Poster

Meteorologiczne uwarunkowania powodzi błyskawicznych

w Gdańsku w 2018 roku.

Daria Babś1,2, Robert Marcinowicz2

1) Zakład Klimatologii i Ochrony Atmosfery, Uniwersytet Wrocławski
2) Stowarzyszenie Sieć Obserwatorów Burz


Wstęp

W dobie zmian klimatu coraz częściej mówi się o zjawiskach ekstremalnych, które pojawiają się także w Polsce. Wśród nich są nawalne opady, które niejednokrotnie przyczyniają się do znacznych strat w mieniu i infrastrukturze. Celem opracowania jest poznanie meteorologicznych uwarunkowań wystąpienia i przebiegu nawalnego opadu w Gdańsku (11 maja 2018 roku), który spowodował powódź błyskawiczną. Zalane zostało wiele ulic w centrum miasta, doprowadzając do komunikacyjnego paraliżu, oraz do podtopienia Forum Gdańsk.

 

Metodyka

  • Dane z systemu GNSS o strukturze kolumnowej zawartości pary wodnej (IWV) w troposferze – rozkład czasowy i przestrzenny.
  • Sondaże aerologiczne – analiza prionowego profilu wilgotności względnej i bezwzględnej w przedziałach wysokości co 500 i 1500 metrów.
  • Mapy radarowe z sieci POLRAD – interpretacja pola opadu atmosferycznego (jego zmienność, zasięg, intensywność)

Wyniki
W profilu pionowym wilgotności względnej (ryc. 4) i bezwzględnej (Ryc. 5) oraz przebiegu IWV w wybranych stanowiskach (Ryc. 6), udokumentowano wyraźny wzrost zawartości pary wodnej w słupie powietrza, który pojawia się przed wystąpieniem opadów nawalnych (ryc. 8). Jest to dobrze widoczne na wykresie kumulacyjnym wartości IWV dla zdefiniowanych warstw wysokościowych (Ryc. 5). Charakterystyczny jest wzrost udziału pary wodnej (>25%), znajdującej się w warstwie powyżej 3000 m. To z kolei stwarza możliwości wydajniejszego „posiewu” kryształków lodu, których obecność przyspiesza procesy opadotwórcze (Chen i in., 2017).

Ryc. 4 Wilgotność względna [%] w pionowym profilu atmosfery w Łebie
Ryc. 5 Zmiany pionowej struktury IWV z sondaży aerologicznych z Łeby
Ryc. 6 wykres zmienności IWV w czasie dla stacji w Barcianach, Gdańsku i Koszalinie

 

Sytuacja synoptyczna
11 maja 2018 roku Polska znalazła się w zasięgu bruzdy niskiego ciśnienia, wzdłuż której południkowo przebiegał quasi-stacjonarny, zafalowany front atmosferyczny z aktywną strefą konwekcji (Ryc. 1). Z południowego wschodu nad Polskę napływała ciepła i sucha masa powietrza kontynentalnego, natomiast z południowego zachodu, zasobne w parę wodną powietrze polarnomorskie ciepłe. Granica pomiędzy obiema masami charakteryzowała się niewielkim gradientem temperatury, oraz sporym gradientem wilgotności (ryc. 2). Strefa, w której pojawił się znaczny potencjał do rozwoju konwekcji, charakteryzowała się znaczną rozciągłością południkową, przy niewielkiej rozciągłości różnoleżnikowej. Stąd dane analizowane z wybranych stacji aerologicznych nie do końca można uznać za idealnych reprezentantów tej strefy (ryc. 3).

Ryc 1. Mapa synoptyczna z 11.05.2018 z godziny 12UTC (źródło: KNMI)
Ryc. 2 Mapa z rozmieszczeniem IWV (źródło: http://geo2.igig.up.wroc.pl)
Ryc. 3 Diagram aeorologiczny dla stacji w Łebie (źródło: http://weather.uwyo.edu)

Dynamika opadów
O godzinie 16:00 nad Pruszczem Gdańskim powstała niewielka komórka opadowa, która na obrazie radarowym z 16:10 widnieje jako superkomórka generująca opad nawalny. W ciągu godziny, w centrum Gdańska spadło 39 mm deszczu, podczas gdy średnia miesięczna w maju wynosi 43 mm. Co więcej, w zasięgu rdzenia opadowego, podobne sumy opadu wystąpiły w czasie około 30 minut.

Ryc. 7 Obrazy radarowe natężenia opadów (źródło: misi.ayz.pl/pogodynka)
Ryc. 8 Mapa izohietowa opadu godzinnego w Gdańsku (źródło: opracowanie własne na podstawie danych z Gdańskich Wód oraz systemu POLRAD)
Ryc. 9 Widok na rdzeń opadowy (autor: Piotr Majchrzak)

Konkluzje

  • 11.05.2018 zaistniały dogodne warunki do rozwoju konwekcji (konwergencja w strefie quasi-stacjonarnego zafalowanego frontu), czego efektem było powstanie silnie wypiętrzonych komórek burzowych.
  • Istotny wpływ na intensywność, oraz przebieg opadu miał pionowy rozkład IWV w troposferze – niemal 25% pary wodnej znajdowało się w warstwie powyżej 3000 metrów.
  • Krótki, ale gwałtowny wzrost IWV w Gdańsku o godzinie 15:00, zidentyfikowany dzięki danym GNSS, należy łączyć bezpośrednio z gwałtownym rozwojem konwekcji oraz wystąpieniem opadów o charakterze nawalnym.
  • Gwałtowny spadek IWV 12.05. związany jest z adwekcją ze wschodu dość suchego powietrza kontynentalnego.
  • Charakter opadów, ograniczony zasięg obszaru objętego opadem nawalny, oraz dokumentacja fotograficzna uprawniają do stwierdzenia, że wystąpiło w tym przypadku zjawisko tzw. „downburst”

Literatura: Chen B., Liu Z., Wong W., Woo W., 2017, Detecting Water Vapor Variability during Heavy Precipitation Events in Hong Kong Using the GPS Tomographic Technique. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology 34, 1000-1019.