Historyczna linia szkwału przemieściła się w poniedziałek przez Polskę. Strefa chmur kłębiastych, które wypiętrzyła się na linii frontu chłodnego charakteryzowała się nadzwyczaj wysoką aktywnością elektryczną. Burza o charakterze wielokomórkowych przyniosła ponad 7000 wyładowań i niszczący wiatr. Dokonamy przeglądu danych z detekcji wyładowań atmosferycznych, obrazów radarowych oraz ze stacji synoptycznych należących do Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej.
Historyczna linia szkwału przeszła z północy na południe Polski
17 stycznia 2022 r. zapisze się na kartach polskiej meteorologii. Jeszcze nigdy w 21 wieku nie obserwowano w styczniu tak aktywnych elektrycznie burz na przeważającym obszarze Polski. Zbliżoną sytuacje, jeśli chodzi o aktywność konwekcji w półroczu chłodnym mieliśmy 18 stycznia 2007 roku. Kiedy nasz kraj znajdował się pod wpływem głębokiego ośrodka niskiego o imieniu „Cyryl”. Jaki ze względu na prędkość wiatru powyżej 33 m/s został nazwany orkanem. We wtorek będzie 15 rocznica wichury i silnych burz, które nawiedziły Polskę. Dziś jednak rozkład pola ciśnienia i położenie ośrodków barycznych było inne.
Zerknijmy najpierw na mapę synoptyczną opracowaną przez Biuro Prognoz Meteorologicznych we Wrocławiu. W ciągu minionej doby przez Polskę przewędrowały przynajmniej dwa fronty atmosferyczne o charakterze chłodnym. Pierwszy związany był z niżem, który ulokował się w rejonie Półwyspu Kolskiego i opuścił on w godzinach porannych południowe dzielnice naszego kraju. Na peryferiach tego układu barycznego rozwinął się wtórny ośrodek niskiego, który znad Skandynawii przesunął się nad Rosję znacznie się pogłębiając. Zwróćmy uwagę na duży gradient baryczny pomiędzy wyżem znad Europy Zachodniej a niżem znad Federacji Rosyjskiej. W centrum tego antycyklonu ciśnienie wynosiło nawet 1040 hPa. Natomiast na wschodzie w centrum niżu około 979 hPa, co dało nam ponad 60 hPa różnicy ciśnienia.
Już w godzinach porannych w poniedziałek znad Bałtyku nasunął się drugi front chłodny związany z nurkującym niżem znad Skandynawii nad Rosję. Na linii frontu doszło do dynamicznego rozwoju chmur kłębiastych, które ułożyły się równoleżnikowo.
Linia szkwału rozwinęła się na skutek dynamicznych wymuszeń na linii chłodnego frontu atmosferycznego o charakterze katafrontu
Rozwój konwekcji miał miejsce w warunkach silnego przepływu mas powietrza i dużych pionowych uskoków wiatru, ale marginalnej chwiejności termodynamicznej, która nie przekraczała 100 J/kg – 200 J/kg. Taka sytuacja w literaturze anglojęzycznej jest nazywana low cape, high shear. Kluczowe w kontekście intensyfikacji zjawisk konwekcyjnych okazało się przechodzenie ostrej, ale niezbyt rozległej zatoki niżu. Obecność silnego prądu strumieniowego, a dokładniej jego lewego wyjścia. Wystąpienie silnych ruchów wznoszących na linii frontu w dolnej i środkowej troposferze oraz wyraźnej dywergencji na wyższych poziomach izobarycznych. Front chłodny również przybrał niecodzienny charakter, gdyż był to typowy katafront. Po jego przejściu następowała szybka i wyraźna poprawa warunków pogodowych. Napędzony bardzo silnym przepływem mas powietrza w troposferze przemieszczał się z prędkością aż 100 km/h na południe, przynosząc wyjątkowo groźne i aktywne elektrycznie burze jak na styczeń.
Przebieg oraz prędkość w węzłach prądu strumieniowego na wysokości 300 hPa, 12 UTC według modelu GFS
W literaturze fachowej dzisiejszy zespół chmur konwekcyjnych, który generował wyładowania atmosferyczne nazwać można Narrow Cold-Frontal Rainband (NCFR). Jego rozwój jest obserwowany najczęściej w półroczu chłodnym, w środowisku istotnie nasilonego przepływu mas powietrza, ale w warunkach niewielkiej energii dostępnej drogą konwekcyjną. Wysokość, na którą wypiętrza się układ chmurowy związany z NCFR jest jednak niewielka. Na ogół to 5-6 km, w wyjątkowych przypadkach 7-8 km. NCFR obok silnych porywów wiatru często generuje wyładowania atmosferyczne i opady mieszane, śniegu i krupy.
Dynamiczne warunki pogodowe w ciągu minionej doby w naszej części Europy
Tuż za drugim frontem płynęło znacznie chłodniejsze powietrze. Według analizy IMGW-PIB była to masa polarno morska. Dopiero za następnym frontem drugorzędnym szerokim strumieniem znad Bałtyku spływało powietrze pochodzenia arktycznego morskiego o chwiejnej równowadze termodynamicznej. Obserwowano rozwój konwekcji w świeżej masie, lecz chmury konwekcyjne były słabiej rozbudowane w pionie. Jednak w okolicach Częstochowy, w drugiej części dnia na wtórnym froncie chłodnym pojawiły się bardziej wypiętrzone chmury Cumulonimbus, które wygenerowały pojedyncze wyładowania atmosferyczne. Aczkolwiek aktywność burzowa była nieporównywalna mniejsza niż na głównym froncie. Do godzin popołudniowych burze opuściły Polskę.
Analiza synoptyczna na 17.01.2022 r. 12 UTC według IMGW-PIB, BPM Wrocław
Historyczna linia szkwału. Rekordowa ilość wyładowań atmosferycznych jak na styczeń
Dane z detektorów wyładowań atmosferycznych wskazują na rekordową ilość wyładowań atmosferycznych w styczniu. Należy wspomnieć, że Polska była dziś jedynym krajem w Europie, gdzie obserwowano tak wysoką aktywność elektryczną. Nieliczne wyładowania atmosferyczne zanotowano tylko na Adriatyku. Późna jesień i zima, to okres, gdy burze są rzadkie i zdarzają się okazjonalnie na Starym Kontynencie. Najczęściej w warunkach spływu zimnego powietrza pochodzenia arktycznego morskiego i polarnego o chwiejnej równowadze termodynamicznej. Zazwyczaj burze najbardziej liczne są Bałtyku i wybrzeżu. Wtedy przyjmują formę burz śnieżnych z obfitymi opadami śniegu, które potrafią prowadzić do paraliżów komunikacyjnych. Linie szkwału z wyładowaniami pojawiają się także w czasie przechodzenia frontów chłodnych głębokich ośrodków niskiego ciśnienia.
Tak prezentował się poniedziałkowy układ burzowy, który przeszedł przez Polskę na bardzo aktywnym froncie chłodnym z północy na południe według niemieckiej, dane z amatorskiej sieci detektorów wyładowań atmosferycznych.
Historyczna linia szkwału. Liczba wyładowań z sieci Blitzortung została z pewnością zawyżona. Bliżej prawdy jest PERUN
Istnieje bardzo duże prawdopodobieństwo, że liczba uderzeń została zawyżona przez sieć niemieckich detektorów wyładowań atmosferycznych. Często zdarza się, że detektory amatorskie nie uwzględniają pewnych wyładowań chmura-ziemia, a niejednokrotnie podczas działań dodają ich zbyt wiele, rozrzucając po sporym obszarze. Pomimo tego aktywność poniedziałkowych burz była nadzwyczaj duża jak półrocze chłodne. W dalszej części wpisu porównamy sobie dane z amatorskiej sieci Blitzortung i profesjonalnej sieci zarządzanej przez IMGW-PIB od producenta Vaisala.
Historyczny układ liniowy. Dane z Blitzortunga trudno uznać za w pełni wiarygodne, ale wyładowań jak na styczeń było nadzwyczaj dużo
Przy okazji należy wspomnieć, że danych z detektorów wyładowań Blitzortung nie można używać w opracowaniach naukowych. Wynika to m.in z dużej ilości błędów, jak i też niezbyt wysokiej skuteczności systemu. Ponadto sieć niemieckich detektorów nie pozwala na rozróżnienie rodzaju polaryzacji wyładowania oraz jego typu. Potrafi on wykrywać także wyładowania chmurowe i zaznaczać jako doziemne. System PERUN administrowany przez IMGW pozwala na rozróżnienie typu wyładowania, jego polaryzacji, a nawet bardzo precyzyjnych wartości prądu w kanale pioruna wyrażonych w kiloamperach. Sieć składa się z 12 czujników rozsianych na obszarze całej Polski. Szacunkowa dokładność systemu wynosi 250 m i pozwala wykrywać 95% wyładowań uderzających w naszej części Europy.
Historyczny linia szkwału nad Polską. Nie tylko pojawił się silny jet stream w środkowej i dolnej troposferze. Występował dość rzadko spotykany LLJ
Należy wspomnieć, że nie tylko wiatr związany z układem liniowym stanowił w poniedziałek duże zagrożenie. Pomijając obszary górskie, takie jak Śnieżka i Kasprowy Wierch, gdzie silny wiatr wynikał głównie z nisko położonego prądu strumieniowego, który w fachowej literaturze jest nazywany LLJ (Low Level Jet). Najgroźniejsze porywy wiatru odnotowano szczególnie głównie nad morzem.
Na Posterunku IMGW w Rozewiu zmierzono 120 km/h. Było to jednak wtedy, kiedy to nasunął się na froncie chłodnym liniowy system konwekcyjny. Nisko położony prąd strumieniowy miał dziś tendencje do schodzenia ku ziemi. Wydaje się więc mało prawdopodobne, że tak silny wiatr wynikał nie tylko z dużej różnicy ciśnienia. Na wysokości 1,5 km n.p.g prędkość wiatru przekraczała 120 km/h. Największe porywy odnotowano w Sudetach, a dokładniej na Śnieżce, gdzie wiatr rozpędził się do 193 km/h. Pewnym zaskoczeniem okazuje się również pomiar z Wielkopolski, gdzie w Kole na stacji Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej, w czasie przechodzenia burzy wielokomórkowej na chłodnym froncie zanotowano 133 km/h.
Najsilniejsze porywy wiatru zanotowane 17 stycznia 2022 r. na stacjach pierwszego i drugiego rzędu należące do Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej – Państwowego Instytutu Badawczego. Opracowanie: meteoprognoza.pl
Piątkowe burze na niedoszacowanym drugorzędnym froncie chłodnym okazały się preludium. Aktywność elektryczna była zauważalnie niższa
Należy wspomnieć, że już kilka dni temu wskazywaliśmy, ze piątkowe burze na drugorzędnym froncie chłodnym były tylko preludium przed tym co wydarzyło się dziś. Oczekiwaliśmy trwałej burzy w formie liniowej o dużej aktywności elektrycznej z opadami mieszanymi i silnym wiatrem przekraczającym 100 km/h.
Około 5 tys. interwencji straży pożarnej, 600 zerwanych bądź uszkodzonych dachów i ponad 320 tys. odbiorców bez prądu tuż po szczytowej fazie rozwoju liniowego układu konwekcyjnego – tak w skrócie przedstawia się bilans dzisiejszego załamania pogody nad Polską. Szczęśliwie do chwili obecnej nie posiadamy wiedzy na temat ofiar śmiertelnych tej nietypowej jak na styczeń niepogody. Najpoważniejsze szkody odnotowano w woj. mazowieckim, łódzkim, kujawsko-pomorskim i wielkopolskim – poinformował Artur Surowiecki z Polscy Łowcy Burz – Skywarn Polska.
Nie obyło się bez osób rannych, ale na szczęście nikt nie zginął pomimo silnego załamania pogody, które dotknęło Polskę w poniedziałek.
Wpis edytowany, 18.01.2022 r. Nowe informacje z IMGW-PIB
Skutki poniedziałkowego załamania pogody zbierane są do ESWD.