Wezbranie sztormowe to jedno z głównych zagrożeń, na jakie w chłodnym półroczu jest narażone polskie wybrzeże Morza Bałtyckiego i ujściowe odcinki Wisły, Odry oraz rzek Przymorza. W określonych warunkach sztormowych, tj. wystąpienia silnego wiatru dolądowego z kierunków północnych i przy wysokim napełnieniu Bałtyku, może dojść do zjawiska cofki. Wówczas woda morska oraz woda w ujściach rzek jest wtłaczana w głąb lądu, uniemożliwiając normalny odpływ rzeczny. Skutkiem są powodzie sztormowe i podtopienia, poważne zniszczenia krajobrazu, degradacja gleby w wyniku wpływu słonych wód morskich oraz uszkodzenia infrastruktury – zarówno przemysłowej, jak i komunalnej.
AUTOR: Małgorzata Bachmatiuk, IMGW-PIB/Centrum Meteorologicznej Osłony Kraju
Wezbranie sztormowe to każda sytuacja hydrologiczna, w czasie której maksymalny poziom morza osiąga i przekracza 570 cm, przy średnim poziomie morza na polskich stacjach około 500 cm dla wielolecia 1951-2010[i]. Na polskim wybrzeżu wyróżniamy cztery typy wezbrań sztormowych:
1) wywołane przejściem frontu atmosferycznego;
2) spowodowane silnym wiatrem dolądowym z kierunków północnych;
3) wywołane wiatrem z kierunku wschodniego i północno-wschodniego;
4) spowodowane wysokim napełnieniem Bałtyku (wyższym od 550 cm i zależnym m.in. od objętości wody, która wpłynęła lub odpłynęła przez Cieśniny Duńskie w okresie poprzedzającym wezbranie sztormowe).
„Cofka” – niszczący żywioł
Wezbranie sztormowe spowodowane silnym wiatrem dolądowym z kierunków północnych, zwłaszcza w połączeniu z wysokim napełnieniem Bałtyku, oddziałuje na dużo większym obszarze niż tylko w pasie nadmorskim. Wiatr z sektora północnego wtłacza wodę z Bałtyku i dolnego ujścia rzek Przymorza, jak również Odry i Wisły, daleko w głąb lądu, uniemożliwiając w ten sposób spływ wody z rzek do morza powodując powodzie sztormowe i podtopienia, zwłaszcza na terenach nisko położonych. Zjawisko powodzi sztormowej jest często określane jako „cofka”. Na Odrze można ją zaobserwować w odległości nawet 150 km od wybrzeża, natomiast na Wiśle do wysokości Tczewa. Z problemami „cofki” zmagają się również mieszkańcy Warmii, obszaru położonego nad Zalewem Wiślanym.
Zasięg i skala zniszczeń spowodowanych przez „cofkę” zależy nie tylko od siły, lecz również od czasu trwania wiatru z kierunków północnych oraz od wspomnianego wcześniej napełnienia Bałtyku, a także od temperatury powietrza i ciśnienia. Im dłużej takie sprzyjające warunki utrzymują się, tym silniejsze wezbranie sztormowe i dalszy zasięg “cofki” oraz większe zniszczenia. Na polskim wybrzeżu do powodzi sztormowych dochodzi, gdy siła wiatru wiejącego z sektora północnego przekracza 6 w skali Beauforta (50 km/h). Zagrożenie takie występuje dosyć często, bo od 20 do 60 razy w ciągu roku. Większa liczba sytuacji sztormowych w półroczu chłodnym odnotowywana jest także ze względu na większą w tym okresie różnicę temperatury między różnymi masami powietrza napływającymi nad nasz kraj. Takie warunki sprzyjają rozwojowi układów barycznych, co z kolei prowadzi do większych gradientów ciśnienia i większych prędkości wiatru.
Szacuje się, że w niżowych układach barycznych spadek ciśnienia o 1 hPa w stosunku do wartości 1013 hPa (przyjmuje się, że taką wartość ma ciśnienie standardowe na poziomie morza w temperaturze 0°C, na szerokości 45°) powoduje podniesienie się poziomu wody o 1 cm. Dodatkowym czynnikiem jest wiejący ku ośrodkowi wiatr, który spycha tam masy wody. Zwykle zmiana poziomu morza sięga kilkudziesięciu centymetrów, rzadko przekraczając 2 metry. Jednocześnie na krańcach układu poziom ten może być obniżony na skutek odpłynięcia wody.
Przebieg sztormu i cofki w październiku 2020 roku
W dniach 13-15 października obszar Polski znalazł się w zasięgu aktywnego niżu o genezie śródziemnomorskiej. W tym czasie nad Morzem Norweskim rozbudowywał się rozległy wyż. Przyczyniło się to do powstania dużego gradientu ciśnienia, a w związku z tym bardzo silnego wiatru wiejącego z kierunku północno-wschodniego[ii]. Wiatr zaczął wzmagać się już wieczorem 13 października, ale apogeum sztormu nastąpiło kolejnego dnia. Od wczesnego poranka, przez kolejne kilkanaście godzin, średnia prędkość wiatru na znacznym obszarze wybrzeża osiągała 60-70 km/h (8 B), a w godzinach okołopołudniowych nawet 80 km/h (9 B). Maksymalne porywy wiatru dochodziły do 100 km/h (10 B), w Ustce do 110 km/h (11 B). Skutkiem tak silnego wiatru dolądowego było podniesienie się poziomu morza w Świnoujściu do 610 cm; wzrost o blisko metr w porównaniu ze stanem z poprzedniej doby[iii]. Stan alarmowy przekroczony został nie tylko w Świnoujściu, ale również w Trzebieży nad Zalewem Szczecińskim.
15 października wiatr znacznie osłabł, osiągając w Trzebieży średnią prędkość 30-35 km/h (5 B), w porywach do 55 km/h (6 B). Mimo to poziom wody był tam ciągle wysoki i wynosił 585 cm (stan alarmowy – 560 cm, absolutne maksimum – 626 cm). Na wodowskazie w Szczecinie (na Moście Długim na Odrze Zachodniej) w tym czasie odnotowano 596 cm (stan alarmowy 600 cm), natomiast w Szczecinie Podjuchach (na Odrze Wschodniej zwanej Regalicą) 604 cm, przy stanie alarmowym wynoszącym 610 cm. W Świnoujściu w tym czasie zanotowane spadek do stanu 573 cm, co pokazuje jak dużo wody zostało „wpompowane” w ujściowy odcinek rzeki Odry.
Szczecin, mimo że oddalony od morza o około 65 km w linii prostej, prawie co roku zmaga się ze zjawiskiem „cofki”, chociaż z różnym jego natężeniem. Jedną z głównych przyczyn jest charakterystyczne położenie miasta w widłach Odry Wschodniej (Regalicy) i Odry Zachodniej nad brzegiem jeziora Dąbie. Pod wpływem silnego wiatru z kierunków północnych do jeziora wtłaczana jest woda z Zalewu Szczecińskiego oraz ujściowego odcinka Odry Zachodniej. Równocześnie akwen cały czas zasilany jest od południa Regalicą. Prowadzi to do spiętrzenia i podniesienia się lustra wody w jeziorze, jej wylania, a w konsekwencji podtopienia położonych nieopodal terenów.
14 października, chociaż stany alarmowe na samej Odrze nie zostały przekroczone, w Szczecinie w wyniku cofki doszło do zalania ulic, ogródków działkowych oraz przystani żeglarskich położonych nad jeziorem Dąbie. Według Rządowego Centrum Kryzysowego Straż Pożarna odnotowała w całym województwie zachodniopomorskim 646 interwencji, polegających głównie na wypompowywaniu wody z zalanych posesji i piwnic, zabezpieczaniu obiektów znajdujących się pod wodą, a także na usuwaniu połamanych drzew i konarów. Na szczęście w wyniku „cofki” i silnego wiatru nikt nie ucierpiał, szkody materialne również nie były wysokie.
Służby meteorologiczne i hydrologiczne IMGW-PIB z dużym wyprzedzeniem ostrzegały o możliwości wystąpieniu niebezpiecznego zjawiska w dniu 14 października 2020 roku. Biuro Meteorologicznych Prognoz Morskich już dzień wcześniej w godzinach okołopołudniowych wydało ostrzeżenie przed silnym wiatrem ze stopniem 2 (prognozowana średnia prędkość od 40 do 55 km/h, w porywach do 95 km/h) dla powiatów nadmorskich i ze stopniem 1 (prognozowana średnia prędkość od 30 do 45 km/h, w porywach do 85 km/h) dla pozostałego obszaru. Z podobnym wyprzedzeniem Biuro Prognoz Hydrologicznych w Gdyni wydało ostrzeżenie o wezbraniu z przekroczeniem stanów alarmowych dla wybrzeża zachodniego oraz ujściowego odcinka Odry wraz ze zlewnią Zalewu Szczecińskiego. Prognozy IMGW-PIB były całkowicie trafne i pomogły zminimalizować straty materialne oraz zapewniły bezpieczeństwo mieszkańców zagrożonych terenów.
W ostatnich latach obserwuje się wzrost niebezpiecznych zjawisk pogodowych, w tym powodzi sztormowych. W okresie 1960-1969 na polskim wybrzeżu zanotowano 107 wezbrań sztormowych, natomiast w latach 2000-2009 zarejestrowano ich aż 367. Możemy więc spodziewać się dalszego wzrostu ilości niszczących zjawisk powodziowych nie tylko w rejonach górskich, ale i nadmorskich oraz na obszarach znacznie oddalonych od wybrzeża.
[i] Poziom morza to hipotetyczny punkt położony na wysokości równej zeru, w miejscu, gdzie morze styka się z lądem. Przyjmuje się, że jest on średnią wszystkich poziomów morza, na który wpływ mają wahania wywołane m.in. falowaniem czy pływami. Średni poziom morza dla Polski od 1986 r. wyznaczany jest na podstawie wskazań mareografu w Kronsztadzie w Rosji, niedaleko Petersburga. Zgodnie z przepisami unijnymi do końca 2023 roku Polska powinna przejść na wyznaczanie średniego poziomu morza na obszarze całego kraju względem mareografu w Amsterdamie (Rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 19.12.2019r. zm. rozp. w sprawie państwowego systemu odniesień przestrzennych).
[ii] Przykładowo 14 października o godz. 12 UTC ciśnienie w ośrodku niżowym wynosiło 998 hPa, podczas gdy w centrum wyżu odnotowano 1036 hPa.
[iii] Średni poziom morza w Świnoujściu z wielolecia 1971-2000 wynosi 495 cm, stan alarmowy – 580 cm, a absolutne maksimum – 669 cm.
Zdjęcie główne: Fer Nando | Unsplash
Na poniższych zdjęciach przykład cofki połączonej z intensywnymi opadami deszczu, efektem której było wylanie Odry Zachodniej w październiku 2009 roku. Wszystkie zdjęcia autorstwa Barbary Woźniak, SHM Szczecin, IMGW-PIB.
Małgorzata Bachmatiuk
Absolwentka Uniwersytetu Szczecińskiego na Wydziale Nauk Przyrodniczych o specjalizacji meteorologia synoptyczna. Pracę w IMGW-PIB rozpoczęła w 2006 roku jako informator lotniczo-meteorologiczny na lotnisku w Goleniowie; od 2017 roku pracuje jako synoptyk w Biurze Meteorologicznych Prognoz Morskich w Szczecinie.
