Intensywne opady deszczu to zjawisko typowe dla burz. Nie zawsze jednak duże natężenie opadów skutkuje wysoką ich sumą. Dzieje się tak, ponieważ burze zwykle przemieszczają się na tyle szybko, że w danej lokalizacji deszcz, mimo że silny, trwa stosunkowo krótko. Zdarzają się natomiast sytuacje, kiedy opad burzowy utrzymuje się nad określonym obszarem nawet kilka godzin.
Podczas burzy dochodzi do bardzo dynamicznej przemiany pary wodnej w krople wody oraz w lód. Im więcej pary wodnej w powietrzu, tym większa ilość deszczu. Wydajność i ciągłość tego procesu zależy od szczególnych warunków podtrzymujących rozwój i dynamikę burzy. Są nimi duża wilgotność powietrza oraz chwiejne warunki termodynamiczne, które sprawiają, że ruchy pionowe w chmurze (tzw. konwekcja) są szczególnie silne i rozciągnięte do górnych części troposfery.
Warunki wilgotnościowe określa się poprzez szereg parametrów – m.in. całkowitą zawartość wody w kolumnie atmosfery, stosunek zmieszania (ilość pary wodnej przypadająca na porcję suchego powietrza wyrażona w gramach na kg) oraz wilgotność względną. Z kolei dynamikę ruchów konwekcyjnych określają parametry chwiejności atmosfery, wyrażane najczęściej w postaci średniego pionowego gradientu temperatury (szybkości spadku temperatury wraz z wysokością).
Poza tymi elementami do powstania burzy niezbędne są czynniki inicjujące – fronty atmosferyczne, linie zbieżności, czy ukształtowanie terenu – które wymuszą ruch powietrza w górę. Aby przewidzieć wystąpienie burzy o szczególnie dużej sumie opadu, na mapach pogodowych poszukuje się zwiększonych wartości poszczególnych parametrów i obserwuje ich zmiany.
Wiemy już w jakich warunkach burze powstają. Co jednak sprawia, że opady z nimi związane są wyjątkowo wysokie? Może do tego dojść w dwóch przypadkach – gdy burza jest stacjonarna lub gdy powstaje ciąg burz przechodzących nad danym miejscem jedna po drugiej. Często ciąg ten przybiera formę wyciągniętego łańcucha lub kolejki – stąd angielska nazwa „training storms”. Z taką sytuacją mieliśmy do czynienia 26 maja 2018 roku na Mazowszu. W godzinach popołudniowych między Warszawą i Mińskiem Mazowieckim rozwinął się potężny, niemal nieruchomy, front chmur burzowych Cumulonimbus, o szerokości około 30 km i długości około 250 km (później po południu linia rozciągnęła się jeszcze bardziej na północ i południe).
Relacja synoptyczki IMGW-PIB Anny Woźniak, która w tym czasie brała udział w pokazach lotniczych w Mińsku Mazowieckim, bardzo szczegółowo opisuje przebieg wydarzeń.
“Już rano było bardzo ciepło i duszno, a nad Warszawą przeszła burza. Pokazy rozpoczęły się bez przeszkód o godzinie 10:00 (…) Z czasem jednak zachodni horyzont robił się coraz bardziej zachmurzony, a prognozy na ten dzień były jednoznaczne – burze będą groźne. Już około godziny 12:00 widok chmur był na tyle niepokojący, że zaczęliśmy śledzić zdjęcia radarowe (…). Przez kolejną godzinę podziwianie akrobacji na niebie było przerywane nerwowym spoglądaniem na zachód i sprawdzaniem w telefonie, jak rozwijają się burze. Sytuacja była bardzo dynamiczna (…) wydawało się, że burze przemieszczają się jak po sznurku z południa na północ, z dala od lotniska. Około godziny 13:00 pokazy zostały przerwane. Ostatecznie po krótkiej przerwie loty wznowiono i impreza planowo zakończyła się o godzinie 14:00. Czekał nas jednak jeszcze powrót do Warszawy (…). Przejeżdżaliśmy przez Mińsk Mazowiecki z prędkością nie większą niż 20 km/h. Widzialność w opadach ograniczona była do kilkuset metrów, a grad uderzający w karoserię generował w samochodzie taki huk, że musieliśmy do siebie krzyczeć, aby się usłyszeć. Gdy przejeżdżaliśmy pod jakimś wiaduktem nagła cisza dzwoniła w uszach – po chwili wpadaliśmy w ścianę deszczu. Studzienki nie były już w stanie odprowadzać wody, która zaczęła się wdzierać na niżej położone tereny. Pokonanie 40 km trwało wieczność. W Warszawie w tym czasie spadł tylko słaby deszcz.”
Późniejsze analizy potwierdziły, że tego dnia panowały idealne warunki do powstania burz. Atmosfera była chwiejna (pionowy gradient termiczny sięgał około 7oC/km), a zawartość wody w kolumnie przekraczała 30 mm, lokalnie sięgając 40 mm. Średni stosunek zmieszania w dolnej troposferze był prognozowany na poziomie 10-12 g/kg. Co istotne cała troposfera była bardzo wilgotna, więc powstałe w chmurze krople wody nie ulegały szybkiemu parowaniu. Burze wywołała niemal stacjonarna strefa frontu atmosferycznego (zbieżność w polu wiatru), która rozciągała się południkowo – równolegle do kierunku przepływu powietrza. Po wąskiej linii frontu poruszały się, jak po szynie, z południa na północ kolejne komórki burzowe. Przez kilka godzin ze wschodu i zachodu napływało świeże, wilgotne i ciepłe powietrze, stanowiące paliwo do utrzymania się aktywności burzowej. Ostatecznie burze wygasły około godz. 20:00 czasu lokalnego. Na całej linii burz wystąpiły liczne podtopienia, a lokalnie – powodzie błyskawiczne. Zalane zostały budynki mieszkalne i gospodarcze, drogi oraz pola uprawne. Według Rządowego Centrum Bezpieczeństwa straż pożarna interweniowała tego dnia na Mazowszu 107 razy.
Burze spowodowały nie tylko silne opady deszczu, ale również małego gradu, który niszczył uprawy. Towarzyszyły im liczne wyładowania atmosferyczne, silne porywy wiatru, lub nawet trąby powietrzne, które uszkadzały dachy, powalały drzewa i zrywały linie energetyczne.
W tym dniu groźne burze występowały także na Pomorzu, Kielecczyźnie, Podkarpaciu i w okolicach Limanowej. Jednak te, które utworzyły się na Mazowszu, są przykładem zjawiska, którego skutki są niezwykle trudne do zaprognozowania. Należy pamiętać, że nawet znając potencjał danej sytuacji synoptycznej i rozpoznając warunki korzystne do generowania groźnych burz, nie jesteśmy w stanie podać dokładnej lokalizacji i precyzyjnego czasu ich wystąpienia z dużym wyprzedzeniem.
zarysowuje się linia burz, a poszczególne komórki przemieszczają się wzdłuż tej linii z południa na północ.
Oprac. Anna Woźniak, Mateusz Barczyk | Centrum Meteorologicznej Osłony Kraju, IMGW-PIB.
Zdjęcie główne: Roland Denes | Unsplash.
