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

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

Bevezetés:
Hazánkban az októberi, síkvidéken megmaradó hóréteget produkáló havazás bár nem rendkívüli, meglehetősen ritka esemény, létrejöttéhez ugyanis sok időjárási tényező együttes jelenléte szükséges. Mivel ilyenkor még magas az óceán vízhőmérséklete, illetve leggyakrabban Észak-Oroszországban sem kezdődik meg téli a hidegbázis kialakulása, így a havazást kiváltó légtömegnek egyenesen a sarkvidékről kell érkeznie, emellett pedig elég erőteljesnek és kiterjedtnek kell lennie ahhoz, hogy eljusson Magyarország környezetébe és itt havazást okozhasson. Az ilyen helyzetek leggyakrabban mediterrán ciklonok kialakulását idézik elő, ami a hideg levegő beáramlását és a csapadékhullást is biztosítja. Az év ezen időszakában megmaradó hó síkvidéken leggyakrabban csak az éjszakai órákban fordul elő, mivel a léghőmérséklet ekkor tud a szükséges mértékig lecsökkenni. Emellett a talaj hőmérséklete október végén még viszonylag magas, és ez a napközben még borult égbolton keresztül is beérkező hősugárzással együtt már elegendő az olvadáshoz akár fagypont körüli hőmérséklet esetén is.

A 2012. október 29-ére virradóan az ország több pontján megfigyelt, és rövid időre síkvidéken is megmaradó havat produkáló időjárási helyzet is hasonló szisztéma szerint alakult ki, az események legfőbb mozgatórugója azonban a hónap közepén az Atlanti-óceánon kialakult Rafael hurrikán volt. Ahogy az alábbi 1. ábrán látható, a ciklon a mérsékelt övbe helyeződve extratrópusi ciklonként is tartósan fennmaradt, illetve kacskaringós és hosszú utat járt be. Ez annak volt köszönhető, hogy a ciklon az önmaga által generált áramlási helyzetnek megfelelően tudott csak mozogni. Közvetett módon Ex-Rafael volt az okozója a havazás előtt Európát elárasztó sarkvidéki hidegbetörésnek, illetve belőle alakult ki Spanyolország felett az a mediterrán ciklon, amiből végül a havazás előfordult.

A mérsékelt övi és a trópusi ciklonok jellemzői:
A mérsékelt övi ciklonok közepes földrajzi szélességek felett, a nyugati szelek zónájában alakulnak ki, létrejöttük és fejlődésük pedig a környezetükben lévő hőkontraszttal van összefüggésben. A különböző hőmérsékletű légtömegeket elválasztó határfelületen frontok fejlődnek ki, és a ciklon előoldalán a melegfront mögött meleg levegő áramlik dél felől, míg a hátoldalán a hidegfront mögött hideg levegő áramlik észak felől. A hideg levegő azonban gyorsabb mozgású, így egy idő után utoléri a melegfrontot, és a két frontszakasz összeolvadásával megkezdődik az okklúziós folyamat. A mérséklet övi ciklonok annál erősebbek, minél nagyobb a hőkontraszt körülöttük, így ezek általában a téli, tavaszi hónapokban a legintenzívebbek, amikor a sarkvidék felől igen hideg levegőt 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) fejlődik ki a közvetlenül a frontok felett. A ciklonközpont közelében azonban itt is az óramutató járásával ellentétes irányú, örvénylő áramlás jön létre, melynek középpontjában a környezetéhez képest hidegebb levegő található. A mérsékelt övi ciklonok feloszlása akkor következik be, amikor megszűnik a környezetükben lévő hőkontraszt, vagyis a hideg- és melegfrontok teljesen egybeolvadnak.

A trópusi ciklonok általában alacsony földrajzi szélességek felett, az északkeleti passzátszél zónájában alakulnak ki, meleg tengervíz felett. Ezért ezen légköri képződmények leggyakrabban a nyári, őszi hónapokban jelennek meg. Kialakulásukhoz szervezett zivatarképződés szükséges. Amennyiben ez elég tartóssá válik, egyre nagyobb hőfelszabadulással jár, mely azt eredményezi, hogy a ciklon középpontjában - mely nagyobb erősségű példányoknál már szemként jelenik meg - a környezeténél melegebb lesz a levegő, és itt erős nyomásesés alakul ki. Ez talajszinten az óramutató járásával ellentétes irányú, szabályos kör alakú örvénylő mozgást hoz létre. A magasabb szinteken ugyanakkor - gyenge magasszintű szélsebesség mellett - határozott és egy pontból kiinduló szétáramlás (divergencia) fejlődik ki közvetlenül a trópusi ciklon magja felett. Ezt a magasszintű fátyolfelhők általában kitűnően jelzik, ahogy a 3. ábrán is látható a Rafael hurrikán esetében. A trópusi ciklonok akkor oszlanak fel, ha megszűnik a fenntartásukhoz szükséges hőenergia. Ez leggyakrabban a ciklon szárazföld fölé, vagy hideg víz fölé helyeződésével következik be. Emellett egyes trópusi ciklonok időnként 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 megerősödnek, de már a kialakult hőkontraszt energiáját felhasználva.


2. ábra - 2013.01.27.[2]	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 jellemző, 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 erősségű csőszerű áramlás. Mivel az északi féltekén a szárazföldek és tengerek elhelyezkedése, valamint a domborzat meglehetősen inhomogén eloszlású, így ezek már képesek jelentősen módosítani a magasszintű nyugati áramlást is. Éppen ezért a futóáramlásban általában mindig találhatók kisebb nagyobb behullámzások. Ezeket hívják Rossby-hullámoknak, melyek kialakulása a 4. ábrasoron következő végig. A hullámok által határolt ciklonális áramlású (az óramutató járásával ellentétes irányú), hideg levegővel kitöltött területet magassági teknőnek, míg a meleg levegővel kitöltött, anticiklonális áramlású részt magassági gerincnek nevezik. A magasszintű áramlási rendszer hatással van az alacsonyabb szintekre is, így a Rossby-hullámok erősen befolyásolják a hagyományos értelemben vett ciklonok és anticiklonok helyzetét. A nagy amplitúdójú Rossby-hullámok kifejlődése gyakran a ciklonok délebbre és az anticiklonok északabbra helyeződésével jár együtt, szemben a közel egyenletes nyugati áramlásra jellemző Izland környéki ciklonközponttal és délnyugat-európai anticiklonközponttal. Amikor megszűnik 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 teknőrészéről időnként önálló, hideg levegővel kitörött örvények is leszakadhatnak a fő áramlási zónáról. Ezekhez általában már nem kapcsolódnak jól fejlett ciklonok az alacsonyabb szinteken, azonban gyakran kíséri őket zápor- és zivatarképződés.

Mivel a trópusi ciklonok a korábban leírtak alapján gyakran jelentős magasszintű áramlással rendelkeznek, így a mérsékelt övezetbe kerülve képesek megbolygatni a Rossby-hullámokat. Ez részben annak köszönhető, hogy az északabbra helyeződő 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 eredetű levegőt szállítanak magukkal, melyek a futóáramlást megközelítve megnövelik a hőkontrasztot 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 jelentősen megközelíti a futóáramlást, az erős magassági szél miatt nem tudja fenntartani trópusi tulajdonságait, és megkezdődik az átalakulása. Ezzel együtt beékelődik a tőle balra lévő magassági teknőbe, aminek előoldalán a 3. számmal jelölt részen tovább erősödik a délies irányú, meleg levegőt szállító áramlás. Ezt kompenzálva a korábban említett magassági gerinc túloldalán erőteljes észak-déli leáramlás, és ezáltal egy nagy amplitúdójú magassági teknő fejlődik 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.

A 2012-es Rafael hurrikán által előidézett downstream development:
A Rafael trópusi vihar október 12-én alakult ki a Kis-Antillák közelében, majd a következő napokban észak felé fordulva egyre jobban megerősödött. A kezdetben tapasztalható erős magassági szél fokozatosan mérséklődött a környezetében, és 15-ére virradóan már gyenge, de határozottan látható magassági szétáramlás alakult ki felette, ami elősegítette, hogy hurrikánná erősödjön. Ezzel egy időben Grönland délnyugati partjánál egy erőteljes 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 megfigyelhető volt egy fejlődésben lévő magassági teknő. Október 16-án 12 UTC-kor Rafael elérte legnagyobb intenzitását 150 km/h-s 1 perces átlagszéllel és 969 hPa-os központi légnyomással [1]. Ekkor a 7. ábrán látható módon a magasszintű áramlás kissé megerősödött a ciklon északi oldalán, és ezzel egy időben az észak-amerikai teknő előoldalán is erősebbé vált a délies áramlás. Az észak-atlanti ciklon mögött az óceán felett viszont már északnyugatias irányt vett fel a magasszintű szél. 17-ére virradóan a Rafael hurrikán már veszített erejéből, és megkezdődött a beleolvadása az Új-Skócia fölött lévő magassági teknőbe. A két rendszer összeolvadó áramlási mezejében a 8. ábra tanúsága szerint már erős délies áramlás alakult ki. Ez a szélerősödés a teknő előtt egy határozott magassági gerinc kifejlődésével járt együtt, melynek másik oldalán egyre inkább északias irányúra fordult és szintén erősebbé vált a magasszintű szél. Ennek következtében egy új magassági teknő lefűződése indult meg az Ibériai-félszigettől északnyugatra. A folyamat 19-én érte el csúcspontját, amikor a 9. ábrán látható, a Brit-szigetektől egészen Madeira és a Kanári-szigetek térségéig elnyúló nagy amplitúdójú teknő fejlődött ki Portugáliától nyugatra, a hátoldalán határozott északi, előoldalán pedig déli, délnyugati áramlással. Ugyanekkor a már extratrópusi ciklonná alakult Rafael gyors mozgása révén elérte az Atlanti-óceán középső vidékét és ismét erősödni kezdett, már a hőkontrasztból merítve energiát.


6. ábra [3]	7. ábra [3]

8. ábra [3]	9. ábra [3]

Ex-Rafael hatása az atlanti-óceáni és európai időjárási helyzetre október 20. után:
A Rafael hurrikánból kialakult, gyors mozgású mérsékelt övi ciklon 20-ára virradóan már elérte Grönland térségét, miközben tovább mélyült. Az előző nap még 975 hPa-os központi légnyomás 20-ára virradóan 966 hPa-ig süllyedt, de a legerősebb átlagszél már csak 95 km/h volt, ami jócskán elmaradt a trópusi időszakában mért maximumtól. [1] Ezzel együtt a 10. ábra tanúsága szerint a hátoldalán jelentősebbé vált az északnyugati áramlás, ami megakadályozta, hogy a nyugat felől közeledő újabb magassági teknő beleolvadjon a ciklonba. A Rafael által generált kiterjed nyugat-európai teknő 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 magasságszintű ciklonális áramlások egyre kiterjedtebb és erősebb önálló örvényt alakítottak ki, ahogy ez a 11. ábrán látható. Az erőteljes északi, északnyugati hátoldali szélmező mellett az előoldalon is egyre határozottabbá vált a délies szél. 23-án Ex-Rafael az Észak-Amerikából kimozduló, gyors mozgású teknő hatására kelet felé fordult, ahogy ez a 12. ábrán megfigyelhető. A két légköri képződmény között elhelyezkedő magassági gerinc azonban erőteljes délies áramlást idézett elő a nyugat-atlanti teknő előoldalán, ami egészen Dél-Grönland térségéig ért. Ennek következtében Izland környékén a korábbi délnyugati áramlás északnyugatiba váltott, ami a következő napokban egy teknő kialakulását generálta Észak-Európa felett. Ez utóbbi segítette elő a sarkvidéki hideg levegő beáramlását a kontinens fölé. Ennek első fázisa, illetve a hatására Izland felé kiterjedő magassági gerinc már megfigyelhető a 13. ábrán. A magassági gerinc mentén létrejövő felszínközeli észak-atlanti anticiklon egyrészt hozzájárult ahhoz, hogy az időközben Portugáliát elérő Ex-Rafael észak felől hideg levegő utánpótlást kapva a Földközi-tenger felett mediterrán ciklonná alakuljon, másrészt blokkolta a nyugat felől közeledő ciklont, így az tartósan a nyugat-atlanti térség felett maradt.


10. ábra [3]	11. ábra [3]

12. ábra [3]	13. ábra [3]

Az időjárási helyzet alakulása Európában október 25. és 30. között:
A sarkvidékről megindult légtömeg október 25-én érte el Közép-Európát egy erőteljes észak-európai ciklon hátoldalán. Ahogy a 14. ábrán megfigyelhető, a front környezetében jelentős hőmérsékleti kontraszt alakult ki. A 850 hPa-os nyomási szinten (kb. 1300-1400 méteres magasságban) Franciaország környezetében még +10 °C felett alakult a hőmérséklet, míg a skandináv és a balti országokban -5 °C alatti, sőt északabbra -10 °C fok alatti értékek voltak jellemzőek nagy területre kiterjedően. A hideg levegő a Kárpát-medencét megközelítve két részre szakadt. Az egyik hullám a Kárpátoktól keletre folytatta útját, kis mértékben érintve hazánkat is. Ezzel szemben a másik, erősebb hullám az Alpoktól északra elhaladva Nyugat-Európára zúdult, elősegítve a későbbi havazást okozó, Ex-Rafael maradványából kialakuló mediterrán ciklon megerősödését.

A gyorsan kimélyülő, több középpontú mediterrán ciklon 27-én már az Alpok fölé helyeződött, és előoldalán a 15. ábrán látható módon erőteljes délnyugati áramlással meleg, szubtrópusi eredetű levegőt szívott fel Afrika felől. Ennek hatására a Kárpát-medence térségében és attól keletre az átmeneti lehűlést követően enyhébbre fordult az idő. Az Alpoktól északnyugatra ugyanakkor már télies időjárás alakult ki. A kezdeti esőt ezen a napon észak felől többfelé havazás váltotta fel, miközben csupán 0 °C körül alakult a napközben mért maximum-hőmérséklet. Több helyen az év ezen időszakához képest képest vastag, 5-10 cm-es hótakaró alakult ki Dél-Németországtól Csehországon és Észak-Ausztrián át Lengyelországig húzódva.

Ezt követően a mediterrán ciklonról egy önálló ciklon szakadt le, mely Északkelet-Európa fölé helyeződött, míg a főciklon tartósan a Genovai-öböl térsége felett maradt, ahogy ez a 16. ábrán látható. Ez utóbbi biztosította dél felől a nedves levegő utánpótlását, miközben a hideg levegő lassan keletebbre mozdult, elérve a Kárpát-medencét. Ezen feltételek segítették elő, hogy 29-ére virradóan és napközben Magyarországon is több helyen előforduljon havazás.

A mediterrán ciklon hatása hazánkban [5]:
Az észak-európai ciklon hidegfrontja 26-án érintette az országot, de hatása nem volt számottevő. A korábbi napokban ugyanis sokfelé borongós, párás és hűvös idő volt jellemző az országban, így ahol a front miatt feloszlott a ködfelhőzet, inkább enyhébb lett az idő. 27-ére virradó éjszaka már a közeledő mediterrán ciklon melegfrontja határozta meg időjárásunkat, melyből reggelig a nyugati és az északi országrészben sokfelé fordult elő eső. Napközben a melegfront mögött a déli megyékben átmenetileg felszakadozott a felhőzet, és a kevés napsütés hatására 17, 20 °C közé melegedett fel a levegő. Ezzel szemben északon többfelé 15 °C alatt, sőt helyenként csak 10 °C körül alakult a hőmérséklet. A késő délutáni órákban megérkezett a ciklon hidegfrontja, melyből ismét egyre többfelé kezdődött csapadékhullás. Az eső, zápor mellett a déli és a középső országrészben szórványosan zivatarok is kialakultak. Eközben északnyugat felől megkezdődött a hideg levegő beáramlása, melynek hatására éjjel nyugaton havas eső, havazás váltotta fel az esőt. A ciklonból összességében országszerte jelentős, jellemzően 10-25 mm csapadék hullott. A 27-én észlelt időjárási jelenségek a MetNet adatbázisa alapján a 17. ábrán láthatóak.

28-án északnyugat felől eleinte kissé szárazabb levegő áramlott fölénk, így megszűnt a csapadékhullás, és helyenként a felhőzet is felszakadozott kissé. A hőmérséklet ennek ellenére már országszerte jelentősen visszaesett, napközben csupán 5 °C körüli értékeket mérhettünk. A délutáni órákban a Genovai-öböl térségében megrekedt ciklon áramlási rendszerében dél felől újból nedvesebb légtömeg érte el hazánkat. Ennek hatására egyre többfelé kezdődött csapadékhullás, melynek halmazállapota eleinte nyugaton, majd később kelet felé terjeszkedve már hó volt, míg másutt többnyire eső, az átmeneti zónában pedig havas eső vagy fagyott eső esett. A csapadékhullás legintenzívebb része az éjszakai órákban zajlott, amikor a Dunántúl nagy részén és a Duna-Tisza köze középső területén síkvidéken is 0 °C köré, míg a magasabban fekvő helyeken néhány fokkal fagypont alá hűlt le a levegő. Ennek köszönhetően reggelre síkvidéken is több helyen kialakult lepelnyi vagy néhány cm-es hóréteg, a legtöbb Győr-Moson-Sopron és Vas megye egyes vidékein. A hegyvidéki területeken és az Őrség 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 őszies küllemű tájat, ahogy a 18. és 19. ábra mutatja.


18. ábra	19. ábra

29-én délelőtt már a Tiszántúl egyes helyein is havazásba vagy havas esőbe váltott az addigi eső, de megmaradó hó itt már nem alakult ki. A Kékestetőn azonban rövid időre 10 cm fölé hízott a hóréteg. Eközben nyugat felől fokozatosan megszűnt a csapadékhullás, és megkezdődött a felhőzet csökkenése. Ennek ellenére a maximumok jellemzően 5 °C alatt maradtak, sőt 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 Kékestetőn csak november 2-án reggelre szűnt meg az összefüggő hótakaró. A kevésbé felhős időjárásnak köszönhetően október 30. és 31. többfelé meghozta az első kiterjedt őszi fagyokat, melyeket ezúttal ritka esetként megelőzte az első, megmaradó havat produkáló hóesés.