6. fejezet - Viharok, tornádók, hurrikánok, katasztrófavédelem

Tartalom

6.1. Mezoskálájú viharok, zivatarfelhők
6.1.1. A mezoskálájú viharok, zivatarfelhők keletkezése, dinamikai háttere
6.1.2. A mezoskálájú viharok, zivatarfelhők által okozott károk
6.1.3. A mezoskálájú viharok klimatológiája
6.2. Tornádók
6.2.1. A tornádók keletkezése, dinamikai háttere
6.2.2. A tornádók intenzitása és az okozott károk
6.2.3. A tornádók klimatológiája
6.3. A trópusi ciklonok
6.3.1. A trópusi ciklonok keletkezése, dinamikai háttere
6.3.2. A trópusi ciklonok intenzitása és az okozott károk
6.3.3. A trópusi ciklonok klimatológiája
6.4. Katasztrófavédelem
6.4.1. A katasztrófavédelem fontossága
6.4.2. Katasztrófavédelem Magyarországon
6.4.3. A globális éghajlatváltozás hatása a katasztrófavédelem szempontjából
Ellenőrző kérdések

Ebben a fejezetben olyan nagy energiájú légköri mozgásrendszerekről és azok klimatológiájáról lesz szó, mint a zivatarfelhők, a tornádók és a trópusi ciklonok. Az egyes alfejezetekben vázoljuk e rendszerek kialakulását, osztályozását, valamint az általuk okozott károkat. A trópusi ciklonok esetén megemlítjük a globális éghajlatváltozás hatására valószínűsíthető változásokat is.

6.1. Mezoskálájú viharok, zivatarfelhők

A zivatarfelhők elektromos jelenségekkel bíró konvektív felhők, melyekből heves, intenzív csapadék hullik. A zivatarfelhők felnyúlhatnak egészen a tropopauzáig, melynek magassága 9-17 km a földrajzi szélesség függvényében. Esetenként a zivatarfelhők kiterjedhetnek még ennél magasabbra is, áttörve a troposzféra felső határát. Élettartamuk 30-50 perctől akár 12 óráig is tarthat. Ideális körülmények között jellegzetes szétterülő, üllő alakúak, melynek felső részében túlnyomó részt jégkristályok találhatók.

6.1.1. A mezoskálájú viharok, zivatarfelhők keletkezése, dinamikai háttere

A zivatarfelhők létrejöttéhez szükség van nedvességre, emelkedő instabil levegőre és az emelkedést tartósan biztosító mechanizmusra. A feláramlást okozhatja a felhajtóerő, valamilyen külső kényszer vagy a szélnyírás. A felhajtó erőt a napsugárzásnak köszönhető felszíni kisugárzás és a légköri vízgőz kicsapódásakor felszabaduló energia (látens hő) táplálja. A külső kényszert kiválthatja az orográfia vagy időjárási front. A konvekció folyamata egyaránt jelenti a levegő feláramlását, és a helyére történő légáramlást mind horizontálisan, mind vertikálisan.

A zivatarfelhők életciklusa három fázisból áll: (1) tornyos gomolyfelhő avagy fejlődő, (2) érett és (3) feloszló, disszipálódó fázis. A zivatarfelhők kialakulása feláramlással és a tornyosodó gomolyfelhők megjelenésével kezdődik, melyben az emelkedő levegő nedvessége a folyamatos hűlés miatt kicsapódik és felhőelemként láthatóvá válik. A zivatarfelhő akkor válik éretté, amikor megkezdődik a csapadékhullás és vele együtt a leáramlás, és a feláramlás még folytatódik. A felszínen szétterülő leáramlás kifutószélként jelentkezik ún. kifutófrontot (gust front) képezve. Ebben a fázisban a leggyakoribb a jégeső és az intenzív csapadékhullás, melyet erős villámtevékenység és heves széllökések kísérnek. A lezúduló hideg levegő lassan elvágja a meleg és nedves levegő utánpótlását, mely így a zivatarfelhő fokozatos disszipációjához vezet. A zivatarfelhők sematikus képét a 6.1. ábrán, az egyes életciklusokat pedig a 6.2. ábrán láthatjuk.

A zivatarfelhők sematikus képe

6.1. ábra. A zivatarfelhők sematikus képe (Forrás: NOAA)

A zivatarfelhők életciklusa

6.2. ábra. A zivatarfelhők életciklusa (Forrás: NOAA, http://www.srh.noaa.gov/jetstream/tstorms/life.htm) - animáció

A zivatarfelhők fejlettsége és további tulajdonságai alapján megkülönböztethetjük az alábbi specifikus jelenségeket:

  • egycellás zivatarfelhők;

  • egymást gerjesztő multicellás zivatarfelhők;

  • vonalba rendeződött, gyors mozgású és heves széllökésű zivatarfelhő-láncok, ún. squall line-ok;

  • szupercellák, amelyeket tápláló – akár 15 km átmérőjű – feláramlás a vertikális szélnyírás miatt forgó mozgást végez (ahol a forgó részt gyakran mezociklonnak nevezik, ha az Doppler-radarral is láthatóvá válik), és amelyekből az erős szél és a nagy szemű jégeső mellett akár pusztító tornádók is kialakulhatnak;

  • ún. bow echo-k (azaz gyengén struktúrált zivatarfelhők), melyekből a Doppler-radar képen visszahajló íj alakot öltő heves zivatarfelhő-láncok is kialakulhatnak;

  • csoportba rendeződött és egy rendszert alkotó mezoskálájú konvektív rendszerek (MCS);

  • mezoskálájú konvektív komplexek (MCC), melyek nagy kiterjedésű, gyakran a késő esti, kora reggeli órákban jelentkező MCS-ek;

  • mezoskálájú konvektív örvények (MCV), melyek az alacsony nyomású, örvénylő mozgást végző közepe egy MCS-nek, és melyek kiindulásul szolgálhatnak a következő zivataroknak, vagy akár trópusi ciklonoknak;

  • és ún. derecho-k, melyek a fenti jelenségek heves szélviharaira vonatkoznak akkor, ha a pusztítás sávja elérte a kb. 400 km-t, a széllökések sebessége pedig a 93 km/h-t.

6.1.2. A mezoskálájú viharok, zivatarfelhők által okozott károk

Bár a zivatarfelhők viszonylag kis területet rövid ideig érintenek, mégis számos veszélyes időjárási jelenség áll kapcsolatban a zivatarfelhőkkel. Az általuk okozott áradások több ember életét követelik minden évben, mint a hurrikánok, a tornádók vagy a villámcsapások. Sok esetben a tűzesetek okozói a villámcsapások, melyek szintén követelhetnek emberéleteket. A nagyobb méretű jégszemekből álló jégeső súlyosan károsíthatja a mezőgazdasági növényeket, a gépjárműveket, és sérüléseket okozhat a szabadban lévő állatokban is. A zivatarfelhőket kísérő erős szél (mely akár 200 km/h sebességű széllökésekkel is járhat) fákat csavarhat ki, károsíthatja a villamosenergia-ellátást, és az egyszerűbb szerkezetű házakat. Az esetenként kialakuló tornádók pedig szinte minden útjukba kerülő élőlényt és tárgyat elpusztítanak.

6.1.3. A mezoskálájú viharok klimatológiája

Évente mintegy 16 millió zivatarfelhő keletkezik világszerte (NOAA, 2013b). Leggyakrabban tavasszal és nyáron keletkeznek a délutáni vagy esti órákban, de az év folyamán bármikor kialakulhatnak zivatarfelhők. Zivatarfelhő a világon bárhol keletkezhet, azonban legnagyobb gyakorisággal a trópusi területeken jönnek létre, ahol szinte minden nap előfordulhat. A zivatarfelhők gyakorisága a monszunhoz és a trópusi ciklonokhoz is köthető. A zivatarfelhők átlagos éves gyakoriságáról ad képet a 6.3. ábrán bemutatott, a villámlások gyakoriságának térbeli eloszlására vonatkozó térkép.

A villámlások térbeli eloszlása a Földön 1995 és 2002 közötti TRMM és OTD adatok alapján

6.3. ábra. A villámlások térbeli eloszlása a Földön 1995 és 2002 közötti TRMM és OTD adatok alapján (Forrás: NASA Earth Observatory, http://earthobservatory.nasa.gov/IOTD/view.php?id=6679)