdik ki a közvetlenül a frontok felett. A ciklonközpont közelében azonban itt is az óramutató járásával ellentétes irányú, örvénylõ áramlás jön létre, melynek középpontjában a környezetéhez képest hidegebb levegõ található. A mérsékelt övi ciklonok feloszlása akkor következik be, amikor megszûnik a környezetükben lévõ hõkontraszt, vagyis a hideg- és melegfrontok teljesen egybeolvadnak.

2. ábra - 2013.01.27.[2]:
A trópusi ciklonok általában alacsony földrajzi szélességek felett, az északkeleti passzátszél zónájában alakulnak ki, meleg tengervíz felett. Ezért ezen légköri képzõdmények leggyakrabban a nyári, õszi hónapokban jelennek meg. Kialakulásukhoz szervezett zivatarképzõdés szükséges. Amennyiben ez elég tartóssá válik, egyre nagyobb hõfelszabadulással jár, mely azt eredményezi, hogy a ciklon középpontjában - mely nagyobb erõsségû példányoknál már szemként jelenik meg - a környezeténél melegebb lesz a levegõ, és itt erõs nyomásesés alakul ki. Ez talajszinten az óramutató járásával ellentétes irányú, szabályos kör alakú örvénylõ mozgást hoz létre. A magasabb szinteken ugyanakkor - gyenge magasszintû szélsebesség mellett - határozott és egy pontból kiinduló szétáramlás (divergencia) fejlõdik ki közvetlenül a trópusi ciklon magja felett. Ezt a magasszintû fátyolfelhõk általában kitûnõen jelzik, ahogy a 3. ábrán is látható a Rafael hurrikán esetében. A trópusi ciklonok akkor oszlanak fel, ha megszûnik a fenntartásukhoz szükséges hõenergia. Ez leggyakrabban a ciklon szárazföld fölé, vagy hideg víz fölé helyezõdésével következik be. Emellett egyes trópusi ciklonok idõnként elérik a mérsékelt övezetet, ahol bár nem oszlanak fel, már nem tudják megtartani trópusi tulajdonságaikat. Ilyenkor extratrópusi (mérsékelt övi) ciklonná alakulnak át és gyakran ismét megerõsödnek, de már a kialakult hõkontraszt energiáját felhasználva.

3. ábra - 2012.10.15.[2]:

A mérsékelt övezet magaslégköri áramlási rendszere és a trópusi ciklonok erre gyakorolt hatása:
A mérsékelt övezetben az alacsonyabb és magasabb szinteken egyaránt nyugatias áramlás jellemzõ, mely azonban nem szabályos. Meteorológiai szempontból a magaslégköri áramlásoknak, ezen belül az úgynevezett futóáramlásnak van a legnagyobb szerepe, mely a magasabb szinteken található sarkvidéki hideg és szubtrópusi meleg légtömeget elválasztó határfelület mentén húzódik. Ez egy általában néhány 100 km széles, változó erõsségû csõszerû áramlás. Mivel az északi féltekén a szárazföldek és tengerek elhelyezkedése, valamint a domborzat meglehetõsen inhomogén eloszlású, így ezek már képesek jelentõsen módosítani a magasszintû nyugati áramlást is. Éppen ezért a futóáramlásban általában mindig találhatók kisebb nagyobb behullámzások. Ezeket hívják Rossby-hullámoknak, melyek kialakulása a 4. ábrasoron következõ végig. A hullámok által határolt ciklonális áramlású (az óramutató járásával ellentétes irányú), hideg levegõvel kitöltött területet magassági teknõnek, míg a meleg levegõvel kitöltött, anticiklonális áramlású részt magassági gerincnek nevezik. A magasszintû áramlási rendszer hatással van az alacsonyabb szintekre is, így a Rossby-hullámok erõsen befolyásolják a hagyományos értelemben vett ciklonok és anticiklonok helyzetét. A nagy amplitúdójú Rossby-hullámok kifejlõdése gyakran a ciklonok délebbre és az anticiklonok északabbra helyezõdésével jár együtt, szemben a közel egyenletes nyugati áramlásra jellemzõ Izland környéki ciklonközponttal és délnyugat-európai anticiklonközponttal. Amikor megszûnik a hideg vagy a meleg légtömeg utánpótlása, a nagy amplitúdójú hullámok fokozatosan feloszlanak, és visszaáll a korábbi nyugat-kelet irányú áramlás. Ily módon a folyamat periodikus. Emellett a nagy amplitúdójú hullámok teknõrészérõl idõnként önálló, hideg levegõvel kitörött örvények is leszakadhatnak a fõ áramlási zónáról. Ezekhez általában már nem kapcsolódnak jól fejlett ciklonok az alacsonyabb szinteken, azonban gyakran kíséri õket zápor- és zivatarképzõdés.

4. ábra:

Mivel a trópusi ciklonok a korábban leírtak alapján gyakran jelentõs magasszintû áramlással rendelkeznek, így a mérsékelt övezetbe kerülve képesek megbolygatni a Rossby-hullámokat. Ez részben annak köszönhetõ, hogy az északabbra helyezõdõ példányoknál általában egyre határozottabbá válik a szétáramlás északi része, mely délies irányú szeleket eredményez, ahogy ez az 5. ábrasorozaton 1. számmal jelölve látszik. Másrészt pedig a trópusi ciklonok a magasabb szinteken is meleg, trópusi eredetû levegõt szállítanak magukkal, melyek a futóáramlást megközelítve megnövelik a hõkontrasztot annak környezetében. Mindezen fizikai kényszerek a trópusi ciklontól jobbra található magassági gerinc másik oldalán egyre határozottabb északias áramlást indítanak meg, mely a 2. számmal van jelölve. Amikor a trópusi ciklon már jelentõsen megközelíti a futóáramlást, az erõs magassági szél miatt nem tudja fenntartani trópusi tulajdonságait, és megkezdõdik az átalakulása. Ezzel együtt beékelõdik a tõle balra lévõ magassági teknõbe, aminek elõoldalán a 3. számmal jelölt részen tovább erõsödik a délies irányú, meleg levegõt szállító áramlás. Ezt kompenzálva a korábban említett magassági gerinc túloldalán erõteljes észak-déli leáramlás, és ezáltal egy nagy amplitúdójú magassági teknõ fejlõdik ki, mely a 4. számmal van jelölve. Ez a folyamat, melyet downstream development-nek neveznek, a nyugatias áramlási rendszer gyors észak-déli irányúba fordulásával jár a felszín közelében is.

5. ábra:

A 2012-es Rafael hurrikán által elõidézett downstream development:
A Rafael trópusi vihar október 12-én alakult ki a Kis-Antillák közelében, majd a következõ napokban észak felé fordulva egyre jobban megerõsödött. A kezdetben tapasztalható erõs magassági szél fokozatosan mérséklõdött a környezetében, és 15-re virradóan már gyenge, de határozottan látható magassági szétáramlás alakult ki felette, ami elõsegítette, hogy hurrikánná erõsödjön. Ezzel egy idõben Grönland délnyugati partjánál egy erõteljes mérsékelt övi ciklon örvénylett. Ez az Atlanti-Óceán felett a magaslégkörben nyugatias áramlást váltott ki, mely az 6. ábrán még nagyon markánsan jelentkezik. Ugyanakkor Észak-Amerikában, a Nagy-tavak vidékén már megfigyelhetõ volt egy fejlõdésben lévõ magassági teknõ. Október 16-án 12 UTC-kor Rafael elérte legnagyobb intenzitását 150 km/órás 1 perces átlagszéllel és 969 hPa-os központi légnyomással [1]. Ekkor a 7. ábrán látható módon a magasszintû áramlás kissé megerõsödött a ciklon északi oldalán, és ezzel egy idõben az észak-amerikai teknõ elõoldalán is erõsebbé vált a délies áramlás. Az észak-atlanti ciklon mögött az óceán felett viszont már északnyugatias irányt vett fel a magasszintû szél. 17-re virradóan a Rafael hurrikán már veszített erejébõl, és megkezdõdött a beleolvadása az Új-Skócia fölött lévõ magassági teknõbe. A két rendszer összeolvadó áramlási mezejében a 8. ábra tanúsága szerint már erõs délies áramlás alakult ki. Ez a szélerõsödés a teknõ elõtt egy határozott magassági gerinc kifejlõdésével járt együtt, melynek másik oldalán egyre inkább északias irányúra fordult és szintén erõsebbé vált a magasszintû szél. Ennek következtében egy új magassági teknõ lefûzõdése indult meg az Ibériai-félszigettõl északnyugatra. A folyamat 19-én érte el csúcspontját, amikor a 9. ábrán látható, a Brit-szigetektõl egészen Madeira és a Kanári-szigetek térségéig elnyúló nagy amplitúdójú teknõ fejlõdött ki Portugáliától nyugatra, a hátoldalán határozott északi, elõoldalán pedig déli, délnyugati áramlással. Ugyanekkor a már extratrópusi ciklonná alakult Rafael gyors mozgása révén elérte az Atlanti-óceán középsõ vidékét és ismét erõsödni kezdett, már a hõkontrasztból  merítve energiát.

6. ábra [3]:
7. ábra [3]:
8. ábra [3]:
9. ábra [3]:

Ex-Rafael hatása az atlanti-óceáni és európai idõjárási helyzetre október 20. után:
A Rafael hurrikánból kialakult, gyors mozgású mérsékelt övi ciklon 20-virradóan már elérte Grönland térségét, miközben tovább mélyült. Az elõzõ nap még 975 hPa-os központi légnyomás 20-ra virradóan 966 hPa-ig süllyedt, de a legerõsebb átlagszél már csak 95 km/h volt, ami jócskán elmaradt a trópusi idõszakában mért maximumtól. [1] Ezzel együtt a 10. ábra tanúsága szerint a hátoldalán jelentõsebbé vált az északnyugati áramlás, ami megakadályozta, hogy a nyugat felõl közeledõ újabb magassági teknõ beleolvadjon a ciklonba. A Rafael által generált, kiterjedt nyugat-európai teknõ gyengülni kezdett, de a hátoldalán Izland térségében egy anticiklon épült ki. Ez megakadályozta, hogy Ex-Rafael észak felé folytassa útját, így a ciklon dél felé indult meg és fokozatosan gyengülni kezdett. Ezzel együtt viszont a magasságszintû ciklonális áramlások egyre kiterjedtebb és erõsebb önálló örvényt alakítottak ki, ahogy ez a 11. ábrán látható. Az erõteljes északi, északnyugati hátoldali szélmezõ mellett az elõoldalon is egyre határozottabbá vált a délies szél. 23-án Ex-Rafael az Észak-Amerikából kimozduló, gyors mozgású teknõ hatására kelet felé fordult, ahogy ez a 12. ábrán megfigyelhetõ. A két légköri képzõdmény között elhelyezkedõ magassági gerinc azonban erõteljes délies áramlást idézett elõ a nyugat-atlanti teknõ elõoldalán, ami egészen Dél-Grönland térségéig ért. Ennek következtében Izland környékén a korábbi délnyugati áramlás északnyugatiba váltott, ami a következõ napokban egy teknõ kialakulását generálta Észak-Európa felett. Ez utóbbi segítette elõ a sarkvidéki hideg levegõ beáramlását a kontinens fölé. Ennek elsõ fázisa, illetve a hatására Izland felé kiterjedõ magassági gerinc már megfigyelhetõ a 13. ábrán. A magassági gerinc mentén létrejövõ felszínközeli észak-atlanti anticiklon egyrészt hozzájárult ahhoz, hogy az idõközben Portugáliát elérõ Ex-Rafael észak felõl hideg levegõ utánpótlást kapva a Földközi-tenger felett mediterrán ciklonná alakuljon, másrészt blokkolta a nyugat felõl közeledõ ciklont, így az tartósan a nyugat-atlanti térség felett maradt.

10. ábra [3]:
11. ábra [3]:
12. ábra [3]:
13. ábra [3]:

Az idõjárási helyzet alakulása Európában október 25. és 30. között:
A sarkvidékrõl megindult légtömeg október 25-én érte el Közép-Európát egy erõteljes észak-európai ciklon hátoldalán. Ahogy a 14. ábrán megfigyelhetõ, a front környezetében jelentõs hõmérsékleti kontraszt alakult ki. A 850 hPa-os nyomási szinten (kb. 1300-1400 méteres magasságban) Franciaország környezetében még +10 °C felett alakult a hõmérséklet, míg a skandináv és a balti országokban -5 °C alatti, sõt északabbra -10 °C fok alatti értékek voltak jellemzõek nagy területre kiterjedõen. A hideg levegõ a Kárpát-medencét megközelítve két részre szakadt. Az egyik hullám a Kárpátoktól keletre folytatta útját, kis mértékben érintve hazánkat is. Ezzel szemben a másik, erõsebb hullám az Alpoktól északra elhaladva Nyugat-Európára zúdult, elõsegítve a késõbbi havazást okozó, Ex-Rafael maradványából kialakuló  mediterrán ciklon megerõsödését.

14. ábra [4]:
A gyorsan kimélyülõ, több középpontú mediterrán ciklon 27-én már az Alpok fölé helyezõdött, és elõoldalán a 15. ábrán látható módon erõteljes délnyugati áramlással meleg, szubtrópusi eredetû levegõt szívott fel Afrika felõl. Ennek hatására A Kárpát-medence térségében és attól keletre az átmeneti lehûlést követõen enyhébbre fordult az idõ. Az Alpoktól északnyugatra ugyanakkor már télies idõjárás alakult ki. A kezdeti esõt ezen a napon észak felõl többfelé havazás váltotta fel, miközben csupán 0 °C körül alakult a napközben mért maximum-hõmérséklet. Több helyen az év ezen idõszakához képest képest vastag, 5-10 cm-es hótakaró alakult ki Dél-Németországtól Csehországon és Észak-Ausztrián át Lengyelországig húzódva.

15. ábra [4]:
Ezt követõen a mediterrán ciklonról egy önálló ciklon szakadt le, mely Északkelet-Európa fölé helyezõdött, míg a fõciklon tartósan a Genovai-öböl térsége felett maradt, ahogy ez a 16. ábrán látható. Ez utóbbi biztosította dél felõl a nedves levegõ utánpótlását, miközben a hideg levegõ lassan keletebbre mozdult, elérve a Kárpát-medencét. Ezen feltételek segítették elõ, hogy 29-ére virradóan és napközben Magyarországon is több helyen elõforduljon havazás.

16. ábra [4]:

A mediterrán ciklon hatása hazánkban [5]:
Az észak-európai ciklon hidegfrontja 26-án érintette az országot, de hatása nem volt számottevõ. A korábbi napokban ugyanis sokfelé borongós, párás és hûvös idõ volt jellemzõ az országban, így ahol a front miatt feloszlott a ködfelhõzet, inkább enyhébb lett az idõ. 27-ére virradó éjszaka már a közeledõ mediterrán ciklon melegfrontja határozta meg idõjárásunkat, melybõl reggelig a nyugati és az északi országrészben sokfelé fordult elõ esõ. Napközben a melegfront mögött a déli megyékben átmenetileg felszakadozott a felhõzet, és a kevés napsütés hatására 17, 20 °C közé melegedett fel a levegõ. Ezzel szemben északon többfelé 15 °C alatt, sõt helyenként csak 10 °C körül alakult a hõmérséklet. A késõ délutáni órákban megérkezett a ciklon hidegfrontja, melybõl ismét egyre többfelé kezdõdött csapadékhullás. Az esõ, zápor mellett a déli és a középsõ országrészben szórványosan zivatarok is kialakultak. Eközben északnyugat felõl megkezdõdött a hideg levegõ beáramlása, melynek hatására éjjel nyugaton havas esõ, havazás váltotta fel az esõt. A ciklonból összességében országszerte jelentõs, jellemzõen 10-25 mm csapadék hullott. A 27-én észlelt idõjárási jelenségek a MetNet adatbázisa alapján a 17. ábrán láthatóak.

17. ábra [6]:
28-án északnyugat felõl eleinte kissé szárazabb levegõ áramlott fölénk, így megszûnt a csapadékhullás, és helyenként a felhõzet is felszakadozott kissé. A hõmérséklet ennek ellenére már országszerte jelentõsen visszaesett, napközben csupán 5 °C körüli értékeket mérhettünk. A délutáni órákban a Genovai-öböl térségében megrekedt ciklon áramlási rendszerében dél felõl újból nedvesebb légtömeg érte el hazánkat. Ennek hatására egyre többfelé kezdõdött csapadékhullás, melynek halmazállapota eleinte nyugaton, majd késõbb kelet felé terjeszkedve már hó volt, míg másutt többnyire esõ, az átmeneti zónában pedig havas esõ vagy fagyott esõ esett. A csapadékhullás legintenzívebb része az éjszakai órákban zajlott, amikor a Dunántúl nagy részén és a Duna-Tisza köze középsõ területén síkvidéken is 0 °C köré, míg a magasabban fekvõ helyeken néhány fokkal fagypont alá hûlt le a levegõ. Ennek köszönhetõen reggelre síkvidéken is több helyen kialakult lepelnyi vagy néhány cm-es hóréteg, a legtöbb Gyõr-Moson-Sopron és Vas megye egyes vidékein. A hegyvidéki területeken és az Õrség magasabb dombjain helyenként a 10 cm-t is meghaladta a lehullott hó mennyisége, így például a Soproni-hegységben, ahol 15 cm-es hóréteget mértek. Saját mérésem alapján Egyházasrádócon 4 cm hó hullott, mely átmenetileg fehérbe öltöztette a még õszies küllemû tájat, ahogy a 18. és 19. ábra mutatja.

18. ábra:
19. ábra:
29-én délelõtt már a Tiszántúl egyes helyein is havazásba vagy havas esõbe váltott az addigi esõ, de megmaradó hó itt már nem alakult ki. A Kékestetõn azonban rövid idõre 10 cm fölé hízott a hóréteg. Eközben nyugat felõl fokozatosan megszûnt a csapadékhullás, és megkezdõdött a felhõzet csökkenése. Ennek ellenére a maximumok jellemzõen 5 °C alatt maradtak, sõt a magasabb helyeken egész nap fagyott. A korán jött hó síkvidéken mindenütt elolvadt 29-én vagy 30-án napközben, de a hegyvidéki területeken kissé tovább megmaradt, a Kékestetõn csak november 2-án reggelre szûnt meg az összefüggõ hótakaró. A kevésbé felhõs idõjárásnak köszönhetõen október 30. és 31. többfelé meghozta az elsõ kiterjedt õszi fagyokat, melyeket ezúttal ritka esetként megelõzte az elsõ, megmaradó havat produkáló hóesés.

Források:
[1]: http://www.nhc.noaa.gov/data/tcr/AL172012_Rafael.pdf
[2]: Rapid Response - LANCE - WMS
[3]: http://squall.sfsu.edu/crws/archive/jetsat_atl_arch.html
[4]: http://www.wetter3.de/Archiv/
[5]: http://met.hu/idojaras/aktualis_idojaras/napijelentes/
[6]: http://metnet.hu/?m=osszefoglalo

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Írta: Hérincs Dávid (Zivipötty)