KÖFOP-2.1.2-VEKOP-15- 2016-00001 A jó kormányzást megalapozó közszolgálat-fejlesztés
Villámárvizek meteorológiai háttere Goda Zoltán NKE-VTK
NEMZETI KÖZSZOLGÁLATI EGYETEM
VILLÁM ÉS VILLÁMÁRVÍZ
severe-weather.eu
ORSZÁGOS TELEPÜLÉSI CSAPADÉKVÍZ–GAZDÁLKODÁSI KONFERENCIA, 2017. NOVEMBER 14-15.
VILLÁMÁRVÍZ ÁLTAL ÉRINTETT TERÜLETEK Infrastruktúra Közlekedés Ellátás (élelmiszer, egészségügy…) Közműszolgáltatás Ivóvízellátás és szennyvízkezelés Erdészet és mezőgazdaság Közvetlen életveszély Katasztrófavédelmi szempontból komolyabb veszélyt jelent, mint a többi károkozó meteorológiai jelenség (jégeső, szélvihar, stb.) ORSZÁGOS TELEPÜLÉSI CSAPADÉKVÍZ–GAZDÁLKODÁSI KONFERENCIA, 2017. NOVEMBER 14-15.
MEGHATÁROZÁS •
Rövid idő alatt lehulló, nagy mennyiségű csapadék által okozott tartós vízborítottság.
•
Összetett jelenség: meteorológia • hidrológia • geológia •
domborzati jellemzők • összegyülekezést, lefolyást befolyásoló paraméterek • településszerkezet • csapadékvíz kezelés •
ORSZÁGOS TELEPÜLÉSI CSAPADÉKVÍZ–GAZDÁLKODÁSI KONFERENCIA, 2017. NOVEMBER 14-15.
METEOROLÓGIAI MEGHATÁROZÁS •
NOAA1: 6 óránál rövidebb idő alatt lezajló heves csapadékhullás eredménye.
•
Heves csapadékhullás – mennyiség és intenzitás egyaránt fontos Felhőszakadás: 30mm/30min • Felhőszakadásszerű intenzitás: 1mm/min •
•
Hazánkban szinte kizárólag konvektív csapadékhoz köthető.
•
Rétegfelhőzetből is hullhat jelentős (100mm/24óra) csapadék, de az intenzitás lényegesen kisebb.
•
Egyéb tényezők jelenléte, pl. hóolvadás.
•
Más éghajlatú területeken jóval színesebb a kép. 1National
Oceanic and Atmospheric Administration
ORSZÁGOS TELEPÜLÉSI CSAPADÉKVÍZ–GAZDÁLKODÁSI KONFERENCIA, 2017. NOVEMBER 14-15.
KONVEKTÍV CSAPADÉK •
A konvektív felhők közül az intenzív csapadékhullás minden esetben a cumulonimbus felhőfajhoz köthető.
•
A zivatartevékenység nem feltétlenül jár együtt intenzív csapadékhullással.
•
Egyes zivatartípusokra, meteorológiai helyzetekre kifejezetten jellemző a heves esőzés.
•
Meteorológiai paraméterek figyelembevételével, meteorológiai modellek használatával előrejelezhető esemény.
•
Domborzati, hidrológiai adottságokkal összevetve a villámárvíz valószínűsége is meghatározható. 1National
Oceanic and Atmospheric Administration
ORSZÁGOS TELEPÜLÉSI CSAPADÉKVÍZ–GAZDÁLKODÁSI KONFERENCIA, 2017. NOVEMBER 14-15.
ZIVATAROK KIALAKULÁSA Egy zivatar kialakulásában 3 fő légköri paraméter játszik döntő szerepet. Labilitás
KIHULLHATÓ VÍZMENNYISÉG
Kihullható vízmennyiség Szélnyírás •
•
Meghatározzák a zivatar fejlődését, típusát, hevességét, élettartamát, kísérőjelenségeit.
LABILITÁS
Mérhető, előrejelezhető paraméterek.
ORSZÁGOS TELEPÜLÉSI CSAPADÉKVÍZ–GAZDÁLKODÁSI KONFERENCIA, 2017. NOVEMBER 14-15.
SZÉLNYÍRÁS
ZIVATAROK KIALAKULÁSA Labilitás
Lényegében felhajtóerő: két légrész közötti sűrűségkülönbség révén alakul ki. A légrészek függőleges gyorsulását idézi elő. Mérése, előrejelzése:
CAPE-index: Convective Available Potential Energy, azaz a konvektív hasznosítható potenciális energia • Lifted-index (emelési index) • Thompson-index (nedvességi paramétereket is figyelembe vesz) •
A labilitás mértékével meghatározható a zivatarképződés valószínűsége, várható fejlettsége, hevessége. ORSZÁGOS TELEPÜLÉSI CSAPADÉKVÍZ–GAZDÁLKODÁSI KONFERENCIA, 2017. NOVEMBER 14-15.
LABILITÁS
ZIVATAROK KIALAKULÁSA Kihullható vízmennyiség
Rendelkezésre álló légköri vízgőztartalom. Eredete:
alsóbb légrétegeknél a felszínről történő párolgás, • felsőbb légrétegeknél beáramlás. •
Relatív érték, azaz az adott légréteg hőmérsékleti viszonyaitól függ. Kritikus elem, hiányában megfelelő labilitás mellett sem alakul ki zivatar. 25-30mm és magasabb érték esetén fennáll a felhőszakadás, illetve villámárvíz lehetősége. ORSZÁGOS TELEPÜLÉSI CSAPADÉKVÍZ–GAZDÁLKODÁSI KONFERENCIA, 2017. NOVEMBER 14-15.
KIHULLHATÓ VÍZMENNYISÉG
ZIVATAROK KIALAKULÁSA Szélnyírás
A szélsebesség vektor térbeli változása. Két légréteg egymáshoz viszonyított szélsebesség vektor különbsége. 0-1 km • 0-6 km • 0-8 km •
SZÉLNYÍRÁS
Nem feltétele a zivatar kialakulásának, de lényeges meghatározó paraméter lehet. A többi paraméter megfelelő mértékű jelenléte mellett a nagyobb szélnyírás általában fejlettebb zivatartípust eredményez. ORSZÁGOS TELEPÜLÉSI CSAPADÉKVÍZ–GAZDÁLKODÁSI KONFERENCIA, 2017. NOVEMBER 14-15.
ZIVATAROK KIALAKULÁSA •
E három tényező jelenléte és megfelelő aránya meghatározó
•
Kritérium: •
•
KIHULLHATÓ VÍZMENNYISÉG
Labilitás + kihullható vízmennyiség
Nem alakul ki zivatar:
Alacsony labilitás mellett • Kihullható víz hiánya mellett • Erős szélnyírás és alacsony labilitás esetén •
•
További tényezők, paraméterek elősegíthetik • gátolhatják
LABILITÁS
•
SZÉLNYÍRÁS
ORSZÁGOS TELEPÜLÉSI CSAPADÉKVÍZ–GAZDÁLKODÁSI KONFERENCIA, 2017. NOVEMBER 14-15.
ZIVATAROK EVOLÚCIÓJA Monocellás zivatar Cella: a zivatarfelhő feláramlást és leáramlást tartalmazó egysége. •
Labilitás, nedvesség elegendő, szélnyírás nulla.
•
A keletkezés helyén éri el érett és feloszló fázisát.
•
Általában rövid élettartamú.
•
Villámárvíz kockázata kicsi.
•
Pulse-type zivatarok.
KIHULLHATÓ VÍZMENNYISÉG
LABILITÁS
ORSZÁGOS TELEPÜLÉSI CSAPADÉKVÍZ–GAZDÁLKODÁSI KONFERENCIA, 2017. NOVEMBER 14-15.
ZIVATAROK EVOLÚCIÓJA Multicellás zivatar •
A labilitás és a nedvesség mellett megjelenik a közepes mértékű szélnyírás.
•
A feláramlási és leáramlási zóna jól elkülönül.
•
Több, különálló cella, eltérő fejlettségi fázisban.
•
A keletkezés és feloszlás helye között több száz km-t megtehet.
•
KIHULLHATÓ VÍZMENNYISÉG
LABILITÁS
Lassú cellaáthelyeződés esetén kifejezetten magában hordozza a villámárvíz kockázatát. ORSZÁGOS TELEPÜLÉSI CSAPADÉKVÍZ–GAZDÁLKODÁSI KONFERENCIA, 2017. NOVEMBER 14-15.
SZÉLNYÍ RÁS
ZIVATAROK EVOLÚCIÓJA Szupercellás zivatar •
A jelentős szélnyírásnak köszönhetően forgó feláramlást, ún. mezociklont tartalmaz.
•
Heves meteorológiai események széles skálája.
•
Gyors mozgás és különösen hosszú élettartam jellemzi.
•
A keletkezés és feloszlás helye között több száz km-t megtehet.
•
KIHULLHATÓ VÍZMENNYISÉG
LABILITÁS
A heves csapadékhullással járó ún. HP (high precipitation) szupercellák esetében a villámárvíz kialakulásának kockázata magas. ORSZÁGOS TELEPÜLÉSI CSAPADÉKVÍZ–GAZDÁLKODÁSI KONFERENCIA, 2017. NOVEMBER 14-15.
SZÉLNYÍRÁS
ZIVATAROK SZERVEZETTSÉGE Mezoskálájú konvektív rendszerek •
•
Szerveződött zivatarrendszer, multi-, vagy szupercellák csoportja. Több tízezer km2, horizontális kiterjedéssel, heves időjárási eseményekkel.
•
Vonalba rendeződött mezoléptékű konvektív rendszerek (VMKR).
•
Cirkuláris mezoléptékű konvektív rendszerek (CMKR).
•
Ismétlődő heves csapadékhullás – magas villámárvíz kockázat.
ORSZÁGOS TELEPÜLÉSI CSAPADÉKVÍZ–GAZDÁLKODÁSI KONFERENCIA, 2017. NOVEMBER 14-15.
ZIVATAROK SZERVEZETTSÉGE Mezoskálájú konvektív komplexumok •
•
•
•
Hatalmas zivatarrendszer, akár több országra is kiterjedhet azonos időben. Kritériuma a legalább 100.000 km2 kiterjedésű, -32 °C hőmérsékletű és legalább 50.000 km2 kiterjedésű, -52°C hőmérsékletű felhőtető. Órákon át tartó, váltakozó intenzitású csapadék, heves villámtevékenység és szinte folyamatos viharos szél jellemzi. Ismétlődő heves csapadékhullás – magas villámárvíz kockázat.
ORSZÁGOS TELEPÜLÉSI CSAPADÉKVÍZ–GAZDÁLKODÁSI KONFERENCIA, 2017. NOVEMBER 14-15.
ZIVATAROK SZERVEZETTSÉGE Konvergencia zivatarok •
•
•
severe-weather.eu
•
Konvergencia-vonalak mentén kialakuló multi-, vagy szupercellás zivatarcsoportok. A konvergencia-vonal mentén mozognak, mintegy a vonalra felfűzve. A konvergencia-vonal elmozdulása nagyon lassú lehet. Órákon át tartó heves csapadékhullás – kiemelten magas villámárvíz kockázat!
ORSZÁGOS TELEPÜLÉSI CSAPADÉKVÍZ–GAZDÁLKODÁSI KONFERENCIA, 2017. NOVEMBER 14-15.
ELŐREJELZÉS •
Különlegesen nagy precizitást igényel, hiszen a várható csapadékmennyiség pontos meghatározása, valamint az érintett terület lehatárolása kiemelt jelentőségű.
•
Nagyobb zivatarrendszereknél (MCS) az előrejelzés általában pontosabb, lokálisan kialakuló zivatarok esetében ez nagyon nehéz.
•
Apró eltérés a modellek által számolt valamelyik paraméter értékében lényeges különbséget jelenthet.
•
A nagy felbontású modellek a gyengébbekkel összehasonlítva általában a csapadék mennyiségén nem változtatnak, ellenben a csapadékhullás struktúrája lényegesen finomabb lehet.
Simon André (OMSZ) ORSZÁGOS TELEPÜLÉSI CSAPADÉKVÍZ–GAZDÁLKODÁSI KONFERENCIA, 2017. NOVEMBER 14-15.
GYAKORISÁG VÁLTOZÁS •
A villámárvíz gyakoriságának változása nem ugyanaz, mint a villámárvizet potenciálisan okozó torrens csapadékesemények gyakoriságának változása!
•
Gyakoribban lettek a heves csapadékot adó zivatarok?
•
Csapadékosság: a lehullott csapadékösszeg és a csapadékos napok hányadosa.
•
Az 1961. és 2015. közötti időszakban a csapadékosság országosan 1 mm-rel emelkedett, azaz igen, de… Lakatos M., Hoffmann L (OMSZ)
•
Nem feltétlenül kell megvárni, amíg 100%-os biztonsággal magabiztos kijelentéseket tehetünk. ORSZÁGOS TELEPÜLÉSI CSAPADÉKVÍZ–GAZDÁLKODÁSI KONFERENCIA, 2017. NOVEMBER 14-15.
ÖSSZEFOGLALÁS •
•
•
A meteorológiai paraméterek közül a kihullható vízmennyiségből következtethetünk a csapadéktevékenységre és a villámárvíz kialakulásának valószínűségére. (természetesen az összes többi meteorológiai paraméter figyelembevételével) A zivatartípusok közül a lassú mozgású zivatarrendszerek, a HP szupercellák, a mezosklálájú konvektív rendszerek (MCS), valamint a konvergenciavonalak mentén kialakuló zivatarok esetén a legmagasabb a villámárvíz kockázata. Nagyobb felbontású meteorológiai modellek használatával, „real time” előrejelzésekkel pontosítható a prognózis, így értékes idő nyerhető amely a felkészülésre fordítható.
ORSZÁGOS TELEPÜLÉSI CSAPADÉKVÍZ–GAZDÁLKODÁSI KONFERENCIA, 2017. NOVEMBER 14-15.
ZÁRÓ GONDOLATOK •
•
•
Az időjárást érdemben befolyásolni nem tudjuk (az éghajlatot sajnos igen…) kutatni viszont annál inkább. A villámárvíz a „felhőben kezdődik” ma még kevéssé ismert befolyásoló tényezők mellett. Ezek kutatására erőforrást kell biztosítani. Adatból sosem elég – az adat értéke korlátok nélküli felhasználhatóságában rejlik. Mindenki számára elérhető, de a szakma által gondozott adatbázist kell létrehozni.
Köszönet: Országos Meteorológiai Szolgálat •
Simon André
szupercella.hu – Viharvadászok Egyesülete National Oceanic and Atmospheric Administration severe-weather.eu
ORSZÁGOS TELEPÜLÉSI CSAPADÉKVÍZ–GAZDÁLKODÁSI KONFERENCIA, 2017. NOVEMBER 14-15.
Köszönöm a figyelmet!
KÖFOP-2.1.2-VEKOP-15- 2016-00001 A jó kormányzást megalapozó közszolgálat-fejlesztés EFOP-3.6.1-16-2016-00025 A vízgazdálkodási felsőoktatás erősítése az intelligens szakosodás keretében NEMZETI KÖZSZOLGÁLATI EGYETEM
