Pierwsze mezocyklonalne tornado sezonu 2020!

Podczas przechodzenia aktywnego frontu atmosferycznego, w poniedziałek, 11. maja 2020 roku w województwie łódzkim zanotowano pierwsze w tym roku, mezocyklonalne tornado. Szczegółowa analiza zjawiska nadal trwa. Możemy jednak podzielić się efektami wstępnego studium przypadku.

Zgodnie z prognozami, w poniedziałek (11. maja 2020) przez Polskę przeszły dość silne burze. Choć sytuacja najgroźniej wyglądała na Podlasiu i Mazowszu, to najwięcej szkód burze wyrządziły w województwie łódzkim. Tam też przeszło pierwsze w tym roku tornado, czyli trąba powietrzna związana z superkomórką burzową. Szeroki materiał dowodowy, nagrania trąby, oraz wizje lokalne pozwoliły na dokładne odtworzenie zdarzenia, a analizowane w ostatnich dniach dane radarowe, sondaże aerologiczne, dane pomiarowe i mapy pola barycznego pozwoliły na rekonstrukcję cyklu burzy. Szczegóły zdarzenia będą jednak dogłębnie analizowane w najbliższych tygodniach.

Podłoże synoptyczne

Tornado powstało, gdy Polska znajdowała się w centralnej części osi zatoki nabierającej z czasem charakteru bruzdy niskiego ciśnienia. Z układem związane były liczne ośrodki rozłożone w linii od południowej Francji aż po północną Skandynawię. System ten dzielił Europę na dwie części – tą która znajdowała się pod wpływem przetransformowanego przez nagrzany ląd powietrza polarnomorskiego ciepłego i część na północy znajdującą się pod wpływem arktycznych mas powietrza ściąganych na południe przez wyż znad Północnego Atlantyku i północną cześć wcześniej wspomnianej bruzdy. Tak kontrastowe masy powietrza był przyczyną znacznej amplitudy temperatury. Gdy na północy Polski było ledwo 7-8°C, na południu temperatura sięgała jeszcze 28°C, dając różnicę 20°C.

Na mapie z godziny 18 UTC w centralnej Polsce widoczny jest płytki ośrodek niskiego ciśnienia, który powstał na zafalowaniu frontów nieopodal Worka Turoszowskiego. Towarzyszący mu układ frontów doprowadził do powstania w rejonie województwa Łódzkiego do zbieżności prądów. Mapa utworzona przez Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej nie wykazuje cyklogenezy, a właśnie linię zbieżności idącą przed frontem chłodnym.

Radiosondaże

Dla analizy i interpolacji warunków panujących w czasie pojawienia się analizowanej burzy i trąby powietrznej w okolicach Łasku posłużyć mogą sondaże aerologicznej z Wrocławia i Legionowa. Wszystkie te trzy miasta tworzą linię o nachyleniu względem równoleżników niemal identycznym jak front. Założono więc, że przez każdy z tych punktów front przeszedł w tym samym momencie, a w terminie sondażu znajdowały się w tej samej masie powietrza. Zarówno we Wrocławiu jak i w Warszawie o 12 UTC nie zaobserwowano żadnych warstw hamujących w dolnej troposferze. W Warszawie warstwa z izotermią zaznacza się dopiero na wysokości 3000 m. Podobna warstwa zaznacza się na tym samym poziomie we Wrocławiu, jednak tutaj da się zauważyć dalszy, nieznaczny spadek temperatury.

Parametry konwekcyjne w obu stacjach nie wskazywały potencjału na gwałtowne zjawiska burzowe. Poziom zrównania, oznaczający jednocześnie koniec potencjału konwekcji, czyli w przybliżeniu wierzchołek chmur konwekcyjnych, we Wrocławiu sięgał do około 6000m nad ziemią, w Warszawie jedynie do 3000-3500m. Parametry wyznaczające zagrożenie burzowe wskazywały na możliwość powstawania licznych komórek burzowych o lekkiej lub umiarkowanej gwałtowności. Warty uwagi jest wskaźnik PWAT informujący o kolumnowej zawartości pary wodnej w atmosferze. Zaledwie dwa dni wcześniej we Wrocławiu wynosił 13 mm i z każdym sondażem rósł by w momencie najbliższym analizowanej burzy osiągnąć ponad 31 mm i zaraz gwałtownie spaść w ciągu doby do zaledwie 7mm. W Warszawie sytuacja wyglądała analogicznie, jedynie wartości były nieco niższe. W obu sondażach widoczna jest zmiana kierunku i prędkości wiatru w dolnych warstwach troposfery, ale we Wrocławiu zaznacza się ona znacznie wyraźniej.

Burze w dniu 11. maja 2020

Pierwsze opady konwekcyjne pojawiły się w okolicach Płocka o 11:40. Niecałe pół godziny później również na zachód od Wałbrzycha pojawiły się opady. Komórka znad Mazowsza przeistoczyła się w superkomórkę, którą przechwycił pod Różanem nasz zespół pościgowy w składzie Paweł i Marta Błaszkowscy. Pierwsze wyładowania nad Polską wystąpiły koło południa z omawianej komórki. Kolejne około 40 minut później nad Dolnym Śląskiem. Zakładana w prognozach dynamika na północnym wschodzie kraju była jednak niewielka – poza kilkoma krótkotrwałymi burzami, oraz przynajmniej trzema superkomórkami, nie wydarzyło się tam wiele, najpewniej z powodu wysokiego poziomu kondensacji (w Legionowie o godzinie 14:00 był na wysokości 1663 metrów). Większy rozwój konwekcji na Dolnym Śląsku nastąpił około godziny 14:00. Nad Opolszczyzną godzinę później.

Główna inicjacja konwekcji przypadła na okres między godziną 15:00 a 16:00. Wtedy też w pasie od Wałbrzycha po Łomżę rozwinęło się kilkanaście komórek opadowych. Część z nich zyskała status superkomórek, między innymi dwie burze powstałe między Opolem a Namysłowem. Te dwa układy powinny najbardziej przykuć teraz naszą uwagę. Przemieszczały się, podobnie jak większość burz tego dnia, wzdłuż linii zbieżności wiatru, biegnącej od Dolnego Śląska ku Podlasiu. Dominujący kierunek przemieszczania się burz z tego dnia to z południowego zachodu na północy wschód. Te dwa układy jednak, podobnie jak i kilka innych zanotowanych 11. maja 2020 roku, skręcały bardziej na wschód niż reszta burz i okolicznych opadów. Zachowanie typowe dla prawoskrętnych superkomórek.

Kolejne godziny to w miarę stabilna sytuacja z kilkoma, długo żyjącymi superkomórkami, w większości w województwach łódzkim i mazowieckim. Ostatnie wyładowania padły około godziny 22:30. Nad ranem krótkotrwała burza pojawiła się na Lubelszczyźnie.

Rekonstrukcja trasy burzy

Pierwotna superkomórka powstała jako wyizolowana komórka konwekcyjna między 14:30 a 14:40 niedaleko Opola (okolice Dobrzenia Wielkiego i Stobrawskiego Parku Krajobrazowego). Już około godziny 15:10 można doszukiwać się radarowych cech superkomórki u omawianej burzy. Od początku swojego istnienia cechowała się jednak znaczną niestabilnością. Okresowo jej odbiciowość malała, burza reorganizowała się, zmieniała kierunek. Szczyt jej aktywności przypada na okres między 16:30 a 17:15. Są wówczas najbardziej wyraźne struktury typowe dla superkomórki (hook echo, kolce gradowe, zbity rdzeń opadowy i rdzeń gradowy, oraz WER). Około 17:15 dochodzi do podziału burzy – gwałtownie spada odbiciowość obu komórek, a burza lewoskrętna szybko zanika.

Prawoskrętna superkomórka skręca na wschód, niemal całkowicie zanikając. Odbudowuje się około 17:30 w okolicach Widawy, najprawdopodobniej w skutek zderzenia z istniejącym tam wówczas obszarem opadów. W tej fazie komórka przemieszczała się z prędkością około 60 km/h na północny wschód i była w trakcie kolejnej reorganizacji. Powstaje podłużne pasmo opadów, najwidoczniej z wbudowanym mezocyklonem.  Następuje kolejna, krótkotrwała regeneracja burzy, odbiciowość nieznacznie wzrasta. W tym momencie domniemany mezocyklon znajduje się nad Luciejowem i gwałtownie skręca na północ, wzdłuż drogi wojewódzkiej numer 483. 10 minut później jest już nad rejonem Buczka. Komórka przyjmuje bardziej zorganizowaną formę, wzrasta odbiciowość, pojawia się grad.

Tornado schodzi najpewniej między godziną 17:46 a 17:52. To wtedy niewielka, niewyraźna na radarze formacja hook echo znajduje się nad pasem zniszczeń. Jednocześnie burza przecina drogę S8 i wkracza nad Łask jako silny opad deszczu. Lotniskowa stacja meteorologiczna w Łasku notuje spadek temperatury o 10 stopni w ciągu dwóch godzin, burzę nad lotniskiem i umiarkowane opady. Nie ma silnego wiatru. Po minięciu Łasku, burza nie daje już wyładowań i zaczyna się jej faza zaniku. Ostatecznie niknie około godziny 18:40 nad Łodzią.

Klasyfikacja zjawiska

Pierwszą informacją o trąbie było nagranie z okolic Łasku wskazujące na dość szerokie, ciemne obniżenie (grafika na początku wpisu). Niestety jakość nagrania nie pozwoliła stwierdzić, czy wystąpiło tornado, czy też nie. Kilka minut wcześniej napłynęły raporty o szkodach w Buczku, Woli Buczkowskiej i Czostkowie F koło Łasku. Lokalizacja nagrania wskazywała na to, że ujęto właśnie trąbę powietrzną. Sprawa tylko pozornie wydaje się prosta – na nagraniu las zasłaniał horyzont, oraz ziemię pod potencjalną trąbą. Dało to możliwość następującego zbiegu okoliczności – wystąpienie chmury stropowej, lub zwykłego scuda bez tornada, ale za to ze zjawiskiem microburst, lub nawet z lokalnie silnym szkwałem.

Dopiero nadesłane dwa dni później do grupy Łowcy Burz Łodzkie ujęcie z kamery ochroniarskiej rozwiało wątpliwości. Widoczne jest najpierw niewielkie, ale gwałtownie się obracające zawirowanie na polu, a kilkanaście sekund później odłamywane gałęzie i zasysana blacha z dachu. Dalsze ustalenia poczyniliśmy po wizji lokalnej. Wykonane oględziny wykazały pas szkód o lekko łukowatym kształcie, nieciągłym przebiegu na łącznej długości około 2,5 do 3 km, oraz o maksymalnej szerokości w okolicach 40 metrów. Ułożenie szlaku pokrywało się z trasą domniemanego hook echo w prawoskrętnej, niskoopadowej superkomórce, która wówczas przechodziła w regionie.

Co ciekawe, nagranie z daleka wskazuje na rozległe tornado klinowe. Tymczasem oględziny nie wykazały pasa o szerokości większej niż 40 metrów. Możliwe, że główna kolumna nie dotarła do ziemi, a wszelkie zniszczenia spowodował jeden lub kilka krótkotrwałych wirów ssących. Wskazywałoby na to nagranie z kamery ochrony. Widać na nim krótkotrwały wir na polu, przypominający intensywnego, mokrego diabła pyłowego, a kilkanaście sekund później, prawdopodobnie już inny wir, wysysa blachę z wiaty garażowej i skręca gałęzie. Nie widać wyraźnej kolumny tornada, lub jest ona bardzo jasna i zlewa się z tłem. Ujęcie z kamery zostało wykonane od strony clear slota, a więc na tle najpewniej ciemniejszym, lub podobnej jasności co trąba . Film z Łasku ukazuje z kolei ciemną trąbę, nagraną od strony północnej, a więc tornado jest na tle clear slota.

Moment powstania tornada i charakterystyka

Analiza skanów radarowych i prędkości przemieszczania się burzy wskazuje na uformowanie się pierwszego leja około godziny 17:46 w rejonie toru quadów i lasku na północnej granicy Buczka. Tamtejsze szkody są jednak punktowe i wskazują na słaby wiatr, być może związany z krótkotrwałymi, wąskimi wirami ssącymi. Pierwsze, konkretne szkody są w gospodarstwie przy DW 483 i niewielkim lesie brzozowym niedaleko Woli Buczkowskej. W omawianym gospodarstwie wiatr, najpewniej z pogranicza EF0 i EF1 zerwał blachę z wiaty i uszkodził płot. Główny obszar zniszczeń leśnych został z kolei wycięty, jednak na szczytach drzew widoczne są szkody od wiatru. Drzewa w okolicy pasa szkód wykazują ślady ukręcenia przez wiatr. Szkody w lasku wskazują na najwyżej górne EF0. Dalej pas ponownie staje się nieciągły. Strat na polach i łąkach nie stwierdzono, lub najwyżej są to pojedyncze, mało istotne szkody w krzewach.

Pas odkręca na kierunek północ-północny zachód od pierwotnego północ-północny wschód. Ma to związek z przebudową burzy i prawdopodobnie powstaniem obszaru prądu wstępującego w okolicach Łasku, lub też nad samym miastem. Trąba staje się na pewien czas nieco bardziej stabilna. Zakładając względnie stałą prędkość, około godziny 17:50 uderza w zabudowania. Całkowicie zerwany zostaje dach z budynku mieszkalnego, ale okoliczna zabudowa nie doznaje większych uszkodzeń. Kolejne, ostatnie wykryte przez nasz zespół szkody znajdują się kolejne 500 metrów dalej i jest to dach stodoły, oraz kilka gałęzi dookoła. Straty w dachu wskazują na dolne EF1, w drzewostanie na EF0. Późniejsze szkody są mocno nieciągłe i nikną w łąkach. Prawdopodobnie na linii niedalekiej rzeki trąba zanikła. Wskazują na to skany radarowe z godziny 18:00, gdzie z burzy niewiele już zostaje. Zaledwie 10 minut później jest jeszcze w miarę zorganizowaną superkomórką. Całe tornado trwało mniej więcej 7 minut.

Siła tornada

Pierwsze oględziny miejsca zejścia wiru wskazują na tornado o średnicy najpewniej nie większej niż 100 metrów i o szlaku zniszczeń o długości mniej więcej 4 kilometrów. Pas jest nieciągły – posiada przerwy, niektóre długie na kilkaset metrów. Późniejsze oględziny skorygowały średnicę leja na maksymalnie 40 metrów, a długość pasa zniszczeń na około 3 kilometry (+- 500 metrów). Według ustaleń ekipy Łowcy Burz Łódzkie, szkody wskazują na trąbę powietrzną. Śladów wiatru prostoliniowego wstępnie nie stwierdzono, ale nadal nie wykluczamy możliwości wystąpienia zjawiska microburst w towarzystwie tornada.

 

Zanotowane szkody obejmują między innymi zerwanie lekkich konstrukcji dachowych (garaże, wiaty, stodoły), uszkodzenia dachów domów mieszkalnych w nieznacznym stopniu (przeważnie koło 10-40% pokrycia dachowego) i przynajmniej jeden przypadek poważnego uszkodzenia dachu. Zgodnie z rozszerzoną skalą Fujity, uszkodzenie dachu na powierzchni powyżej 20% w budynku mieszkalnym wskazuje na wiatr wiejący około 155 km/h, a przy słabszych konstrukcjach na już 130 km/h. Uszkodzenia w lesie niedaleko Woli Buczkowskiej wskazują na krótkotrwałe zejście trąby o sile EF0. Drzewa zostały tam jednak ścięte przez pilarzy przed wykonaniem oględzin. Ślady w ich koronach wskazują jednak na najwyżej nieznaczne uszkodzenie, spowodowane wiatrem nie większym niż 125 km/h. Dalsze szkody obejmują mniejszy uszczerbek w budowlach – zerwaną blachę z wiaty garażowej, powalony płot, czy uszkodzenie stodoły.

Mamy więc drugi przypadek kontaktu z ziemią trąby powietrznej w Polsce w 2020 roku i pierwsze w tym roku tornado związane z superkomórką burzową.

Podsumowanie

Rodzaj zjawiska:
Tornado mezocyklonalne

Siła:
EF1/T2

Szacowana prędkość wiatru w kolumnie:
130-155 km/h

Średnica leja u podstawy:
maksymalnie 40 metrów

Trasa:
Około 3 km, szlak nieciągły

Czas trwania:
Około 7 minut

Szkody:
Zerwane lub uszkodzone dachy, połamane większe gałęzie i niewielkie drzewa, pojedyncze drzewa ukręcone, zniszczone wiaty i lekkie garaże, uszkodzone samochody, zerwane linie energetyczne