Burza stulecia – nawałnica z sierpnia 2017 roku minuta po minucie!

Piątek, 11. sierpnia 2017 roku. Nad niemal całą Polską dominuje słoneczna, parna i upalna aura. Na południowym wschodzie temperatury w cieniu sięgają nawet 36 stopni, a wilgotność powietrza oscyluje w okolicach 55-75%. Od zachodu powoli zbliża się jednak istotna zmiana pogody. Nie będzie ona taka, jak wielu sądzi – szybka, miejscami gwałtowna, ale ogólnie nieszkodliwa. Jedynie niewielka, może kilkutysięczna grupa osób w kraju zdaje sobie sprawę z zagrożenia, które tylko czeka, aby się objawić. Potężne zasoby energii, jakimi dysponuje wiszące nad Polską powietrze w przeciągu kilku godzin gwałtownie się rozładują, powodując najbardziej niszczycielską nawałnicę od niemal 100 lat.

Sezon burzowy 2017 zaczął się dynamicznie – już w maju zanotowano pierwsze, gwałtowne burze, a i kwiecień przyniósł silniejsze incydenty. Czerwiec, choć względnie spokojny, także epizodycznie pokazał co potrafią polskie burze. Podobnie było w pierwszych dniach lipca, po czym nastąpił okres ze spokojniejszą aurą. Istotna zmiana w pogodzie nastąpiła pod sam koniec lipca – krótkimi lecz silnymi seriami zaczęły napływać masy upalnego, wilgotnego powietrza. Wysoki poziom kondensacji, oraz inwersja blokowały dzienną konwekcję, która wybuchała podczas wędrówek frontów lub linii zbieżności wiatru. Dwukrotnie w ciągu niecałego tygodnia odczuli to mieszkańcy północnej, zachodniej, centralnej i wschodniej Polski podczas przechodzenia mocno rozbudowanych formacji liniowych nocami z 30. na 31. lipca i z 1. na 2. sierpnia. Drugi z tych terminów zapowiadał się według prognoz numerycznych na jeden z najpoważniejszych incydentów burzowych ostatnich lat – wysoka chwiejność troposfery, sięgająca miejscami według prognoz nawet ponad 3200 J/kg, przy temperaturze w okolicach 28-33 stopni, punkcie rosy 23-25 stopni, ekstremalnie wysokich jak na Polskę wartościach uskoków wiatru i uwodnieniu troposfery wskazywało na możliwą serię ekstremalnie groźnych burz na linii zbieżności, lub na froncie chłodnym. Ostatecznie jednak sytuacja była nieco spokojniejsza, choć na północy kraju odnotowano liczne szkody wiatrowe. Po 2. sierpnia nastąpił ponowny okres spokoju, połączony z większą ilością opadów i ogólnie chłodniejszą aurą. Już wtedy jednak w prognozach średnioterminowych dostrzec można było zbliżające się zagrożenie.

Niepokojące prognozy

Powagę sytuacji dostrzegliśmy 6. sierpnia, kiedy to po kolejnej aktualizacji globalnego modelu synoptycznego GFS nadal nasilały się warunki konwekcyjne na okres 9.-12. sierpnia. Szczególnie groźnie wyglądały 10. i 11. sierpnia, choć początkowo ten pierwszy wyglądał bardziej dynamicznie. Wyliczenia zakładały przejście dużego mezoskalowego układu konwekcyjnego z wbudowaną linią szkwału, który miał utworzyć się w strefie pofalowanego chłodnego frontu atmosferycznego. Warunki termodynamiczne oraz kinematyczne przedstawiały się imponująco, ale i nie były jednoznaczne. Na pierwszy rzut oka spokojnie można było wydawać najwyższy stopień zagrożenia praktycznie dla całego kraju. Dalsza analiza warunków pozakonwekcyjnych, takich jak rozkład wilgoci w kolumnie powietrza, czy poziom kondensacji wykluczały w wielu miejscach burze, a w pozostałych znacznie ograniczały ich prawdopodobieństwo, lub pozwalały na ich rozwój dopiero w godzinach wieczornych i nocnych.

Duża dynamika tworzącego się systemu niżowego, jak i niepewność co do dokładnego rozmieszczenia frontów i niżów wtórnych sprawiły, że analizowaliśmy niemal w pełnym składzie każdą aktualizację prognoz. 8. sierpnia odbyliśmy wspólną naradę wraz z Jarosławem Turałą odnośnie nadchodzących dni. To wtedy padły po raz pierwszy konkretne argumenty za dużym stopniem zagrożenia burzowego (DZ), nasze szacunki się wyklarowały, a część zespołu już wtedy wróżyła przynajmniej jedną, rozległą formację bow echo. Prognozowana chwiejność atmosfery miała w dniach 10. i 11. sierpnia osiągnąć wartości 2000-2500 J/kg, całkowita wodność troposfery 40-45 mm, a średni stosunek zmieszania (mixing-ratio) pary wodnej z suchym powietrzem wynosił 11-15 g/kg. Dosyć ciekawie prezentowało się, także środowisko kinematyczne. Przewidywane wartości uskoku prędkościowego wiatru w warstwie 0-6 km (ang. deep layer shear) wg. wyliczeń modeli numerycznych miały oscylować w okolicach 12-26 m/s, a uskok w warstwie 0-1 km (ang. low level shear) do 15 m/s. Część modeli, w tym szwajcarski Swiss, czy europejski ECMWF, wskazywały na jeszcze wyższe wartości uskoków wiatru, osiągające w warstwie 0-6 km nad terytorium Czech ponad 60 m/s! Największe wrażenie robił jednak gradient temperatury na piątek, 11. sierpnia – niemal 20 stopni na odcinku około 150 km! Naszą uwagę przykuł bardziej jednak czwartek, 10. sierpnia, ponieważ był bardziej klarowny, a chwiejność troposfery miała być wyższa. Co jednak ostatecznie miało się wydarzyć, zależało tylko i wyłącznie od atmosfery, jak się zachowa, gdzie puści blokada, gdzie i na jak długo powstaną niże wtórne, a co najważniejsze, w jakim tempie przemieszczać się będzie front z liniami zbieżności.

Preludium katastrofy

Po krótkim ochłodzeniu, od 8. sierpnia temperatura ponownie zaczęła rosnąć, dochodząc do około 28 stopni na Dolnym Śląsku i Opolszczyźnie. W nocy z 6. na 7. sierpnia nad Niemcami pojawił się wyż, będący efektem rozbudowy atlantyckiego klina wysokiego ciśnienia nad Zachodnią i Centralną Europą. Antycyklon przemieścił się nad terytorium Polski i już we wtorek, 8. sierpnia nad ranem, znalazł się nad Białorusią. Jednocześnie wcześniej mało aktywny system niżowy znad Półwyspu Iberyjskiego zaczął się pogłębiać, odcinając wyż białoruski od swojego układu twórczego. Wraz z systemem niżowym, rozpiętym w osi frontu atmosferycznego między południowo-zachodnią Norwegią a Szkocją, stworzyły pogłębiającą się falę górną, powoli zmierzającą na wschód. W jej obrębie powstał niż wtórny – powolny, ale bardzo dynamiczny, ze skrajnymi termicznie frontami atmosferycznymi.

W środę, 9. sierpnia w godzinach rannych od zachodu wkroczył ciepły front atmosferyczny, związany z systemem niżowym znad Danii. Krótko po nim przyszedł mało aktywny front chłodny, jedynie z lokalnymi opadami deszczu. Temperatura maksymalna mimo tego jedynie na szczytach górskich nie osiągnęła 20 stopni, a przeważnie rozkładała się w zakresie 24-28 stopni, miejscami dochodząc do niemal 33. kreski. Opady stopniowo zanikały, a niebo z każdą godziną rozpogadzało się. Popołudnie i wieczór w wielu miejscach minęły niemal bezchmurnie, oraz ciepło i parno. Dopiero po zachodzie słońca konwekcja ruszyła w pasie od Kotliny Kłodzkiej po Ziemię Piotrkowską. Pierwsze błyski zanotowano około 22:15 w rejonie Krzępic koło Częstochowy. Na północ od Częstochowy burza stała się już superkomórką, dzieląc się kilkanaście minut później. Mniej więcej w tym samym czasie co w Polsce, nad centralną i północną Bawarią również ruszyła konwekcja. Po godzinie 22:00 nad wschodnią Bawarią i czeskim Krajem Pilzneńskim zaczął tworzyć się klaster burzowy, a jeszcze przed 23:00 w jego skład wchodziły już przynajmniej dwie superkomórki z wyraźną, notowaną radarowo rotacją. Po godzinie 23:30, przechodząc nad Krajem Usteckim i Saksonią, będąc już w bezpośrednim zasięgu polskich radarów meteorologicznych, dostrzec można było w klastrze pierwsze łuki burzowe – zapowiedź tego, co za kilka godzin miało przetoczyć się nad Polską. Było to jednak i tak preludium do tragicznych wydarzeń niemal dwie doby później.

Anatomia żywiołu

Aby zrozumieć, co dokładnie działo się w dniach 10. i 11. sierpnia 2017 roku, należy poznać jeden z najgroźniejszych typów wielokomórkowych układów burzowych. W sprzyjających warunkach, czyli wysokiej chwiejności, dużych zasobach wilgoci w dolnej i przynajmniej umiarkowanej w środkowej troposferze, ale przede wszystkim przy silnych uskokach wiatru, zwłaszcza w warstwie 1-3 km nad ziemią, powstać mogą gwałtowne komórki burzowe, w tym superkomórki. Jeśli dodatkowo wystąpi napływ chłodnego powietrza, to w środowisku silnego przepływu często powstają linie szkwałowe. Dodatkowe zafalowanie przepływającego powietrza, na przykład z powodu obecności gór, lub wytworzenia się płytkiej zatoki niżowej w obrębie frontu, napędza układ. Opady niesione przez burze ochładzają powietrze, tworząc za linią szkwału plamę chłodnego powietrza. To gnane silnym wiatrem w środkowej troposferze dogania burze, przemieszczając się z łatwością w cieplejszej masie powietrza. Jednocześnie jako cięższe i dodatkowo „dociskane” do ziemi przez tylną strefę prądu zstępującego, chłodne powietrze opada, pchając czoło układów. Powstaje tylny prąd napływowy (rear-inflow jet), który jeśli jest odpowiednio silny, odgina system burzowy w łuk. Taką formację, widoczną najlepiej na skanach radarowych, nazywamy bow echo.

Łuk burz, zwany bow echo to niemal gwarancja gwałtownych burz, generujących silny wiatr szkwałowy i często ekstremalnie silny wiatr prostoliniowy, związany z prądami zstępującymi superkomórek burzowych (downburst). Układy tego typu często niosą także nawalne opady deszczu i duży grad, rzadziej tornada. Paradoksalnie, najczęściej powstają z luźno zorganizowanych klastrów, zanim uformuje się wyraźna linia szkwałowa. Formacje bow echo są zazwyczaj krótsze od linii szkwałowych (mają średnio między 20 a 200 km szerokości, linie szkwału mogą mieć ponad 1000 km). Wypychane przez tylny prąd napływowy, głównie w centralnej części układu, odginają się w kształt łuku, w fazie dojrzałej zawijając ramiona do środka. W ten sposób powstać mogą mezoskalowe wiry konwekcyjne (mesoscale convective vortex, MCV), sprzyjające gwałtownym downburstom, opadom dużego gradu, oraz tornadom. Tam też, zwłaszcza w lewej części układu (w wirze rotującym cyklonalnie) porywy wiatru są najsilniejsze, w fazie dojrzewania najmocniej wieje w centrum układu. Takie formacje pojawiają się nawet kilka razy do roku, jednak bardzo rzadko o tak dużej sile.

Pierwsze bow echo

Około północy 10. sierpnia komórki znad pogranicza Czech i Niemiec stanowiły jeszcze luźną zlepkę burz. Godzinę później był to już dość dobrze zorganizowany klaster, powoli łączący się z obszarem nocnej konwekcji znad Dolnego Śląska. W zafalowaniu frontu, rozciągającego się w środę wieczorem (9.08.2017) w pasie od Obwodu Kaliningradzkiego, przez Warmię, Kujawy, Wielkopolskę i Dolny Śląsk, a dalej przez północno-zachodnie Czechy, Bawarię i Szwajcarię, powstał niż wtórny z centrum o 2:00 10. sierpnia nad pograniczem Bawarii i południowo-zachodnich Czech. Układ przemieszczał się powoli wzdłuż osi frontu na północny wschód, pchając przed sobą linię zbieżności wiatru. Początkowo burze rozwijały się w zasięgu bezpośredniego oddziaływania owego niżu, jednak po 1:00 widać wyraźną rozbudowę komórek w kierunku wschodnim, zanik zachodniej części klastra znad Niemiec, oraz wyraźną zmianę kierunku przemieszczania się składowych burz między godziną 2:30 a 3:30.

Jeszcze przed godziną 2:00 nad rejonem nad zachodnią, centralną i północną częścią Dolnego Śląska powstało kilka potencjalnie groźnych superkomórek. Jednocześnie strefa opadów i konwekcji znad centralnych Czech otrzymała wsparcie w postaci wspomnianej linii zbieżności. Burze gwałtownie przybrały na sile i zaczęły formować linię szkwałową. Około 2:30 nastąpił w rejonie Jeleniej Góry gwałtowny rozwój konwekcji, który zainicjował dalszą budowę burz nad szczytami Sudetów, aż po Kotlinę Kłodzką, nad którą linia burzowa znad Czech wkroczyła około 3:30. W tym samym momencie, jeszcze luźna linia komórek burzowych, w tym superkomórek, ciągnąca się od rejonu Zielonej Góry, aż po Wiedeń, wygięta była w kształt łuku, co zapowiadało rychłe powstanie formacji bow echo. Kolejne półtorej godziny to dalsza intensyfikacja centralnej i północnej części układu, czyli pasa od centralnej i południowej Ziemi Lubuskiej, przez południowo-zachodnią Wielkopolskę, po wschodnią część Dolnego Śląska i zachód Opolszczyzny. Przed godziną 5:00 południowa część układu, znajdująca się na zachód od Bramy Morawskiej, zanikła, przez co burze ominęły między innymi Żywiecczyznę, czy Metropolię Śląsko-Zagłębiowską. Pozostała część układu gwałtownie przyspieszyła i przybrała na sile. Formację bow echo wyraźnie widać mniej więcej od godziny 6:00.

Potężny układ wielokomórkowy w formie wysokoopadowego bow echo ze strefą rozległych opadów wielkoskalowych i burz w części północnej, mający szerokość około 200-300 km przetoczył się w pierwszej połowie doby w pasie od linii Poznań-Katowice, przez Ziemię Łódzką, północną część Górnego Śląska, wschodnią i centralną Wielkopolskę, Mazowsze, południe Kujaw, południowe i wschodnie Mazury i północną Lubelszczyznę aż po Podlasie. Spowodował liczne szkody wiatrowe, głównie w centralnej części województwa łódzkiego, na zachodzie i w centrum Mazowsza, oraz na pograniczu Ziemi Łódzkiej, Wielkopolski i Dolnego Śląska. Ulewy zalały też wiele posesji. Z powodu uszkodzenia centrum sterowniczego w Sierniewicach, oraz wielu powalonych drzew pociągi między Łodzią a Warszawą miały nawet ponad 3 godziny opóźnienia. Nawałnica przemieszczała się zgodnie z linią zbieżności wiatru i niemal idealnie w wytyczonej w środę wieczorem naszej prognozie.

Chwila spokoju z załadowanym karabinem

Ostatecznie bow echo opuściło nasz kraj około południa, wkraczając nad Litwę i Białoruś, ale to nie był koniec burz. Mniej więcej w tym samym czasie nad Morawami i zachodnią Słowacją zaczęły budować się burze, zmierzające powoli w kierunku Polski. Nad nasz kraj wkroczyły po godzinie 13:00, szybko nasilając się i stając się superkomórkami. Po niżu pozostała już tylko zatoka niskiego ciśnienia, biegnąca równolegle do osi frontu – z południowego zachodu na północy wschód. Sam front o 14:00 czasu polskiego rozciągał się od Warmii, przez północne Kujawy i Wielkopolskę po północną część Dolnego Śląska. Ciepły wycinek frontu coraz bardziej dominował, a odcinek chłodny popołudniu 10. sierpnia zaczął się rozpadać. Znaczne zasoby wilgoci po porannym bow echo nie spowodowały jednak rozwoju nowych burz, nie licząc superkomórek znad Małopolski i Podkarpacia, a później także znad Lubelszczyzny i wschodniego Mazowsza – w tych rejonach komórki powstały tylko dzięki obecności linii zbieżności wiatru, na których konwekcja mogła się rozwinąć.

Mimo średniej wilgotności względnej w okolicach 55-80% procent (miejscami jeszcze wyższej) i temperatury przekraczającej nad znacznym obszarem kraju 30 stopni, burze aż do godzin nocnych miały znacznie ograniczony potencjał, a w wielu miejscach aż do godzin rannych, 11. sierpnia niebo pozostało bezchmurne. Działo się tak z powodu silnej blokady konwekcji przez warstwę inwersji w ciepłym sektorze przez zafalowanym frontem atmosferycznym, oraz bardzo wysokiego poziomu kondensacji. Jest to tak zwany załadowany karabin, który tylko czeka na jakiś słabszy punkt w blokadzie, aby wystrzelić z całą mocą nagromadzoną w ciągu dnia. Niewielkie „wystrzały” pojawiły się wczesnym popołudniem w Małopolsce i na Podkarpaciu w postaci wyizolowanych, gwałtownych superkomórek z gradem i nawalnymi opadami deszczu. Przed godziną 16:00 również na Żywiecczyźnie i Kielecczyźnie pojawiły się superkomórki, zmierzające zgodnie z osią frontu na północny wschód. Kraniec południowo-wschodni Mazowsza otrzymał swoją krótką porcję burz około 17:30, a Lubelszczyzna między 17:00 a 22:00. Miejscami zagrzmiało także na południu Podkarpacia, oraz krańcach wschodnich Mazowsza.

Prognoza na piątek, 11. sierpnia

W czasie, gdy burze wkraczały nad południowo-wschodni kraniec Mazowsza, oraz do Lubelszczyzny, przechodzące nad Czechami słabe burze zaczęły się intensyfikować, najpewniej z powodu terenu wyżynnego, obecności płytkiego niżu i formującej się linii zbieżności. Komórki w formie wygiętego w łuk klastra przekroczyły granicę z Polską około 19:30, kierując się w stronę Opola, Rybnika i dalej na Częstochowę. Krótko po wejściu nad nasz kraj, łuk rozpadł się na niewielki, kilkukomórkowy układ, stopniowo tracący na sile. Ostatecznie zanikł on przed północą, zaraz po przejściu nad Piotrkowem Trybunalskim. Mimo dogodnych warunków, nowe burze nad Polską nie występowały aż do północy.

Nasz zespół około 20:00 rozpoczął przygotowywanie prognozy na dzień następny, 11. sierpnia. Sytuacja była trudna do prognozowania z powodu niepewnych wyliczeń dotyczących zachmurzenia oraz położenia frontu, a przez to miejsca inicjacji konwekcji. Front miał ponownie pofalować, ale nie było pewne do końca w jaki sposób – czy podobnie jak w czwartek, czy też zupełnie inaczej. Scenariuszy było kilka, ale każdy z nich mógł być tragiczny w skutkach. Ostatecznie w prognozie nie został uwzględniony najwyższy z możliwych – ekstremalny stopień zagrożenia burzowego. Powodów było kilka. Głównym była jednak niepewność prognoz, ciągłe zmiany obszaru potencjalnego zagrożenia, oraz fakt, że front mógł zachować się w zupełnie inny sposób, niż wskazywały na to prognozy, co ostatecznie się stało. Założyliśmy, jak się okazało wczesnym popołudniem błędnie, że front rozłoży się ponownie w osi południowy zachód-północny wschód. Faktycznie jednak front przełamał się jeszcze 10. sierpnia i wytworzył dość głęboki niż nad Saksonią, co ułożyło nad Polską ciepły sektor za frontem idącym dokładnie z południa, a w osi północ-południe front chłodny tuż za naszą zachodnią granicą.

Drugie bow echo

W czwartkowe popołudnie nad północnym Adriatykiem pojawiły się kolejne już tego dnia burze. Nie byłoby to nic nadzwyczajnego, gdyby nie fakt, że powstały w osi tego samego frontu, który rozpościerał się nad Polską. Fronty, w szczególności stacjonarne, a więc falujące, działają jak pasy transmisyjne, zwłaszcza w przypadku silnego przepływu w jego linii. To właśnie te komórki przeszły nad Czechami w godzinach popołudniowych i dotarły do Polski wieczorem 10. sierpnia. Nad Włochami, a później także nad Słowenią i północną Chorwacją powstały kolejne burze, szybko łączące się w gwałtowny układ wielokomórkowy, rozciągający się około godziny 20:00 nad pograniczem słoweńsko-austriacko-węgierskim. Burze parły na północny wschód, coraz mocniej skręcając na północ w związku z przebudową frontu. Przybierały na sile, formując niedługo po tym łuk. Jako bow echo, system przeszedł nad wschodnią Austrią, zachodnimi Węgrami, zachodnią Słowacją, oraz nad centralnymi i wschodnimi Czechami. Wyraźny łuk widać na skanach z polskich radarów już około godziny 23:00, jednak bow echo występowało zdecydowanie wcześniej.

Układ szedł po rozbudowanej, ułożonej południkowo linii zbieżności wiatru, a napędzał go obszar chłodnego powietrza, gnany postępującym od południowego zachodu chłodnym wycinkiem frontu. Z kolei na wycinku ciepłym, nad wschodnimi Niemcami pojawić się zaczynał kolejny system burzowy. Ten z kolei napędzany był budującym się w tym regionie niżem, podobnie jak wspomagana nim była konwekcja w zachodniej części układu znad Czech. Widać to najlepiej po niewielkim klastrze, który powstał przed głównym łukiem burz. Wkroczył on do Polski jednocześnie z burzami znad Niemiec, wyznaczającymi zasięg ciepłego sektora. Wkrótce po tym jednak zanikł.

Podobny los czekał pędzący z południa, choć słabnący, układ bow echo, który wkroczył do naszego kraju około 30 minut po północy. Po przecięciu linii Sudetów burze osłabły, utrzymując jednak znaczną siłę mniej więcej do linii Odry. Wówczas rozpoczął się powolny rozpad czeskiego bow echo. Wyraźny jego rozpad następuje w częściach wschodniej (prawej) i środkowej między 1:30 a 2:30. Zachodnia, lewa flanka pozostawała jeszcze aktywna jakiś czas, tworząc płytki, mezoskalowy wir konwekcyjny, oraz generując intensywne i dość długotrwałe opady deszczu. Po godzinie 3:00 w zasięgu linii odpływu (outflow boundary), czyli gnającej przed układem burzowym linii szkwału i chłodnego powietrza, pojawia się nowy system burzowy, szybko wchłaniany przez budującą się za frontem ciepłym linię umiarkowanych opadów i burz. Krótko po wschodzie słońca strefa zaczęła zanikać, najpierw rozpadając się na dwie, a później stopniowo tracąc na sile.

Cisza przed burzą

Piątek, 11. sierpnia, zaczął się podobnie jak ostatnie kilka dni – od porannych mgieł, zanikających, nocnych burz i szybko rosnącej temperatury po kolejnej, tropikalnej nocy. Nadal obowiązywały alerty IMGW przed upałami, dla południowo-wschodniej Polski najwyższego, trzeciego stopnia. Wydane zostały również ostrzeżenia 1. i 2. stopnia przed burzami dla zachodniej i południowo-zachodniej części kraju. O poranku front ciepły powoli opuszczał Polskę, idąc dalej na północ, podczas gdy linia frontu chłodnego cofnęła się za Odrę, pozostając nad Niemcami. Zbudowała się też kolejna linia zbieżności wiatru, biegnąca w pasie od okolic Wrocławia po wschodnią Słowenię. W jej zasięgu, jak i na wschód od niej – nad Węgrami, północną Chorwacją i Słowacją, zaczęły już wcześnie rano formować się silne burze, napędzane wilgotną i upalną masą powietrza zwrotnikowego.

Temperatura w dzień w okolicach Warszawy wyniosła niemal 35 stopni, miejscami we wschodniej i południowej Polsce było jeszcze cieplej – w Krakowie stacja Obserwatorium zanotowała maksymalnie aż 36,2 stopnia przy średniej wilgotności aż 60%. Miejscami było jeszcze bardziej parno – do nawet 80% wilgotności względnej przy ponad 33 stopniach. Im dalej na północ, tym jednak było chłodniej – na Pomorzu temperatura maksymalna wyniosła około 25-28 stopni. Za frontem, w Niemczech, było w tym czasie zaledwie 18, a w Świnoujściu, czy Słubicach około 21-22 stopni! Jeszcze przed godziną 7:00 znad Sudetów do województwa dolnośląskiego przeszły burze powstałe na wspomnianej linii zbieżności wiatru. Krótko po wejściu nad Polskę zanikały, prawdopodobnie blokowane przez zachmurzenie, oraz plamę chłodnego powietrza po porannym przejściu burz. Nadal jednak formowały się nowe komórki na olbrzymim obszarze rozciągającym się od brzegów północnego Adriatyku, przez Słowenię, północną Chorwację, zachodnie Węgry, Austrię, aż po Czechy. Przechodząc nad północnymi Czechami, tworzyły one krótkotrwałe linie szkwałowe, część z nich formowała się w łuki. Linie zbieżności zaczęły się jednak rozmywać, dając miejsce do rozbudowy kolejnego niżu, tym razem nad Czechami. Widać wyraźnie zanik nowych burz, przecinających Sudety wczesnym popołudniem.

Geneza derecho

Płytki niż znad Czech stworzył własny system frontalny, zmierzający na północ. jednocześnie nasilił się przepływ powietrza w osi południe-północ. Konwekcja nad Czechami chwilowo osłabła, z czego skorzystał mezoskalowy układ konwekcyjny znad Austrii. Krótko po południu wszedł on nad kraj, rozciągając przed sobą strefę szkwału. Napędzany czeskim niżem, oraz zasysając za sobą chłodne powietrze z pobliskiego frontu, przybrał na sile około godziny 15:00. O 15:30 nad Sudetami, w linii szkwału, związanej z owym układem, zaczęły powstawać nowe burze. Również sam system zaczął się przebudowywać, zyskując na sile, ale rozbijając się na wyraźnie wyizolowane komórki burzowe, w tym liczne superkomórki. Około 16:00 pierwsze burze pojawiły się w Polsce, a nad środkowymi Czechami burze zaczęły tworzyć pierwsze, dobrze zorganizowane formacje liniowe. Szybko poruszające się komórki znacznie się wzmogły nad Dolnym Śląskiem, tworząc wielokomórkowy układ burzowy (MCS) z pierwszymi, intensywnymi opadami deszczu, bardzo silnym wiatrem, gradem i licznymi wyładowaniami. Już wtedy, około 17:30 zaczęły do nas docierać raporty o szkodach wiatrowych. Wówczas strefa burzowa rozciągała się po południowo-zachodniej granicy – od rejonu Świebodzina i Rzepina, przez Legnicę i Wałbrzych po Kotlinę Kłodzką.

Krótko po godzinie 18:00 układ zaczynał powoli wyginać się w łuk. Wyglądało wówczas na to, że system przejdzie zgodnie z wcześniejszą prognozą na północy wschód, siejąc spustoszenie po niemal identycznej trasie co pierwsze bow echo. Niewiele później, tuż po 19:00 Jakub Stradomski, synoptyk Sieci, oszacował trasę układu i opublikował ją na profilu SOB na Facebooku, oraz w relacji live na naszej stronie internetowej. W tym momencie mieliśmy do czynienia z dobrze zorganizowaną formacją liniową, powoli formującą się w bow echo, rozciągającą się od Zielonej Góry po Nysę, czyli na odcinku przeszło 300 kilometrów. Jednocześnie cały czas prowadziliśmy relację na żywo, a niezliczona ilość raportów pomagała nam w ocenie zagrożenia. Już wtedy, późnym popołudniem 11. sierpnia wiedzieliśmy, że to na co patrzymy, może przejść do historii. Jednak jeszcze nikt z nas nie podejrzewał, że jako układ stulecia.

Intensyfikacja układu – dojrzewające bow echo

Od samego początku układ wyglądał bardzo groźnie, jednak dopiero nad Polską, mniej więcej o godzinie 20:00 powstał rozległy i wyraźny łuk burz widoczny na radarze. W około godzinę na linii Zielona Góra-Opawa (Czechy) powstało bow echo o długości około 300 kilometrów. Następnie, system zaczął wyraźnie skręcać – zamiast na północny wschód, szedł na północ-północny wschód. Zważywszy na trwający w pełni okres wakacyjny staraliśmy się do późnych godzin nocnych prowadzić relację, oraz ostrzegać społeczność przed nadciągającym niebezpieczeństwem, co się udało. Około 20:30, czyli kiedy układ wkraczał między innymi nad Poznań, pojawiły się pierwsze, oficjalne informacje o poważnych szkodach. Nasza skrzynka odbiorcza oraz System Raportów w mgnieniu oka zapełniły się wiadomościami o pierwszych zniszczeniach oraz relacjami z Waszych miejscowości. Mieliśmy cichą nadzieję, że układ nie spowoduje spustoszenia i niebawem zacznie zanikać, co jednak nie miało miejsca. System pędził po linii zbieżność w zasięgu płytkiego niżu na pofalowanym froncie. Było to klasyczne bow echo progresywne, idące równolegle do osi frontu stacjonarnego (pofalowanego), gnane silnym przepływem w troposferze.

W okolicach godziny 21:00 północna część układu się wzmogła, podczas gdy południowa zaczęła się odłamywać i wkrótce po tym obumarła. Układ odbił na północ – wprost na Pomorze. Burza weszła nad Kujawy tuż po 21:00, gdzie zaczęła gwałtownie się wzmagać. Pojawiło się charakterystyczne wybrzuszenie w centralnej części burzy, które sugeruje bardzo silne porywy wiatru. Na pomorskim, południowym horyzoncie można było dostrzec już bardzo liczne wyładowania. Burza pędziła z prędkością około 80-90 km/h. Z powodu znacznej prędkości układu, najgroźniejsza część burzy była poprzedzona przez szkwał o zaledwie dwie do trzech minut. Pierwsze uderzenie na terenie województwa pomorskiego nastąpiło około 22:10 na południe od Chojnic (okolice miejscowości Sławęcin). Później pas burz ciągnący się z zachodu na wschód na odcinku przeszło 150 kilometrów, uderzył z pełnym impetem w południowo zachodnią część województwa.

Tragedia na Pomorzu

Zaledwie 10 minut po dotarciu derecho nad Pomorze, szkwał wystąpił w rejonie Suszka i Rytla, ale to nie on był najgorszy. Zaraz za potężną, nisko zawieszoną chmurą szelfową i strefą dość silnego szkwału (około 70 km/h) nadeszła strefa opadu związana z jedną ze składowych burz, jak się później okazało, superkomórką. Owa komórka wygenerowała szeroki na około 10 kilometrów i trwający ponad godzinę niezwykle intensywny macroburst, którego siła była potęgowana przez olbrzymią prędkość układu. Składowa wiatru mogą miejscami wynieść aż 170 km/h, natomiast skany dopplerowskie z radaru w Gdańsku wskazują na niemal 160 km/h. Dokładnie w środku trasy tego macroburstu znalazł się obóz w Suszku.

Kolejne trzy godziny to wędrówka układu przez Pomorze, podczas której spustoszone zostały dziesiątki miejscowości. Największe szkody zanotowano wewnątrz obszaru Człuchów-Bytów-Łeba-Wejherowo-Kościerzyna-Czersk. Najgwałtowniejsze burze opuściły Polskę dopiero koło 1:00. Zanim jednak to nastąpiło, w zachodniej części układu, pojawił się mezoskalowy wir konwekcyjny (MCV). Zjawisko to, tak jak już wcześniej wspominaliśmy, powstaje czasami przy dojrzałej fazie bow echo (wówczas formuje się sygnatura comma echo) jako niewielki niż, często z gwałtownymi zjawiskami downburst, czy trąbami powietrznymi. To właśnie w obszarze, który pokonał, zanotowano największe zniszczenia. Najlepiej widać go na skanach radarowych wykonanych między godziną 23:20 a 1:10, jednak analizując ułożenie się okolicznego opadu, można podejrzewać, że pojawił się już około 22:50, przechodząc nad Chojnicami.

Około 23 w Internecie pojawiły się informację o wywróconej łodzi, którą podróżowało 6 osób. Wcześniej dostaliśmy liczne raporty z poważnymi szkodami, między innymi zdjęcie niemal zrównanej z ziemią stacji benzynowej w Wielkopolsce. Kolejne wiadomości były dramatyczne – bardzo liczne, połamane drzewa, dziesiątki tysięcy osób bez prądu, pierwsi ranni. Jeden z członków naszego zespołu, Robert Marcinowicz, mógł na własnej skórze odczuć siłę tego układu, będąc w momencie jego uderzenia na zachód od Trójmiasta. Jeszcze gdy burza była poza Pomorzem, na całym południowym niebie było widać niemy pokaz błyskawic – rozświetlających pełne wilgoci niebo. Bladożółte błyski z każdą minutą były coraz wyżej i coraz mocniej przechodziły w odcienie niebieskiego. Gdy układ był już blisko, całe południowe niebo stało się czarne, rozświetlane jedynie nieznacznie przez liczne pioruny. Dopiero gdy spód chmury szelfowej – potężnej i nisko zawieszonej, wyłonił się znad horyzontu, można było ocenić jej wielkość.

Krajobraz po burzy

Nocne analizy radiosondaży oraz najnowszych pomiarów ze stacji meteorologicznych utwierdziły nas w przekonaniu, że sytuacja jest naprawdę dynamiczna. Imponująca aktywność układu, świeże dane pomiarowe, czy sam wygląd układu na skanach radarowych wskazywały na poważne zagrożenie i coś, co na pewno zostanie na długo zapamiętane. Oficjalne pomiary z posterunków IMGW jasno dowodziły, że głównym zagrożeniem jest bardzo silny wiatr. Stacja Elbląg-Milejewo zanotowała poryw wiatru o prędkości 151,3 km/h! Nieco „słabsze” podmuchy wystąpiły w Chrząstkowie (129,6 km/h), Gnieźnie (125 km/h), Lęborku (112 km/h), Chojnicach (111,7 km/h) oraz Grudziądzu (103 km/h). To jednak faktyczne szkody i relacje świadków, a dopiero później dane teledetekcyjne ukazały prawdziwy ogrom tragedii.

Około 4-5 nad ranem dotarła do nas wiadomość o tragedii na obozie harcerskim w Suszku nieopodal Chojnic. Gdy nastał dzień, spłynęły do nas kolejne informacje, zdjęcia oraz nagrania. Widok tysięcy powalonych drzew w nadleśnictwie Rytel, zerwanych dachów oraz podtopionych ulic i budynków był przerażający. Z biegiem czasu materiałów przybywało.

Kilka dni później przedstawiono oficjalny raport RCB szacujący wielkość poniesionych strat. Zgodnie z przekazanymi informacjami największe zniszczenia odnotowano w Wielkopolsce, w województwie kujawsko-pomorskim i na Pomorzu. Śmierć poniosło 6 osób, z kolei 62 zostały ranne. Wśród ofiar były dwie harcerki, które zginęły przygniecione łamanymi drzewami w Suszku. Prawie 500 tysięcy osób pozostawało bez prądu. Zarejestrowano także kilka tysięcy wyjazdów Państwowej Straży Pożarnej. Tylko w województwie pomorskim ucierpiało aż 42 tys. ha lasów, czyli aż 17% powierzchni leśnej województwa. Ogółem nawałnica dotknęła 1/3 województwa pomorskiego. Wszystkie szkody, koszta akcji ratunkowych i porządkowych, oraz straty w leśnictwie, oszacowano na aż 2,8 mld zł i to tylko w województwie pomorskim! Łącznie w całym kraju powalonych zostało nawet 10 mln m3 drewna, uszkodzonych było niemal 5000 budynków, z czego 3500 stanowiły budynki mieszkalne.

Klasyfikacja układu

Ponad 6 miesięcy po tym tragicznym dniu,  część naszej ekipy udała się na miejsce w celach oględzin. Została sporządzona szczegółowa dokumentacja w okolicach miejscowości Wygoda i Skwierawy w powiecie bytowskim w gminach Parchowo i Studzienice. Dokonano również oględzin rejonu miejscowości Dziemiany, Trzebuń (gm. Dziemiany), Przymuszewo, Leśno, Brusy, Kosobudy (gm. Brusy), Rytel i Krojanty (gm. Chojnice). W rejonie Skwierawy dokonaliśmy pomiaru wysokości ułamania pni, oraz ich średnicy.

Typowym dla silnego wiatru prostoliniowego, jaki towarzyszy silnym szkwałom, downburstom, czy formacjom bow echo, jest ułożenie szczątków, czy ułamanych drzew, w jednym kierunku, rozchodzących się od środka pasa szkód na zewnątrz. Nie inaczej jest na trasie sierpniowej nawałnicy, gdzie drzewa leżą w kierunku północnym, a w rejonie Rytla i Chojnic północno-wschodnim.

Na miejscu udało się zauważyć ciekawą zależność – drzewa znajdujące się w zagłębieniu terenu przeważnie ułamane są na większej wysokości, niż te rosnące zaledwie 2-3 metry wyżej. W nawet niewielkich zagłębieniach terenu częściej też występowały niezłamane drzewa. Wśród drzew połamanych przeważały drzewa dorosłe o średnicy pienia ponad 20 cm, mniejsze zostały przeważnie wygięte. Drzewa o obwodzie pnia ponad 150 cm zostały ułamane przeważnie na wysokości 2-4 metrów, z kolei drzewa drobniejsze na wysokości mniej więcej metra. Drzew wyrwanych z korzeniami jest niewiele. Drzewa w młodnikach z kolei zostały w niewielkim stopniu uszkodzone, głównie przygięte lub ich korzenie zostały odsłonięte pod odchyleniu drzewka.

Wykonaliśmy też analizę danych pomiarowych, radarowych i satelitarnych, oraz rozłożenia raportów o szkodach. Miało to na celu stwierdzenie, czy układ można zakwalifikować jako derecho. Aby nie echo uznać za gwałtowną burzę wiatrową typu derecho musi ona spełnić kilka warunków. Poza oczywistymi cechami bow echo, układ musi w wielu miejscach przynieść wiatr przekraczający 26 m/s, a w przynajmniej trzech punktach wiatr musi przekroczyć 33 m/s. Dodatkowo te trzy punkty muszą być oddalone od siebie o minimum 40 mil morskich (74 km), a układ musi przejść przynajmniej 250 mil morskich (463 km).

Potwierdzono porywy o nawet większej sile niż wymagane (42,2 m/s w Milejewie koło Elbląga), to sieć stacji pomiarowych IMGW jest zbyt rzadka w tej części Polski, aby jednoznacznie potwierdzić maksymalną prędkość wiatru, ale wystarczyła, aby oficjalnie uznać sierpniowe bow echo jako derecho. Poza Elblągiem, Chrząstkowem i Gnieznem, zmierzone porywy były tuż poniżej 33 m/s, jednak warto odnotować fakt, że wszystkie stacje pomiarowe IMGW znajdują się poza pasem największych szkód – odległość stacji w Chojnicach od granicy pasa zniszczeń w rejonie Rytla to około 4 km. To doskonałe obrazuje, że nawet rozległe i gwałtowne układy burzowe niosą lokalne zjawiska, które nie muszą wystąpią c w całym obszarze systemu burzowego. Całkowita długość trasy jaką pokonało bow echo, czyli odcinek między Wrocławiem a otwartym Bałtykiem na wschód od Karslkrony, wyniosła ponad 540 km, co w pełni, zgodnie z definicją Storm Prediction Center klasyfikuje układ jako derecho. Gdyby jednak liczyć trasę, jaką pokonały składowe burze z tego układu, mielibyśmy odcinek o długości około 1000 kilometrów, a zakładając klaster znad Czech mamy około 800-kilometrową trasę. Dodatkowo układ przemieszczał się w osi frontu jako pojedynczy system, co precyzuje ten przypadek jako derecho progresywne.

Co jeszcze spotęgowało straty?

Bow echo z 11, sierpnia 2017 roku było ekstremalnie groźne z kilku powodów. Pierwszym i najważniejszym jest to, że przeszło głównie wieczorem i w nocy, kiedy to nie jesteśmy w stanie z ziemi wypatrzeć wielu sygnałów zapowiadających nadchodzący kataklizm. Choć burza generowała bardzo liczne wyładowania (w rejonie Trójmiasta pojawiały się średnio co sekundę), które powinny być same w sobie ostrzeżeniem, to mrok nocy zasłonił przed oczami większości osób na trasie burzy jeden, bardzo ważny znak ostrzegawczy. Był nim potężny wał chmurowy (łac. arcus), zwany również szelfem lub chmurą szelfową. Ten który poprzedził piątkową nawałnicę był niezwykle dobrze rozbudowany i osoba wiedząca o takich formacjach mogła go bez trudu wypatrzeć w świetle błyskawic. Gdyby burza przyszła za dani, wówczas wiele osób zwróciłoby na niego uwagę, oraz na prędkość z jaką się porusza. Wówczas znacznie więcej osób zdążyłoby się ukryć przed nachodzącą burzą, lub chociaż przygotowała się na jej nadejście. Niestety nawet osobom wprawionym w ściganiu czy monitorowaniu burz ciężko było określić siłę jak i prędkość układu, bez pomocy radarów meteorologicznych, czy detektorów wyładowań.

Duże znaczenie ma również jego prędkość i ogólna siła układu. Bow echo z 11. sierpnia przemieszczało się z prędkością do 90-100 km/h, pokonując trasę z Pruszcza Gdańskiego do Gdyni w około 20 minut! Silne porywy wiatru to składowa dużej prędkości układu (czasami ponad 120 km/h), oraz prostoliniowych porywów wiatru powstałych przez zjawiska typu downburst i microburst. Podłoże meteorologiczne opisaliśmy obszernie powyżej, ale szkodliwy jest też brak świadomości co do siły burz w Polsce. Większość społeczeństwa traktuje letnie burze jako coś, co trwa kilka minut, trochę popada, powieje, dwa razy zagrzmi i koniec. Jest to myślenie błędne, które już w poprzednich latach spowodowało straty w ludziach. Wina leży głównie po stronie podstawy programowej z geografii w szkołach, oraz rządu, samorządów, służb porządkowych i kryzysowych, mediów czy organów odpowiedzialnych za monitoring pogodowy.

Nie ma w Polsce systemu ostrzegania meteorologicznego. Jest system informacji pogodowej, czyli Alert RCB, ale on jedynie informuje o prognozowanych zjawiskach i nie ma wiele wspólnego z realnym, nowcastingowym ostrzeganiem. Podobnie w kwestii procedur, przeciwdziałania skutkom gwałtownej pogody, czy minimalizacji strat przed ich nadejściem. Poza własnym okiem i monitorowanie radarów, czy detektorów wyładowań, czego poprawnie nie umie większość społeczeństwa, nie ma sprawnego systemu informowania w razie ekstremalnych warunków meteorologicznych, a zwłaszcza w razie gwałtownych burz.

Ludzkie emocje zza kulis relacji na żywo

Następny dzień, czyli 12. sierpnia dla nas kojarzy się już tylko z czerwonymi paskami na każdym z programów informacyjnych, wypowiedziami ekspertów, służb ratunkowych, polityków, synoptyków, a przede wszystkim osób poszkodowanych przez kataklizm. To także dzień, kiedy zrobienie prognozy było bardzo trudne, mając świadomość co się wydarzyło zeszłej nocy. Tego dnia relację prowadziła trójka naszych prognostów: Mateusz Łukasik, Mateusz Piecychna oraz Piotr Karcz z pomocą Kuby Stradomskiego, Darii Babś i Roberta Marcinowicza. Była to bardzo trudna praca, biorąc pod uwagę to co widzieli na skanach radarowych oraz detektorach wyładowań.

Dni takie jak 11. sierpnia to prawdziwy koszmar dla synoptyków i nowcasterów. Nasze życie z dnia burzowego to pot, łzy i nerwy. Widząc tego typu układ burzowy robimy co w naszej mocy, aby ostrzec ludzi na czas. Prognozy wydajemy zawsze, kiedy następnego dnia ma się dziać w pogodzie coś niepokojącego. Choć jest ona jedynie przewidywaniem tego co może wystąpić, jedynie w oparciu o wyliczenia modeli pogodowych, to jest pierwszym ostrzeżeniem przed groźnymi burzami.

Oczywiście najważniejsza jest relacja na żywo – poszukiwanie superkomórek, przewidywanie najbliższych minut w oparciu o dane radarowe i satelitarne, ale także cierpliwe odpowiadanie na wiadomości typu “Wasza prognoza ssie, u mnie nie ma burzy a jestem w DZ” podczas gdy burza jest 20km od tej osoby, lub “Czy tu będzie burza?”. Są też i komentarze w stylu “Czekam na burzę!”, czy „Fajnie, będzie u mnie konkret!”, świadczące niestety często o braku świadomości jakie zagrożenie burze z obszarów DZ, czy nawet SRD mogą nieść ze sobą.

Są ciężkie dni, ale są chwile, kiedy masz świadomość że ratujesz życie. Są chwilę, kiedy czujesz sens swojej pracy. Kiedy matka dziękuje Ci za ostrzeżenie bo dzięki Tobie zdążyła zabrać dzieci do domu. Podziękowania za to, że ktoś zdążył uciec lub schować to co cenne. Każde “dziękuję” to najcenniejsze co możemy dostać po ciężkim burzowym dniu… I ta świadomość jest tu piękna.

Dlatego cenimy burze za “show” ale za każdym odgłosem zachwytu czai się zatroskany wzrok o to, czy w zasięgu oczu nie ma nikogo, kto może zostać przez to ranny. Każda odbiciowość na mapie to głównie ludzie, którzy w zasięgu tego się znajdą.

Nie chodzi o fejm, nie chodzi o sławę. Nie o zasięg na fejsie czy o lajki. Tu chodzi o ludzi.

 

Opracowanie: Robert Marcinowicz na podstawie wspólnego opracowania Darii Babś, Piotra Karcza, Mateusza Piecychny, Mateusza Łukasika i Roberta Marcinowicza, oraz danych radarowych IMGW-PIB, danych teledetekcji Blitzortung i Siemens, zdjęć satelitarnych EUMETSAT, pomiarów aerologicznych IMGW-PIB, oraz archiwalnych prognoz modeli Swiss, ECMWF, GFS, WRF, ICON i COSMO_DE. W opracowaniu korzystano z informacji z systemu raportów, archiwum relacji live i strony www Sieci Obserwatorów Burz.