Co się stało na wschód od Rzeszowa nocą 13/14 sierpnia 2014?

Burze co roku powodują w Polsce rozległe szkody, które idą w tysiące uszkodzonych budynków. Odpowiada za nie wiatr, który schodzi pod dwiema postaciami: jako trąba powietrzna lub jako downburst. Pierwsze pojęcie oczywiście budzi szerokie zainteresowanie, natomiast drugie nawet nie ma polskiego odpowiednika (nie, „wiatr prostoliniowy” to nie downburst). Nie ma w tym nic dziwnego, ponieważ dla przeciętnej osoby odróżnienie tych zjawisk nie ma żadnego znaczenia.

Dla osób związanych z meteorologią jest zgoła inaczej. Dla jednych z ciekawości, dla drugich z kompleksów (patrzcie zaprognozowałem/wykluczyłem trąbę i była/niebyła), dla trzecich z chęci poszerzania wiedzy – przyczyny są mało istotne, najważniejsze jest że wiele osób interesuje pytanie: czy przeszła trąba powietrzna? I takie padło też w przypadku zjawiska, które wystąpiło na wschód od Rzeszowa, 14 sierpnia 2014 około godziny 2:30.

Godzina ta zrodziła konsternację wśród wielu pasjonatów meteorologii – w końcu nikt nie mógł nagrać czy sfotografować trąby, a prawie wszyscy świadkowie spali. Niestety nadal niewiele osób wie, że poleganie na fotkach leja jest podejściem sprzed kilkudziesięciu lat, bardzo niedokładnym i często mylącym. W praktyce (w cywilizowanych krajach?) stosuje się naukową analizę szkód, ponieważ tylko one bezpośrednio są tym co się stało. My staramy się ją stosować od dwóch lat i w tym roku jest tak samo.

Jeden z członków naszego zespołu udał się na miejsce zejścia zjawiska. Przez 12 godzin dokonywał pomiarów GPS, nakreślał wektory i wykonywał zdjęcia z geotagowaniem. Wynik jest prosty: na wschód od Rzeszowa zeszła silna, nocna trąba powietrzna. Szczegóły analizy zostały przedstawione poniżej. Dotyczy ona tylko szkód, jest to na tyle nietypowy przypadek, że aspekty meteorologiczne zostaną omówione w osobnym artykule (również ze względu na czas – czekamy na dane ze stacji meteorologicznej kilkaset metrów od przejścia trąby!).

1. Skąd wiadomo, że nocą przeszła trąba?

Trzy główne dowody:
A) Stosunek szerokości do długości szlaku (średnio 0,3 km do 7 km – 1:23). Downbursty nigdy nie zostawiają wąskich i długich obszarów szkód, to domena wyłącznie trąb powietrznych [1].
B) Zbieżności wektorów powalonych drzew. Downbursty generalnie pozostawiają rozbieżnie powalone drzewa (skierowane na zewnątrz), natomiast trąby generalnie zbieżnie powalone drzewa (skierowane do wewnątrz) [1].
C) Wybiórcze szkody. W obszarze szkód zdarzało się, że obok siebie stały dwa różnie zbudowane budynki – jeden słabiej, drugi solidniej – i uszkodzony był tylko ten drugi. Downburst nie wybiera i powinien bardziej uszkodzić ten słabszy. Z trąbą powietrzną jest inaczej, ponieważ prócz dużego leja, występują w niej wiry ssące, które mogą mieć średnicę nawet do kilkunastu metrów i odpowiadają za wybiórcze szkody [2].

Ponadto warto dodać dwie poszlaki:
D) Budynek uszkodzony na EF-3 tylko po stronie zawietrznej w stosunku do kierunku ruchu burzy. O ile downburst może dać wiatr boczny, o tyle zawsze ma on niską prędkość, ponieważ występuje w końcowej fazie [1]. W trąbie powietrznej oczywiście często występują silne wiatry boczne.
E) Budynki uszkodzone uniesionymi odłamkami. Wiele budynków w obszarze szkód miało poprzebijane elewacje, jednak większość można było wytłumaczyć spadającym dachem. Prócz jednego, który miał przebitą elewację na wysokości około 2 m, miał dach z dachówki (szkody EF-0), a najbliższe budynki stały 50 m od niego. Niezależnie od tego czy został uszkodzony przez własną dachówkę czy odłamki z innych miejsc – element musiał być najpierw uniesiony.

Dopisek: dostaliśmy fotkę od PSP Rzeszów wykonaną dosłownie kilka godzin po przejściu zjawiska. Odłamki powbijane w elewację mówią same za siebie:

2. Dane statystyczne

Maksymalna siła: dolne EF-3 (238 km/h, ze względu na zerwaną konstrukcję dachu i duże wyrwy w ścianach szczytowych 3 budynków) – w Malawie i Kraczkowej.
Szkody: 180 budynków, Malawa, Kraczkowa, Tłoki, Krzemienica.
Długość szlaku: około 7050 m.
Maksymalna szerokość: około 400 m – w Malawie.
Prędkość ruchu burzy: 90-100 km/h (!).
Czas trwania: prawdopodobnie 5 minut (!).

Uwaga odnośnie oceny siły trąby: największe szkody (wyrwy w ścianach) były punktowe, wystąpiły w zaledwie kilku budynkach, jednak nie ma wątpliwości co do tego, że powinny zostać zakwalifikowane jako EF-3. W tych przypadkach (zdjęcia poniżej) można zastosować tylko piąty stopień szkód we wskaźniku C-4 (murowane budynki). „Większość struktury dachowej usunięta, ściany przeważnie nienaruszone” w oczekiwanej granicy (196 km/h) odpada ze względu poważnie naruszone ściany, zatem pozostaje górna granica (238 km/h), która kwalifikuje się do EF-3 (od 225 km/h). Zastosowanie czwartego stopnia odpada (prócz pokrycia dachowego, usunięta została też struktura), natomiast szósty stopień byłby na wyrost (dotyczy już całych zawalonych pięter).

3. Mapa szlaku

Skala szkód to oczywiście Enhanced Fujita oparta o realizację kanadyjską z roku 2013 [3]. Większość ocen została dokonana dzięki umiejscowieniu zdjęć wykonanych przez dziennikarzy – w trakcie wizji lokalnej 5 dni po nawałnicy prawie wszystkie dachy były już rozebrane/naprawiane. O ile nas pamięć nie myli, jest to pierwsza tego typu mapa siły trąby w Polsce. Wcześniej takich jeszcze nie wykonywaliśmy, a pozostałe ośrodki póki co nawet nie doszły do etapu odkrywania, że oryginalna skala Fujity z lat 70 jest lekko nieaktualna w 2014 roku.

Jak widać, ocena siły trąby w skali przestrzennej jest zależna przede wszystkim od rozmieszczenia wskaźników szkód. W przerwach pomiędzy miejscowościami, gdzie jest po kilkanaście powalonych drzew, niestety ciężko ocenić siłę – skala EF jest niedopracowana w kwestii roślinności.

Co do samej przestrzennej organizacji szlaku, tym razem nie można było zastosować sprawdzonej metody pomiarów GPS wzdłuż krawędzi. Uniemożliwiło to ukształtowanie terenu, strumyki i liczne ogrodzenia. Zamiast tego, zastosowana została metoda znana ze Stanów Zjednoczonych – przecinanie szlaku drogami. Udało się go przeciąć aż 8 razy, co daje bardzo dobrą średnią na poziomie przecięcia co 900 m. Dodatkowo szlak pomiędzy poszczególnymi drogami był zawsze widoczny i starannie nanoszony na mapę, dzięki czemu jest pewność co do jego ciągłości. Poniżej sam pomiar GPS:

4. Wektory

Początek szlaku. Uwagę zwraca rozbieżność na północnym zachodzie, ale wystąpiła w sporej dolince (20-30 metrowe zagłębienie). Ogólnie dość dobrze widoczna jest linia zbieżności. Niestety to jedyny fragment, na którym można było ją tak wyznaczyć – dalej było tylko kilka fragmentów lasów, w których drzewa nie zostały powalone w odpowiednich ilościach.

Mimo to dało się zauważyć, że drzewa przy lewej krawędzi generalnie kładły się w prawo (czyli do środka), a te przy prawej kładły się w lewo (czyli też do środka).

Została też podjęta analiza odłamków uwiecznionych przez media w rejonie szkód EF-3 – niestety z powodu bardzo podobnych ujęć nie dała ona praktycznie żadnych nowych danych. Wynikło z niej wyłącznie, że wełna mineralna i fragmenty blachodachówki zostały przeniesione wzdłuż osi szlaku.

5. Uwagi różne

– Jest to pierwsza silna i jednocześnie nocna trąba powietrzna w ciągu ostatniej dekady w Polsce, ale… ten przypadek też wiele osób początkowo nazywało downburstem. Nie wiadomo ile podobnych zdarzeń zostało zakopanych pod etykietką „zwykły wiatr”. Żeby nie sięgać daleko pamięcią, wystarczy przypomnieć sobie kilkaset uszkodzonych budynków w świętokrzyskim w sierpniu 2012. Dopisek 23 sierpnia: różne komentarze w internecie kłócą się o tą uwagę mówiąc, że to nie była najsilniejsza trąba ostatniej dekady. Oczywiście, że nie była! Mowa jest o silnej nocnej trąbie. Silna trąba to, według znanej wszystkim definicji, EF2 i wyżej. Takich nocnych przypadków nie odnotowano w ciągu ostatnich 10 lat.

– Zdecydowana większość uszkodzonych budynków miała blachodachówkę i na wielu z nich tak naprawdę jest naciągane EF-1. Zasady klasyfikacji zjawisk są jednak proste – liczą się najgorsze szkody i dlatego trąba dostała kategorię dolnego EF-3.

– Wspomniany w pierwszym punkcie budynek, który dostał uniesionym odłamkiem. Na zachodzie Kraczkowej:

– Szkody EF3 po zawietrznej. Również zachód Kraczkowej:

– Stacja benzynowa monitoring miała, ale już nie ma. Został zdjęty razem z kamerami, powędrował do ubezpieczyciela i aktualnie nie ma do niego dostępu z zewnątrz.

– Ze względu na długość szlaku (na początku szacowaną na 5-10 km), wizja lokalna została zaplanowana na 12 godzin. W praktyce okazało się, że to zdecydowanie za mało. Owszem, najważniejsze rzeczy zostały ustalone, ale zabrakło czasu na dokładną ocenę uszkodzonych budynków, porządną dokumentację zdjęciową czy w końcu na sprawdzenie pobocznych szkód.

– W trakcie wizji lokalnej miał być użyty wysięgnik, za pomocą którego można robić zdjęcia z wysokości 6,5 m. Niestety, zostały wykonane tylko trzy, ponieważ… w trakcie 600 km podróży, w trybie czuwania rozładowała się bateria w aparacie przystosowanym do tych fotek. Nauczka na przyszłość. Pierwsze zdjęcie pojawiło się po lewej pod wektorami, a poniżej dwa pozostałe:

– Na koniec warto dodać dość zaskakującą informację: nocny tornado outbreak (5 trąb) był jak najbardziej możliwy. Prócz trąby z Malawy, szkody wystąpiły również w Łańcucie, na styku Rzeszowa i Matysówki, w okolicach Tarnowa i w końcu przy Nowym Sączu. Które z nich to microbursty, a które były trąbami? Na to odpowiedź można poznać tylko dzięki wizjom lokalnym… Mamy nadzieję, że kiedyś będzie nas stać na jeżdżenie do każdego takiego przypadku!

6. Rekonstrukcja zdarzeń

Burza powstała w paśmie Karpat i stamtąd pędziła z prędkością 90-100 km/h w stronę Rzeszowa. Po dotarciu w okolice stolicy Podkarpacia powaliła kilkadziesiąt drzew (Boguchwała, Matysówka) oraz uszkodziła 5 dachów (Zalesie, Matysówka – ze względu na brak czasu, nie było tam wizji lokalnej). W około 60 minut po powstaniu, o godzinie 2:30 zszedł z niej lej. Trąba powietrzna najpierw położyła lasek kilkaset metrów przed Malawą, by następnie powalić kilka połaci drzew w samej miejscowości oraz uszkodzić 71 budynków (straty oszacowano na 2,4 mln zł) [4]. Później lej przeszedł nad łąkami, gdzie jego siła nie była znana. Szkody jakie nastąpiły na styku Malawy i Kraczkowej sugerują, że była istotna, bowiem to właśnie w tym miejscu doszło do wyrwania ścian szczytowych, co zostało oszacowane na EF-3. Siłę trąby potwierdzają również szacunki urzędów – najbardziej ucierpiała Kraczkowa z 76 uszkodzonymi budynkami [4]. Po tej miejscowości nastąpił kolejny fragment polny. Dalej trąba przecięła Drogę Krajową nr 4 zahaczając o Tłoki. Tuż po drugiej stronie jezdni stał budynek w złym stanie, liczne fragmenty jego dachu zostały rozrzucone po całej okolicy w promieniu do 500 m, a także poobijały pobliską stację benzynową. Nad kolejnym polem trąba zdecydowanie osłabła, szkody w drzewostanie były minimalne (niektóre fragmenty poniżej 130 km/h), lecz ogólnie ciągłość została zachowana. W fazie końcowej trąba uderzyła w Krzemienicę, czyniąc już względnie nieduże szkody. Uszkodzone zostały 33 budynki [4]. Zjawisko prawdopodobnie zanikło na polu za miejscowością. Zerwane dachy odnotowano jeszcze na północy Łańcuta, ale dotyczą one tylko jednej ulicy, nie stanowią przedłużenia szlaku i nie zostały zbadane w wizji lokalnej (ponownie – brak czasu).

7. Przypisy

[1] NWS SR 146 „A guide for conducting convective windstorm surveys”, B. Bunting i B. Smith
[2] Rycina z [1].
[3] Polskie tłumaczenie.
[4] Dane starostów i wojewody.